基于多智能体的土地利用模拟与规划模型

利用多智能体和元胞自动机对城市土地资源的可持续利用进行了规划。根据环境经济学资源分配原理和可持续发展理论,提出结合多智能体及元胞自动机的微观规划模型,在时间和空间上合理分配及规划城市土地资源的利用,以避免浪费不可再生的土地资源。该模型由相互作用的多智能体层、元胞自动机层和环境因素层组成,可方便地探索不同土地利用政策下城市土地利用发展情景,能够为城市规划提供有用的决策依据。以广州市海珠区为实验区,在可持续发展为前提的规划下,模拟了1995-2010年的城市扩展的动态变化,并讨论了在不同规划情景下城市土地资源的利用效率及合理性。     

2021-04-16河北滦州MS4.3地震前的大气电场异常信号分析

中国科学院国家空间科学中心分布在天津市宝坻区和廊坊市永清县的2个观测台站在2021-04-16河北滦州M_S4.3地震前均观测到大气电场异常。宝坻站监测到过境云与地质活动混合型电场异常信号;永清站监测到湾型持续电场异常信号,属于典型的临震前小时尺度先兆信号,其幅度和持续时间均明显高于宝坻站的异常电场信号。对比电场异常期间2个台站的气象活动和空间天气活动发现,虽然2台站电场异常信号的表现方式不同,但背景变化中均隐含大型地质活动信号。分析结果表明,未来可通过分析多源活动导致的空间静电演变过程,形成有效的识别方法,在一定的气象活动范围内,从大气静电监测数据中提取中等以上强度地震的前兆信息。     

基于支撑向量回归的高光谱混合像元非线性分解

提出了基于支撑向量回归的高光谱混合像元自动分解.首先利用投影迭代的方法自动寻找到影像的典型地物光谱,然后利用Hapke近似函数模拟出非线性的训练和测试数据.支撑向量回归的混合像元分解方法与基于基函数分解方法的不同点是不需要预先确定非线性的映射形式,它通过核函数,把像元矢量从低维空间映射到高维特征空间,使得在特征空间中构造的线性光谱组合对应着原始空间（像元空间）的非线性组合特性,从而揭示了典型地物光谱之间的高阶性质,提高了混合像元的分解精度.实验结果证明,这种方法具有很高的混合像元的分解精度.利用模拟数据作分解精度的评价,表明97%以上的像元分解绝对误差不大于10%,而各类总体平均平方根误差均小于3.5%.     

藏北青南高原地表风蚀粗化特征

藏北青南高原长期受风蚀影响,地表粗化现象明显。本研究系统采集该区东西向调查样带内表层（0~1 cm）与浅层（1~10 cm）土壤样品,通过粒度测定、构建能够表征土壤风蚀粗化程度的风蚀粗化指数（WECI）,分析该区地表风蚀粗化特征。结果表明：藏北青南高原土壤中砾石、极粗砂、粗砂等粗颗粒组分在表层土壤中含量较浅层土壤有所增加,自西向东逐渐减少;黏土与粉砂等细颗粒组分相反,表层较浅层土壤中含量明显下降,自西向东逐渐增加。从样带东部的高寒草甸区到中部高寒草原区和西部高寒草原与荒漠草原过渡区,表层土壤环境敏感组分逐渐变粗,各区域平均风蚀粗化指数依次为1.05、1.47和1.77,地表风蚀粗化趋于加剧。现有文献常用的土壤粒度分形维数与土壤质地粗化度是刻画土壤质地粗细程度的静态指标,无法衡量风蚀导致的地表颗粒组成变化,本文构建的风蚀粗化指数克服了上述不足,且具有风蚀动力学依据。     

盐效应概念辨析

盐效应是个应用广泛的概念,在化学相关学科中存在不同释义。现在出现一些对盐效应概念的曲解外延,如在化学交叉学科中出现"正盐效应"的提法;也出现"盐效应有时又叫非共同离子效应"的提法。不是盐的酸、碱、有机物等也可作为盐析剂,许多超出盐效应概念界定范围的同质现象出现,反映盐效应有一定局限性。通过盐效应在国内发展途径与适用例的回顾与辨析,提议统一盐效应。     

一次强烈发展西南低涡的中尺度结构分析

2021年8月7—8日,四川盆地中东部出现大暴雨、局地特大暴雨,是重庆2021年度社会影响最大的一次暴雨过程。采用多源观测及ERA5再分析资料,对此次大暴雨过程进行诊断分析。结果表明：大暴雨发生在低槽移入四川盆地诱发暖性西南低涡背景下,具有显著的阶段性、跳跃性和极端性特征。大暴雨先后形成于西南低涡中心东南部、西南低涡东侧和西南低涡南侧暖湿的边界层辐合线附近。各阶段大暴雨均由移动缓慢、维持时间达3~6 h的β中尺度对流系统影响形成,暖湿不稳定和弱垂直风切变为β中尺度对流系统的形成提供了有利的环境条件。涡度分析表明,西南低涡的发展主要源于低空辐合及垂直涡度输送效应,但暴雨区的正涡度发展与西南低涡并不完全相同,水平涡度倾侧效应较为显著。第一阶段暴雨区正涡度主要源于对流层中低层西南低涡中心附近显著的低空辐合、涡度垂直输送及水平涡度倾侧效应;第二阶段和第三阶段暴雨区正涡度主要源于边界层辐合及边界层以上的水平涡度倾侧效应,边界层辐合触发暖湿大气中的中尺度对流活动促进了第二阶段和第三阶段大暴雨的形成。

     

青藏高原强降水日数的时空分布特征

 根据青海和西藏48个气象台站近48 a（1961-2008年）的逐日降水和气温资料,分别以日降水量超过5 mm和25 mm作为冬半年（11月～翌年3月）和夏半年（5～9月）强降水的临界值,分析了青藏高原冬、夏半年强降水日数的时空分布特征。结果表明：（1）高原强降水日数与总降水量的空间分布型非常相似,夏半年均表现为由东南向西北递减,而冬半年则为由高原腹地向四周递减。（2）夏（冬）半年强降水主要集中在7月上旬～8月中旬（11月上旬和3月中下旬）。（3）夏（冬）半年强降水存在准6 a（5～6 a）的年际振荡以及准10～11 a（15 a）的年代际振荡。（4）强降水日数变化趋势的空间差异较大,夏半年高原北（南）部强降水日数普遍以增加（减少）趋势为主,而冬半年除雅鲁藏布江流域呈减少趋势外,高原大多数地区均表现出显著增加趋势。     

中国城市网络的空间组织及其复杂性结构特征

全球化、信息化与快速城市化深刻影响了中国的城市体系,多区位企业组织所形成的城市网络正处于日益复杂的空间嬗变过程.基于2010年企业名录的总部—分支机构型关联数据,研究构建了330×330的地级以上城市网络连接关系,并运用复杂网络分析工具来探索中国城市网络的空间组织特征.研究发现:①中国的城市网络联系呈现以“北京—上海—广深—成都”为核心的菱形空间结构,不同等级的网络流强度具有显著的空间异质性,城市网络的空间组织是一个择优性和地理邻近性复杂作用的过程;②中国城市网络正处于一个简单随机向复杂有序结构的转化期,整体大尺度的网络结构还有待形成;③中国城市网络整体表现出明显的小世界网络效应;④中国城市的二值点度网络为明显的异配性连接特征,而加权强度网络连接则一定程度上表现出“富人圈”的现象;⑤中国城市网络的层级性并不明显,城市网络的点度和强度的关系呈非线性增加特征.     

鄱阳湖滨沙地植物多样性特征

采用线路踏查法和空间代替时间的方法,调查统计鄱阳湖滨多宝沙山沙地植物组成、优势类群以及风沙化过程中植物组成、多样性、生态习性和生活型的变化特点。结果表明：（1）鄱阳湖滨多宝沙山沙地植物有129种,隶属于58科104属,其中被子植物为研究区沙生植物的重要组成部分;生活型谱以高位芽植物居首位,其次为一年生植物,具有明显的亚热带荒漠属性;优势类群主要为蔷薇科(Rosaceae)、蝶形花科(Papilionaceae)、菊科(Compositae)和禾本科(Gramineae)植物。（2）土地风沙化过程中,植物组成变化较大,固定沙丘上以特有种占优势,流动沙丘上主要是共有种,半流动沙丘上以共有种和稀有种组成;植物丰富度、多样性指数逐渐降低;旱生植物比例增多,中生植物减少,湿生植物仅在固定沙丘阶段出现;一年生植物的减少,地下芽植物的增加,变化幅度较大的为半流动沙丘至流动沙丘阶段。     

青藏高原东北部甘加盆地古梯田地层与年代初探

梯田是人类几千年来利用和改造自然能力的象征,在人类社会发展中发挥了重要的作用。甘加盆地位于青藏高原东北部甘肃省夏河县,盆地内的丘陵、山麓地带分布大面积的层状梯形景观,疑似弃耕的古代梯田。本文在实地考察的基础上,基于卫星遥感资料,通过GIS手段分析发现古梯田面积为42.2 km²（约63000亩）,主要分布在盆地内央曲河及其支流两侧海拔2936~3326 m间的山坡上。通过对3个古梯田剖面样品的磁化率、总有机碳/氮（TOC、TN）含量、孢粉、粒度等环境代用指标分析,同时对比具有准确年代控制的自然剖面磁化率与粒度。研究结果显示：梯田开垦于晚全新世（距今3000 a）古土壤,梯田剖面顶部25~35 cm不同于自然剖面而呈均一化的指标证实了耕作层的存在（距今约1000 a以下层位）;但耕作层之上TOC、TN含量的增多,以及梯田剖面与自然剖面整体一致的指标变化趋势说明了梯田被短期利用后长期废弃;结合历史文献资料推断夏河古梯田是在北宋“弓箭手屯田”制度（1074—1125年）下开垦的;气候重建资料显示该时段温度较高、降水增加,整体有益于农业生产。本文提供了过去人类社会适应气候变化的典型案例。