中国林业可持续发展及其关键科学问题

在扼要介绍和分析中国森林资源的状况、演变和存在问题的基础上,着重探讨了中国林业可持续发展的战略和为实现林业可持续发展所必需研究解决的关键科学问题。在林业可持续发展战略部分全面论述了它的前提、目标、方针和六项对策措施。在关键科学问题部分则分别从森林的环境功能、森林的生产功能、林木遗传改良、森林保护和森林资源管理等五个方面列出所需要研究解决的关键科学问题,为制订今后的科学研究规划提供参考。     

东印度洋海洋学综合科学考察航次概况

赤道东印度洋海域是西半球暖池的重要组成部分,对我国季风系统乃至全球气候变化研究意义重大.印度洋作为海上丝绸之路的交通要道,开展东印度洋海洋调查也是保障海上丝绸之路安全的重要一环.自2010年起,国家自然科学基金委为贯彻落实《国家自然科学基金"十一五"发展规划》的战略部署而设立的"国家自然科学基金委印度洋综合航次",极大地促进了海洋学科多学科交叉和融合,丰富了该海域的海洋观测数据,取得了丰硕的科研成果.本文介绍了2010年起至今的东印度洋海洋学综合科学航次考察的内容、进展和成果,并展望了东印度洋海洋学综合科学考察航次今后的主要方向.     

京津冀城市群协同发展的理论基础与规律性分析

推动京津冀城市群协同发展既是一项国家重大战略,又是一个复杂的长期博弈过程,需要遵循科学理论,尊重科学规律,推动京津冀城市群实现共同繁荣昌盛、共享蓝天白云、共担发展风险、共建世界都会的战略目标。本文从理论上提出了京津冀城市群协同发展的科学理论基础与科学规律。认为推进京津冀城市群协同发展应以协同论、博弈论、耗散结构理论和突变论作为科学理论基础,其中协同论为核心理论。京津冀城市群的协同发展过程是一个博弈、协同、突变、再博弈、再协同、再突变的非线性螺旋式上升过程,每一次博弈—协同—突变过程,都将城市群的协同发展推向更高级协同阶段,并呈现出阶段性规律。具体包括协助阶段、协作阶段、协调阶段、协合阶段、协同阶段、协振阶段、一体化阶段和同城化阶段共8大阶段。进一步分析认为,京津冀城市群协同发展的真正内涵是推动城市群实现规划协同、交通协同、产业协同、城乡协同、市场协同、科技协同、金融协同、信息协同、生态协同和环境协同,建设协同发展共同体。本文成果旨在为京津冀协同发展提供科学基础和理论依据。     

PolarGlobe: A web-wide virtual globe system for visualizing multidimensional,time-varying,big climate data

The increasing research interest in global climate change and the rise of the public awareness have generated a significant demand for new tools to support effective visualization of big climate data in a cyber environment such that anyone from any location with an Internet connection and a web browser can easily view and comprehend the data. In response to the demand, this paper introduces a new web-based platform for visualizing multidimensional, time-varying climate data on a virtual globe. The web-based platform is built upon a virtual globe system Cesium, which is open-source, highly extendable and capable of being easily integrated into a web environment. The emerging WebGL technique is adapted to support interactive rendering of 3D graphics with hardware graphics acceleration. To address the challenges of transmitting and visualizing voluminous, complex climate data over the Internet to support real-time visualization, we develop a stream encoding and transmission strategy based on video-compression techniques. This strategy allows dynamic provision of scientific data in different precisions to balance the needs for scientific analysis and visualization cost. Approaches to represent, encode and decode processed data are also introduced in detail to show the operational workflow. Finally, we conduct several experiments to demonstrate the performance of the proposed strategy under different network conditions. A prototype, PolarGlobe, has been developed to visualize climate data in the Arctic regions from multiple angles.     

复杂条件陆-气相互作用研究领域有关科学问题探讨

实际大气都是在复杂条件之下,所以复杂条件带来的问题已成为陆-气相互作用研究领域面临的最大科学挑战,严重制约了该领域研究成果在解决实际天气气候问题中的应用。在概要总结近年来中国复杂条件陆-气作用研究领域进展的基础上,对复杂条件下陆-气相互作用有关的科学问题进行了探讨。从陆面过程和大气边界层这两个陆-气相互作用的关键环节分析了影响陆-气相互作用复杂条件的机制,归纳了复杂条件下陆-气相互作用研究领域面临的关键科学问题。同时,以复杂下垫面陆面过程和非均匀大气边界层问题为重点讨论了突破复杂条件陆-气相互作用关键科学问题的基本思路,并对进一步开展复杂条件陆-气相互作用研究提出了初步的科学建议。      

开拓进取的四川省旅游地学研究会

简单介绍了旅游地学学科的产生及研究会的创立,并从开展学术活动、学科理论建设、科技服务及人才培养等几方面详细阐述了四川省旅游地学研究会的突出成就,最后还对研究会未来发展进行了探讨。     

湖泊环境科学钻探施工技术

针对内蒙古岱涨的施工条件和湖底沉积物的类型,对湖泊环境科学钻探技术进行了讨论,从钻探取心角度,将岱海沉积物分为４种有代表性的地层;提出了每种地层中可能遇到的技术问题对使用的取心钻具的效果进行了评价,并提出了合理化改进意见,总结了湖泊钻进工艺方法;给出了简易钻探平台的拼装方式和主要钻探设备的性能;探讨了湖泊钻探的发展前景和进一步工作计划。     

极地海岸带调查及前沿问题探析

文章提出了“极地海岸带”这一概念,并从海岸带内涵的视角深入阐述了极地海岸带的定义和范围,全面分析了极地海岸带的特殊性和重要性。从调查监测技术发展和涉及学科领域两个角度梳理总结了与极地海岸带相关的调查监测实践。同时,分析了极地海岸带调查研究的前沿问题,提出了极地海岸带资源生态要素的调查监测发展方向,即充分利用遥感和现场探测手段,以较低成本来探明大空间尺度和长时间序列下的极地海岸带区域资源环境生态要素与时空变化特征。最后,构建了“双源数据挖掘-空间耦合模拟-区域综合评估-影响模拟预测”的知识与技术体系,为我国构建极地海岸带区域资源生态管理与保护政策体系提供科技支撑。     

基于海洋机器人的科学观测与实验系统研究现状与展望

海洋机器人具有观测范围大、作业灵活、机动性好、可控性强等突出优点,在海洋科学观测与海洋科学实验中发挥了重要作用,促进了物理海洋和海洋生物地球化学的发展。为阐明海洋机器人在海洋科学观测和实验中的应用情况,以水下滑翔机、自主水下机器人（Autonomous Underwater Vehicle,AUV）和无人帆船3种典型的观测型海洋机器人为例介绍了海洋机器人在海洋科学观测中的应用现状;以原位采样与固定、原位培养与分析海洋机器人为例介绍了海洋机器人在海洋科学实验中的应用现状;最后结合未来海洋科学研究需求,从需求牵引的角度对基于机器人的科学观测与实验系统的发展趋势进行了展望。     

西南煤系地层山区采动型崩滑灾害研究关键问题

文章在分析采矿型崩滑灾害发育特征的基础上,得出西南煤系地层山区地下采动型崩滑灾害常发生在层状碳酸盐岩与碎屑岩地层组成的褶皱翼部和核部的陡崖带上,与地形地貌、地层结构与地下采矿工程活动等因素关系密切,并指出薄矿层开采诱发大型山体崩滑灾害的具体过程:①采空后覆岩顶板塌落—覆岩顶板离层,采空区上覆岩层内部及层间自下而上应力传递;②地下水运移通道形成,并加快更大范围岩体结构破坏及扩展,加速了岩体结构面的松动与破坏;③上覆岩层不均匀沉降导致坡脚压裂,山体大型岩体结构面逐渐拉剪或压剪变形扩展,最终山体发生累积损伤与大规模崩滑灾害。此外,传统经验公式的计算方法对此类采矿型崩滑灾害已不适用,建议开展西南煤系地层山区地质结构与地下采动诱发崩滑灾害的相互作用关系、薄矿层采空区上部山体累积断裂损伤—岩体松动、裂隙扩展-岩溶管道流、裂隙流变化的链式响应机制、地下采动型崩滑灾害评价方法等关键科学问题的研究,以推动采矿型地质灾害防灾减灾工作的发展。