Bias estimation and correction for triangle-based surface area calculations

The calculation of surface area is meaningful for a variety of space-filling phenomena, e.g., the packing of plants or animals within an area of land. With Digital Elevation Model (DEM) data we can calculate the surface area by using a continuous surface model, such as by the Triangulated Irregular Network (TIN). However, just as the triangle-based surface area discussed in this paper, the surface area is generally biased because it is a nonlinear mapping about the DEM data which contain measurement errors. To reduce the bias in the surface area, we propose a second-order bias correction by applying nonlinear error propagation to the triangle-based surface area. This process reveals that the random errors in the DEM data result in a bias in the triangle-based surface area while the systematic errors in the DEM data can be reduced by using the height differences. The bias is theoretically given by a probability integral which can be approximated by numerical approaches including the numerical integral and the Monte Carlo method; but these approaches need a theoretical distribution assumption about the DEM measurement errors, and have a very high computational cost. In most cases, we only have variance information on the measurement errors; thus, a bias estimation based on nonlinear error propagation is proposed. Based on the second-order bias estimation proposed, the variance of the surface area can be improved immediately by removing the bias from the original variance estimation. The main results are verified by the Monte Carlo method and by the numerical integral. They show that an unbiased surface area can be obtained by removing the proposed bias estimation from the triangle-based surface area originally calculated from the DEM data.     

祁连山南坡灌丛草甸生物量变化与水热因子的关系研究

通过野外调研和室内实验,研究了祁连山南坡灌丛草甸地上生物量的生长季变化,并对地上生物量与水热因子的关系进行了探讨。结果表明：在不同区域群落结构有所不同,覆盖度越低,上层和下层的植物高度越低,丰富度和多样性越小。但均匀度还受草场退化阶段的影响,群落结构相对稳定,植物的均匀度越高;地上生物量的年内变化是单峰曲线,乌鞘岭和门源的地上生物量在7月份最大,祁连和野牛沟的地上生物量在9月份最大;地上生物量的积累与前1月和前2月的气温和降水正相关,与前4月的气温也正相关,并且对气温变化的敏感性大于降水,但与地温和土壤水分的相关性不明显,前1月表层地温较高对地上生物量的积累有积极作用;对于地上生物量积累,日气温、日相对湿度、降水量有直接正向作用,而日最高气温、日最低气温、日水汽压有直接负向作用,5 cm、20 cm地温和0~10 cm、20~30 cm土壤水分也有直接正向作用,而10 cm地温和10~20 cm土壤水分也有直接负向作用。     

城镇化系列咨询研究进展与影响

2014年3月,国家印发《新型城镇化规划（2014-2020年）》,标志着中国城镇化发展的重大转型,将城镇化重点转向实现“人的城镇化”。国家城镇化政策转型离不开多学科众多学者长期以来针对城镇化开展研究探索的集体智慧的推动,中国科学院学部牵头完成的城镇化系列咨询报告是标志性成果之一,在城镇化政策转型中发挥了作用。回顾城镇化系列咨询研究的主要内容,以及对国家相关部委产生的工作推动与影响。认为人文与经济地理学要积极承担国家智库和思想库功能,加强基础研究以支撑决策咨询研究,城镇化是地理学综合研究的重要内容,新型城镇化为学科发展提供了广阔空间。同时,科技工作者要有强烈责任感与科学精神。     

Interannual Variability in Pollen Dispersal and Deposition on the Tropical Quelccaya Ice Cap*

Pollen collected from snow samples on the Quelccaya Ice Cap in 2000 and 2001 reveals significant interannual variability in pollen assemblage, concentration, and provenance. Samples from 2000, a La Niña year, contain high pollen concentrations and resemble samples from the Andean forests (Yungas) to the east. Samples from 2001, an El Niño year, contain fewer pollen and resemble those from the Altiplano. We suggest that varying wind patterns under different El Niño/Southern Oscillation (ENSO) conditions may affect the processes of pollen transport over the Altiplano and on the ice cap, although confounding variables such as flowering phenology and sublimation should also be considered     

鄂西山区耕作制度的合理调整

鄂西山区耕地面积8640平方公里。区内现行耕作制度,在海拔500—1200米处以一年两熟制为主,海拔1200米以上处是一年一熟制。全区一熟制面积占耕地面积的15％,耕作复种指数180—195％。随着区内商品经济的进一步发展,对现存耕作制度要加以调整:1.加强精耕细作,提高粮食单产,调整农业经济结构;2.合理布局作物,优化种植业结构;3.实行科学种田,使耕作制度的变革不断深化。     

小五台山亚高山景观尺度水热条件与植被关系

以河北省小五台山为研究区,通过转化糖方法获取亚高山不同景观部位效应温度,结合DEM模型模拟研究区内太阳直接辐射以及土壤湿润度系数,进而构建生境干燥度指数。以此为基础,在景观尺度上定量分析研究区内亚高山带水热条件与森林和亚高山草甸植被分布格局的关系。结果表明,① 研究区域中森林分布地段生境的太阳直接辐射,效应温度和干燥度指数都显著低于草甸分布地段,土壤水分系数则恰恰相反;② 综合太阳直接辐射或效应温度与土壤湿润度系数的干燥度指数统计分析结果,优于分别以各个因子单独进行分析的结果;③ 在植被格局的形成中,干燥度起着至关重要的作用,这与在水平地带中,森林与草原植被的分布格局受干燥度控制的规律相一致。     

浙江磐安蕨类植物资源及其开发利用

调查统计，磐安共有蕨类植物112种，隶属于60属、34科。地理成分分析表明，种的地理成分以东亚分布，特别是中国一日本分布为主，区系显示出较明显的亚热带一暖温带过渡的特征。同时从水平分布、垂直分布和生态分布三种分布型分析了磐安蕨类植物资源的分布规律，并根据其用途，划分为药用植物资源、食用植物资源、观赏植物资源等。在以上研究的基础上，提出了合理开发利用磐安蕨类植物资源的一些建议。     

Cluster卫星观测的中高度极隙区中场向电流引起的磁场的扰动变化

本文分析了2002年9月10日Cluster四颗卫星穿越南极和北极极隙区期间的观测资料。这两次穿越是在弱而稳定的南向行星际磁场(IMF)条件下发生的。数据显示极隙区中的场向电流(FACs)引起了大的磁场扰动。本文采用了一种基于卫星多点测量来计算扰动界面方向和运动速度的方法。结果显示界面与磁力线大致平行,而它们的速度在卫星穿越南极极隙区时几乎朝向晨侧,在穿越北极极隙区时几乎朝向昏侧,并且其运动速度与相应卫星的速度相比其值很小。     

黄河源径流演变特征及其对降水的响应

采用1960-2012年黄河源径流、降水数据,以过程线法、集中度和集中期等方法分析黄河沿以上、黄河沿-吉迈、吉迈-玛曲、玛曲-唐乃亥等4个区段降水、径流的演变特征,并从降水的产流能力、时滞相关和集中期响应等角度分析径流对降水的响应。结果表明：黄河源径流汛期占比年际变化趋势自上游各区段呈不显著的增加-减少-增加-减少的特征。吉迈以上径流量年际变化呈不显著增加,吉迈以下呈减少趋势。各区段径流集中期均有不同程度的提前。下游径流集中期早于上游。黄河源汛期降水占比呈不显著下降趋势。4个区段自上游降水年际变化呈显著增加-显著增加-不显著减少-不显著增加的特征。降水的集中度分布较径流更为集中,且有不显著减少趋势。各区段降水的产流能力在20世纪80年代末至90年代中期出现弱化趋势,中上游在2005年左右降水的产流能力转为较分析时段初期有增强的趋势,而中下游一直较分析时段初期减小。不同区段年径流量与不同统计时段降水量的依存关系不同。黄河源玛曲以上径流相对于降水的集中期滞后天数呈不显著减少,玛曲-唐乃亥滞后天数略有增加。