聚乳酸（PLA）沙障凹曲面及沉积物粒度特征研究

在乌兰布和沙漠平坦沙地布设1 m×1 m 、1.5 m×1.5 m和2 m×2 m规格的聚乳酸(PLA)沙袋格状沙障,在风季后利用插钎法和激光衍射法分别测量障格内部凹曲面形态、测定表面0~3 cm沉积物粒度组成,分析不同规格沙障内部凹曲面形态特征、蚀积效应,计算平均粒径、标准偏差等粒度参数。结果表明：3种规格PLA沙障内部均能发育成稳定凹曲面,凹曲面深度随着规格的增大而逐渐增加,蚀积系数则逐渐减小,保持在1/12~1/10之间;障格内不同方位蚀积剖面曲线基本符合二次函数,但蚀积强度差异较大;1 m×1 m和1.5 m×1.5 m规格沙障处于堆积状态,堆积强度分别是侵蚀强度的50.1倍和5.6倍,易发生沙埋;2 m×2 m 规格障内单位体积蚀积量为0.02 g·cm^-3,接近蚀积平衡状态,有利于长期发挥沙障防护效益;各规格障内沉积物均以极细沙和细沙为主,除1 m×1 m规格外,PLA沙障的阻滞作用使得极细颗粒含量百分比迅速下降。综合考虑沙障铺设成本和防护效果,得出在平坦沙地或者弱风区域内适合布设2 m×2 m 规格PLA沙障,研究结果可为PLA沙障在防沙工程中的合理应用提供科学参考。     

论乡村聚落优化与乡村相对贫困治理

2020年后,中国反贫困将转入相对贫困治理的新阶段。乡村聚落居住、就业、教育、医疗、环卫、文化、防灾减灾等功能的发展不充分和多维剥夺,是乡村相对贫困的重要表现和重要原因,乡村相对贫困治理必须从乡村聚落的整体优化出发。论文在梳理相对贫困概念内涵的基础上,着眼于乡村聚落与相对贫困治理的内在关联,分析乡村聚落与乡村相对贫困发生、乡村聚落优化与相对贫困治理长效机制建立之间的关系,提出基于相对贫困治理的乡村聚落优化策略,以期为2020年后的乡村相对贫困治理和乡村振兴提供理论依据。研究认为：① 乡村相对贫困的形成与聚落要素、功能密切相关,并因区位、布局、规模、形态的差异而有所不同;② 乡村聚落是缓解乡村相对贫困长效机制建立的空间基础,乡村相对贫困治理长效机制的建立要充分发挥乡村聚落的要素支撑与空间载体功能;③ 基于相对贫困治理的乡村聚落优化策略包括振兴村落产业、优化村落空间组织、强化村落文化认同、建立绿色生态村落、促进村落多功能协同转型、坚持分类施策等6个方面。     

基于GWR模型的中国城市雾霾污染影响因素的空间异质性研究

基于全国城市的PM_2.5监测数据,识别PM_2.5的时空分布特征,并着重利用地理加权回归模型分析自然和社会经济因素对PM_2.5影响的空间异质性。结果显示：2015年全国PM_2.5的年均浓度为50.3 μg/m3,浓度变化呈现冬高夏低,春秋居中的“U型”特征;PM_2.5的空间集聚状态明显,其中京津冀城市群是全国PM_2.5的污染重心。地理加权回归结果显示：影响因素除高程外,其余指标均呈现正负两种效应,且影响程度具有显著的空间差异性特征。从回归系数的贡献均值来看,自然因素对城市PM_2.5浓度影响强度由高到低依次是高程、相对湿度、温度、降雨量、风速、植被覆盖指数;各类社会经济指标对城市PM_2.5浓度影响强度排名依次是人口密度、研发经费、建设用地比例、产业结构、外商直接投资、人均GDP。由于各指标对城市PM_2.5浓度变化的影响程度存在着空间异质性,因此在制定大气治理对策时可以考虑不同指标影响程度的空间差异,从而使得治霾对策更具针对性。     

新疆乡村聚落特征及其区域融合发展探析

把握兵地聚落差异,以期为新疆兵地融合发展提供理论依据。基于土地利用数据,运用探 索式空间统计模型定量分析天山北坡兵地乡村聚落空间格局与经济发展差异,并基于其差异对其 融合发展提出相应对策。结果表明：（1）天山北坡兵团与地方乡村聚落在空间、规模、区位以及形 态分布特征上均呈现出明显的空间差异,乡村聚落空间整体上呈集聚分布模式,地方聚落集聚态 势较明显;聚落规模呈低值集聚的分布特征,兵团聚落大多为大规模聚落斑块,地方聚落则相反; 乡村聚落的分布具有明显的高程、坡度、道路、河流、城镇指向性,而兵团聚落分布于区位条件较差 地区;在乡村聚落的外部形态复杂度上,地方聚落大于兵团聚落;（2）经济发展方面,天山北坡整体 经济发展较为良好,兵团人均地区生产总值较高,以农业作为主要产业,地方经济结构较为多样, 除农业外,牧业也是其主要产业;（3）基于兵地聚落间差异,提出相应的融合对策,在空间格局上, 根据实际情况适当进行兵地聚落的迁移合并;在经济发展方面,有效利用优势互补原则,推进兵地 间产业融和。     

海洋调查测量信息系统(一):硬件部分

在调查测量船的设计论证过程中,针对调查测量设备信息综合处理和任务指挥控制的需求,基于对调查测量船典型装备配置及能力的分析,提出了由软硬件两部分组成的调查测量信息系统,设计了由数据采集分发平台、声学同步控制模块和数据远程通信模块组成的系统硬件部分,实现了调查测量信息的集中采集、实时分发、远程传输,以及调查测量作业的同步控制,有效保证了调查测量船装备布局的统一性和科学性,为海上同步高效作业能力的生成提供了硬件保障。     

Cu2+对序批式反应器中活性污泥胞外聚合物产量及其组分的影响

研究了长期暴露条件下Cu2+对序批式反应器(SBR)性能及其活性污泥胞外聚合物(EPS)特性的影响。结果表明,进水中加入10 mg·L-1的Cu2+后,在SBR运行的第16~55天,COD和NH+4-N的去除率保持稳定;在第56~75天,COD和NH+4-N的平均去除率与进水Cu2+浓度为0 mg·L-1时相比分别下降了3.88%和6.41%。浓度为10 mg·L-1的Cu2+长期作用下,活性污泥中EPS、松散附着EPS(LB-EPS)和紧密附着EPS(TB-EPS)产量及LB-EPS和TB-EPS中蛋白质(PN)含量增加。傅里叶变换红外光谱分析表明10 mg·L-1 Cu2+的长期暴露导致TB-EPS中PN的C=O键、N-H键和C-O键相对含量降低。X射线光电子能谱(XPS)测试结果显示在10 mg·L-1 Cu2+长期暴露条件下,LB-EPS和TB-EPS中元素Cu和O百分含量增加。     

雅浦海沟海参(Synallactidae)肠道微生物多样性及系统进化分析

为研究超深渊海参肠道微生物多样性,了解其所在沉积环境的物质循环特征,利用MiSeq高通量测序技术,对雅浦海沟海参肠道微生物16S rDNA的V3-V4和V4-V5可变区基因序列进行了扩增,并与近岸养殖刺参(Apostichopus japonicus)肠道微生物的多样性和组成进行比较。实验结果显示,与养殖刺参比雅浦海沟海参肠道细菌的多样性(辛普森指数和Chao1指数)和丰富度(ACE指数和香农指数)均较低;雅浦海沟海参肠道细菌主要包括γ-变形菌(Gammaproteobacteria,34.1%)、α-变形菌(Alphaproteobacteria,16.0%)和拟杆菌(Bacteroidetes,24.0%),古菌主要由奇古菌门(Thaumarchaeota,98.8%)组成;雅浦海沟海参肠道中,化能自养的氨氧化古菌亚硝化侏儒菌属(Nitrosopumilus)相对丰度达95.6%,甲基营养的硝酸盐还原菌(Methylotenera)相对丰度为10.6%;而养殖海参肠道中硫酸盐还原菌(28.1%)和硫氧化菌硫卵形菌属(Sulfurovum,13.7%)的相对丰度较高。16S rDNA基因序列的系统进化分析结果表明,亚硝化侏儒菌与超深渊沉积环境中奇古菌门亲缘关系最近,且遵循氨氧化古菌从陆地到深海进化的理论;雅浦海沟海参和养殖海参的肠道微生物组成差异可能反映了超深渊和近海沉积环境中氮循环、硫循环特征。本研究可以为揭示超深渊物质循环和能量流动及生命演化提供参考。     

地理时空三向聚类分析方法的构建与实践

随着地理数据获取能力的不断提升,地理数据体量呈指数增长,数据种类、数据性质更加多元化。对数据的有效甄别和归类成为理解地理现象时空特征、演化过程和行为机制的关键。传统聚类方法面临数据体量大、维数高、质量差的挑战,加之对地理空间与时间关联分析的需求,对聚类方法改进和提升研究的要求越来越迫切。本文介绍了从单向到三向聚类构建思路的变革。单向聚类是仅在样本或属性方向上进行聚类,易忽视非常相似的局部特征、易犯“横看成岭侧成峰”的错误。双向聚类是基于数据矩阵内元素值的相似性,形成一个子矩阵分割方案,使子矩阵内元素相似度尽可能高,子矩阵间元素相似度尽可能低,从而实现行列两方向的同时聚类,避免了单向聚类的不足。鉴于双向聚类难以满足地理研究超出双向的解译需求,本文提出并研发了一个全新的三向聚类方法,给出了运用该方法开展地理时空格局过程探测的流程,总结了如何根据研究涉及的“空间—时间—尺度—属性”构建三维数据体;最后,展示了三向聚类的地理实践案例。结果表明：① 三向聚类是一种大数据时代探测地理数据时空分异规律的有效方法,可以解决数据维度高、质量低等问题;② 面对不同的地理问题,三向聚类在算法层面上是通用的,不同之处仅在于：根据不同问题涉及的空间、时间、尺度、属性的不同,构建不同的数据体;不同数据体聚类得到的不同结果回答不同的地理问题;③ 三向聚类可以实现地理数据的时空分异规律多方向、多尺度、多层次的联合解译,揭示地理特征时空尺度叠加效应。最后,论文强调根据地理问题组织数据的重要性,期待未来能够提升三向聚类在多空间尺度、多属性方面的地理研究实践。     

金沙江巧家—蒙姑段的阶地发育与河谷地貌演化

金沙江水系演化与河谷发育问题长期以来是地质地貌学界关注的重大问题,目前仍存在较大争议。河流阶地及其相关沉积是河谷发育过程的产物,可以提供河谷发育的时代与形式等诸多信息。金沙江在巧家—蒙姑段河谷中,葫芦口附近发育和保存了8级基座阶地,结合光释光和电子自旋共振测年方法,依据古气候资料,推断T6~T1的下切时间分别对应于深海氧同位素（MIS）的36/35、34/33、24/23、20/19、14/13和4/3阶段,即气候由冷至暖的转型期。青岗坝附近则发育了5级由堰塞湖相沉积组成的堆积型阶地,指示了中更新世以来该段河谷在下切过程中经历了频繁的滑坡堵江堰塞,发育形式以“下切—滑坡—堰塞—堆积—下切”过程为主。此外,河流的平均下切速率自0.82 Ma以来由此前的0.56 mm/a下降至0.19 mm/a,表明中更新世以来频繁发生的堵江堰塞事件严重抑制了该段河谷的下切作用。综合流域内河流阶地序列及相关沉积的研究,金沙江下游段现代河谷的形成时代不晚于早更新世。     

野外科学观测研究台站（网络）和科学数据中心建设发展

中国科学院地理科学与资源研究所成立80年来,十分重视野外台站（网络）和科学数据中心的建设,取得了辉煌成就。研究所建立了4个野外观测研究网络,引领了中国生态系统研究网络的建设与发展;成立了2个国家级科学数据中心,1个中国科学院数据中心,1个数据出版系统并于2016年加入了世界数据系统;拥有2个国家级野外观测研究站,1个中国科学院野外研究站,形成了独具特色的野外观测研究平台和数据共享服务平台。本文回顾了中国生态系统研究网络、国家生态系统观测研究网络、中国通量观测研究网络、中国物候观测网和禹城站、拉萨站、千烟洲站以及地球系统科学数据中心、生态科学数据中心、资源环境科学数据中心和全球变化科学研究数据出版系统的发展历程。地理资源所台站（网络）从无到有,不断发展壮大,引领了中国野外观测研究事业的发展,支撑了地理学、生态学等重要科学成果产出,科技支撑能力和示范能力大幅提升,有力支撑了华北平原、青藏高原以及南方山地丘陵区的生态文明建设;成为中国地球系统科学、野外台站、资源环境等学科和领域最大的科学数据汇聚中心,数据共享服务成效显著,在国内外具有广泛影响力。在未来发展中,地理资源所将充分发挥野外台站（网络）综合中心作用,强化生态系统、碳水通量、物候等观测研究网络的能力建设,稳步提升野外观测研究站条件保障能力和科学数据中心的数据汇聚能力、分析挖掘能力以及共享服务能力,持续推动和引领中国科学数据的共享,在科学研究和支撑国家需求等方面做出更大贡献。