红碱淖面积时空演变规律及保护措施成效

红碱淖是中国面积最大的沙漠淡水湖,也是全世界最大的遗鸥繁殖和栖息地,2012年被列为全国重点保护湖泊,保护工作对于当地的生态环境和重点保护鸟类繁衍都具有十分重要的意义。在遥感和观测数据的基础上,构建了1986-2018年高精度的长时间序列湖泊面积连续监测数据集,并在此基础上研究其时空演变规律以及与自然因素和人类活动的耦合关系,同时实现了针对2012年以来实施的保护措施的成效监测。结果表明:(1)1986-2018年红碱淖面积经历了波动期-萎缩期-增长期,总体呈现萎缩趋势。(2)红碱淖的萎缩原因以人为为主\,自然为辅。其中人为因素主要由上游河流建设水库、工业发展用水和植被生长所需用水增加组成。(3)从水量平衡的角度分析,湖泊萎缩期自然因素贡献率为18.26%,人为因素贡献率为81.74%。湖泊面积增长期气候因素贡献16.76%,人为因素贡献83.24%。(4)2012年以来实施的保护措施,已经初步取得成效。主要体现在通过人工增雨和上游水库地面生态补水促使红碱淖面积在2016年出现了2006年以来的首次正增长。建议人工增雨和地面生态补水常态化,来有效抑制红碱淖面积的萎缩,使湿地生态得到长期持续性恢复。     

使用L0范数代价函数的二维相位快速解缠方法

针对最小范数解缠方法的代价函数模型以及迭代效率问题,提出一种符合L0范数准则的高效的二维相位全局最优解缠方法。在对最小范数代价函数模型特征进行分析的基础上,给出一种符合L0范数准则的代价函数,满足在相位不连续边界的切方向上相对法方向具有更强的约束作用,保证解缠迭代处理时连续相位按照代价函数的约束条件进行趋近的同时,不连续边界不会被破坏。为了解决线性方程中低频误差收敛慢的问题,根据最小范数方法独立性的特点,采用数据分块处理方法,注重高频信息以提高迭代处理效率,将低频信息处理转移到数据块间偏移量计算中。实验对比分析表明,新解缠方法在可靠性和效率方面都能够达到较好的水平。     

Latitudinal migration of sunspots based on the ESAI database

The latitudinal migration of sunspots toward the equator,which implies there is propagation of the toroidal magnetic flux wave at the base of the solar convection zone,is one of the crucial observational bases for the solar dynamo to generate a magnetic field by shearing of the pre-existing poloidal magnetic field through differential rotation.The Extended time series of Solar Activity Indices(ESAI)elongated the Greenwich observation record of sunspots by several decades in the past.In this study,ESAI's yearly mean latitude of sunspots in the northern and southern hemispheres during the years 1854 to 1985 is utilized to statistically test whether hemispherical latitudinal migration of sunspots in a solar cycle is linear or nonlinear.It is found that a quadratic function is statistically significantly better at describing hemispherical latitudinal migration of sunspots in a solar cycle than a linear function.In addition,the latitude migration velocity of sunspots in a solar cycle decreases as the cycle progresses,providing a particular constraint for solar dynamo models.Indeed,the butterfly wing pattern with a faster latitudinal migration rate should present stronger solar activity with a shorter cycle period,and it is located at higher latitudinal position,giving evidence to support the Babcock-Leighton dynamo mechanism.     

Extreme Sea Level Rise off the Northwest Coast of the South China Sea in 2012

Tide gauge data are used to investigate sea level variability off the northwest coast of the South China Sea (SCS) in 2012, and a significant sea level elevation with a magnitude approaching 79 mm is observed. Analysis suggests that an abnormal sea surface heat flux and freshwater flux may have contributed to this abnormal rise in sea level, together with the remote influence of an ENSO event. Further investigation shows that the event was dominated by the positive freshwater flux, where large volumes of water entered the ocean, and a maximum is centered to the south of Guangdong province, China. Simultaneously, a positive anomalous heat flux occurred in the northwestern part of the SCS, which is considered to have made a positive contribution to the high local sea level elevation. In addition to the heat flux, the ENSO event also had a significant effect on the event, where the La Niña-induced northwest Pacific cyclone contributed to sea level rise over the northwestern SCS through dynamic and thermodynamic interactions.     

基于高分辨率遥感的珊瑚礁地貌单元体系构建和分类方法—以8波段Worldview-2影像为例

珊瑚礁生态系统是全球初级生产力最高的生态系统之一, 在维持海洋生物多样性、防浪固滩、资源供给等方面发挥着巨大作用。珊瑚礁遥感地貌分类体系是珊瑚礁保护、管理及可持续发展的必要基础, 但目前还未有结合珊瑚覆盖度进行分类的体系。本文基于WorldView-2高分辨率遥感影像, 以中国南海西沙群岛七连屿北部赵述岛和西沙洲所在礁盘作为研究区, 结合珊瑚覆盖度、区域地貌成分和水动力条件等指标, 建立了既适用于遥感监测又与珊瑚生存状况相关联的珊瑚礁地貌单元分类体系。同时, 利用面向对象的支持向量机(Support Vector Machine, SVM)和随机森林(Random Forest, RF)分类方法进行珊瑚礁地貌单元的信息提取, 并对分类结果进行精度评价。结果表明, SVM和RF两种分类方法均能较好地提取出珊瑚礁地貌单元, 分类精度分别为87.59%和79.81%。针对分类过程中出现的错分、漏分问题, 结合珊瑚礁成因和分布规律对分类结果进行修正, 修正后分类提取的精度达到91.3%, Kappa系数为0.9041, 表明本文构建的珊瑚礁地貌单元分类体系在一定程度上能满足当前珊瑚岛礁信息提取的需要。     

台风“康森”产生的海洋近惯性能量的数值模拟研究

文章利用经验台风风场模型(TCWPM)和美国环境预测中心的气候预测系统再分析风场资料(NCEP/CFSR)对台风“康森(Conson)”进行数值模拟, 并将模拟的台风带入平板模式(slab model)模拟台风产生的海洋近惯性流。对比实测数据表明, 模拟结果与真实风场、近惯性流场均比较一致, 台风“康森”在近海面的风场不对称结构非常明显, 台风中心两侧的速度大小相差可达10m·s^-1。台风“康森”在台风中心后方产生强烈的海洋近惯性振荡, 且持续时间超过4d。海洋近惯性动能沿着台风路径呈显著的不对称分布, 表明台风“康森”在共振作用下主要在路径右侧激发强烈的近惯性振荡。研究不同强度的热带气旋产生的海洋近惯性能量, 发现热带风暴产生的海洋近惯性能量较小, 平均近惯性动能不超过35J·m^-3。随着气旋强度的增大, 热带气旋激发的近惯性能量呈指数增长, 而台风的影响面积与最大风速半径的变化相对比较一致, 当最大风速半径(R₀)增大一半(1.5R₀)时, 其产生的最大平均近惯性动能从81J·m^-3增大到631J·m^-3, 影响面积从大约600km²增加到大于900km²。     

智慧城市时空大数据平台下自然资源档案管理系统的升级与改造

随着智慧城市时空大数据平台的建成,依托其时间的可追溯性、空间的全面性、数据类型的多样性,自然资源档案管理系统有了较大的升级改造空间。本文通过对智慧城市大数据平台中时空信息大数据、时空信息云平台、支撑环境、智慧应用示范4个方面建设内容的分析,研究了如何通过对自然资源档案管理系统中的档案数据整理入库功能进行升级、对系统功能模块进行改造,以实现自然资源档案的图、数、档一体化管理,从而满足自然资源部门对档案的管理与使用需求。     

东海海域典型赤潮水体反射光谱模拟研究

东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)是我国东海海域的典型赤潮藻种,其在水体中通常呈垂直非均匀分布,并存在季节性和日内的垂直迁移现象。本文通过量化垂直迁移过程中东海原甲藻的分布状态,利用Hydrolight软件数值模拟各状态下的水体反射光谱,研究其光谱特征和变化规律。利用叶绿素浓度高斯垂向模型表征东海原甲藻在水体中的垂直分布,结合东海近岸海域二类水体的生物光学模型,模拟得到垂直迁移过程中东海原甲藻赤潮水体的反射光谱。对比分析叶绿素浓度垂向分布参数(背景叶绿素浓度、甲藻主体水层厚度、水体总生物量和叶绿素浓度峰值深度)对水体反射光谱的影响。研究结果表明,在东海原甲藻从次表层向表层垂直向上迁移过程中,水体反射光谱数值在蓝绿波段(400—570nm)减小,在黄红波段(570—720nm)增大,特别是在叶绿素荧光效应波段(680nm)处的变化尤为明显。     

Variation and relationship between soil moisture and environmental factors in the source region of the Yangtze River from 2005 to 2016

This study analyzed soil moisture, soil erosion, and vegetation in the source region of the Yangtze River from 2005 to 2016. We found that soil moisture showed an increasing trend from 2005 to 2009 but decreased from 2009 to 2016. The surface soil moisture was severely affected by seasonal changes in the source region of the Yangtze River, especially in the soil from 0 to 40 cm. However, seasonal variation of soil moisture deeper than 40 cm was different from that in the upper layer. Soil moisture below 40 cm wasn't affected by the seasonal variation. Soil moisture from 0 to 50 cm and the average thickness of wind deposition showed a positive correlation in the study area from 2005 to 2016. For environmental protection in the source region of the Yangtze River, wind deposition played a role in water retention. Similarly, a positive correlation also existed between the average thickness of wind erosion and soil moisture. Deep-soil moisture was the key factor for vegetation structure on the Qinghai-Tibet Plateau. The results are also helpful for further understanding the variation of soil moisture on the Tibetan Plateau and providing a scientific basis for effectively protecting and controlling the ecological environment in the future.     

杂交与三倍体诱导对海湾扇贝(Argopecten irradians)幼虫的复合作用

基于2×2交叉实验设计,通过杂交和6-DMAP等诱导处理,构建了二倍体自交组、二倍体杂交组、三倍体诱导自交组和三倍体诱导杂交组等四个实验组家系,探讨了海湾扇贝(Argopecten irradians)幼虫期生长及存活的杂种优势和6-DMAP诱导处理效应的复合作用。分别计算各家系的孵化率,测定了各家系幼虫期第1、5、10天幼虫个体的壳长以及第5天和第10天各家系幼虫的存活率。利用一般线性模型(general linear model (GLM))计算表型变量的原因方差组分,评估了杂交和6-DMAP处理对扇贝幼虫生长和存活的影响。结果显示:6-DMAP处理组孵化率要显著低于非处理实验组(P0.05)。三倍体诱导自交组第5天幼虫存活率显著低于其他组(P0.05),到第10天三倍体自交组全部死亡。三倍体诱导杂交组第10天存活率低于二倍体组但不显著(P0.05)。在第1天幼虫生长中,三倍体诱导杂交组幼虫壳长显著小于其他组(P0.05),第5天幼虫生长中,三倍体诱导杂交组壳长则显著大于其他组,而三倍体诱导自交组则显著小于其他组(P0.05)。在第10天幼虫生长中,二倍体自交组显著小于二倍体杂交组和三倍体诱导杂交组组(P0.05)。上述结果显示扇贝幼虫生长期的杂种优势和三倍体诱导效应间存在一定相互作用。