一种湿地河流叶绿素a遥感反演方法

叶绿素a作为一项重要的水质安全评价指标,其浓度的准确监测对水产行业发展、水生态系统平衡和人类饮水安全等有着重要意义。随着对地观测卫星传感器空间和光谱分辨率的提高,遥感技术在河流水质时空变化监测中发挥着越来越重要的作用。本文以新疆巴音布鲁克湿地河流水体为研究对象,同步采集了水体反射光谱和水样,并在实验室对叶绿素a、浊度等水质参数进行测定。首先,基于光谱波段对叶绿素a浓度的敏感性分析,构建了多种光谱指数模型;然后,提出以4.50 mg/m³作为水体叶绿素a浓度分级阈值,利用三波段半分析模型因子D3B与叶绿素a的线性关系建立水体叶绿素a浓度分级标准,进而对比评估了11种经验、半分析模型分别在全部样本数据集和两级叶绿素a浓度数据集中的精度表现;其次,根据各模型精度结果选用三波段半分析模型D3B和蓝绿波段比模型OC₂V4,组成叶绿素a分级反演算法OC₂-D3B,其精度（R²=0.96,RMSE=0.32 mg/m³,MAE=0.24 mg/m³,MRE=5.71%）相比以上2种单一算法提高了50%以上;最后,本文利用Sentinel-2影像,对湿地河流水体叶绿素a浓度的空间分布特征和季节时序模式进行了分析,得到该水域夏季叶绿素a含量最高,春秋季次之,冬季最低的结论。此外,本研究还发现气温相比其他环境因子对水体Chl-a浓度的控制作用更加明显。     

Evolution of Carbon Isotope Composition in Potential Global Stratotype Section and Point at Luoyixi, South China, for the Base of the Unnamed Global Seventh Stage of Cambrian System

This work deals with the evolution of carbon isotope composition in the Luoyixi (罗依溪) Section, a candidate of the Global Standard Stratotype-section and Point (GSSP), defining the base of the as-yet-undefined seventh stage of Cambrian System at the first appearance of the cosmopolitan agnostoid Lejopyge laevigata. This level is favored in a vote of International Subcommission on Cambrian Stratigraphy (ISCS) as the biohorizon for defining the base of a global stage. Two hundred and sixty-four samples for carbon and oxygen isotope analysis have been collected from the carbonate successions at an interval of 0.25 to 0.5 m in this section. Results of the carbon isotope data exhibit a remarkable disciplinarian trend. The pattern of the carbon isotope evolution is gently undulant with a relatively long period during the underlying Drumian Stage, and then the values of δ13C fluctuate sharply with a short period in provisional seventh stage. The onset of sharp fluctuation in the δ13C values begins at the proposed GSSP level, defining the base of the global seventh stage, where δ13C values change from a gentle trend to a sharp trend. Distinct covariant-relationships among δ13C, δ13O, and sea level fluctuations suggest that a warming change in paleoclimate took place during the early global seventh stage, which led to a positive shift in δ13C values.     

中国极端天气气候研究——“地球系统与全球变化”重点专项项目简介及最新进展

全球变暖背景下,极端天气气候事件频发,并表现出群发性、持续性、复合性等特点,不可预测性增加;持续性强降水、极端低温、复合型极端高温干旱、群发性热浪和台风等极端天气气候事件对我国经济社会和可持续发展影响巨大。然而,上述极端天气气候事件的新特征、关键过程和机理尚不完全清楚,重大极端事件的预报预测水平亟待提升。文章首先简要介绍“地球系统与全球变化”重点专项项目“中国极端天气气候事件的形成机理及其预测和归因”的基本情况。项目拟在分析全球变化背景下对我国造成重大影响的极端天气气候事件新特征的基础上,深入研究多尺度海-陆-气耦合过程影响极端天气气候事件的机理,挖掘极端天气气候事件次季节-季节预测的前兆信号;发展动力与物理统计相结合的极端事件预测新方法,研制针对中国极端事件的新一代高分辨率数值预报与检测归因系统。文章重点总结了自2022年12月项目立项至今取得的最新研究成果和进展。     

补水压力对土体冻胀的影响北大核心CSCD

为了研究冷端温度、土质和补水压力对土体冻胀影响的强弱以及现行评价土体冻胀敏感性的方法在土体有压补水冻结时的适用性,开展了三因素三水平的冻胀正交试验。基于灰色关联度法得到的结果表明,影响土体冻胀率的因素由强到弱依次为补水压力、冷端温度和土质。补水压力、冷端温度与冻胀率的关联度较大,土质与冻胀率的关联度较小。在较高的补水压力作用下,非冻胀敏感性的砂类土产生了明显的冰透镜体,且部分砂类土的冻胀率超过了黏质土的冻胀率。发现仅凭细粒含量评价水压作用下砂类土的冻胀敏感性存在缺陷,应根据土体所处的实际环境进行综合评估。通过讨论冻胀敏感性、融沉敏感性与冻害敏感性之间的关系,提出受水压影响的寒区工程构筑物须通过设置隔水和排水设施以及使用换填法来综合防治冻害的方法,可为相关工程的设计及安全运营提供参考。     

基于自组织网络的黄河口浑浊模式研究

传统浑浊度时空变化模式研究依靠野外观测实验,需要投入大量人力物力,模型适用范围亦非常有限。本文利用自组织网络（SOM）,直接从长时序遥感影像中提取典型浑浊模式,分析浑浊度年内、年际变化特征。以黄河河口附近海域为研究区,提取出近15年的6类典型浑浊模式。典型特征显示,研究区内主要有2个浑浊区,位于渤海湾西部和南部,以及河口外和莱州湾西北部;6类模式中四类以年为周期过渡更替,冬春季浑浊度较高,夏秋季浑浊度较低;多年浑浊模式逐渐由中浑浊向清澈模式变化,整体浑浊度有降低趋势。浑浊水体分布主要受河口潮流、环流等海洋动力和风浪影响,结合研究区气象观测数据分析,海面风浪变化是造成浑浊模式更替的主要原因,黄河入海泥沙影响范围仅局限于河口口门周边。利用统计参数分析和2007年各月悬浮泥沙浓度反演结果比较,评价SOM分类效果,结果表明SOM提取的模式间具有显著差异,一定程度上能够代替经验模型反映区域浑浊特征。SOM神经网络能够从长时序遥感影像中直接提取浑浊水体典型分布模式,分析海岸带地区水体浑浊度变化的时空特征,对了解复杂水体泥沙输运及优化水资源利用具有重要应用价值。     

社会地质学：真正的可持续发展

社会地质学是由本文作者提出的一门新的地学分支学科，同时也是地球科学、社会学和学等学科之间的交叉学科，社会地质学的诞生是人类社会发展过程中的必然产物，其主要任务是解决当前人类社会所普通面临的人口、资源、环境危机，为实现人类社会的可持续发展提供科学依据。     

中国新疆及周边国家和地区典型矿床特征对比研究

中国新疆及周边国家和地区是全球性中亚巨型成矿域的重要组成部分。黑色岩系矿床、斑岩矿床、块状硫化物矿床、陆相火山岩金矿床、与富碱性侵入岩有关矿床和砂岩铜矿等几种重要的典型矿床类型在该成矿域均已有不同程度的发现,特别是近几年来在该成矿域相继发现多个大型和超大型矿床的事实,说明中亚成矿域具有独特的成矿特点和巨大的找矿潜力。笔者通过分析研究中国新疆及周边国家和地区大型或超大型矿床的成矿规律和典型矿床特征,对新疆及相邻地区的大型或超大型矿床的找矿方向提出了见解。     

汶川地震绵远河流域地质灾害遥感提取与分布特征研究

2008年5月12日,中国四川省龙门山地区发生MS8.0大地震,诱发了大量的斜坡地质灾害。全面、准确的地质灾害编录和对其发育规律分析是灾害防治研究的基础。因此,本文选取同震地质灾害典型发育的绵远河流域作为研究区,利用2期震后的SPOT5卫星遥感影像,结合震前航拍影像,进行了同震地质灾害图斑的自动识别,并结合影像目视检核和灾害野外验证精确地编录了斜坡地质灾害。针对先前学者在此研究区的研究成果,对比分析本次地质灾害提取方法的优势与成果的完整性与精确性。在此解译成果基础上,进行了地质灾害发育规律的空间分析,得出了一些有别于前人的认识：（1）遥感影像是提取地震地质灾害的有效手段,但需要注意遥感影像的时相选择和期次的对比,这样才能获取完整且准确的解译结果; （2）提取的研究区地质灾害总面积为85.5km2,约为前人研究结果的两倍; 解译结果显示,灾害主要集中分布于北川映秀地表破裂带附近和绵远河主河道两侧的斜坡; （3）流域地处地形、地貌过渡带,高程、坡度、坡形、断裂及地表破裂和地层岩性是汶川地震地质灾害分布的主控因素; 在高程1500m和4100m附近灾害面积百分比最大,分别为31%和25%以上; 灾害分布主要集中在50附近,面积百分比与坡度呈正相关; 在凹形陡坡单元灾害面积分布最大,其次为凸型中坡单元; 灾害分布与该地区断层的活动特征相关性很大; 硬岩、上硬下软地层是地质灾害的主要发生区域,占49.6%。     

社会地质学

本文作者提出了社会地质学的新理论，社会地质学既是地球科学的一个新的分支学科，又是地学，经济学和社会学等学科之间的一门交叉学科，社会地质学的诞生是人类社会发展过程中必然产物，它的主要任务就是解决目前人类所面临的种种困难，为实现人类社会可持续发展这一宏伟目标提供坚实的科学基础，社会地质学将密切关注资源，人口，环境这３个大问题。