香港西贡滨珊瑚REE的地球化学特征及其与海平面变化的关系

用ICP-MS技术测定了位于珠江口西岸香港西贡滨珊瑚在1991～2002年(分辨率达到0.5a)的稀土元素(REE)含量。实验结果显示香港滨珊瑚REE具有Ce负异常、重稀土富集这种典型的海水相分布模式。香港滨珊瑚中REE含量处于目前已见报道中的高值范围,与巴布亚新几内亚珊瑚的REE含量相当。通过与不同地区的比较,香港珊瑚高REE含量很可能就是毗邻的珠江水体高REE的直接反映,而且同南海北缘半封闭边缘海的性质有关。香港珊瑚REE的来源主要为珠江口及其相邻的陆缘沉积物。此外,1991～2002年香港珊瑚REE含量年际下降趋势十分明显,Ce负异常和重稀土富集的程度也呈加剧的趋势,分布模式向海水相转化。REE含量与海平面的年际变化之间有显著的负相关关系(r=-0.7～-0.9),而且重稀土与海平面的相关系数优于轻稀土。上述结果揭示了热带滨珊瑚对近期全球变暖、极冰融化和海水膨胀所引起的海平面快速上升的响应。     

复杂地形条件下城市热岛及局地环流特征的数值模拟

应用基于多层城市冠层方案BEP(Building Environment Parameterization)增加室内空调系统影响的建筑物能量模式BEM(Building Energy Model)方案的WRF模式,模拟研究重庆热岛的特征、成因以及局地环流对热岛形成的影响。文中共有两个算例,一为重庆真实下垫面算例,称之为URBAN算例,二为将城市下垫面替换为耕地下垫面的对比算例,称之为NOURBAN算例。结果表明:1)WRF方案模拟结果与观测2 m气温的对比吻合较好,误差主要出现在正午温度峰值和凌晨温度谷值处,由城市下垫面特性及城市内建筑分布误差引起。2)BEP+BEM方案较好地模拟出了重庆地区的热岛分布的空间和时间特征。重庆市温度的分布受地形和城市下垫面的双重影响,越靠近城区,温度的分布受城市化影响就越大,在海拔低处,温度就越高。3)城区立体三维表面对辐射的陷阱作用导致城市表面总体反射率小,向上短波辐射小于郊区约20 W/m~2。城市表面以感热排放为主,而郊区则表现为潜热的作用占主导。夜间城市地表储热以及空调废热向大气释放,是城市热岛形成的重要原因。4)模拟区域背景风场主要为东南风,局地环流呈现出越靠近山区风速越大、城市区域风速较小的特性,体现了城市密集的建筑群对低层大气流场的空气动力学效应,以及复杂山谷地形的山谷风环流特性。在市区的西侧和东南侧均有高大山脉阻挡,山脉对城市出流的阻碍作用、气流越山与绕流运动对城市热岛的形成有一定影响。     

南沙他国侵占岛礁战略价值及空间格局评价

从建岛潜力、岛礁辐射能力和岛礁承载能力3个方面选取26个指标,采用主客观综合赋权法确定各因子权重,利用线性加权法获得被越南、菲律宾、马来西亚、文莱等国所侵占的南沙44个岛礁的战略价值,并对结果进行空间插值,分析其空间格局特征。结果表明：1）被马来西亚侵占的弹丸礁、越南侵占的南威岛、以及菲律宾侵占的中业岛,其战略价值位列前3,评价得分分别为100、98.42和97.09。2）岛礁辐射能力空间分布格局呈现“NW—SE条带式”,“最高”和“高”等级的区域由研究区西北延伸至东南,然后向东北、西南两侧递减,辐射能力格局中有2个核心区域和2个次级核心区域。承载能力空间分布格局呈现“横向条带式”,由北向南越来越低,有1个核心区域和2个次级核心区域。建岛潜力空间分布格局有3个核心区域及2个次级核心区域。3）岛礁战略价值空间分布格局有3个核心区域,分布于研究区中部、北部及南部,与越南、菲律宾、马来西亚密切相关的核心区域各有1个。越南侵占岛礁最多且空间分布较广,有2个次级核心区域也与越南密切相关,越占岛礁若进一步建设,将形成多核心协同的战略格局,需密切关注。     

基于LSH方法的珊瑚礁鱼类竞争压力查询和资源分配方法

基于海洋大数据查询技术的珊瑚礁鱼类保护策略是海洋科学研究的重要课题, 其中鱼群竞争状况对鱼类保护具有重要意义。研究鱼群竞争状况就必须模型化鱼群与珊瑚礁的依赖关系。作为一个简单有效的大数据模型, 图模型是表达这个关系的实用模型。文章提出表达珊瑚礁鱼类种群和珊瑚礁资源依赖关系的竞争图建模方法, 并提出基于局部敏感哈希(Local Sensitive Hashing, LSH)的鱼类种群竞争压力竞争图查询方法, 得到鱼类种群的实时竞争压力状况; 然后根据LSH查询结果, 分析出需要优先保护的鱼类种群; 最后对这些需要优先保护的鱼类种群设计了基于构建人工礁的资源分配方法, 使得区域内珊瑚礁鱼类总体竞争状况改善。     

防浪建筑物影响下珊瑚礁海岸波浪传播变形试验

通过测试一系列不规则波工况研究了防浪建筑物存在下珊瑚礁海岸附近短波、低频长波和增水的变化规律,并对比了防浪建筑物的不同位置情况。分析结果表明：波浪在沿礁传播过程中,短波波高沿礁坪持续衰减,低频长波波高沿礁坪逐渐增大,波浪增水则沿礁坪基本保持不变;海岸附近短波随着防浪建筑物与礁缘距离的变大而减小,低频长波则在防浪建筑物处于礁坪后部时达到最大,防浪建筑物位置的变化对于礁坪波浪增水的影响可以忽略。通过理论分析证明了珊瑚礁地形上低频长波是由于群波破碎造成的破碎点移动而产生的;当特定波况作用于特定位置的防浪建筑物时,低频长波在礁坪上会发生一阶共振效应导致其能量在海岸附近达到最大值。     

Swelter in the city: Urban greenery and its effects on temperature in Guwahati,India

Changing urban landscape with multistoried high rises, roads and pavements is continuously reducing urban green space. These structures result in high surface temperature variation within cities. To explore the relationship between surface temperature and normalized difference vegetation index (NDVI), this study estimates two models—geographically weighted regression (GWR) and a fixed effect panel data model in relation to the Guwahati Metropolitan Area (GMA), a secondary city in north east India. The results indicate the superiority of GWR regression in presence of spatial dependence. Panel data analysis shows that the densely populated urban areas in the GMA with less than 10 per cent greenery are 1°C warmer than the sub-urban areas with 50 per cent greenery.     

全球气候变化下南海诸岛保护优先区识别分析

全球变化下,珊瑚礁保护区是保护生物多样性、增强珊瑚礁对气候变暖抵抗力的有效方式,而维持珊瑚礁弹性是其核心内容。针对珊瑚礁最具有威胁性的热压力因子,基于南海1982—2009年卫星观测海表面温度（SST）数据和CMIP5加拿大地球系统模式CanESM2模型预估的2006—2100年南海SST数据构建热压力强度模型,从维持珊瑚礁弹性的角度识别IPCC RCP 4.5和RCP 8.5情景下南海诸岛保护优先区。结果表明：RCP 4.5和RCP 8.5情景下13%左右的南海诸岛珊瑚礁识别为保护优先区。根据热压力强度与珊瑚抵抗力及避难所关系,西沙群岛七连屿和晋卿岛近年观测与未来预估的热压力强度均比较低,在保障其服务功能的基础上建议实施完全保护;东沙群岛东沙环礁和中沙环礁排洪滩近年观测急性热压力强度较高但未来预估热压力强度较低,建议实施50%禁止利用保护;中沙群岛黄岩岛近年观测和未来预估的急性热压力强度均比较低,建议实施50%多用途保护。南沙群岛有14%左右的珊瑚礁识别为保护优先区,根据其热压力强度可实施30%~100%禁止利用保护或30%~50%多用途保护。RCP 4.5和RCP 8.5情景下的南海诸岛保护优先区及保护对策,可为维持珊瑚礁生态弹性及应对全球气候变化提供重要的参考价值。     

我国生物海岸修复现状及展望

介绍了我国生物海岸的分布现状,总结出以柽柳为代表的灌木群落、以芦苇为代表的草本群落、以红树林为代表的常绿灌木与乔木群落以及珊瑚礁是我国海岸带四类典型生物群落。生物海岸的生态、旅游、渔牧和科研价值极高,但从20世纪50年代起,由于对生物海岸的价值认识不足,我国生物海岸被大量破坏,主要破坏原因可归纳为:1)土地功能转换式开发引起的红树林和草本岸线破坏;2)过度采挖及环境恶化引起的珊瑚礁破坏;3)土壤盐碱化引起的柽柳群落退化。从20世纪80年代至今,一系列海岸带保护与生态修复的举措陆续实施,减缓了我国海岸带生态加速破坏的态势,较好地保护和修复了我国生物海岸,其中最重要的举措包括:1)设立生物海岸湿地公园和自然保护区;2)建立健全生物海岸保护相关法律体系;3)开展典型生物海岸相关研究与修复技术探索;4)推进并实施"十三五"海洋规划中三大海洋重点工程。为了解我国海岸带生态修复的现状,于2017-2018年期间,分别在山东日照、潍坊,上海,广东汕头、汕尾以及徐闻进行了实地调研和测量,调研结果表明:在政策支持下,调研地区的生物海岸得到了很好的保护和修复,推进我国海岸带生态修复步入快速发展阶段。基于调研成果,指出我国在海岸带生态修复中应特别重视的一些问题。     

海绵城市建设下的生态效应分析——以常德市穿紫河流域为例

海绵城市建设被认为是解决城市内涝、水污染和水资源短缺、热岛效应等问题的有效途径之一。中国自2015年起共确立30个海绵城市建设试点城区,为今后海绵城市建设在全国范围的推广提供示范。基于实地调研、查阅资料并对比分析穿紫河流域海绵城市建设前后的水文、植被和气候等自然要素变化。结果表明：常德市城市内涝有效缓解,但在暴雨发生时局部仍出现积水和内涝现象;穿紫河水质总体上由劣Ⅴ类转变为Ⅲ类,但在冬季周期性恶化及污染物富集;穿紫河流域生物多样性显著增加,同时也表现出植物种类单一、具有环境净化功能的植物种类较少、生态系统不完整和管理不善等问题;常德市夏季的热岛效应有一定程度缓解。常德市2004-2019年的海绵城市建设显著提升了穿紫河流域的生态效应,为该地区的社会经济发展和人居环境改善提供了重要的生态基础,也为合理评价其他试点城区海绵城市建设效果提供借鉴。     

典型喀斯特城市的热岛时空变化及其成因分析

利用1989、2003、2018年的Landsat影像对安顺市西秀区的地表温度进行反演,分析研究区在30年发展中的热岛时空变化及其成因。使用基于影像的反演算法,结合分类回归树算法进行地表温度的反演,用气象站数据对反演结果进行精度验证,并建立缓冲区对研究区进行相关性分析等定量分析。结果表明：研究区受喀斯特地貌的影响,除主城区外,郊区也存在大量高温区;近30年研究区热效应与不透水面、绿地的面积有极显著相关;1989-2003年研究区城市热岛面积随城市扩张逐渐增大,但2018年主城区城市热岛现象几乎完全消失,排除气象因素和城市形态因子影响的可能后,发现这与安顺市城市绿化的大力进行有密切关系。