随机森林算法在全球干旱评估中的应用

干旱是发生频率最高,造成社会、经济损失和生态破坏最严重、最广泛的自然灾害之一,因此对干旱进行可靠、有效的评估十分重要.本文以月平均降水、月平均温度、月最高温度、月最低温度、土壤湿度、蒸散发、NDVI、叶绿素荧光等作为解释变量,以基于SPI的干旱等级作为目标变量,采用随机森林算法,以2007-2012年的数据作为训练数据...     

山地冰川与湖泊萎缩所指示的亚洲中部气候干暖化趋势与未来展望

天山北坡乌鲁木齐河1号冰川与土尤克苏冰川物质平衡观察表示80年代比以前出现大的亏损。青海湖与伊赛克湖在近百年一直处于萎缩状态。从小冰期最盛时以来,乌鲁木齐河谷中冰川面积已缩去44％。上述及其他冰川与湖泊变化证据清楚地指示本世纪气候干暖化趋势增强了,并可能延续到下世纪初。但如由于CO_2及其他痕量气体增加所致的温室效应使下世纪重现全新世早、中期那样的高温,则亚洲中部有可能转为潮湿。     

内蒙古维拉斯托锌铜矿床地质特征及成因探讨

内蒙古维拉斯托锌铜矿床位于大兴安岭西坡成矿带上,燕山早期花岗岩外接触带附近断裂为成矿有利部位。北西向张扭性断裂为成矿提供了良好的矿液运移通道,近东西向压扭性断裂为成矿物质的充填、沉淀提供了良好的空间,矿体赋存空间即为断裂构造,严格受构造控制。维拉斯托矿区锌铜多金属矿围岩为黑云斜长片麻岩及花岗闪长岩,矿床的形成为断裂构造控制的中高温热液。     

基于转录组测序的斧翅沙芥（Pugionium dolabratum）干旱胁迫应答基因表达分析

荒漠植物斧翅沙芥（Pugionium dolabratum）主要分布在中国西北地区的固定或半固定沙漠,具有较高的干旱环境适应能力,但对它的干旱胁迫耐受分子机制研究较少。本研究利用Illumina测序技术筛选斧翅沙芥干旱应答基因,通过转录组的从头组装,共获得154 875个unigenes,平均长度为1 437个碱基。干旱胁迫后,共有13 855个基因表达发生显著变化,其中7 182个基因上调表达,6 673个基因下调表达。GO功能富集分析表明差异表达基因显著富集到物质代谢、氧化还原和催化活性等功能;KEGG通路富集分析表明差异表达基因显著富集到氨基酸代谢、淀粉和糖代谢以及植物激素信号转导等途径。此外,鉴定到47个干旱诱导转录因子家族,主要包括HSF、ERF、WRKY、MYB、bHLH等。与沙芥相比,淀粉和糖代谢途径以及大量热胁迫转录因子在干旱胁迫后上调表达有可能是斧翅沙芥提高干旱胁迫耐受能力的特殊途径。本研究的结果初步揭示了斧翅沙芥对抗干旱胁迫的调控特征,为进一步理解斧翅沙芥干旱环境适应的分子机制提供线索。     

西北地区泥石流沟形态因素的非线性分析——以兰州市为例

以兰州市区96条主要的泥石流沟为例,利用分形理论的统计自相似性对泥石流沟数的累计分布随沟谷形态要素沟道比降、汇水面积和沟道长度的变化进行了分析;并与不同流域形态要素的分维进行了比较,探讨了分维不同的原因。兰州市区泥石流沟三个形态要素均具有统计意义上的自相似性,其中以汇水面积显示出分维最小(0.46),沟道长度次之(0.71),沟道比降最大(1.09)。分维的大小描述了作为系统的沟谷及其泥石流的形成的空间结构,即分形结构,同时也反映了不同形态要素对系统所起作用的差异,分维越小,所起作用越显著。其结果对西北干旱半干旱地区石流灾害的进一步研究与防治提供了新的思路。     

陕西省生态农业干旱区划研究

选取主要气候变量、地质土壤类型、水文、径流特征、地表植被类型及分布等10个影响陕西省生态农业干旱因子,利用K-Means Clustel‘Analysis(快速聚类法)和Hierarchical Cluster Analy-sis(分层聚类法)相结合的方法,对陕西省生态农业干旱区划进行研究,将陕西地区划分为8个生态农业干旱相似区,并对区划合理性进行了检验.分析表明:采用生态因子和干旱因子相结合的聚类分析方法能够较好地反映陕西省生态农业干旱实际情况,充分地体现"陕西省生态农业干旱"的空间分布特征,具有较强的科学性.     

干扰对生物土壤结皮及其理化性质的影响

生物土壤结皮作为荒漠地区特殊环境的产物,具有较强的抗风蚀、水蚀功能,也是干旱荒漠地区植被演替的重要基础。随着人类活动的加剧,生物土壤结皮也受到不同类型和不同程度的干扰,主要包括放牧、火烧、车辆碾压等形式。干扰对生物土壤结皮的影响主要表现在生物土壤结皮结构及盖度的变化、土壤理化性质的改变、土壤微生物数量及活性的变化等几个方面。放牧对土壤物理性质的影响还没有一致的结论,除了干扰的程度还与土壤含水量有关系。火烧虽然改善了土壤结构,但是破坏了地表植被的盖度,而且恢复比较困难,也加速了外界侵蚀的力度,对土壤化学性质也有显著影响。机械碾压的破坏力最强,且没有任何的积极意义。     

RCP4.5情景下中国人口对高温暴露度预估研究

基于CMIP5的逐日最高温度模拟资料、GGI情景数据库逐年代人口数据,在RCP4.5情景下,以对应栅格高温日数与人口数量的乘积作为人口对高温的暴露度指标,通过多模式集合平均预估未来中国人口对不同强度高温的暴露度变化。结果表明：相比于基准时段（1981-2010年）,中国人口对高温和强危害性高温的暴露度从2021-2040年开始明显增加,至2081-2100年暴露度分别增加了5.7倍和17.5倍;除了中国西部部分地区外,全国大部地区人群均受高温的影响,在21世纪中后期中东部大部人口对高温的暴露度超过10.0×10⁶人?d;相比基准时段,随着年代的增长,中国人口对强危害性高温的暴露度在范围和强度上均有明显增加;2081-2100年,人口对高温和强危害性高温的暴露度增幅减缓。从气象地理区域上看,未来各时段人口对高温、强危害性高温的暴露度均有一定程度增加,但增加明显的区域主要集中在华北、黄淮、江南和江淮地区,华南地区对强危害性高温的暴露度增幅较小。高温日数变化对全国人口对高温暴露度的变化所产生的作用最明显。多模式集合的预估结果可以为防控未来高温风险提供重要的参考价值。     

干旱内陆河流域地表水地下水联合调度研究进展

地表水-地下水联合调度是解决干旱内陆河流域水资源短缺的一个有效途径,对干旱区水资源优化配置具有重要意义.以地表水地下水联合调度内涵为基础.分析了干旱内陆河地表水-地下水联合调度模式的国内外研究现状.对地表水地下水联合调度的研究方法进行了评价并指出存在的不足之处,展望了地表水与地下水联合调度的研究趋势.指出在未来地表水-地下水联合调度中应加强与气象学、生态学等多学科交叉研究.探讨内陆河水资源高效利用模式和基于生态健康和环境发展的内陆河环境需水定值方法与阈值.开发内陆河地表水地下水联合调度信息系统和管理模式.指出综合水循环组成部分的集成模型是地表水-地下水联合调度模型发展的必然趋势.     

ARIMA-LSTM组合模型在基于SPI干旱预测中的应用——以青海省为例

开展干旱预测是有效应对干旱风险的前提基础。利用1958—2017年青海省38个气象站点逐日降水量数据计算多尺度标准化降水指数（SPI）,并建立了SPI序列自回归移动平均模型（ARIMA）、长短时记忆神经网络模型（LSTM）和基于二者优点提出的ARIMA-LSTM组合模型;对模型参数进行率定和验证后,利用所建立的模型,以西宁站点为例,对多尺度SPI值进行预测,借助均方根误差（RMSE）、平均绝对百分比误差（MAPE）和决定系数R²对所有预测模型的有效性进行判定。结果表明：ARIMA-LSTM组合模型在SPI1和SPI12的RMSE值分别为0.159 7和0.181 0,均低于ARIMA模型的1.265 4和0.293 3,说明ARIMA模型与ARIMA-LSTM组合模型对SPI的预测精度都与时间尺度有关,ARIMA模型的预测精度随着时间尺度的增加而逐渐提高;结合GIS并利用实测数据与模型的预测数据相比较说明ARIMA-LSTM组合模型相比于单一ARIMA模型的预测精度更高,且能够很好拟合不同时间尺度的SPI值。