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。     

南黄海牡蛎壳元素组成的原位微区分析及环境指示

碳酸盐生物壳体的周期性生长纹层是记录气候环境变化的天然材料。随着原位微区测试技术的快速发展,高分辨率的同位素和化学元素组成的快速分析显著推动了古气候环境变化及生物地球化学研究。应用激光剥蚀等离子体质谱仪(LAICP-MS)对南黄海现代牡蛎Crassostrea gigas壳体韧带部的元素组成进行原位微区测试,利用内标元素43Ca进行元素比值的校正,探讨了牡蛎壳中化学元素特征及其环境意义。研究的长牡蛎壳体中Mg/Ca、Sr/Ca、Na/Ca比值具有显著的季节性周期变化。环境水体物理化学性质的变化对壳体生长速率影响较大,壳中白垩质方解石和叶片方解石生长层分别对应较高和较低的环境温度,白垩方解石层具有较高的Mg/Ca、Sr/Ca和较低的Na/Ca比值。Mg/Ca比值可指示牡蛎壳体生长环境水体温度,利用前人Mg/Ca比值公式计算可以恢复与器测资料相符的近岸海水温度结果。本研究对应用LA-ICP-MS分析技术开展高分辨率的生物壳体元素组成和环境示踪研究具有借鉴意义。     

1990—2015年中国县市尺度人口收缩的演变特征及影响因素

近年来,区域人口收缩问题在全球范围内引起了广泛关注,并且在中国也日益明显。利用1990年、2000年和2010年人口普查数据以及2015年1%人口抽样调查数据,本文在县市尺度上分析了1990—2000年、2000—2010年和2010—2015年三个时期人口收缩区的空间特征及演化趋势,并定量探讨了其形成与演变的影响因素,主要发现如下：① 人口收缩现象在县市尺度非常明显,三个时期人口收缩区占比均超过20%;② 2000—2010年人口收缩区以大面积扩张为主要特征,东北地区、川黔渝地区、长江中游地区最为明显,而东部地区则主要集中在江苏北部和福建西部等局部范围;③ 2010—2015年人口收缩转缓慢增长成为主要特征,仅东北地区、河南等人口收缩区仍有所扩张;④ 人均GDP和非农就业占比等经济发展水平因素对人口收缩区的形成影响显著,而经济发展速度因素则与人口收缩的演变密切相关;⑤ 除经济因素外,人口自然增长因素对人口收缩区形成及演变的影响均非常显著,且其作用呈增强趋势。     

南黄海砂质海底反向声散射测量（6-24 kHz）

在南黄海某一典型的砂质海底区域,采用全向性声源和全向性接收水听器开展了频率范围为6-24 kHz的海底反向声散射测量。测量结果表明,在避免海面散射干扰并满足远场条件的情况下,本次实验获得了掠射角范围为18~80°的海底反向声散射强度,其数值为-41.1~24.4 dB。在有效掠射角范围内,声散射强度总体上随掠射角的增大呈现出增大趋势,但对于不同的频率,其变化趋势有所不同,反映出不同的散射机理。在20°、40°和60°掠射角处,在6-24 kHz的频率范围内反向声散射强度总体上呈现出正相关的频率依赖性,其线性相关斜率分别为0.2229 dB/kHz、0.5130 dB/kHz、0.1746 dB/kHz。在最大掠射角80°处,反向声散射强度未呈现出明显的频率相关性。     

海洋多道地震拖缆数据实时传输系统的设计与实现

为满足深拖式高分辨多道地震勘探需求,设计并实现了海洋地震拖缆数据的实时传输系统。系统由数传包与地震采集站连接组成,采用推荐标准485(Recommended Standards 485,RS485)串行总线实现了采集站与数传包的物理连接,利用低电压差分信号(Low-Voltage Differential Signaling,LVDS)、预加重/均衡器、8位/10位(8 bit/10 bit)编码等技术实现了数传包之间的通信链路。设计了无等待反馈重传的差错控制方法,提高系统高效性和可靠性;在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)内部采用先进先出(First Input First Output,FIFO)构建多优先级任务队列的多级流水线设计,解决了大容量数据并发而产生的数据漏帧问题。在实验室用已知正弦信号对系统进行了对比测试,结果表明系统能够满足海洋多道地震勘探的数据传输需求,对于海洋多道高分辨率地震资料的可靠获取具有重要的意义。     

中国建设用地扩张对景观格局演化的影响

探索建设用地扩张对景观格局变化的影响机理是理解人类活动对生态系统功能、格局和过程变化影响机制的关键。但中国全国尺度建设用地扩张过程对景观格局演化的影响研究明显不足。基于此,突破传统行政区划单元的分析方法,以覆盖全国的10 km格网为基本单元,基于1975-2014年建成区比率数据来表征建设用地扩张水平,运用同期土地利用数据计算相应的景观指数,定量刻画了建设用地扩张及景观格局的时空演化过程,并运用空间计量经济模型定量解析了建设用地扩张过程对景观格局演化的影响效应。同时,基于全样本、不同时间点、不同规模城市和不同区域城市的对比揭示建设用地扩张过程对景观格局演化影响的时空差异性。研究结果表明：40年间建成区比率值增长了3倍,高于同期的人口城镇化增长水平,东、中和西部间呈现出显著的梯度差异性,而且差异程度逐步增加,大、中、小城市之间的差异也较为显著。1975-1990年、1990-2000年和2000-2014年3个时间段的年均增速分别为5.87%、2.32%和2.32%。景观格局总体上也经历了显著变化,优势景观类型的主导性逐步降低,景观格局趋于破碎化,复杂度增强,邻近度趋于离散,聚集度逐步降低,结合度渐高,景观多样性和均匀度均有所提高。随着建设用地扩张水平的提高,景观越来越趋于破碎化,人类活动对景观的干扰强度和频率也不断增强。例如,建设用地扩张水平每提高1%将导致景观斑块数量提高0.45%左右。但是建设用地扩张水平与景观复杂度的变化在空间上存在错位。建设用地扩张水平的提高在一定程度上使同类型斑块间的距离变近,景观聚集度出现降低趋势,景观越来越呈现多种要素的密集格局,斑块聚合和集群性增强,相应的结合度也越来越高,景观均衡化趋势和均匀分布越来越明显。同时发现,不同规模城市和不同区域的影响差异显著,除地理区位因素差异性不显著外,其他控制要素也对景观格局演化具有差别化的影响。     

Terrestrial dissolved organic carbon consumption by heterotrophic bacterioplankton in the Huanghe River estuary during water and sediment regulation

Nearly 20%–50% of the annual terrestrial dissolved organic carbon(DOC)from the Huanghe(Yellow)River was transported to the estuary during the 5-14d of water and sediment regulation.The concentration of DOC increased sharply during the period of water and sediment regulation,which may promote the terrestrial DOC consumption by heterotrophic bacterioplankton.Water and sediment regulation provides an ideal condition for the study of terrestrial DOC consumption by heterotrophic bacterioplankton when terrestrial DOC increases sharply in rainy season,which may help to seek the fates of terrestrial DOC in the estuaries and coasts.In this study,the concentration and stable isotope of DOC,the biomass,growth,and respiration of heterotrophic bacterioplankton were determined.By the study,we found both average percent contribution of terrestrial DOC to the DOC pool and Contribution of terrestrial DOC to the carbon composition of heterotrophic bacterioplankton decreased as distance from the river mouth increased off shore,which was deceased from(39.2±4.0)%,(37.5±4.3)%to(30.3±3.9)%,(28.2±3.9)%respectively.255-484μg C/(L·d)terrestrial DOC was consumed by heterotrophic bacterioplankton.And 29%-45%terrestrial DOC consumed by heterotrophic bacterioplankton releasing as CO2 by respiration.Comparing with tropical estuary,terrestrial DOC consumed by heterotrophic bacterioplankton was lower in temperate estuary(this study).Temperature may limit the consumption of terrestrial DOC by heterotrophic bacterioplankton.     

玉兔号月球车巡视点矿物丰度及粒径分布高光谱反演

矿物的类型、丰度及其粒径分布对理解月球和行星表面曾经存在过怎样的地质演化过程具有重要的意义。本文提出基于辐射传输模型和稀疏分解模型反演矿物丰度及其粒径分布的方法,利用辐射传输模型计算各矿物端元不同粒径的单次散射反照率以构建解混光谱库,然后基于稀疏分解算法得到在每个可观测像元的端元最优丰度和粒径分布。利用实验室测量数据进行验证,表明本文方法具有较高的精度。最后根据玉兔号月球车的实地测量光谱数据,利用本文方法获得了其矿物的丰度及粒径分布,结果显示,辉石、橄榄石、斜长石、熔融玻璃和钛铁矿的丰度在4个观测点的平均丰度分别为28.1%、4.5%、39%、28%、0.4%,辉石的平均粒径为166.02μm,橄榄石为8.34μm,斜长石为196.31μm,熔融玻璃为44.21μm,一定程度上表明在这些观测点不同矿物对太空风化的响应不同。     

冲绳海槽北部柱状沉积物中有机质地球化学特征——对热液活动的指示

通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS),分析了冲绳海槽北部柱状沉积物中有机质的分布和组成特征。样品中正烷烃显示出明显的双峰分布,其中高分子正烷烃显示出明显的奇数碳优势;低分子的正烷烃显示出偶数碳优势,其丰度最大值位于C16和C18处。该柱状沉积物中120～140cm层样品(样品S10-7)中沥青、正烷烃以及脂肪酸的含量都要远高于其他层位样品,且该层位样品中正十八烷酸质量比(16.915μg/g)要高于其他层位样品1～2个数量级。S10-7样品中3个成熟度参数也高于其他样品,预示该层位样品受到明显的热蚀变。S10-7样品中有机质的分布和组成情况预示该柱状沉积物样品周围可能存在未被发现的热液区。本研究旨在揭示该柱状沉积物中有机质的来源,同时评估该区热液活动的可能性。本研究的开展可为该区沉积物中有机质来源及热液活动研究提供研究基础和依据。     

中国沿海球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)的分类、分布及其藻华

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa Scherffel)是全球海洋广泛分布的有害藻华种类。1997年10月,中国东南沿海首次暴发了此种藻类的大规模藻华,其后陆续在福建、广东、广西、海南、河北及天津等省市沿海暴发多起同种藻华。中国近海的球形棕囊藻藻华呈现两大独有的特点,即藻类囊体较大(可达3厘米),以及藻华可毒害养殖业。历经20多年,球形棕囊藻在中国沿海已从一个"藻华新记录种"变成了"藻华常见种"。值得注意的是, 2014年以来,广西北部湾海域棕囊藻藻华肆虐,威胁核电冷源安全,受到了社会高度关注,也对球形棕囊藻藻华的研究提出了新的挑战与要求。针对这一生态灾害的最新发展趋势,本文总结了20年来中国球形棕囊藻及其藻华灾害的发生与发展状况,分别就棕囊藻的分类、生活史特征、营养特性、藻华形成的环境驱动因素、生态毒理等诸多方面开展简要综述,冀望为棕囊藻藻华的研究及防治提供基础资料及思路。