经验模态分解方法在树木年轮宽度序列标准化中的应用

高分辨率的树木年轮是记录历史时期气候变化的良好生物载体,在古气候研究中被广泛应用。但年轮宽度与气候因子之间有着复杂的联系,这种关系受气候因子之间的相互制衡和因物种而异的树木生长节律的共同影响。在利用树木年轮开展历史时期气候变化的研究中,剔除树木年轮与年龄相关的生长趋势是准确获取气候信号的先决条件。然而,传统的和相对改进的一些树轮标准化方法在拟合并剔除树龄相关的趋势及非气候干扰信息方面仍存在一些问题。本文利用经验模态分解(EMD)方法进行树轮资料的标准化方法研究, 对已获得的树轮生长序列所记录的信息进行分解,得到一系列不同物理意义的本征模态分量,结合多样本信息的对比及生物学特性,深入解读各分量表征的气候变化、环境干扰及缓慢生长趋势项等不同物理意义,进而剔除非气候信息,得到可以准确反映气候变化的代用序列,并将该方法与目前广泛采用的标准化方法进行对比,分析不同方法的利弊所在,为进一步改进树轮标准化方法提供新思路。     

PHYSICO‐GEOCHEMICAL AND MINERAL COMPOSITION OF NEEM TREE SOILS AND RELATION TO ORGANIC PROPERTIES

The Neem tree, the oil of which has a long history of pesticide, fertilizer and medicinal use in India, has been studied extensively for its organic compounds. Here we present a physical, mineralogical and geochemical database resulting from the analyses of two Neem soil profiles (epipedons) in India. Neem tree derivatives are used in the manufacture of a variety of products, from anti‐bacterial drugs and insecticides to fertilizers and animal feeds. A preliminary geochemical and mineralogical analysis of Neem soils is made to explore the potential for chemical links between Neem tree derivatives and soils. Physical soil characteristics, including colour, texture and clay mineralogy, suggest the two pedons formed under different hydrological regimes, and hence, are products of different leaching environments, one well‐drained site, the other poorly drained. Geochemically, the two Neem soils exhibit similarities, with elevated concentrations of Th and rare earth elements. These elements are of interest because of their association with phosphates, especially monazite and apatite, and the potential link to fertilizer derivatives. Higher concentrations of trace elements in the soils may be linked to nutritional derivatives and to cell growth in the Neem tree.     

An event-based methodology for climate change and human–environment research

Abductive causal eventism (ACE) is an analytical methodology based on a pragmatic view of research methods and explanation that places at the center of research inquiry the answering of ‘why’ questions about events, including human actions or environmental changes of interest. When used in human–environment research, the methodology entails constructing causal histories of interrelated social and/or biophysical events backward in time through a process of eliminative inference and reasoning from effects to causes, called abduction. ACE encourages an eclectic use of methods, models, and theoretical ideas. It fosters integrative, interdisciplinary analysis without being committed either to systems as ontological entities or to holistic analytical frameworks. By not privileging particular theories or explanatory factors in advance, ACE enables researchers to interrogate the plausibility of different causal influences, including local environmental changes that may be related to much wider changes in climate. Likewise, behaviors or practices that may be of value in light of anticipated environmental changes can be studied without their presuming to be caused by these changes or by changes in climate per se. Research on coastal mangrove planting for storm protection in the Philippines and upland tree planting in St. Lucia are used to illustrate these arguments.     

基于行政隶属关系树状图的地名消歧方法

同一地名映射不同物理空间位置的地名歧义现象普遍存在,地名消歧是指为地名分配唯一地理位置的过程.欧美国家的地名数据库和相关知识库比较完善,提出一系列通用或适宜个别语种的地名消歧方法.由于我国当前缺乏类似的高质量数据资源,难以直接引入这些方法解决中文地名消歧问题.该文提出在地名识别和地名匹配的基础上,通过构建歧义地名行政隶属关系树状图,利用上下文相关地名在树状图中出现的子节点数,判断歧义地名指向的地理位置.实验表明,该方法简单易行,而且可以达到较好的消歧效果.     

基于线粒体Cytb基因的10种石珊瑚的系统发育关系

通过PCR扩增直接测序得到10种徐闻石珊瑚线粒体Cyt b基因部分序列,分析其碱基组成和变异频率,并采用Neighbor-Joining和Maximum Parsimony法构建系统发育树。结果显示:序列中A+T比例为61.0%,G+C比例为39.0%,前者明显高于后者,碱基替换主要发生在密码子第3位;滨珊瑚科分类与传统分类存在一定差异,揭示传统形态学分类可能受珊瑚骨骼生长可塑性限制,造成分类不准确;刺柄珊瑚属与蜂巢珊瑚科各属亲缘关系较近。     

城镇-农业-生态空间划定的多情景模拟

城镇-农业-生态空间划定(简称"三区"划定)是国土空间规划的核心内容,对于科学合理地规划、利用有限的国土资源具有重要的意义。已有研究主要根据区域内土地利用与社会经济发展现状构建指标体系进行"三区"划定,较少将未来土地利用变化纳入"三区"划定过程中,使得划定结果在指导实践过程中缺乏前瞻性。针对这一问题,本文提出一种基于土地利用情景模拟,结合指标体系评价与决策树特征挖掘的"三区"划定方法,并以武汉市2015年土地利用现状为基础,在土地利用变化情景模拟的基础上进行"三区"划定。通过对比,验证了本文提出方法的合理性。研究发现:①不同情景下的"三区"空间在规模、空间分布上具有明显差异,将未来土地利用变化纳入"三区"划定过程中确有必要;②不同土地利用情景下"三区"空间的差异主要出现在三类空间的交界区域,这些区域是国土空间规划应该关注的重点区域。     

频率可切换的矩形缝隙环频率选择表面

基于金属屏上周期排列的缝隙单元结构的通带特性,提出矩形缝隙环(Rectangular Slot Ring,RSR)加载短路线的单元结构实现频率可调频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS).谐振缝隙单元开路与短路时相对应的谐振频率分别为13 GHz和15 GHz.RSR-FSS选用Rogers RO4003介质作为基板,按照12×12的方阵进行周期排列,利用全波电磁仿真软件CST对其进行了电磁传输特性仿真.最终,通过实验验证了该频率选择表面在Ku波段通过连通和断开短路线可以进行频率的切换.     

我国全新世泥炭α纤维素稳定碳同位素记录的对比与分析

泥炭是古气候研究的宝贵材料,α纤维素稳定碳同位素（δ¹³C_cell）是泥炭古气候研究的常用代用指标。我国已有数个地点报道了全新世泥炭全样或单种植物δ¹³C_cell记录,对这些记录的古气候解译存在明显冲突。结合相应的孢粉和植物残体证据,对这些记录进行综合对比,结果发现：高山草地植被带和内陆干旱区荒漠草原植被带当中的泥炭地,全新世期间的原地植物种属构成相对稳定且未发生显著变化,因此其δ¹³C_cell记录具有较为明显的长期变化趋势,其古气候解译也更为可靠;森林植被带和林草交互带当中的泥炭地,全新世期间的原地植物种属构成发生过显著变化（如木本植物入侵）,这可能是造成其全新世δ¹³C_cell记录长期趋势不明显或其古气候指示意义复杂难解的主要原因。这些结果显示了泥炭地的原地植物种属构成,对相应δ¹³C_cell记录的古气候解译的重要影响。同时也表明,无论是泥炭δ¹³C_cell研究地点的选择,还是泥炭δ¹³C_cell记录的古气候解译,都需重视其来源植物种属构成和变化。对于全新世泥炭δ¹³C_cell古气候研究,建议开展针对性的现代过程研究,尤其是优势泥炭植物种属的δ¹³C_cell在时间序列上的现代过程研究,以提供可靠的古气候解译基础。

     

地理要素的分布式空间近似查询处理方法

针对传统空间查询无法满足地理数据交互式可视化对处理时间要求的问题,以窗口查询为例,提出了一种空间近似查询处理方法。该方法包括预处理和查询两步:在预处理阶段,利用分布化的线简化算法对空间对象进行顾及误差的预处理采样,将采样过程及误差值用树型结构保存;在查询阶段,以豪斯多夫距离定义数据可视化的误差,进行误差可知的顶点即时采样与截取,从而实现针对可视化应用的高效的空间近似查询处理。在Hadoop集群上利用77GB的OpenStreetMap数据集进行了实验,证实了本方法的效力与效率。