中国近海生态环境变化的同位素示踪研究

同位素在确定物质来源、指示生物地球化学循环路径、定量生物地球化学过程速率等方面具有独特的优势,本文以近海生态环境变化研究中常用的稳定同位素（13C、15N、18O）和放射性核素（14C、234Th、232Th、230Th、228Th、210Po、210Pb、137Cs、226Ra、228Ra、224Ra、223Ra）为对象,介绍它们在揭示海洋有机质来源、食物网结构、水体缺氧机制、氮循环过程、颗粒动力学、海底地下水输入、有机地球化学过程、沉积年代学等方面的应用,侧重于总结我国近海生态环境研究中同位素示踪取得的进展。伴随着我国经济的发展,近百年来我国近海生态环境也发生了明显的变化,基于同位素示踪揭示的近海富营养化和沉积环境的演变规律表明,我国近海生态环境自20世纪50年代起经历持续的变化,特别是在过去20~30年时间里,近海生态环境的变化尤为剧烈,反映出人类活动是我国近海生态环境变化的主要驱动力。未来需要通过发展新的同位素技术及拓展更广泛的应用,围绕近海海洋生态环境变化的突出问题,重点揭示近海生态环境变化的响应特征、变化速率和作用机制,从而系统地掌握近海生态环境的时空变化规律。     

基于回归模型的热带气旋条件下的海表降温参数化方案设计

Combining a linear regression and a temperature budget formula, a multivariate regression model is proposed to parameterize and estimate sea surface temperature(SST) cooling induced by tropical cyclones(TCs). Three major dynamic and thermodynamic processes governing the TC-induced SST cooling(SSTC), vertical mixing, upwelling and heat flux, are parameterized empirically using a combination of multiple atmospheric and oceanic variables:sea surface height(SSH), wind speed, wind curl, TC translation speed and surface net heat flux. The regression model fits reasonably well with 10-year statistical observations/reanalysis data obtained from 100 selected TCs in the northwestern Pacific during 2001–2010, with an averaged fitting error of 0.07 and a mean absolute error of 0.72°C between diagnostic and observed SST cooling. The results reveal that the vertical mixing is overall the pre dominant process producing ocean SST cooling, accounting for 55% of the total cooling. The upwelling accounts for 18% of the total cooling and its maximum occurs near the TC center, associated with TC-induced Ekman pumping. The surface heat flux accounts for 26% of the total cooling, and its contribution increases towards the tropics and the continental shelf. The ocean thermal structures, represented by the SSH in the regression model,plays an important role in modulating the SST cooling pattern. The concept of the regression model can be applicable in TC weather prediction models to improve SST parameterization schemes.     

气压对巴伦台钻孔倾斜的影响特征及机制研究

以巴伦台钻孔倾斜及分量应变辅助观测气压数据为研究对象,运用相关及小波分析研究气压对巴伦台钻孔倾斜的影响特征。结果表明,气压对巴伦台钻孔倾斜影响表现为准线性关系,对NS向的影响大于EW向。气压对NS向影响的显著频段有2 048～8 192、32 768～65 536 min,对EW向影响的显著频段为2 048～8 192 min。探讨了气压对巴伦台钻孔倾斜的影响机制。     

斯堪的纳维亚半岛及周边地区城镇发展适宜性评价

城镇发展适宜性研究有助于了解城镇发展的优势条件,为确定城镇建设规划的扩展方向提供依据。在北极与亚北极开展研究对中国开展在城镇化、重大基础设施、廊道建设方面的国际合作有重大意义。本文使用多源数据,在采样的基础上利用逐步法的思想进行变量筛选,共筛选出5个显著指标,用logistic方法拟合出最终的模型进行城镇发展适宜性评价,最终得到研究区城镇发展适宜性分级图。研究结果表明：筛选后的显著指标对研究区城镇分布的影响作用大小排序为,温度（正向）、交通网密度（正向）、海拔高度（反向）、人口密度（正向）、距港口距离（反向）;温度、交通网密度、海拔高度、人口密度、距最近港口距离增加1个单位,城镇发展的几率分别比原来增加了38.4%、16.7%、9%、0.4%、0.1%;研究区的Ⅰ（不适宜）、Ⅱ（中度适宜）、Ⅲ（高度适宜）的城镇发展适宜性均值分别为0.03、0.16、0.68（分别约占研究区总面积的76.82%、21.82%、1.37%）;城镇发展适宜性总体呈现出随纬度升高而降低、随经度升高而增加的趋势,适宜城镇发展的气候地理条件是温带大陆性湿润气候带和温带海洋性气候带以及平原与低地地区;研究区的城镇发展适宜性俄罗斯西北部为0.08、瑞典为0.07、芬兰为0.06、挪威为0.03。俄罗斯西北部城镇发展适宜性整体上呈现出北低南高,南部呈现两边高中间低的空间布局;瑞典呈现出西北低东南高,沿海大于内陆的空间布局;芬兰呈现出北（高原）低南（沿海）高,中部次高的空间布局;挪威呈现出南部沿海高,西部沿海次高,其他区域低的空间布局。     

近20年京津唐地区不透水面变化的遥感监测

不透水面是衡量城市化程度的重要指标之一,对京津唐城市群的不透水面进行深入研究,可以量化城市群扩张过程及其影响,对该区域多城市协调发展及规划布局具有重要意义。本文结合高分辨遥感影像、生长季及落叶季的Landsat TM遥感影像和夜间灯光数据等,采用分类和回归树（Classification and rRegression Tree, CART）算法,构建了适于京津唐地区不透水面盖度提取的技术方案,获取了京津唐地区1995-2016年共5期地表不透水面盖度专题信息,并分析了地表不透水面的时空演变规律,结论为：① 适于京津唐地区不透水面盖度提取的CART算法的最佳输入变量组合为：生长季和落叶季的Landsat TM图像以及对应的夜间灯光数据;其次为生长季Landsat TM遥感图像和夜间灯光数据组合方案。利用该组合方案,ISP估算输出结果的交叉验证精度R值可以达到约0.85,可以满足地表不透水面纵向对比分析的需要。② 从地表不透水面总面积数量值来看,1995-2016年京津唐主体城市区域整体上呈增长趋势,其中2011-2016年地表不透水面积增加愈加明显;③ 从地表不透水面盖度值的高低来看,1995-2016年京津唐中、高盖度不透水面的占比都是在不断增长的,低盖度不透水面占比存在少量下降现象,且京、津、唐3城市的主体城区各阶段变化差异较大,反映出了各城市扩张具有各自不同的时空演变特征。     

Impacts of alien ‘ecosystem engineers’ overwhelm interannual and seasonal shifts in rocky-shore community composition on Marcus Island,South Africa

The South African coastline has been invaded by numerous alien species. Rare pre-invasion (1980) and post-invasion datasets (2001 and 2012) exist for Marcus Island, a small land-tied island in Saldanha Bay, South Africa. These snapshot datasets of the island’s intertidal invertebrate community were complemented with monitoring across seasons, from 2014 to 2016. Invertebrate communities were compared among the summers of 1980, 2001, 2012, 2014, 2015 and 2016 to assess interannual differences, while invertebrates and algae were monitored quarter-annually to assess seasonal changes. In addition, the population dynamics of the alien mussel Mytilus galloprovincialis were monitored. Differences in invertebrate communities between consecutive summers were significant but much smaller than changes induced by the arrival of alien species. Invertebrate and seaweed communities differed among years and shore zones but not among seasons, whereas species diversity differed among years, seasons and shore zones, with zones having the strongest influence. The invasion by M. galloprovincialis, and ensuing spatial and temporal variability in its recruitment, emerged as the most important factor influencing community composition, overshadowing interannual and seasonal changes. This work highlights that the impacts of alien species can be distinguished from natural variability by combining long-term monitoring with surveys at finer temporal scales. This is an important step in extending our understanding of the impacts of marine alien species.     

泉州湾赤潮藻类优势种细胞密度回归方程研究

于2006年5-11月对东海泉州湾赤潮监控区四个监测站位开展赤潮常规监测。根据监测结果,分别以各站位23项水质理化生物环境因子指标为自变量,相应赤潮藻类优势种的细胞密度为因变量,进行多元逐步回归分析,建立了各站位优势种中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、太平洋海链藻(Thalassiosira pacifica)、微小原甲藻(Prorocentrum minimum)、尖刺拟菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)、丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)和旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)等的细胞密度多参量回归方程。结果表明,所有回归方程的复相关系数都接近于1,方差分析的结果均为回归极显著,表明所建立的回归方程可作为相应赤潮优势种细胞密度预报方程的高度有效性,将对今后泉州湾的赤潮预报提供良好的指导作用。     

人海关系地域系统视角下海洋本体的解构与研究重点

在揭示人海辩证关系与海洋社会属性的基础上,从人海关系地域系统的视角,解析了海洋的构成。第一海洋（自然海洋）是人海关系地域系统中自然存在而非人为构筑的海洋部分,其核心要素是地理位置、物质构成和空间形态。第二海洋（人工海洋）是人类海洋实践中所建造的设施及相应的物质、能量及信息流动,包括基地设施、人类主体之间的物质信息交流和人类与海洋之间的采集排放活动。第三海洋（关系海洋）是不同人类主体在海洋实践中形成的互动关系,核心内容是主体构成、内容组成以及表现形式。第四海洋（观念海洋）是人类对海洋及海洋实践活动的认知,核心是在处理人类与海洋、陆地与海洋和人类主体之间关系时所秉持的理念。现实中,自然海洋、实践性的人工海洋和关系海洋与构想性的观念海洋相互作用,形成了丰富多样的海洋世界。随着人类海洋实践的深化,关系海洋和观念海洋与自然海洋和人工海洋一并成为了研究与实践的重点。     

民间信仰载体的地域格局及其影响因素——以兰州市榆中县祠庙文化为例

以祠庙祭祀为主体且祠庙保存良好的民间信仰是甘肃陇中地区民间文化的重要组成。甘肃陇中地区的民间信仰具有很强的趋同性,本文以陇中地区的榆中县为例,以各村的祠庙为民间文化载体,通过核密度分析、Logistic回归等方法探讨榆中县民间文化载体的空间分布及其影响因素对于探讨陇中地区人地关系,保护和弘扬民俗文化有着重要意义。研究结果表明：（1）根据已有研究将榆中县民间信仰归纳为山神信仰、水神信仰、天地信仰、女性信仰、英雄崇拜和祖先崇拜,祖先崇拜的祠庙数量占有重要地位;（2）榆中县祠庙主要分布在西北黄河南岸、中部陇海铁路沿线及南部风景名胜集聚区,村级层面空间差异不显著、乡镇空间差异相对较大。通过核密度分析,不同类别民间信仰空间分布热点各有不同;（3）榆中县民间信仰空间分布受到区位条件限制,民间信仰的祠庙多位于海拔高度较低、人口密度较大、交通可达性较好的地区,坡度和到水源的距离成为山神信仰和水神信仰祠庙空间分布显著的影响因子,榆中县祠庙呈现出山神信仰类祠庙“依山”,水神信仰类祠庙“傍水”的空间特点。     

近60a来新疆不同海拔气候变化的时空特征分析

全球变暖是当前全球气候变化研究的热点之一,新疆深居亚欧大陆内陆,地形气候复杂,探讨该区域气候变化与海拔的关系对全球气候变化研究具有重要的参考意义。基于1958—2017年新疆41个气象站的月和年平均气候数据,采用一元线性回归、Mann Kendall（M-K）趋势分析和突变检验等方法分析该地区气候变化的时空分布与海拔的关系。结果表明：1958—2017年新疆年均气温、年均降水量均呈上升趋势,但增加幅度具有时间和空间差异。在时间上,北疆四季平均气温增温幅度均大于南疆（冬季除外）,四季降水量增幅北疆大于南疆（夏季除外）;在空间上,北疆气温和降水的增幅均大于南疆。研究区各个站点气温呈现出南部高而北部低的空间格局,年均降水量北部多,南部低。各个站点气温倾向率总体随海拔增加而减少,年均降水量变化率随海拔升高而增加,在不同海拔带内部存在差异。综上所述,受全球气候变暖的影响,近60 a来新疆年均气温和年均降水量均呈上升趋势,尤其是北疆对全球气候变暖的响应较为敏感。