中国传统农区过去300年耕地重建结果的对比分析

土地覆被变化是气候与生态效应模拟研究的重要参量。SAGE和HYDE两个全球历史土地利用数据集在相关研究中得到广泛应用, 但在区域尺度上的应用, 其可靠性如何, 至今少有论及。以我国学者重建的传统农区历史耕地数据集(CHCD) 为基础, 从全区、省区和网格(60 km×60 km) 三个空间尺度, 对SAGE (2010) 和HYDE3.1 数据集中有关中国传统农区历史耕地重建结果进行对比分析, 结果表明:(1) SAGE (2010) 数据集对中国传统农区耕地数量重建是以单一线性插补而得, 其中1700-1950 年是以0.51%的年均增长率线性递增, 1950 年后是以0.34%年均速率线性递减, 这种“标准化”变化趋势不能客观反映传统农区土地垦殖的真实历史, 耕地面积也明显高估, 与CHCD数据集不具有可比性;(2) HYDE3.1 数据集吸纳了区域性研究成果, 使其在总量上与CHCD数据集较为接近, 具有较好的可比性, 但其在省区和网格尺度上与CHCD存在显著差异, 其中相对差异率超过70% (< -70%或> 70%) 的网格占比高达56%~63%, 超过90% (< -90%或> 90%) 的网格占比也高达40%~45%;而相对差异率介于-10%~10%的网格占比仅为5%~6%, 介于-30%~30%的网格占比也仅为17%左右;(3) 充分利用我国丰富的历史文献, 建立更高精度的中国区域历史土地利用数据集, 是提高区域气候与生态效应模拟研究质量的重要保障。     

Precipitation cycles in the middle and lower reaches of the Yellow River (1736?2000)

Based on the long-term precipitation series with annual time resolution in the middle and lower reaches of the Yellow River and its four sub-regions during 1736?2000 recon-structed from the rainfall and snowfall archives of the Qing Dynasty, the precipitation cycles are analyzed by wavelet analysis and the possible climate forcings, which drive the precipita-tion changes, are explored. The results show that: the precipitation in the middle and lower reaches of the Yellow River has inter-annual and inter-decadal oscillations like 2?4a, quasi-22a and 70?80a. The 2?4a cycle is linked with El Ni?o events, and the precipitation is lower than normal year in the occurrence of the El Ni?o year or the next year; for the quasi-22a and the 70?80a cycles, Wolf Sun Spot Numbers and Pacific Decadal Oscillation (PDO) coincide with the two cycle signals. However, on a 70?80a time scale, the coincidence between solar activity and precipitation is identified before 1830, and strong (weak) solar activity is generally correlated to the dry (wet) periods; after 1830, the solar activity changes to 80?100a quasi-century long oscillation, and the adjusting action to the precipitation is be-coming weaker and weaker; the coincidence between PDO and precipitation is shown in the whole time series. Moreover, in recent 100 years, PDO is becoming a pace-maker of the precipitation on the 70?80a time scale.     

基于淀粉粒分析的江西广丰社山头遗址植物资源利用

江西社山头遗址是赣东北地区新石器时代的典型遗址, 尚未开展相关环境考古和植物考古等方面的研究。对该遗址出土陶器内壁残留物的淀粉粒分析表明, 内壁残留物中包含了不同种类植物的淀粉粒, 主要来自稻类和粟类作物, 还有部分块根块茎类植物以及部分暂时不能鉴定的淀粉粒。可鉴定淀粉粒中包括稻类7 粒、粟类9粒、块根块茎类2 粒。从恢复的植物种类上来看, 社山头遗址区域在4500 ~ 3500 a BP这段时间的植物利用包括了稻类、粟类和部分块根块茎类植物。本研究结果可以为中国南方地区的植物考古和环境考古研究提供直接证据和补充, 说明了该遗址古人类除水稻外其他植物资源的利用情况。同时本研究结果也可为南方地区古人类食谱和植物资源利用结构研究提供方法上的新思路。     

中小体质指数患者腹部能谱CT血管成像双低扫描方案优化

目的:探讨腹部能谱CT血管成像双低扫描方案的可行性和应用价值。方法:前瞻性收集疑腹部病变需行全腹血管CT成像BMI≤25的患者367例。首先按照首诊时间分实验组和对照组,再根据体质指数(BMI)分成两个亚组,BMI≤22为实验1组或对照1组,22vol,对比剂碘含量及肾动脉图像质量评分。结果:腹主动脉CT值:实验1组、实验2组分别为(601.75±67.11)HU和(459.87±49.17)HU,对照1组、对照2组分别为(436.55±84.12)HU和(432.15±87.68)HU,实验1组>对照1组,差异具有统计学意义(P值<0.05)。CNR:实验1组、实验2组分别为(19.01±2.66)和(15.24±2.52),对照1组、对照2组分别为(12.42±2.68)和(10.24±2.22),实验1组>对照1组,实验2组>对照2组,差异均有统计学意义(P<0.05)。FOM:实验1组、实验2组分别为(69.72±29.75)和(33.44±8.87),对照1组、对照2组分别为(20.08±8.05)和(15.21±10.12),实验1组>对照1组,实验2组>对照2组,差异均有统计学意义(P值<0.05)。CTDI_vol:实验1组、实验2组为(5.41±1.38)mGy和(6.98±1.49)mGy,对照1组、对照2组为(9.87±2.97)mGy和(12.02±5.21)mGy,实验1组较对照1组降低45.19%(4.46/9.87)、实验2组较对照2组降低41.93%(5.04/12.02)。实验组、对照组的碘对比剂浓度分别为270mgI/mL和350mgI/mL,实验组降低22.86%(80/350)。肾动脉血管评分:实验1组、实验2组分别为(4.61±0.47)和(4.22±0.59),对照1组、对照2组分别为(3.73±0.72)和(3.93±0.66),实验1组>对照1组,差异具有统计学意义(P<0.05);实验2组与对照2组间差异无统计学意义(P值>0.05)。结论:针对中小体质指数患者,双低扫描方案腹部能谱CT血管成像在保证图像质量的同时可以大幅度地降低辐射剂量和碘对比剂含量,适于推广临床应用。      

灵山岛早白垩世软沉积物变形构造触发机制及其古环境意义探讨

灵山岛早白垩灵山岛组发育丰富的软沉积物变形构造。野外踏勘船厂、灯塔和千层崖三个剖面,根据沉积外观可分为变形层段和非变形层段两个部分。软沉积物变形构造在变形层段和非变形层段均有发育。其中,变形层段中可见褶皱变形、变形层理及大型负载构造。非变形层段可见火焰构造、同沉积布丁构造和同沉积微断层。研究发现,变形层段软沉积物变形构造尺度大(厚度可至十多米,长度可至数百米),侧向连续性好;非变形层段软沉积物变形构造尺度小(厚度仅几个厘米),侧向连续性差。且变形层段和未变形层段厚度统计数据表明,变形层段软沉积物变形构造与砂岩厚度无必然联系,而非变形层段软沉积物变形构造多出现在粒序砂岩层底部或旋回砂岩层变厚过程中。沉积环境表明,非变形层段和变形层段为一深水低角度斜坡沉积产物。软沉积物变形构造发育形态和数量受到斜坡地形的控制。结合沉积环境及沉积特征分析,认为变形层段软沉积物变形构造触发机制为地震,而非变形层段软沉积物变形构造触发机制为负载作用。锆石测年数据表明灵山岛组与上覆流纹岩沉积时间相近,因此地震活动可能与岩浆侵入或早期火山喷发活动相关。此外,汇总早白垩世重要事件,发现灵山岛组沉积、变冷事件、恐龙迁移、海平面变化和同位素偏移具有时间一致性,因此推断这些事件可能共同对应了早白垩世一次与火山活动相关的短期灾难性事件(如早白垩世缺氧事件)。     

徐深气田开展天然气钻井的可行性分析

为了提高大庆地区深层钻井速度,保护和发现储层,依据Mohr-Coulomb准则,引进非线性校正系数,建立了大庆地区深井地层坍塌压力预测模型,并从地质条件、气源井条件、安全性、经济性以及技术条件等几方面分析了徐深气田进行天然气钻井的可行性。优选徐东、徐中、丰乐、升平区块的泉二段至营城组中部（2700～4000 m）为天然气钻井井段。研究结果表明,应用天然气钻井来提高大庆地区深层的钻井速度是完全可行的,并有利于提高深层天然气勘探发现效率。     

柴北缘布衣坦乌拉山南东段桑格斯帕地区变质侵入体地质特征及成因探讨

变质侵入体主要分布于桑格斯帕地区,是从达肯大坂岩群中剔除的一套变质侵入体,和达肯大坂岩群一起构成欧龙布鲁克微陆块的变质基底。变质侵入体常量元素属高分异铝过饱和钾玄岩、高钾钙碱性系列岩浆岩;微量元素显示岩石具火山弧花岗岩特点;稀土元素总体显示轻稀土较为富集、重稀土相对亏损。变质侵入体属于古元古代晚期因不同块体碰撞形成的具有挤压环境特征的火山弧花岗岩。     

基于贝叶斯机器学习的生态模型参数优化方法研究

参数优化方法是准确估计生态模型参数、降低其不确定性的有效手段。本文提出一种基于贝叶斯机器学习的No-U-Turn Sampler（NUTS）生态模型参数优化方法。NUTS是一种高效的参数优化方法,每次取样中利用递归算法生成候选参数集（二叉树）推断参数的后验信息,如果满足约束条件“非U型回转”,不断构建子树更新参数;否则,记录本次抽样的“最优”参数集,并开始下一次取样,直到获取足够样本。该算法在每次取样中充分优化参数,避免因随机游走行为产生冗余抽样,提高了参数优化效率。本文以千烟洲亚热带人工针叶林碳通量模拟为例,基于Pymc3框架利用NUTS参数优化方法实现了碳通量（Net Ecosystem Exchange,NEE）模型参数反演,并与Metropolis-Hastings（MH）方法进行对比。结果表明,本文算法的参数值达到稳定波动时的抽样次数减少了85%左右,参数优化效率提升3倍左右。参数优化后,2种NEE模型中7个参数不确定性降低10%~53%。此外,NEE模拟效果明显提升,模拟值与实测值的R²分别提高23%和17%,RMSE分别降低3%和4%。综上所述,本文提出的参数优化方法对生态领域的参数估计或数据同化工作具有一定的借鉴意义。     

过去2000年中国气候变化研究

总结了中国科学院地理科学与资源研究所在过去2000年中国气候变化研究方面的主要进展,并对未来研究动向进行了展望。在过去10余年中,中科院地理资源所的历史气候变化研究在已有基础上,面向国际本领域研究的前缘科学问题,开展了大量研究工作,在代用资料的收集、整理与数据库建设,温度与降水变化重建以及气候变化的时空特征分析等方面取得了许多新成果。未来不但需要进一步利用历史文献、树轮等气候变化重建手段,加强高分辨率的气候变化重建工作,加密气候变化代用资料的空间覆盖度,并结合历史气候模拟等手段,深入开展气候变化动力学机制研究;而且还需要进一步利用地理资源所在本领域已积累的研究优势,开展历史时期的气候变化与人类相互作用等方面的研究。     

新疆近50a来降水量时空变化及其突变分析

基于新疆53个气象台站1960—2005年逐月降水资料,通过Mann-Kendall非参数趋势检验方法,对新疆近50 a来年降水量和12个月降水量的趋势进行了分析,并计算12个月对年降水量的贡献率,同时通过SequentialMann-Kendall方法分析了27个台站年降水量显著增加趋势发生的时间突变点。结果表明,新疆近50 a来年降水量显著增加,北疆和南疆趋势最为明显;其中冬半年(1、2、11月和12月)这4个月的降水量增加趋势显著,对新疆年降水量的贡献较大;新疆大部分台站年降水量趋势发生突变的时间点在20世纪80年代以后。