中国北方典型沙尘天气特征研究

 根据API、风速、风向及相关气象数据初步研究了中国北方两次典型沙尘天气的天气特征。两次沙尘天气过程中极大风速大于7.2 m·s-1的气象站占88%。2005年4月27日极大风速超过17.2 m·s-1的气象站有31个,出现频率最高的风向为西西北,28日达到81个,风向为北风,极大风速高值区由内蒙古中东部向东北方向迅速扩大。2007年3月30日极大风速超过17.2 m·s-1的气象站有57个,31日达到68个,风向均为西西北,极大风速高值区分布较为稳定。受沙尘暴影响的地区API显著升高。2005年4月28日呼和浩特、大同、北京3个城市的API分别为418、500、500。2007年3月31日呼和浩特、赤峰、大同3个城市的API分别为500、500、423。对PM10与气象因子的相关性进行分析得出,沙尘暴期间,大气中可吸入颗粒物的浓度与风速存在显著的正相关关系,风速越高的地区,可吸入颗粒物的浓度越大。     

土质边坡中部与顶部抗滑桩动力响应和边坡变形比较

地震作用及其诱发的变形或滑坡常会使抗滑桩受力发生显著变化,为此,研究了地震作用下不同加固位置的抗滑桩的动力响应和边坡变形情况.试验分析表明:中桩位边坡坡顶变形比高桩位边坡坡顶变形大,但中桩位边坡坡脚堆积变形比高桩位边坡坡脚变形较小;在同样条件下中桩位抗滑桩的静力、动力弯矩小于高桩位抗滑桩相应位置的弯矩;地震结束后由于坡体震动残余变形较大,抗滑桩最终承担着震后残余弯矩,但高桩位抗滑桩的承载能力在震后仍然发挥较大.研究结果表明:高桩位加固位置可以有效发挥抗滑桩的抗弯承载能力,但中桩位可以有效抑制坡底坡脚变形.     

批判实在论在城市空间研究中的应用

批判实在论是一种有关社会科学的哲学理论,它从浅显易懂的本体论出发,抨击了传统科学研究中背离客观实在的种种理想主义倾向,如对“规律性”的迷信、对计量分析方法的过分依赖等。在上世纪80年代批判实在论被引入到西方城市空间研究中、发展为一种新的研究范式,该范式在对传统空间分析研究的批判基础上强调对空间现象的因果机制的阐释,提出了有关因果机制的概念框架,认为只有透过错综复杂的因果关系去把握决定事物的深层结构和机制,才能避免传统研究中常出现的“混乱归因”现象,为此发展了具体研究和抽象研究、深入研究和广泛研究相结合的研究方法,并将其应用于城市空间研究实践中。本研究对批判实在论范式的产生背景和哲学基础等进行了分析,介绍了其理论脉络、方法论和研究实践,并对该范式进行了评价。     

中国西北地区石羊河流域农业生态系统能值评价

通过能值方法分析了石羊河流域农业生态系统的资源环境基础和经济特征。结果表明,石羊河流域中下游凉州区和民勤绿洲的能值总投入呈降低趋势,能值投资率都偏高,生产成本较大;能值产出率低,对购买能值的利用效率不高;但能值自给率有所提高;环境载荷率高,农业生态环境所受压力较大,系统可持续发展指标表明两个绿洲经济系统极为不发达,属于消费型经济系统,并且人均可用能值和能值密度都呈降低趋势。     

结构主动控制系统时间滞后测量与补偿方法

本文研究了结构主动控制系统时间滞后产生的原因,利用作者建立的结构主动控制系统进行了系统时间滞后测量方法的研究,测量得到了该系统时间滞后的具体数值,在此基础上,研究了时间滞后对控制系统的影响,提出了结构主动控制系统时间滞后的三种补偿,即移相法,泰勒级数展开法和预估状态向量法,通过主动控制试验证了时间滞后补偿方法的有效性。     

岩溶区地表水体惰性有机碳研究

岩溶作用所产生的岩溶碳汇对全球碳循环有着重要的影响。岩溶水生生物通过CO₂富集机制（CCM）固定岩溶水中的HCO₃^-,将其转化为有机碳。惰性有机碳（RDOC）为水生生物和微生物不能利用和降解的溶解性有机碳。RDOC长时间滞留水体,形成稳定碳汇。多次培养实验发现可以用原位微生物法对岩溶区地表水中的RDOC进行检测。以桂林漓江为对象,研究由外源水补给并流经岩溶峰林平原区的岩溶地表水中的RDOC及其相关因子,结果显示：1）漓江水中Ca²⁺,HCO₃^-浓度从上游到下游逐渐升高,表明外源水进入岩溶区,发生了岩溶作用。漓江水的C/N为6.29~10.50,表明水中有机碳的来源为外源水和水生生物作用。受岩溶作用和水生生物光合作用双重影响,δ¹³C-DIC值从上游到下游逐渐偏正,水生生物优先利用无机碳中的¹²C使得δ¹³C-POC从上游到下游逐渐偏负。C/N与δ¹³C-DIC、δ¹³C-POC的变化以及相关性体现了岩溶地表水体中无机环境和有机环境相关联;2）岩溶区地表水中检测出RDOC且浓度远大于非岩溶区,RDOC浓度的时空变化与水生生物利用岩溶作用所产生的HCO₃^-有关。漓江地表水中DOC、BDOC、RDOC浓度与HCO₃^-浓度变化趋势一致,从上游到下游逐渐升高,下游L6（岩溶区）RDOC浓度为上游L1（非岩溶区）的3倍,在季节上表现出秋季>冬季>夏季>春季,RDOC的含量平均占水体中DOC含量的78%左右,体现了岩溶作用强度和水生生物活动对岩溶地表水中RDOC的影响;3）结合流量数据计算RDOC通量：桂林水文站RDOC的通量为0.75×10⁷ kg/a,阳朔水文站的RDOC通量为1.3×10⁷ kg/a,是桂林水文站断面的1.7倍。

     

北京翠湖湿地生境恢复及效果评估

湿地恢复是指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进行修复或重建,再现退化前的结构和功能以及相关的物理、化学和生物学特性,使其发挥应有的作用。自2010年,翠湖湿地综合运用了微地形重塑、基质恢复、植被种植和岸带护坡等湿地生境恢复技术,累计应用面积约13.33 hm2。翠湖湿地应用生境恢复技术之后,有效改善了水环境质量,血红裸藻"水华"现象爆发频率显著降低,水华覆盖面积得到有效控制。同时,湿地基质质量得到了有效提升。湿地植被覆盖度由恢复之前的51%增加到恢复后的71%;植物物种由221种增加为236种;水鸟种类和偶见种有所增加。本研究可为城市湿地恢复提供技术支撑。     

贵州乌蒙山区资源相对承载力的时空动态变化

贵州乌蒙山区是国家划定的18片贫困区之一,随着人口增长和社会经济发展的加速,山区人地资源矛盾日趋突出,已严重阻碍了乌蒙山区社会经济的可持续发展。运用并改进了相对资源承载力的研究思路和计算方法,研究了1995~2006年贵州乌蒙山区自然资源、经济资源、生活水平的相对承载力和综合承载力的时空动态变化过程。对于认清和把握乌蒙山区资源承载力变化规律,完善山区资源环境承载力研究成果具有重要指导意义。研究表明:贵州乌蒙山区人口严重超载,而承载人口的主要资源为土地资源,经济资源和生活水平承载力偏低;相对资源承载力空间差异显著,绝大多数县域综合承载力均处于超载状态。     

2008年春季中国南方冰雪冻害林木折损分析

An abrupt ice and snow storm disaster which occurred in the spring of 2008 severely destroyed forests over a surprisingly large portion of southern China. A transect crossing Jinggang Mountain-Jitai Basin-Yushan Mountain-Wuyi Mountain was selected as the study area. The authors integrated field data collected in two field surveys to analyze the impacts of the disturbance on forests. The following results were obtained. (1) The extent of damage to plantations along the transect decreased in the order of slash pine > masson pine > mixed plantation > Chinese fir. Slash pine is an introduced species from southern America which is characterized by fast growth, low wood quality and rich oleoresin, and showed a damage rate of 61.3% of samples, of which 70.4% cannot recover naturally. Masson pine is the native pioneer species of forests with harder wood, and 52.5% were damaged due to turpentine, of which 60.9% cannot recovery naturally. Chinese fir is a local tree species and samples showed a rate of 46% and a relative rate of 32.5%, lower than the mixed plantation. (2) From west to east along the transect, we can see that evergreen broad-leaved forest of the western transect on Jinggang Mountain showed the lightest damage extent, and a Cryptomeria plantation at an altitude of 700 m was severely destroyed while Chinese fir showed light damage below 700 m and relatively severe damage above 900 m. Masson pine and slash pine in the central transect in Jitai Basin were damaged severely due to turpentine activities, and closed natural secondary deciduous broad-leaved forest was damaged severely due to high ice and snow accumulation on intertwined shrubs. Masson pine aerial-seeding plantations below 400 m along the eastern transect in Xingguo and Ningdu counties were nearly undamaged for small tree sizes, and Chinese fir at 500-900 m altitude showed a lighter damage extent. However, masson pine which was distributed above 400 m and planted in the 1960s, was severely damaged due to turpentine.     

利用LM-BP神经网络估算西北地区太阳辐射

气候、生态、水文等模型的应用需要空间连续分布的太阳辐射数据,由于地形等条件的制约,气象站点的分布有限,无法利用稀少的站点获得空间连续分布的辐射数据,而BP(Back-propagation)神经网络模型对太阳辐射具有很好的预测性,但以往的研究都是基于单个站点估算太阳辐射,而且BP神经网络模型存在收敛速度慢、学习时间长等问题,为解决BP算法存在的不足,采用LM(Levenberg-Marquardt)算法优化后的BP神经网络(简称LM-BP神经网络)结合DEM(Digital Elevation Model)数据估算西北地区128个气象站点2011年的太阳总辐射月均值,通过乌鲁木齐和银川两台站的实测数据进行验证,两台站的平均百分比误差分别为2.89%和3.24%,平均偏离误差分别为0.27 MJ·m-2和0.61 MJ·m-2,且拟合优度均0.90。该模型各项误差指标较小,估算精度较高。最后将模型模拟出的辐射值,结合已有的24个辐射站点的实测值进行空间插值,得到西北地区2011年逐月太阳辐射精细化空间分布图。