美国"阳光带"的崛起对中国西部城市化战略的启示

美国西部开发以城市化为先导，中国西部大开发本质上也是西部城市化。西部大开发战略应以城市为中心组织与落实。本文通过透视美国“阳光带”城市崛起的历史，尤其是产业集群的成功经验，提出中国西部城市化战略实施中应将培育地方产业集群作为推动城市化的重要战略方式和地方重要的公共政策工具。     

Characterizing and classifying urban watersheds with compositional and structural attributes

Current land-use classifications used to assess urbanization effects on stream water quality date back to the 1980s when limited information was available to characterize watershed attributes that mediate non-point source pollution. With high resolution remote sensing and widely used GIS tools, there has been a vast increase in the availability and precision of geospatial data of built environments. In this study, we leverage geospatial data to expand the characterization of developed landscapes and create a typology that allows us to better understand the impact of complex developed landscapes across the rural to urban gradient. We assess the ability of the developed landscape typology to reveal patterns in stream water chemistry previously undetected by traditional land-cover based classification. We examine the distribution of land-cover, infrastructure, topography and geology across 3876 National Hydrography Dataset Plus catchments in the Piedmont region of North Carolina, USA. From this dataset, we generate metrics to evaluate the abundance, density and position of landscape features relative to streams, catchment outlets and topographic wetness metrics. While impervious surfaces are a key distinguishing feature of the urban landscape, sanitary infrastructure, population density and geology are better predictors of baseflow stream water chemistry. Unsupervised clustering was used to generate a distinct developed landscape typology based on the expanded, high-resolution landscape feature information. Using stream chemistry data from 37 developed headwater catchments, we compared the baseflow water chemistry grouped by traditional land-cover based classes of urbanization (rural, low, medium and high density) to our composition and structure-based classification (a nine-class typology). The typology based on 22 metrics of developed landscape composition and structure explained over 50% of the variation in NO₃⁻-N, TDN, DOC, Cl⁻, and Br⁻ concentration, while the ISC-based classification only significantly explained 23% of the variation in TDN. These results demonstrate the importance of infrastructure, population and geology in defining developed landscapes and improving discrete classes for water management.     

Response of Plant Community Carbon and Nitrogen Stoichiometry to Experimental Warming on the Qinghai-Tibet Plateau

Low temperature is an important limiting factor for alpine ecosystems on the Tibetan Plateau. This study is based on data from on-site experimental warming platforms (open top chambers, OTC) at three elevations (4300 m, 4500 m, 4700 m) on the Qinghai-Tibet Plateau. The carbon and nitrogen stoichiometry characteristics of plant communities, both above-ground and below-ground, were observed in three alpine meadow ecosystems in August and September of 2011 and August of 2012. Experimental warming significantly increased above-ground nitrogen content by 21.4% in September 2011 at 4500 m, and reduced above-ground carbon content by 3.9% in August 2012 at 4300 m. Experimental warming significantly increased below-ground carbon content by 5.5% in August 2011 at 4500 m, and the below-ground ratio of carbon to nitrogen by 28.0% in September 2011 at 4300 m, but reduced below-ground nitrogen content by 15.7% in September 2011 at 4700 m, below-ground carbon content by 34.3% in August 2012 at 4700 m, and the below-ground ratio of carbon to nitrogen by 37.9% in August 2012 at 4700 m. Experimental warming had no significant effect on the characteristics of community carbon and nitrogen stoichiometry under other conditions. Therefore, experimental warming had inconsistent effects on the carbon and nitrogen stoichiometry of plant communities at different elevations and during different months. Soil ammonium nitrogen and nitrate nitrogen content were the main factors affecting plant community carbon and nitrogen stoichiometry.     

基于开源GIS的黑龙江省农村土地确权影像分发软件开发与应用

黑龙江省农村土地确权影像分发面向地方农委和农业局等弱GIS对象,弱GIS对象缺乏专业GIS知识和软件,在使用、管理、查询、分发影像过程中存在困难。本文基于开源组件Dotsaptial设计和开发黑龙江省农村土地确权影像分发软件,满足相关对象对影像浏览、查询、统计、二次分发的需求,提高了黑龙江省农村土地确权影像分发服务质量。     

并行处理技术在地理信息数据处理中的应用

随着地理信息存储量的飞速增长,传统的单进程、集中式的数据处理方式已不能满足基于网络的地理信息服务的效能要求。分析对比了OpenMP,MPI和MapReduce等主流并行编程模式,将关系型数据库与分布式空间数据管理系统相结合,提出了面向并行处理的地理信息存储模型和数据组织模型,将该模型与传统模型进行了对比分析,并基于MapReduce实现了地理空间数据并行处理框架,选取了矢量数据装载、影像数据装载以及数据切片作为典型数据处理案例开展对比实验,该技术方案的处理效率均数倍于传统技术方案。实验表明,该模型能够很好地支持并行处理框架,可为分布式环境下数据处理中心构建提供一个有效解决方案。     

月球构造新认识：基于60m高精度全月月形图的月球构造形态学研究

一直以来月球上都没有发现像地球上一样的全球板块构造现象,被认为是属于单板块构造的行星体并且是不活动的。随着月球地形探测精度的提高,人们逐渐发现了一些地质现象表明月球并不像之前想象的一样是不活动的。高精度的月形数据显示出了月球上除了存在众所周知的(撞击作用产生的)复杂的撞击构造外,仍然存在许多可能由内生作用产生的构造特征:如裂谷、山脊、火山群等。本文利用最新高精度月球激光高度数据(LOLA数据)建立了全月60m(相当于7秒网格)高精度月形图。由于数据量超大(TB级别),作者编写了基于并行架构的集群计算处理代码,其计算效率提高了近300倍。基于这些图件,作者在全球范围内找出许多重要的构造现象,并根据其构造及地质特征进行分类研究。研究结果表明并不像之前认识一样,月球上的确存在许多地质构造体是由月球的内生地质作用所产生,并建立对于月球结构和构造的新认识。此外,通过对比发现,像地球上全球尺度的线性山脉只是板块构造运动的结果;另一方面,在无板块构造的行星上,就像月球一样,会产生大面积的高地(月陆)和低地(月海地区),这种地质现象很有可能是行星地壳岩浆演化的直接结果。在文章最后,作者还将制作出的60m分辨率的全月月形系列图件附后并公开,以方便其他科研人员进一步开展相关研究;并以此敬献中国地质科学院60周年庆典。     

顾及邻域居民地群组相似性的道路网匹配方法

现有多源同比例尺道路网匹配方法中,大多只利用道路自身特征进行匹配,而较少顾及道路周边要素对匹配过程的影响和约束,从而影响了道路网匹配效果的进一步提高,特别是对系统误差改正后仍存在一定位置或旋转偏差的道路数据进行匹配时,这种影响尤为明显。本文借鉴人类对陌生环境的空间认知特点,提出了一种顾及邻域居民地群组相似性的道路网匹配方法。该方法通过构建城市骨架线网确定与道路相邻的居民地群组,进而计算居民地群组空间关系和几何特征相似度来获得对应道路的匹配结果。其特点在于:对存在位置或旋转偏差的道路数据匹配,以其邻域空间内居民地群组的整体相似性指标来带动道路自身匹配,实际上是增加了周边居民地群组对道路匹配过程的约束,更具鲁棒性。试验及对比分析表明,本方法能够较好地解决系统误差改正后仍存在较大位置和旋转偏差的道路数据间的匹配问题,提高匹配的正确率。     

流体包裹体和C-H-O同位素对湘中古台山金矿床成因制约

古台山金矿是湘中盆地最典型的高品位石英脉型金矿床,主要赋存于新元古界和震旦系板岩-千枚岩中。为了探明古台山金矿的成矿物质和成矿流体来源,本次工作对其开展了详细的野外地质考察,对不同阶段石英进行了系统的包裹体岩相学观察、显微测温、激光拉曼探针及H-O同位素分析,对与金矿化密切相关的铁白云石进行了C-O同位素分析。包裹体岩相学及测温结果显示,不同阶段石英主要发育CO_2三相和水溶液两相包裹体,金沉淀阶段CO_2三相包裹体丰度最高,包裹体均一温度集中在180~320℃之间,盐度集中在0~13%NaCleqv之间。激光拉曼显示不同阶段石英包裹体成分主要为H_2O、CO12及少量的CH_4和N_2。不同阶段石英的δ~(18)O_(V-SMOW)变化范围为15.6‰~17.9‰,对应的δ8OH_2O变化范围为4.5‰~8.3‰,δD_(V-SMOW)变化范围-78‰~-49‰,显示成矿过程中有岩浆水参与。铁白云石的δ~(13)C_(PDB)集中在-10.3‰~-8.6‰,δ~(18)O_(V-SMOW)分布在13.9‰~15.7‰之间,暗示成矿流体中的碳主要来自深部岩浆。流体不混溶、CH_4气体存在、围岩及脉体发生硫化-碳酸盐化等因素是导致古台山矿床Au沉淀富集的重要机制。综合上述分析,推测古台山金矿可能是一个非典型的造山型金矿床。     

白杨河矿区煤层气丛式井钻井难点及对策研究

新疆阜康市白杨河矿区煤层气开发利用先导性示范工程是新疆第一个煤层气示范工程项目。白杨河矿区总体构造为向南倾斜的单斜构造,地层倾角大,煤层多且间距大。该示范工程开发方案主要井型为丛式井。经过多年钻井实践,丛式井钻井技术在鄂尔多斯盆地东缘煤层气区块已经非常成熟,初步形成了一套适合该地区煤层气开发的丛式井钻井技术。由于白杨河矿区地质条件与鄂尔多斯盆地东缘各区块相比差异大,特别是存在地层倾角大、煤层多且间距大等地质特点,因此不能完全照搬原有的丛式井钻井技术。本文依据白杨河矿区地质资料,分析了白杨河矿区煤层气丛式井钻井难点,对解决该区块钻井难点的技术对策和攻关思路进行了总结与阐述,初步形成了一套适合白杨河矿区大倾角厚煤层的丛式井钻井技术。     

2014年春季季风间期东印度洋赤道及其邻近海域硅藻群落

2014年4月10日至5月13日在东印度洋赤道区及其邻近海域(10.08°N-6.00°S,80.00°~96.10°E)进行硅藻物种组成和群落结构的调查。分析了45个网采样品,共鉴定出浮游硅藻34属113种(包括变种、变形及未定名种),大部分物种为热带外洋性种以及暖海外洋性种,与该海区的热带及亚热带的环境特征一致。优势种为佛氏梯形藻(Climacodium frauenfeldianum)、地中海细柱藻(Leptocylindrus mediterraneus)、密聚角毛藻(Chaetoceros coarctatus)、美丽漂流藻(Planktoniella foromsa)、大西洋角毛藻那不勒斯变种(Chaetoceros atlanticus var. neapolitanus)、距端假管藻(Pseudosolenia calcar-avis,即距端根管藻Rhizosolenia calcaravis)、圆柱几内亚藻(Guinardia cylindrus)、达蒂角毛藻(Chaetoceros dadayi)、伏氏海线藻(Thalassionema frauenfeldii)、离心列海链藻(Thalassiosira excentrica)、瘤面角毛藻(Chaetoceros bacteriastroides)以及笔尖根管藻粗径变种(Rhizosolenia styliformis var. latissima)等。硅藻的平均细胞丰度为1.855×103个/m3,其平面分布不均匀,赤道断面细胞丰度较低,高值区出现在海区北部。聚类分析发现有7种生态类群,这些硅藻的种类和丰度平面分布与上层水体(200 m以浅)温度、盐度及营养盐的水柱平均值有较好的对应关系。