中国省级粮食产量的风险区划研究

以全国各省份历年粮食单产资料为基础，通过适当的处理，定义了三个反映中国粮食产量风险水平的指标：历年平均减产率，历年减产变异系数和风险概率。这三个指标分别从不同角度刻画了中国粮食产量的风险状况。进而以这三个指标为基础采用迭代自组织动态聚类分析方法分别卉分了全国省级粮食生产单元的风险风，分区的结果反映了近五十年来中国粮食生产的基本状况和风险水平。最后从中国各地孕灾环境、致灾因子和生产力水平差异等方面探讨了风险水平的区域分异的原因。风险区划可为决策部门进行粮食生产布局和风险决策提供依据。     

供求平衡状态下的城市自组织过程

城市是一个处于不断演化中的非平衡系统，它具有自组织特征。本文建立了在供求平衡状态下的自组织模型，其理论基础上是系统的反馈和区域之间的空间相互作用。根据克里斯泰勒的市场体系和中国城市的具体特征，推算了系统演化的参数。结果表明，即使在均匀的空间条件和人口条件下，城市从该初始阶段向前演化，并不一定形成克里斯泰勒和廖什的均匀空间结构，这一点与实际相符。     

白银市城市空间组织演化过程及其合理性分析

城市是一个复杂的自组织巨系统,但人类的干预作用几乎伴随其成长的整个过程。我国的资源型城市作为一类特殊城市在其空间发展变化中都留下了自组织与他组织的作用烙印,科学认识二者作用下的空间成长变化规律对实施转型发展具有积极意义。以白银市为例,选择白银城区1953年、1986年、2000年、2016年建设用地为数据源,运用GIS方法对白银城区空间扩展演化进行定量分析,结果表明：（1）白银市城市空间演变经历了城市兴起成长的他组织主导空间扩展期（1953-1986年）、城市波动发展的自-他组织共同作用的空间扩展期（1987-2000年）与转型发展的自组织主导空间扩展期（2000-2016年）三个阶段,虽然自组织机制在城市空间演变中的作用不断增强,但他组织机制仍发挥着不可或缺的引导管理作用。（2）城市空间扩展强度在纵向上不断增大,不同阶段各类型建设用地扩展强度差异显著,各有侧重,而在横向上方位分异性突出,各阶段有各自的主导扩展方向。表明在国家经济体制、城市经济转型和城市空间结构等变化过程中,自组织机制与他组织机制随其变化而影响到空间扩展强度和范围的变化。（3）各阶段白银市城市空间的建设用地结构不尽合理,工业用地占总建设用地的比例过大,虽凸显了资源型城市的特质,但严重超国家标准。同时,无论是单项人均居住与工业用地,还是人均建设用地都大幅超国家标准。（4）城市空间与城市人口和经济的相对增长关系趋好性显著,城市空间形态的离散程度与分形维数降低,空间紧凑度提升。表明城市空间扩展的演化方向是一个能够发挥自组织机制和他组织机制的优势互补的优化过程。     

基于自组织神经网络的砂土液化评价

在分析自组织特征映射(SOFM)神经网络基本学习算法的基础上,从提高算法收敛速度和性能出发,提出了一种改进算法:根据实际应用并结合专家经验确定初始连接权值;采用高斯函数作为拓扑邻域函数;将算法分为粗调整和细调整两个阶段,分别采用不同的学习率和邻域函数,然后采用改进后的SOFM算法对砂土液化进行评价。实例研究表明,应用SOFM神经网络评价砂土液化高效可行,为砂土液化评价提供了新方法。     

成矿作用动力学──理论体系和方法论

矿床是一种复杂系统，而成矿作用则是一种复杂的动力学过程。矿床成因的基本问题归根结底是成矿作用动力学问题。成矿作用动力学是地球化学过程动力学中的一个重要分支领域，又是矿床地球化学和矿床成因理论中的一个新的学术方向，但至今基本上还是一个有待开发的空白领域。成矿作用动力学研究成矿作用的速率、机制和过程。进行这一方面的研究不仅可以丰富地球化学过程动力学、发展理论地球化学，还可以使矿床成因研究从静态上升到动态，从定性走向定量，对传统的矿床成因理论将有新的突破。笔者在本文中根据自己的研究工作实践和对当前国内外地球化学过程动力学及非线性科学的发展现状和动态的分析与认识提出了成矿作用动力学的理论体系和方法论，并作了较详细的剖析。笔者还针对成矿地球化学系统的特点，强调指出将“多组成耦合系统和多重耦合过程动力学”作为成矿作用动力学的重点研究领域的必要性和重要意义。     

谈固体地球动力学系统的自组织

地球在3.8 Ga前不断有小星体撞击,属于不稳定的开放系统,积累了大量物质和能量。太古宙以后开始形成了准圈层结构,转变为封闭的能量消散系统,并开始建立了系统整体凝聚力和活力之间高度平衡的自组织机制。固体地球系统的重力和化学亲和力产生地球系统物质向内运动的凝聚力。地球存储在地核中的热能和放射性物质的核能,是驱动和维持着固体地球内部物质向外运动的活力来源。地球的自组织指的就是自我调控系统凝聚力和活力之间平衡的调节能力。固体地球系统局部时空尺度的物质运动是各态遍历的,大尺度全局的物质运动规律是确定性的,是自组织机制发挥作用的结果。固体地球系统的自组织能力现在还保持在很高的水平。     

Stress-driven Melt Segregation and Strain Partitioning in Partially Molten Rocks: Effects of Stress and Strain

The evolution of melt segregation in deforming partially moltenolivine-rich rocks has been studied in a series of laboratoryexperiments. During deformation, melt segregates into networksof anastamosing channels (or ‘bands’) surroundinglenses of melt-depleted material. We quantify the nature ofthe melt distribution in the samples, including thickness, angle,spacing, volume fraction, and melt fraction of melt-rich bands,to understand the dynamics of melt-network organization. Twoseries of experiments were designed to isolate the effects of(1) increasing shear strain (at similar stress levels), and(2) varying stress levels (deformed to similar shear strains).Melt-rich bands develop by a shear strain of unity. In samplesdeformed at varying stress levels, higher stress produces smallercharacteristic band spacings. We relate these variations tothe compaction length, _c, which varies only as a result of thereduction of matrix viscosity with increasing stress. Simpleapproaches to scaling from experimental to mantle conditionssuggest that stress-driven melt segregation can occur in theasthenosphere; if so, it will significantly affect rheological,transport and seismic properties, with enticing consequencesfor our understanding of plate–mantle interactions. KEY WORDS: melt segregation; rock rheology; magma transport; self-organization; mid-ocean ridges     

山地城镇空间结构演化中的自组织性——以云南临沧市城镇为例

在临沧山地城镇的发生、发展、演变历史中,其空间结构都是自组织作用的结果。自组织力是一种贯彻始终的影响力量,是城镇空间结构形成的内因,它总是按照一定的社会经济原则在起作用。然而,由于受到他组织这一外在干扰力的作用,它在不同的历史时期表现出来的强弱不同,遵循的自组织规律也不同。他组织力作为外来注入的干扰力,它或促进或阻滞自组织作用的开展。他组织力是通过影响自组织力的若干序参量而起作用的,城市规划是众多序参量中的一个,要使这一序参量能很好地起作用,就必须使其符合城镇空间的自组织规律,并且影响和促进自组织过程的健康发展。     

地理环境整体性理论的初步探讨

对于地理环境整体性的研究有"实证"与"理解"两个互补的研究途径。地理环境整体性的研究应在"本体论"意义研究的基础上着重于"认识论"和"方法论"意义上的研究。以自组织方法论为指导的地理环境整体性的研究应主要着重于地理环境整体性的形成条件、基本动力、基本途径、基本结构和复杂图景等方面。整体性不仅是地理环境的基本性质之一,而且也(应该)是地理学的基本原理之一。     

城市空间扩展的自组织特征与规划管控效应评估——以北京市为例

城市空间自组织是一种潜在的城市发展机制。当前中国正处于快速城市化进程中,正确认识和发挥自组织机制,有效复合空间规划的管控效应,将对城市空间良性扩展至关重要。通过构建空间逻辑斯蒂模型,阐释了城市空间扩展的基本机制,定量诠释了城市空间扩展在“面状”空间规划与“点线状”交通基础设施规划引导下呈现出连续性和复杂性并存的自组织特征。“面状”空间规划体现在区位择优发展、临近建成区拓展等规律,“点线状”交通基础设施规划主要表现为城市空间扩展的不完全预知性。在此基础上,采用相同模型对研究区全域、城市规划建设区、非城市规划建设区进行对比研究,进一步揭示了“面状”空间规划对城市空间扩展的强制性管控作用和“点线状”交通基础设施规划的空间引导作用。因此,为了有效预防规划失效并引导城市空间的良性增长,应当科学使用、谨慎布局“面状”空间规划,需要构建一套顾及城市空间自组织机制,以自下而上的“点线状”交通基础设施规划为基础,并充分发挥好自上而下的“面状”空间规划强制管制功能与“点线面”相协调的综合管控方案。