2000—2015年中国荒漠化土地识别和监测

荒漠化是生态退化的极端表现形式,包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱区的土地退化。快速和准确地识别中国荒漠化地区,是防范和治理荒漠化的关键。针对2000-2015年我国陆地生态系统NPP的变化趋势、稳定性和荒漠化敏感性进行了综合分析,构建了识别荒漠化土地的技术方法。结果表明：（1）近16 a以来,我国内蒙古阴山以南、新疆天山以北、西藏阿里地区、长江以南大部地区,植被净初级生产力均出现了不同程度的下降趋势,且一半以上的区域处于植被生态系统不稳定状况;在全国56.2%的国土属于荒漠化敏感区内,上述区域容易受气候、自然条件、人为干扰等影响而发生荒漠化。（2）2000年以来,我国土地荒漠化退化区域面积约20.74×10⁴ km²,占国土总面积的2.16%。主要为五大分布区域,即内蒙古高原中部的典型草原和荒漠化草原区、新疆天山-阿尔泰山山地草原区、新疆塔里木河下游的温带荒漠和绿洲区、青藏高原的阿里-昆仑山高寒荒漠区、青海省的青南山高寒草原区。（3）荒漠化进程伴随有生产力下降、植被盖度降低和地表温度不断攀升的地表关键参数演变特征,荒漠化的形成受气候影响显著,降雨的减少是造成土地荒漠化进程突出的主要因素;人类活动、不合理的种植业、畜牧业等在一定程度上对土地荒漠化起到推动作用。     

城市化与PM2.5时空格局演变及其影响因素的研究进展

快速的城市化和经济发展在改善我们物质生活的同时,也因其剧烈人为活动导致了严重的环境污染,尤其是近年来以细颗粒物(PM_2.5)为首要污染物的城市与区域空气污染问题凸显。而传统的研究更注重孤立地开展空气污染或城市化的研究,缺乏对二者相互耦合关系的综合研究。本文以中国近年来广受关注的以PM_2.5为首要污染物的城市空气污染为切入点,系统地分析总结了在城市化与PM_2.5时空格局演变及其影响因素方面的主要研究进展,包括研究框架、主要方法和相关的主要研究成果等。指明该领域的研究已从空间格局分析逐步深入到健康影响、社会经济驱动等相关方向,并已延伸至复合主题的研究。未来,开展更为深入细致的研究,对于拓展城市与景观生态学的理论体系,了解城市化与城市空气质量的影响关系,解析不同城市发展阶段所面临的城市空气质量问题,将具有重要的科学与现实意义。     

“一带一路”建设研究进展

“一带一路”经历了从中国倡议到国际共识的巨大转变,正在成为世界上越来越多国家和政治领袖们探索全球经济治理新模式的平台。伴随这种转变以及“一带一路”建设所取得的成就,“一带一路”研究已经深入到除了基础科学领域外的几乎所有学科。本文根据中国知网（CNKI）数据分析了4年多来“一带一路”研究文献的特征,而后总结了与地理学密切相关的“一带一路”核心议题的研究进展。研究发现：① 自2014年以来“一带一路”研究发文量迅速上升,由2014年的1000多篇飙升到2017年的20000多篇;② 文献比较庞杂,以宏观性、战略性和一般性文献为主,舆论性很高,基于深入研究的高水平学术文献少,还不能很好地支撑“一带一路”建设;③ 对外直接投资、互联互通、“走出去”、全球化、全球治理、命运共同体、人民币国际化等得到的关注较多;④ 地理学在“一带一路”的战略内涵和理论构建、地缘政治经济分析、“中欧班列”、海上航运战略支点、海外投资模式、经贸格局及其经济影响、资源环境问题等方面研究较为深入。最后,本文呼吁加强“一带一路”的理论建构以及建设机制和国别研究,并积极开展中外学者之间“一带一路”研究对话以及合作研究。     

Effect of Covering-soil Thickness on Crop Growth on Bare Rock nd Gravel Land in an Ecological Restoration Project

To study the mechanism by which the thickness of covering soil effects crop growth in an ecological restoration project of bare rock and gravel land, the physiological characteristics of summer maize were observed during 2010-2015. This experiment was set up on exposed rock land, which had been covered by soil with six different thicknesses: 30 (C30), 40 (C40), 50 (C50), 60 (C60), 80 (C80) and 100 cm (C100). During the experiment, soil physical properties and the physiological traits and yields of crops were recorded. The results indicated several effects. 1) With the same thickness level, soil bulk density of the covering soil increased in successive planting years. There was a logarithmic relationship between soil bulk density and covering thickness. There was also a strong algorithmic relationship between covering thickness and sedimentation coefficient (R²=0.91). 2) The thickness of covering soil had a significant influence on both the height of summer maize, and soil and plant analyzer development (SPAD) values. In each treatment, the growth rates of the crops during the jointing and booting stages were higher than that in the booting to grain filling stage. After two years of land-use, the mean height of the crop in the C50 treatment was 8.16%, 3.32%, 3.31%, 9.86% and 7.55% higher than that for the C30, C40, C60, C80 and C100 treatments, respectively. The differences between treatments were significant (p < 0.05). SPAD values were highest at the heading stage. The highest value for the C50 treatment was 298.41 after two years of land-use. 3) Soil thickness significantly affected yields and the water use efficiency (WUE) of summer maize. The highest average crop yield and WUE value during the experimental period for the C50 treatment were 4614.12 kg hm^-2 and 13.57 kg hm^-2 mm, respectively. For the C50 treatment the multi-year average water use efficiency was significantly higher than that of the other treatments in 2010-2015. In conclusion, a soil thickness of 50 cm covering the bare exposed rock was adequate as a tillage layer for the crop, and all crop growth indexes in this treatment were better than for other soil thicknesses. The results provide a scientific basis for the land remediation and ecological restoration of bare rock and gravel land. At the same time, for Africa, where one-third of the land is desert, arable land resources are relatively scarce and agricultural ecology is fragile, can serve as a significant reference to improve the ecological environment, develop arable land resources and increase agricultural income.     

夏季黄河流域降水气候特征及其与大气环流的关系

本文基于1958—2015年夏季黄河流域55个观测站降水量和NCEP/NCAR再分析1高度场等资料,使用MannKendall突变检验、合成分析和Monte Carlo检验等气候统计方法,分析了黄河流域58年夏季降水量的气候变化特征,以及导致其变化的大气环流成因。58年期间,黄河流域夏季降水量总体呈减少趋势,尤其在河套北部有显著性减少趋势,其主要原因是欧亚中高纬度等压面升高、西风带减弱所致;1975年和1996年是黄河流域夏季降水的两个明显年代际气候变化转折点,在1958—1975年期间,黄河流域夏季降水量年际变化大,异常偏多和偏少年出现频次较高,期间欧亚中高纬度及其以南包括黄河流域地区高度场偏低,主要受高空低压系统和较强冷空气影响;在1976—1995年期间,黄河流域大部降水偏多,其主要环流成因为乌拉尔山阻塞高压发展、贝加尔湖到东北亚一带受负高度距平控制高空槽加深,同时,来自南方的暖湿气流输送增强;到1996—2015年最近20年间,乌拉尔山北部环流高度场偏低、里海至贝加尔湖再到东北亚一带高度场一致偏高,黄河流域一带西风带强度和冷空气势力均较弱,流域受高压影响导致大部区域降水偏少。不同时期黄河各流域段降水量与中高纬度阻塞高压以及与西北太平洋副热带高压的相关关系分析进一步说明了上述结论。     

天津地面相对湿度资料的非均一性检验及订正

研究中利用NCEP/DOEAMIP-ⅡReanalysis(R-2)比湿再分析资料和基础观测资料两种参考序列,对天津历史月平均相对湿度数据中存在的非均一性因素进行了检验和订正。结果显示,有9个地面站的相对湿度序列存在显著断点,占台站总数的69%。查阅台站元数据得到导致其突变的主要原因是自动站业务化,其次为迁站和仪器变更。从订正量来看,负订正量比例约占96. 3%,其中分布范围在-5.0%～-1.5%,约占总订正量的80%以上。对比分析订正前后月平均相对湿度序列的方差和趋势变化,均一性订正基本修正了非均一性因素造成的突变影响,减缓相对湿度序列长期出现异常偏干的趋势变化。同时,与朱亚妮等(2015)研制的同类数据产品误差分析发现,两类数据的误差平均值较小,但由于一些主观因素影响使得个别台站MAE、SE误差值达到3. 0%以上,造成MAE、SE误差值范围在0～2%的台站比例分别仅在84. 6%和76. 9%及两者以上。从而,一定程度上能够反映出本研究所采用的数据处理技术手段相对以往具有优越性。     

市域脑卒中疾病与气象因素的关系及预测

为了帮助医疗机构合理调配医务力量、床位和医疗药物,同时也帮助脑卒中高危人群及时采取干预措施,降低发病风险。本文对某市[1]四家医院2013—2016年脑卒中的就诊病例进行数据分析,将日就诊人数分为6个等级。然后,调取相应时段当地的逐日气象资料,采用支持向量机(SVM)和随机森林(RF)方法分别建立了日就诊人数预测模型和日就诊人数与气象因素的关系模型。研究结果表明:(1)脑卒中的日就诊人数为不平衡数据,这种数据特征将导致传统的预测模型正确率较低;(2)通过不断调整SVM预测模型的初始权重,经历了4次优化之后,使得日就诊人数的预测正确率从52.46%上升到94.56%;(3)随机森林模型的结果显示,影响脑卒中发病率的三大气象因素分别是最高气温、最低气温和平均气温。基于机器学习模型的脑卒中疾病与气象因素的研究成果,提高了医疗气象统计模型的预报准确率,具有较高的应用和推广价值。     

基于定量化植物防御效应的臭氧通量模型的优化

继SUM06、AOT40之后,基于气孔臭氧累计吸收通量（AFstY）的研究方法被广泛应用于臭氧风险评估中.然而通量模型中的阈值Y并不能很好地代表植物对臭氧的抗氧化能力以及自我修复能力,如何动态模拟植物自身的防御机制对于提高臭氧风险评估的准确性尤为重要.本文基于前人的研究成果探讨如何定量化植物对臭氧的防御效应,运用光合定量方法动态模拟伤害阈值并计算臭氧有效吸收通量,运用SODA模型从气孔吸收和质外体解毒两个方面探讨细胞内抗坏血酸对臭氧原生质膜通量的影响,旨在为臭氧通量模型研究开辟一个新的视角,并为后续的臭氧胁迫效应研究打下基础.     

ERA5再分析数据适用性初步评估

利用山东省及周边地区10个站点的地面和高空观测资料对ERA5再分析资料的适用性进行了初步评估。结果表明：再分析的海平面气压和2 m温度与实况资料的相关性明显优于2 m相对湿度和10 m风场;高空温度和相对湿度在对流层中低层的适用性要好于高层,而位势高度和风场在中高层适用性较好;海平面气压再分析与实况的相关有着最明显的季节变化,2 m温度、2 m相对湿度和10 m风速则在部分站点有较明显的季节变化,而10 m风向的相关系数更多地表现出站点之间的差异,高空要素的适用性,季节和区域差异不明显。另外,对比发现,ERA5的适用性总体上要优于ERA-Interim再分析资料,地面和对流层低层的相对湿度、风场提高更为明显。     

冬季北大西洋涛动与中国北方极端低温相关性的年代际变化

本文基于中国地面气温日值网格数据集（V2.0）,采用滑动相关和相关分析等方法,揭示了冬季北大西洋涛动（NAO）对中国北方极端低温影响的事实,进一步证实了东北后冬（1、2月）冷日（夜）与同期NAO相关性的年代际变化。研究发现:在20世纪80年代中期前,东北后冬冷日（夜）频发,与NAO的相关性较好,而在80年代中期后东北后冬冷日（夜）少发,与NAO的相关性减弱。其中,1月在1969~1988阶段,东北冷日（夜）与NAO的相关性最好,相关区域显著,相关系数可达-0.68（-0.66）,而在1989~2009阶段二者相关性最弱,相关区域不显著。进一步分析发现,在不同年代际背景下,NAO引起的大气环流异常是导致东北1月冷日（夜）与1月NAO相关性年代际变化的重要原因。相关性较好的年代,NAO引起的环流异常有利于冷涡等天气系统维持在贝加尔湖到东北一带,使东北地区气温偏低,冷日（夜）频发;相关性较弱的年代,不利于冷空气南下,使东北地区气温偏高,冷日（夜）少发。