Quantitative estimation and spatial reconstruction of urban and rural construction land in Jiangsu Province, 1820–1985

Land cover is the most evident landscape signal to characterize the influence of human activities on terrestrial ecosystems. Since the industrial revolution, the expansion of construction land has profoundly changed the status of land use coverage and changes. This study is proposed to reconstruct the spatial pattern of construction land (urban construction land and rural settlement land) for five historical periods over the past 200 years in Jiangsu Province with 200 m × 200 m grids on the basis of quantitative estimation. Urban construction land is estimated based on data about city walls, four gates along walls, and other socio-economic factors. Rural settlement land is calculated based on the rural population and per capita housing allowance. The spatial pattern of historical construction land is simulated based on the distribution of modern construction land in 1985 with a quantitative-boundarysuitability control method and thorough consideration over connectivity of different land use types. The study concludes that: (1) the amount of construction land in Jiangsu Province is estimated at 963.46 km² in 1820, 1043.46 km² in 1911, 1672.40 km² in 1936, 1980.34 km² in 1952 and 10,687.20 km² in 1985; and (2) the spatial distribution of construction land features the great proclivity to water bodies and main roads and the strong polarization of existent residence. The results are verified directly and indirectly by applying the trend verification of construction land changes and patterns, the correlation analysis between rural settlement land and local arable land, and quantitative accuracy test of the reconstructed construction land to actual historical survey maps covering four sample regions in 1936.     

神农架大九湖湿地浮游植物群落结构特征及营养状态评价

大九湖湿地是南水北调中线工程的重要水源涵养地之一.为了解实施生态修复工程后浮游植物群落结构特征及水质营养状态,于2014年11月-2015年9月进行了3次采样调查,综合营养状态指数表明水质处于中营养和轻度富营养化之间,水质富营化水平沿水流方向呈降低趋势;共采集浮游植物8门129种,11月优势种为绿藻门的四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)和硅藻门的颗粒直链藻(Melosira granulata)、短缝藻(Eunotia sp.);5月优势种为蓝藻门的纤细席藻(Phormidium tenue)、绿藻门的四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)和球衣藻(Chlamydomonas globosa Snow)、硅藻门的短线脆杆藻(Fragilaria brevistriata);9月优势种为蓝藻门的拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)、小形色球藻(Chroococcus minor)和泽丝藻(Limnothrix redekei),优势种主要为中污带指示种.冗余分析表明总磷和总氮浓度对浮游植物丰度变化有显著影响,温度和总磷浓度对浮游植物生物量有显著影响,蓝藻门和绿藻门的丰度和生物量均与总磷浓度呈正相关.     

1974-2017年洪湖湿地自然保护区景观格局演变及驱动力分析

利用Landsat系列遥感影像数据（1974、1979、1984、1990、1996、2001、2006、2009、2014和2017年）解译得到的土地利用/土地覆盖变化（LUCC）结合研究区44年的气温、降水量、水位等气象水文数据,构建LUCC经验统计模型和计算景观格局指数,探讨1974-2017年洪湖国家级自然保护区景观格局变化的主要驱动因素.研究结果表明：土地利用强度指数由1974年的207增加到2017年的249.36,人类开发利用湖滨带的程度增强,到2017年约有30%的自然湿地转化为坑塘、农田和滩地及建设用地.不同地表覆盖类型的景观格局指数均发生了较大变化,2000年以后湖滨带逐渐形成了以养殖为主的低矮围景观.总体上景观趋于破碎化、连通性降低、稳定性变弱.洪湖湿地自然保护区土地利用强度指数与景观格局综合指数呈较显著的正相关,两者的相关系数为0.84,土地利用强度增加则景观更加破碎、斑块之间的连接程度减弱、区域的景观聚集度下降和景观异质性增加.总体而言,洪湖湿地自然保护区受人为干扰影响明显,开展封湖育草自然恢复与建立植被恢复示范区相结合,构建自湖滨至湖心的梯度变化完整的湿生植被-挺水植被-漂浮植被-浮叶植被-沉水植被的水生植物群落,退耕还草、退垸还湖、修复湖滨带植被,大幅度提高洪湖的自净能力,增加其水生植物多样性,实现湿地的有效修复,改善其结构和功能,维系洪湖湿地生态系统的平衡.     

天津地区大气能见度变化特征及影响因子

基于能见度资料等级分析法、Ridit 方法、“非常好”能见度及“较差”能见度出现频率分析法,分析了天津西青、塘沽两个气象观测站2000—2010年大气能见度变化趋势及低能见度天气特征,研究了影响大气能见度的主要因子。结果表明：11年间,两站能见度超过40 km的情况均未出现,西青站2~9 km能见度出现频率逐年上升,塘沽站从2006年开始20~39 km能见度出现频率呈明显下降趋势;西青站从2006年开始,Ridit 中值降至0.5以下,塘沽站Ridit 中值呈波动式下降趋势,2006年Ridit 中值最小（为0.43）;两站“非常好”能见度出现频率呈逐渐下降趋势,“较差”能见度出现频率呈上升趋势;秋冬两季是西青、塘沽站低能见度天气的多发季,常伴有高湿度、低风速,两站的盛行风向存在差异;相对湿度与能见度呈负相关,风速与能见度呈正相关,与能见度波动式下降的趋势相反,能源消耗总量为逐年增加趋势。     

Statistical analysis of thunderstorms on the eastern Tibetan Plateau based on modified thunderstorm indices

The Tibetan Plateau, with an average altitude above 4000 m, is the highest and largest plateau in the world. The frequency of thunderstorms in this region is extremely high. Many indices are used in operational forecasting to assess the stability of the atmosphere and predict the probability of severe thunderstorm development. One of the disadvantages of many of these indices is that they are mainly based on observations from plains. However, considering the Plateau's high elevation, most convective parameters cannot be applied directly, or their application is ineffective. The pre-convective environment on thunderstorm days in this region is investigated based on sounding data obtained throughout a five-year period(2006–10).Thunderstorms occur over the Tibetan Plateau under conditions that differ strikingly from those in plains. On this basis,stability indices, such as the Showalter index(including SI and SICCL), and the K index are improved to better assess the thunderstorm environments on the Plateau. Verification parameters, such as the true-skill statistic(TSS) and Heidke skill score(HSS), are adopted to evaluate the optimal thresholds and relative forecast skill for each modified index. Lastly, the modified indices are verified with a two-year independent dataset(2011–12), showing satisfactory results for the modified indices. For determining whether or not a thunderstorm day is likely to occur, we recommend the modified SICCLindex.     

垂直风切变对风暴云影响的数值模拟

本文用一个适合中－β尺度天气系统研究的三维非静力全弹性模式通过对理想环境大气中垂直风切变的不同分布进行数值模拟试验，结果表明：环境风场在风暴的发展演变中具有很大的影响作用，特别是低层风垂直切变值的大小决定了对流风暴的类型和发展演变的主要特征。     

新型AgI末端燃烧器在北京飞机增雨作业中的使用分析

就2004年4～9月,北京飞机人工增雨探测作业试验中,新型AgI末端燃烧器在“夏延-ⅢA”飞机上的使用和数据记录进行了分析,讨论了如何利用夏延飞机搭载的仪器和辅助记录手段进行作业状况记录,对机上观测人员在记录催化作业时的常见问题提出了解决方案,并就数码相机在作业状况记录中的使用做了介绍。总结了一套可行的作业数据记录方案。     

在细网格模式中引入总体边界层参数化方案的数值试验

本文把MM4模式中的总体边界层参数化方案引入到十一层细同治原始方程数值模式中去，用它与仅考虑简单边界层国擦的细网格模式对一典型江淮气旋天气过程分别作了24小时对比模拟试验；初步试验结果表明：边界层总体参数化方案的引入是可行的，对模式的预报效果在某些方面有显著改进．     

中国区域大气本底站近地面臭氧来源贡献及区域代表性

回顾了关于长距离输送对中国区域本底大气臭氧的影响,以及中国区域大气本底站臭氧变化及其区域代表性两方面的研究进展。来自不同污染源区O₃的长距离输送对中国区域O₃影响的研究结果分歧较大,贡献最显著的源区和受体地区也存在争议;同时,鲜有研究考虑到平流层对对流层的O₃贡献,而这部分贡献在前体物排放很少的本底地区非常重要。中国区域各大气本底观测站分别与其周围一定范围内的区域具有相同的对流层O₃柱浓度最大值月份分布,而对与人体健康密切相关的近地面O₃区域特征的分析尚未深入开展;鉴于研究方法的局限性,也尚未深入揭示形成O₃变化区域特征的复杂成因。基于现有研究进展和不足之处,如何利用全球大气化学-环流模式的示踪模拟结果,定量评估来自全球不同地区的O₃对中国本底大气O₃的影响,并进一步评估中国区域6个大气本底站近地面O₃季节变化的区域代表性,是亟待解决的科学问题。     

1990 年春季两次沙尘暴特征分析

文章讨论了1990年4月发生的两次沙尘暴天气过程的特征及其产生的原因。通过分析沙尘暴的轨迹和在榆林、延安、太原、呼和浩特和北京等地采集的沙尘气溶胶样品的一些物理化学特征，追溯了沙尘的源地。得出沙尘气溶胶的TSP浓度在沙尘暴期间比无沙尘暴时要高数倍至一个量级左右。沙尘气溶胶中以地壳元素为主，主要存在于大粒子(d＜2.1μm)中。一些人为排放污染元素主要分布在小粒子（d＜2.1μm）中，在沙尘暴期间富集程度大大下降。沙尘气溶胶中的元素主要来自于自然源。