海上锚定抗冰环境监测平台技术研究

海上锚定环境监测平台是海洋环境长期定点立体实时观测的基本手段,是海洋环境监测的重要技术装置。它可以在无冰海域实现无人值守的全天候、全天时观测,不仅可以观测海面附近的环境参数,还可观测水下剖面环境参数。冬季海洋结冰区域的环境监测数据长期缺失,一定程度上影响了海洋观测和海上资料的连续性,给预警预报、科研生产、国防建设和海洋开发等人类活动带来重大影响。文中提出了困扰我国科研及预报等部门的冬季冰期海洋环境监测数据缺失的问题,通过对锚定抗冰平台工作载荷的理论分析和结构设计计算,可为具有抗冰能力的平台结构设计和锚泊系统设计提供依据,完成海上相对固定抗冰平台系统的样机研制,对实时获取海上冰期和非冰期连续现场数据,以及海上抗冰平台的产业化具有重要意义。     

高分辨率遥感影像的全变分分割模型

由于全变分(Total Variation,TV)模型具有较好的去噪、增强和扩散等功能,在过去的几十年中,TV模型在图像去噪、增强和超分辨率重建等方面得到了深入研究与广泛应用。鉴于TV模型的理论与分割理论具有一致性,因此本文主要研究TV模型用于高分辨率遥感影像的分割,并针对地物多尺度特征,提出了自适应的TV(ATV)模型;且与目前流行的面向对象的影像分析软件eCognition中的FNEA分割方法进行了比较。实验采用2幅高分辨率遥感影像,同时采用了面向对象的分割和分类评价,得出各方法各具优缺点的结论。     

黄河流域“五位一体”综合评价体系建构与空间差异研究

以黄河流域116个地级市为研究单元,建构了由经济、政治、文化、社会和生态等维度构成的“五位一体”综合评价体系。运用组合权重法、加权TOPSIS法对各细分维度和综合发展进行空间差异分析,基于耦合协调模型和空间自相关法对耦合协调性和空间集聚性给予实证研究。结果表明：（1）“五位一体”综合发展在黄河流域呈现东南高、西北低的空间格局,高等、中高等地市多分布于流域东部的山东、河南大部及四川东南部,而流域西北众多地市则因自然环境恶劣、人口分布稀疏、经济基础较差等,综合发展为中等或较低水平。（2）细分维度上,黄河流域各地市间经济维度差距较大,生态维度差距较小。此外,五大细分维度呈现出较大的空间形态差异。（3）协调发展上,黄河流域多数地市“五位一体”耦合程度较低,维度间协调发展潜力较大。（4）空间集聚上,黄河流域各地市在五大细分维度上均存在较强的空间正相关,集聚程度为政治维度>文化维度>社会维度>生态维度>经济维度。     

适应性治理与气候变化：内蒙古草原案例分析与对策探讨

适应性治理通过边学边做,针对各地方的社会经济条件、自然生态系统、地方知识文化等基本特征,基于一个动态、自下而上和自组织的过程不断测试和修正制度安排与知识体系,形成一个旨在解决实际问题的循环过程。通过内蒙古3个地区案例的对比分析研究,基于对其气候变化风险和社会脆弱性的评估,发现其在气候变化影响下形成的不同程度的社会脆弱性正是源于不同的草原利用机制和基于此的社会合作机制。正是因为3个案例地的牧民有着不同的社会资本和社会记忆,所以他们面对极端天气导致的自然灾害时,采取了不同的应对方式,有的牧户可以依赖于社会资本移动牲畜来渡过难关,有的牧户则可以在嘎查范围内重启社会记忆,通过合理安排草场利用和移动牲畜提高自身的抗灾能力,而有的牧户则只能通过买草料独立抗灾。这样不同的结果有力证明了适应性治理在提升这些地区气候变化应对能力方面的必要性和可行性。在地区层面引入适应性治理,可以满足各利益相关方的需求,有利于自然、社会及管理的多学科协同,与“未来地球计划”的协同设计、协同实施和协同推广理念不谋而合,是“未来地球”思想在气候变化适应研究中的实践。     

基于模糊综合评判的海洋溢油污染评估模型研究

在分析总结相关研究成果的基础上,利用模糊综合评估方法,对溢油污染程度相关影响因素进行深入分析研究,对溢油污染程度评估指标体系进行改进和完善,提出溢油量和离岸距离两个影响因子新的隶属度函数,构建新的海域敏感区隶属度子集表并计算各指标的权重。最后,应用此模型对2002年渤海绥中36-1油田中心平台溢油事故进行评估,结果显示污染程度评估等级有明显提高,以期为海洋溢油污染评估提供科学依据,并通过提高污染评估等级引起人们对海洋环境的重视。     

喀斯特地区水库回水区夏季水体二氧化碳分压变化特征及交换通量研究

为了解万峰湖水库回水区夏季水体溶解CO_2变化规律及水体"源/汇"特征,于2016年夏季对万峰湖回水区水体溶解CO_2分压进行走航监测,现场利用水质参数仪测定水体物化参数,其余水质参数于实验室进一步测定分析。结果表明:回水区表层水体pCO_2值变化范围在150.58~220.05Pa之间;水体剖面上,表层水体pCO_2值最低,随水体深度增加pCO_2值逐渐增大,在80 m处到达最大值;回水区不同于大部分云贵高原湖泊和水库,水体pCO_2表现为过饱和状态,经研究分析认为回水区周围环境、水体自身富氧条件与水体中大量物质分解是引起这一现象的主要原因;利用相关公式计算,回水区CO_2释放通量为27.4~44.2mmol·(m~2·d)~(-1),均值为37.1 mmol·(m~2·d)~(-1),水体表现为大气CO_2的"源"。     

利用不同浓度啤酒废水培养塔胞藻的生物学效应研究

本文主要探讨了以不同浓度的啤酒废水培养海洋微藻(塔胞藻)后的生物学效应,其目的是为合理开发利用啤酒废水,避免环境污染及海洋微藻的产业化提供必要的理论依据。方法:以不同浓度(0、10%、20%、30%、40%、50%、60%)的啤酒废水替代海水配制培养基,培养海洋微藻,当培养液内细胞数达到一定密度后,再转到新的培养基中,即为下一轮;这样连续培养了4轮。结果发现,在前3轮培养中,当培养基中啤酒废水浓度在50%以下时,随着啤酒废水浓度升高,藻细胞的生长繁殖明显加快,细胞体积增大,细胞内多种重要成分(如蛋白质、可溶性糖、叶绿素等)含量均显著提高;当啤酒废水浓度超过50%时,上述效应有所下降。但培养至第4轮时,各种生理指标逐渐恢复到原来的状态。     

基于碳储存变化的海岸带生态系统修复策略——以海南岛东南海岸带为例

碳达峰碳中和、国土空间生态修复、海域海岛可持续管理均是国家重大发展战略的重要内容。海南东南海岸带近年来因自然因素、人为干扰和全球气候变化的影响,生态系统破坏严重,碳汇功能明显下降。其生态质量的下降与海南自由贸易港和国家生态文明建设试验区的定位要求明显不符,基于碳储存的生态系统修复工作亟需开展。文章以海南岛东南海岸带为例,基于InVEST模型的碳储存模块,结合研究区2000、2010、2020年土地利用数据,估算研究区碳储量,划分“碳汇、碳源区”,评价其碳储存功能,识别近20年来研究区碳损失状况,明晰碳损失严重区域,划分生态修复功能区。结果表明：2000—2020年,研究区建设用地扩张明显,林草地面积削减;生态系统受到不同程度的破坏,碳储量持续下降,20年降低了0.11 Gt;碳储量低的区域沿着海岸带环线向内陆延伸,万宁市区域单位栅格碳密度值最低,三亚市区域单位栅格碳密度降低最多;碳源区面积始终大于碳汇区面积,碳储存功能为差和极差的区域面积分别为39.84和27.31 km2,主要分布于北部万宁市和乐镇、南部蜈支洲岛上方、西南部三亚市右侧等区域;基于碳损失和生态系统服务价值等级细分了自然...     

基于GPS的测高浮标的设计、研制与测试

卫星高度计在海洋中的广泛应用,离不开准确的定标工作。高度计海面高度定标主要采用验潮仪法和全球定位系统(Global Positioning System,GPS)浮标法。文中详细介绍了GPS浮标的研制工作,分别对可用于高度计海面高度定标使用的GPS浮标的性能要求、设计、数值模拟计算做了详细研究,采用数值模拟的方法对研制后浮标的性能进行了评价,数值模拟结果表明研制的浮标可以满足海上试验的要求。最后结合GPS浮标测高验证试验,对研制的GPS浮标的测高精度进行了验证,结果表明研制的GPS浮标精度能够满足高度计海面高度定标的要求。