ARIMA-LSTM组合模型在基于SPI干旱预测中的应用——以青海省为例

开展干旱预测是有效应对干旱风险的前提基础。利用1958—2017年青海省38个气象站点逐日降水量数据计算多尺度标准化降水指数（SPI）,并建立了SPI序列自回归移动平均模型（ARIMA）、长短时记忆神经网络模型（LSTM）和基于二者优点提出的ARIMA-LSTM组合模型;对模型参数进行率定和验证后,利用所建立的模型,以西宁站点为例,对多尺度SPI值进行预测,借助均方根误差（RMSE）、平均绝对百分比误差（MAPE）和决定系数R²对所有预测模型的有效性进行判定。结果表明：ARIMA-LSTM组合模型在SPI1和SPI12的RMSE值分别为0.159 7和0.181 0,均低于ARIMA模型的1.265 4和0.293 3,说明ARIMA模型与ARIMA-LSTM组合模型对SPI的预测精度都与时间尺度有关,ARIMA模型的预测精度随着时间尺度的增加而逐渐提高;结合GIS并利用实测数据与模型的预测数据相比较说明ARIMA-LSTM组合模型相比于单一ARIMA模型的预测精度更高,且能够很好拟合不同时间尺度的SPI值。     

沙面温度对风蚀动力过程的影响

大量关于土壤可蚀性的研究证明,低温的沙面更易被风蚀。但大多研究以中低纬度低海拔地区为背景,建立的模型并不能完全适用于高海拔寒冷地区。我们使用青藏高原错那湖湖岸的地表沙,利用高低温实验箱调节沙面温度,开展了风洞模拟实验,量化了不同粒径、风速条件下风蚀率随沙面温度的变化关系,旨在分析地表温度对风蚀动力过程的影响及作用机制。结果表明：（1）沙面温度与风蚀率之间呈负线性相关,低温沙面更易被风蚀。这与空气温度影响风蚀过程的作用机理类似,即低温沙面可以增加近地表空气密度和气流拖曳力,使沙粒更容易起动,风蚀量也随之增大;另外,沙面与空气间的温差,会破坏大气稳定度,影响湍流强度,进而影响风蚀强度,这可能也是沙面温度影响风蚀过程的一种主要机制。（2）在自然情况下,寒冷沙面对水汽具有一定的冷凝效应,从而对沙粒的起动与风蚀过程起到抑制作用,而且这种冷凝效应,在低风速、粗颗粒沙面上表现得更为明显。（3）高温沙面可以在一定程度上抑制风蚀。作为影响高寒地区风力侵蚀过程的重要自然因素,沙面温度对青藏高原典型风沙区的风蚀过程起到了重要的控制作用。     

土地利用效益耦合协调及其影响因素——基于中国省级面板数据的实证检验

按照农业用地、非农用地差别化构建土地利用效益评价指标体系,综合运用熵值法、TOPSIS、ESDA、耦合协调度及地理探测器等模型,科学测定土地利用效益,探究其耦合协调程度及其影响因素。结果表明：(1)农业用地效益、非农用地效益均呈逐步增长趋势,且均呈现东部、中部、西部逐级递减的总体格局,农业用地效益的区域差距呈先缓慢拉大后逐渐缩小趋势,非农用地效益的区域差距进一步拉大。(2)土地利用效益耦合协调度均在稳步提升,耦合协调度空间分布具有显著的正相关性且集聚性逐步减弱,说明耦合协调度空间分布态势逐步呈现均衡化,区域之间差距在进一步缩小。(3)生活水平、产业发展、经济运行、科学技术及资源禀赋均对土地利用效益耦合协调度具有正向相关,不同空间集聚类型涉及影响因子具有显著差异。     

察布查尔县土壤碳氮磷钾垂直分布规律研究

以察布查尔县1 191~2 656 m不同海拔草原土壤为研究对象,研究有机质（外加热法,10.18~74.3 3 mg·kg^-1）、全氮（自动凯氏定氮仪,0.17~2.6 g·kg^-1）、碱解氮（扩散法,14.9 7~198.72mg·kg^-1）、磷元素（钼锑抗比色法,全磷：0.12~0.76 g·kg^-1、速效磷：20.7 4~153.64 mg·kg^-1）,钾元素（火焰光度计法,全钾：9.81~18.64 g·kg^-1、速效钾：659.05~1 001.45 mg·kg^-1）含量垂直分布特征。结果表明碳、氮、磷、钾均随土层深度的增加而降低;除钾元素外碳、氮、磷随海拔高度的增加而上升;相关性分析结果显示,0~20 cm土层中,海拔高度与碱解氮呈正极显著性相关（p < 0.05,R=0.838^**）,与土壤有机、全氮呈正显著性相关（p < 0.05,R=0.831^*、R=0.751^*）;有机质与碱解氮呈正极显著性相关（p < 0.05,R=0.988^**）,与全磷呈正显著性相关（p < 0.05,R=0.726^*）,20~40 cm土层中,海拔高度与有机质、碱解氮、全氮、全磷呈正相关,与速效磷、速效钾、全钾呈负相关;有机质与碱解氮、全氮成正极显著性相关（p < 0.05,R=0.867^**、R=0.970^**）,碱解氮与全氮呈正极显著相关（p < 0.05,R=0.914^**）,40~60 cm土层中,海拔高度与有机质、碱解氮、全磷呈正相关,与速效磷、全磷、速效钾、全钾呈负相关;有机质与碱解氮、全氮呈正极显著性相关（p < 0.05,R=0.884^**、R=0.966^**）,与速效磷、全钾呈正相关,与全磷、速效钾呈负相关;碱解氮与全氮呈正极显著性相关（p < 0.05,R=0.952^**）。     

钢管桩加固软土地基的数值模拟分析

针对广乐高速公路先行段,分别建立天然软土地基和钢管桩处理地基的两种平面应变有限元模型。通过施工阶段分析,分别计算得出在两种条件下地基在路堤施工过程中每阶段的位移场和应力场。通过对比分析揭示钢管桩加固软黏土地基的机理。结果表明软土地基经过桩处理后的整体性得到改善,桩通过承担很大的上部荷载减小了软弱土层的受力进而减小地基变形。此外,路堤中心处土层的应力和变形均较大,从经济角度考虑,可在路堤中心小范围内加密桩,两侧减少桩。     

黄土高原陆面水分的凝结现象及收支特征试验研究

中国黄土高原是全球独特的地理区域,其陆面水分过程比较特殊。利用黄土高原陆面过程试验研究(LOPEX)的陇中黄土高原定西陆面过程综合观测站的资料,分析了陆面水分凝结现象及其出现频率与局地微气象条件的关系,研究了露水(霜)量及其出现频率的季节分布特征以及受降水和天气阴、晴的影响规律。同时,对比分析了降水、露水、雾水和土壤吸附水对陆面水分的贡献率,讨论了涡动相关法、蒸渗计和蒸发皿观测的陆面蒸发量的差别及其与陆面水分来源的年平衡关系,给出了半干旱区陆面水分平衡的日循环特征。发现露水对风速、大气湿度、近地层温度梯度的依赖很强,一般在风速为1.5 m/s、相对湿度大于80%和逆温强度为0.25℃的情况下露水(霜)量最大;刚降水后的晴天露水量比较大;实际蒸散量与蒸发力的差距十分明显,陆面水分平衡特征表现为一个"呼吸"过程。     

水分胁迫/复水对谷子光合特性及产量影响

以谷子品种大金苗为研究对象,采用遮雨棚控水的大田试验方法,比较孕穗开花期和灌浆期水分胁迫/复水对叶片光合特性及产量影响,分析光合速率的限制因素,阐述光合速率、水分利用效率与产量的协同关系。结果表明：水分胁迫会导致谷子光合速率和产量下降,水分利用效率提高,随胁迫增强和持续时间延长,光合速率和产量下降幅度增大;水分胁迫后复水后,光合性能有所恢复,光合作用可产生补偿效应,水分胁迫越强和持续时间越长,补偿效应越低;轻度和持续时间短的水分胁迫,光合速率降低主要由气孔因素决定,随胁迫增强和持续时间延长,非气孔限制逐渐成为光合速率下降的主要原因;与孕穗开花期相比较,灌浆期水分胁迫对光合速率的影响更大且复水后光合性能恢复能力更低,光合速率与产量的协同关系更明显,产量对灌浆期水分胁迫更敏感。     

和田河流域近 60 年降水尧气温与径流演变特征研究

以新疆和田河流域为例,采取Mann-Kendall趋势检测法、Pettitt突变检测法与小波分析等方法剖析了研究区近60年气温、降雨和径流变动特点。结果显示：（1）研究区降水、气温和径流均有增加或升高趋势,其中气温变化呈显著增加;（2）研究区降水、气温、径流突变分别发生于1986年、1996年和1993年;（3）研究区降水、气温和径流均无显著性周期性变化,但存在短时间段周期变化,降水在研究时段内呈现丰枯交替变化,自20世纪90年代逐渐湿化。气温呈现逐渐升高的发展趋势。20世纪90年代以前,径流年代际变化以偏枯为主,近20年年代际变化以偏丰为主。     

青海驼路沟钴(金)矿床形成的构造环境及钴富集成矿机制

驼路沟矿床是近年在青海东昆仑造山带内发现的首例独立大型钴(金)矿床。文章在详细解剖该矿床地质特征的基础上,通过主元素和微量元素地球化学、流体包裹体及氢、氧同位素等研究,重点探讨其形成的地质构造环境及钴的富集成矿机制。该矿床整合产于浅变质火山-沉积岩系中,发育高度富钠的热水沉积岩和典型的热水沉积矿石组构。沉积岩的主元素和特征微量元素地球化学研究表明,该矿床形成于活动大陆边缘的局限裂陷海盆环境。喷气岩和诸类型矿石的稀土元素分布模式与地层围岩相似,均以显著富集轻稀土元素、具明显负铕异常为特征,表明是由在赋矿岩系中深循环的大气降水喷出后在距喷口位置较远处沉积而成。钴成矿流体为NaCl-H2O体系,伴生金矿化流体为NaCl-CO2-H2O-N2体系。钴主要分布在硫化物(如黄铁矿)相中,而钴的进一步富集、钴矿物的出现及增多,与变质程度紧密正相关。驼路沟矿床与世界其他典型层控Co-Cu-Au矿床具有十分相似的特征和钴成矿作用方式,均为同生喷流热水沉积成因。     

Comparison of the spatial distribution of ground motion between main shocks and strong aftershocks

Using the ground motion attenuation relation, we calculated and compared the effective peak acceleration (EPA) generated by main shocks and their strong aftershocks of 21 earthquake sequences with MS≥7 occurred in Chinese mainland and offing of China during 1966~2002. The result shows that EPA of strong aftershocks usually exceed that of main shock for 76.2% earthquake sequences and EPA of more than 50% strong aftershocks are greatly lar-ger than that of main shocks in large area, which suggests that it is necessary to take damage produced by strong aftershock into account in the probabilistic seismic hazard analysis and the seismic design.