1949—2019年中国自然地理学与生存环境应用研究进展

自然地理学是一门以基础研究见长的自然科学,其研究对象是与人类生存和发展密切相关的自然环境。中国的自然环境复杂多样,自然地理学家根据国家需求和区域发展在应用基础和应用研究方面同样取得显著成效,为国家重大经济建设、社会发展的规划,宏观生态系统与资源环境保护及区域可持续发展做出了重要贡献。本文总结了1949—2019年中国自然地理学在自然环境区域差异与自然区划、土地利用与覆被变化、自然灾害致灾因子和风险防控、荒漠化过程与防治、黄淮海中低产田改造、冻土区工程建设、地球化学元素异常和地方病防治、自然地理要素定位观测、地理空间分异性识别和地理探测器等方面的实践与应用,指出了未来自然地理学的应用研究方向。     

印度尼西亚北苏拉威西红树林生态系统碳库研究

近年来的研究指出红树林在海岸带碳固定和碳储存方面发挥着重要的作用。尽管印度尼西亚的红树林面积在全球占很大的比重,对于该地区红树林的有机碳储量和土壤有机碳来源的认识仍有限。本研究调查了印度尼西亚北苏拉威西海洋型的Wori红树林中生态系统有机碳储量及其空间分布特征,以及土壤有机碳的来源,以期加深该地区红树林“蓝碳”功能的认识。研究结果显示,Wori红树林0-50cm深度土壤中有机碳储量为15.4 kg/m²,占生态系统碳储量的主要部分（65%）。红树植物生物量和生态系统碳储量分别为8.3 kg/m²和23.7 kg/m²。土壤有机碳储量在不同离岸距离的采样站位中未表现出显著的空间分布差异,而生物量碳储量则在外滩最高。¹³C稳定同位素分析结果表明红树林土壤中蓄积的有机碳主要来源于红树林有机质,而潮水中的悬浮有机质和红树林外缘的海草并不构成红树林土壤有机碳的重要来源,它们的贡献者都低于20%。研究结果进一步证实了热带地区海洋型红树林湿地在碳储存以及红树植物对碳固定方面的重要性。     

随机波面概率统计中的动力学应用

通过构造带有随机初步条件的微分方程,论述了在线性海浪范围内动力学与统计学的协调性,然后把水波动力学中的研究成果引进随机波面统计中获得了非线性波面的概率分布形式,并由浅水因子和浅水波陡作为分布函数中的控制参量,从而发展了随机海浪的统计理论。     

基于LTE Cat-1的无线静力水准仪系统设计

为解决工程中建筑结构不均匀沉降的监测问题,以连通器作为基本理论,使用嵌入式实时操作系统（FreeRTOS）,设计一种基于LTE Cat-1的无线静力水准仪系统。系统分为数据采集终端、数据基站和客户端3个部分,其中数据采集终端主要由压强传感器、ZigBee终端及Cortex-M3微控制器等组成,利用ZigBee终端建立多个数据采集节点;数据基站由ZigBee协调器、Cortex-M3微控制器、Wi-Fi模块及LTE Cat-1等组成,ZigBee协调器收集多个终端的数据,用户可通过PC端或移动端连接设备Wi-Fi对数据进行现场查看,LTE Cat-1模块将数据上传至服务器;客户端主要是针对质检中心或从事市政工程行业的人员设计的,方便查看现场监测结果。现场测试结果表明,该系统能够完成沉降数据的采集与稳定上传,测量精度达到mm级。     

黄河三角洲河口段海岸线动态及演变预测

黄河淤积造陆形成黄河三角洲,黄河三角洲地区表层均为第四系全新统松散沉积物,以细颗粒的粉砂为主,呈松散—稍密状态,孔隙度较高,稳定性较差,极易受到海洋动力侵蚀造成海岸蚀退。随着黄河断流天数逐年增多,使黄河来水来砂量逐年递减,在黄河淤积和海洋动力交互或共同影响下,现代黄河三角洲海岸线迅速地发生着淤进蚀退交替的演变。自1976年黄河人工改道走清水沟流路以来,黄河三角洲河口段海岸线总体处于淤进状态。对河口地区1986—2004年间遥感图像进行比较分析,发现有关岸线位置的原始数据间存在近似的二元一次线性相关关系,通过建立回归模型,对2005—2010年河口地区海岸线形态进行了演变预测。预测结果表明,2005—2010年间黄河三角洲原河口沙嘴前端处于蚀退状态,而北汊1流路附近有一直淤进扩张的趋势。     

黄河中游岩土侵蚀问题及防治对策探讨

黄河中游出露地层岩性主要有古生界奥陶系碳酸盐岩、石炭系和二叠系碎屑岩;中生界三叠系砂泥岩、侏罗系砂泥岩和白垩系砂泥岩;新生界古近系砂泥岩、新近系(原为第三系)红土及第四系风积黄土和现代风积沙。第四系黄土厚度大,结构松散,遇水易解体,具湿陷性,是黄河中游粗泥砂的主要物源;第四系风积沙分布于黄河中游北部,亦是黄河中游粗泥砂的主要物源。岩土侵蚀类型有五:一是风力侵蚀—风沙侵蚀;二是降雨对谷坡面的面状冲刷—坡面侵蚀;三是地表径流对谷底的侧蚀—沟谷侵蚀;四是滑塌对谷坡坡体的破坏—重力侵蚀;五是潜蚀。并对不同侵蚀类型提出了不同的防治对策。     

二战后全球宗教多样性时空格局演变及收敛性研究

运用LISA时间路径、收敛检验等方法考察了二战后全球宗教多样性发展的空间分布特征、格局演变以及在此过程中的收敛性。研究发现：（1）二战后宗教多样性呈先快后慢的上升趋势,1945—2015年间多样性指数增幅达81.07%。宗教分类上则主要表现为基督教信仰者数量的持续下滑以及伊斯兰教信仰者数量的稳步上升。（2）LISA时间路径表明二战后全球宗教多样性具有较强的空间锁定效应,且其空间演化具有较强空间整合性。（3）二战后全球宗教多样性水平存在着显著的σ收敛与绝对β收敛,即全球、洲级层面上宗教多样性水平的内部差异都在逐步弥合,宗教多样性水平较高的地区对周边较低地区存在溢出效应。（4）二战后全球宗教多样性演化受土地覆盖类型、国力指数、民族数量、人均GDP、人口规模等因素共同作用而收敛于不同的稳态水平;从洲级层面上来看,各洲级单元收敛性对影响因素的敏感程度不同,体现了二战后全球宗教多样性演化显著的地域分异性。     

海气动量通量研究综述

海气界面动量通量也称为风应力,是海流和表面海浪的主要驱动力,是海洋从大气获得动量的重要途径。因此,合理可靠的海洋表面风应力的参数化对于海洋、大气和波浪以及气候模式的准确预报都具有非常重要的科学意义和实用价值。对风应力拖曳系数的参数化是风应力参数化的主要内容。近来的观测发现,风应力拖曳系数随着风速的增加出现了先增后减的趋势,同时还与海面的波浪状态以及海流有关。基于观测或理论分析,目前已经得到了一系列的风应力拖曳系数计算方法或公式,有的考虑了海浪的作用,有的没有,但这些方案大都是适合中低风速,在高风速下的适用性还有待检验。本文回顾了目前在海气动量通量观测和参数化方面的研究进展,并建议应增加高风速下风速、海流以及海浪等的同步观测,以进一步完善风应力参数化方案。     

印尼苏拉威西地区波尼盆地形成及其石油地质特征

波尼盆地是一个新生代裂谷盆地,勘探程度极低,其含油气系统及主要勘探层系不明。采用类比分析方法,通过对周边构造演化和沉积特征相似盆地的烃源岩、储层特征及含油气系统分析,进一步推测波尼盆地发育始新统潮坪-潟湖相烃源岩,品质较好,为Ⅱ—Ⅲ型干酪根,普遍处于成熟—高成熟阶段,以生油为主。该盆地共发育3套潜在储盖组合,最主要为中、上中新统—上新统Tacipi组生物礁储层及上新统区域性海相泥岩储盖组合,油气勘探前景较好。     

鄂尔多斯盆地长7段页岩和泥岩生烃特征及其地质意义——以延安地区为例

以鄂尔多斯盆地长7段泥岩和页岩为例,基于基本地球化学特征,开展封闭体系黄金管热模拟实验,分析泥岩和页岩生烃产率特征及黄铁矿对有机质生烃作用的影响。结果表明：在模拟温度为400℃之前,页岩气态烃产率高于泥岩的,最高相差43.06 mL/g,模拟温度继续升高后,泥岩气态烃产率超过页岩的;泥岩和页岩在350℃达到产油高峰,页岩总产油率比泥岩的高53.25 mg/g;黄铁矿可以显著提高页岩的C₁-C₄产率,并促进C₅的大量裂解,且黄铁矿可促进总油产率的增加,在产油高峰时,最大可增加54.17 mg/g。页岩生烃能力强,黄铁矿对页岩油气的生成具有一定促进作用;在采用原位加热方法开采页岩油气时,高黄铁矿质量分数的富有机质页岩层段是鄂尔多斯盆地延安地区长7段的首选目标。该结果对页岩油气勘探开发选区选层具有指导意义。