中国自然生态系统对气候变化的脆弱性评估

生态系统的脆弱性已经成为气候变化影响评估和适应性管理的关键问题。本文介绍和分析了生态系统的脆弱性、敏感性和阈值的概念,中国生态环境的敏感带和脆弱性,脆弱性评估和中国生态系统脆弱分布以及自然生态系统的可持续性和适应减缓对策。自然生态系统对气候变化脆弱性评估仍存在许多问题和不确定性,迫切需要在以下领域开展研究:自主开发新一代气候变化对生态系统影响综合评估模型(特别是双向耦合模型)、加强相关野外长期观测实验、开展适应性与可持续发展示范工程的研究等。     

无锡极端气温事件的气候分析

为了解气候增暖情况下,无锡地区极端最高和最低气温的气候特征,用阈值检测方法对无锡市1959-2007年的日最高气温、日最低气温进行了研究,分析了极端事件的发生规律,得出主要结论:(1)从年代际看,不论是日最高气温或日最低气温,2001-2007年偏高事件最多,偏低事件最少.(2)最低气温从1980s初开始稳定上升.(3)在3、5、7、12月比较容易出现异常的气温.月内异常气温出现次数多少主要与季节更替和天气系统的转换有关.(4)日最低气温不论冬春夏秋,都是明显升高.日最高气温冬、春、秋季呈升高趋势,而夏季震荡加大.即在夏季,日最高气温偏高的事件增多,日最高气温偏低的事件也增多.     

海岸挤压对蓝碳功能的影响及其阈值

伴随气候变暖与人类开发活动日益加剧,滨海湿地面临的海岸挤压威胁受到多学科广泛关注。蓝碳在适应全球气候变化中扮演重要角色,然而蓝碳功能对海岸挤压的响应过程及其关键区域的认识尚不清晰。本研究在提出海岸挤压对蓝碳功能影响的理论框架基础上,以辽东湾北部区为例进行实证分析。综合Landsat影像、数字高程数据与碳储量调查数据,分时段对海岸挤压与蓝碳功能进行测度,进而以分段线性回归与双变量空间自相关分析方法探索二者的响应特征。研究表明：1995—2020年间,研究区海岸挤压较强风险区与蓝碳功能较弱区均呈先降后升态势,但在辽河两岸差异显著;研究期内,辽东湾北部区蓝碳功能与海岸挤压呈倒U型关系,当海岸挤压指数超过0.214时,滨海湿地碳汇能力显著下降,超过0.311时,碳汇能力下降趋势有所缓解;由于经济发展与生态保护失调,海岸挤压与蓝碳的矛盾在滨海工业园区表现尤为突出。加强此类区域的保护与修复,能够提高沿海地区气候变化应对能力、促进海岸带可持续发展。研究结果可为滨海湿地“减压增汇”研究与实践提供科学依据和管理参考。     

考虑弹性模量变化的岩石统计损伤本构模型

为建立更为完善的岩石统计损伤本构模型,针对现有模型难以反映某些岩石在三轴试验条件下弹性模量随围压变化而改变的特性,从不同类型空隙对岩石变形性质的影响入手,深入分析了岩石弹性模量变化的机理,并在此基础上,依据弹性参数与岩石中未闭合裂隙数的关系建立了岩石弹性模量变化的分析方法。之后,引入统计损伤理论,考虑损伤阈值的影响和残余强度变形特征,建立了可模拟岩石变形全过程的统计损伤本构模型,并给出了基于三轴压缩试验曲线的模型参数确定方法。本文模型可反映岩石弹性模量随围压变化而改变的特性,且具备现有模型的优点,对岩石变形全过程模拟效果良好。最后,通过试验曲线与本文及同类模型理论曲线的对比分析,表明了本文模型的合理性与优越性。     

Shearlet变换在GPR数据随机噪声压制中的应用

随机噪声是探地雷达(ground penetrating radar,GPR)数据处理存在的主要问题之一,直接影响到GPR数据后续处理及最终解释的准确性和可靠性。为了有效地去除随机噪声,同时更好地保留GPR信号的有效信息,本文提出基于Shearlet变换的GPR数据随机噪声去除方法。作为一种非自适应多尺度、多方向性的几何分析方法,Shearlet变换能够近乎最优地表示含奇异点的高维曲线。在Shearlet域,GPR数据能够得到更加稀疏的表示,通过阈值去噪的方法,有效地去除了随机噪声,使信噪比提高了4dB,最大程度地保留了GPR有效信号。利用理论和实际数据进行验证,体现了Shearlet变换阈值去噪方法的有效性和准确性。     

砂–粉混合料阈值细粒含量的确定

阈值细粒含量FC_(th)是评价砂–粉混合料颗粒接触状态及力学特性的重要参数。基于14类砂–粉混合料的38组试验结果,总结了用以确定FC_(th)的物理和力学特性指标,确定了各类砂–粉混合料的FC_(th),分析了不同指标确定的FC_(th)的差异。当砂–粉混合料的颗粒粒径差异较大时,由静态试验结果确定的FC_(th)明显大于由动态试验结果确定的FC_(th),且Rahman经验公式对砂–粉混合料平均阈值细粒含量FC_(th)的预测不合理。基于纯砂粒土和纯粉粒土的最大与最小孔隙比的理论法预测的FC_(th)值与类圆状砂–粉混合料的FC_(th)有较好的一致性,而理论法对类角状砂–粉混合料FC_(th)的预测值明显偏低。研究结果表明,平均粒径比R_d是评价砂–粉混合料FC_(th)的一个重要指标,随着R_d的增大,FC_(th)先减小,当R_d10时,FC_(th)先迅速放大,然后趋于基本不变;基于R_d建立的经验公式可较好地预测砂–粉混合料的FC_(th)值。     

基于改进混沌果蝇优化小波阈值法地震信号随机噪声压制

由于野外采集地震资料往往带有较多的随机噪声,给资料解释造成困难。针对小波阈值去噪的阈值选取通常需要对信号进行先验估计,带有较强猜测性,阈值选取难以获得最优结果。本文提出基于改进混沌果蝇优化的小波阈值法,将基于广义交叉验证(GCV)函数设定为阈值选取目标函数,在混沌果蝇优化算法中引入调节系数实现对该目标函数的迭代寻优,在无先验信息前提下,获取最优小波阈值。通过将本文算法用于合成地震记录和实际地震记录进行去噪处理,并对比常用小波阈值去噪算法,证明了本文算法的有效性。     

基于重力大数据的中国大陆区域地质构造解析

本文从重力异常角度对中国大陆区域地质构造的深部结构进行了研究。基于卫星重力大数据,利用改进后的位场分离方法获取了从地表到上地幔顶部不同深度的重力异常场。分析了各个碰撞-俯冲带、造山带及盆地等地区上地幔顶部（参考深度约为72～76 km）和中地壳（参考深度约为12～16 km）深度的异常特征。结合地质构造、地球化学和地球物理学证据,重点讨论了重力异常产生的原因及其与中国大陆主要构造之间的关系,获得了中国大陆在环太平洋动力学体系和特提斯动力学体系这两大动力作用下不同地区差异性的壳幔响应。     

基于航空高光谱数据的近岸水体信息提取

近岸水体与人类生产、生活密切相关,航空高光谱遥感以其高分辨率、灵活等优点在环境监测中颇具潜力,尤其是在近岸水色、海岸带环境的实时监测中更具优势。基于与中国海监南海航空支队合作开展的航空高光谱遥感飞行实验资料,以湛江东海岛陆海区域为例,开展该海域水体遥感信息提取及分类研究。以不同地物遥感反射率信息为特征,通过光谱信息直方图进行了该海域水体信息提取方法探索。研究结果表明,湛江港及近海水体与陆地在近红外区域有较大区分度,直方图统计获得的最佳分离阈值可以很好地提取水体信息,但在水陆交界区域提取精度较低。在近红909.7 nm处,遥感反射率分割阈值为10.27%,水体提取精度为84%,kappa系数为0.686 2。     

尺度自适应分层多阈值热红外遥感舰船检测

针对热红外遥感图像由于低对比度、条带噪声、低空间分辨率等特点而导致的检测效果不佳问题,提出了一种近岸舰船目标尺度自适应选择分层多阈值检测方法。采用舰船模板图像尺度归一化高斯拉普拉斯函数取极大值准则进行尺度自适应选择,利用所选的高斯多尺度空间差分多阈值筛选进行近岸舰船检测,并根据不同类型舰船模板图像尺度和分块数选择对热红外图像舰船目标检测的影响进行验证实验。实验结果表明:所提方法能根据模板尺度特征滤除相似区域,通过设置合理尺度和阈值参数能实现有效检测,且具有一定的抗噪能力。