Local dynamical equivalence of certain food webs

An important challenge in theoretical ecology is to find good coarse-grained representations of complex food webs. Here, we use the approach of generalized modeling to show that it may be possible to formulate a coarse-graining algorithm that conserves the local dynamics of the model exactly. We show examples of food webs with a different number of species that have exactly identical local bifurcation diagrams. Based on these observations, we formulate a conjecture governing which populations of complex food webs can be grouped together into a single variable without changing the local dynamics. As an illustration, we use this conjecture to show that chaotic regions generically exist in the parameter space of a class of food webs with more than three trophic levels. While our conjecture is at present only applicable to relatively special cases, we believe that its applicability could be greatly extended if a more sophisticated mapping of parameters were used in the model reduction.     

Modelling the biogeochemistry of a tidal flat ecosystem with EcoTiM

The ecological tidal model simulates the cycling of carbon, nitrogen, phosphate, and silicate and describes the tidal, diurnal, and annual dynamics of the back barrier area of the island Spiekeroog in the German Bight. The region is characterized by strong tidal currents and extensive tidal flats. It is strongly influenced by the conditions in the southern part of the German Bight. This model study investigates the dependence of the model behavior on the boundary conditions and the forcing. The effect of short- and long-term sea level rise on nutrient and plankton dynamics is analyzed. As the model is set up as semi-Lagrangian with only a coarse approximation of the hydrodynamics, the seasonal and intratidal variability in the biogeochemical cycling can only be reproduced qualitatively. By varying the boundary conditions, the intrinsic dynamics of the back barrier area can be separated from boundary condition effects. This study shows that any agreement between model results and field data cannot be expected without correct boundary conditions. The seasonal variability is of major importance, while higher-frequency variability only plays a minor role.     

海拉尔盆地乌尔逊-贝尔凹陷挤压构造的发现及其地质意义

海拉尔盆地是叠置于内蒙古-大兴安岭古生代碰撞造山带之上的中-新生代盆地,总体上呈北东向展布,由三坳、两隆五个一级构造单元组成,自西向东依次为扎贲诺尔坳陷、嵯岗隆起、贝尔湖坳陷、巴彦山隆起和呼和湖坳陷, 其中乌尔逊凹陷、贝尔凹陷是位于贝尔湖坳陷凹陷南部的两个二级构造单元。研究表明,乌尔逊-贝尔凹陷在早白垩世大磨拐河期-伊敏期早期、伊敏期末期分别经历了北西 南东向、近东西向两次较长时间的挤压作用,使伸展断陷中的部分控陷正断层发生反转作用,在研究区形成了新的断层传播褶皱、断层转折褶皱以及叠瓦构造和双重构造、突发构造、构造三角带等。由于挤压构造的几何学、运动学特征的不同及隆升速率与同构造生长地层沉积速率的比值在空间上的差异,同挤压地层层序在不同构造部位也表现出不同的沉积特点,其构造特征与造山带十分相似。乌尔逊-贝尔凹陷中两次挤压构造的发现,说明中国东北地区的地壳厚度在早白垩世并非一直处于伸展减薄状态,而是在上述两次挤压时期地壳处于叠置增厚的特点,在空间上形成挤压坳陷型盆地和陆内(板内)造山带相间分布的构造格局。     

基于SD和CA的城镇土地扩展模拟模型——以江苏省南通地区为例

充分利用系统动力学模型(System Dynamics,SD)在情景模拟和宏观因素反映上的优势和元胞自动机模型(Cellular Automata,CA)在微观土地利用空间格局反映上的优势,构建一个耦合SD和CA的城镇土地扩展模拟模型,并以江苏省南通地区为例,对模型的实证应用做了进一步的验证。结果表明,这种耦合模型不仅能够对研究区域未来城镇土地扩展数量给予一个比较好的预测,而且还对其空间分布效果做了一定精度上的模拟,这使得城市规划在土地利用预测方面有一个相对科学的依据。     

岩溶水作用下填石路基稳定性模型试验研究

以广西水南高速为工程依托点,通过大型岩溶塌陷物理模型试验室,针对岩溶区填石路基中不同岩溶形态的处置方式,模拟研究岩溶水对填石路基的稳定性问题。试验中,重点研究了四种结构: 填石级配型、(片石+ 级配碎石+ 土工布+填石)型、反滤层型、(土+ 填石)型,它们分别对应岩溶水对填石路基侵蚀问题及填石路基的稳定性问题,漏斗、落水洞的处理及土工布防止细粒土流失引起路基变形问题,溶洞填充物的流失问题,岩溶水对粘土路基潜蚀问题及石牙地基的处理。试验结果表明,地下水位变化的瞬时速度对填石路基的稳定性具有重要意义,不同的处置方法在抵抗地下水冲刷方面有显著区别。      

辽宁石油资源消耗变化及影响因子模拟分析

以辽宁原油消耗为研究对象,综合运用EKC曲线模型和IPAT模型对辽宁石油资源消耗变化及影响因子进行了模拟分析。结果表明:辽宁处于石油资源消耗的高增长阶段,其极大程度是受经济发展所驱动的。科学技术进步对石油资源消耗有一定程度上的减缓作用,而人口的平稳增长对石油资源退化没有明显的影响;一段时期内,辽宁石油资源消耗还将呈现增长趋势。将2种模型模拟分析方法综合使用,可找出能源可持续性变化的科学依据,为经济发展和环境管理决策提供参考。     

不确定性理论集对分析在沙尘暴预报中的应用研究

应用集对分析（SPA）这一关于不确定性问题的数学理论和方法,基于概率统计分析,从SPA的同、异、反分析出发,用联系度公式导出解决预报中合理地使用预报因子的方法,实现预报模型因子结构的动态优化,增强模型预报机制的合理性,达到提高模型预报能力的目的。在以往对沙尘暴研究成果的基础上,以强风、热力和沙源三大影响因子为着眼点,结合2001\_2003年的沙尘暴天气个例,对沙尘暴天气进行了分类,分别选取预报因子,建立基于SPA的沙尘暴预报模型。根据数值预报产品输出结果,于2004年春季进行了短期（24 h）预报试用,结果表明,这一方法具有较好的效果。     

A vertically resolved model for phytoplankton aggregation

This work presents models of the vertical distribution and flux of phytoplankton aggregates, including changes with time in the distribution of aggregate sizes and sinking speeds. The distribution of sizes is described by two parameters, the mass and number of aggregates, which greatly reduces the computational cost of the models. Simple experiments demonstrate the effects of aggregation on the timing and depth distribution of primary production and export. A more detailed ecological model is applied to sites in the Arabian Sea; it demonstrates that aggregation can be important for deep sedimentation even when its effect on surface concentrations is small, and it presents the difference in timing between settlement of aggregates and fecal pellets.     

经济预测模型在土地规划中的应用与分析

主要介绍土地规划时需用到的几种预测模型 ,具体阐述了几种模型的原理 ,并以抚州地区的总人口历史数据为例 ,进行实际的预测与分析 ,从而总结各种模型的优缺点 ,选择最合适的土地规划预测模型。     

长白山地区火山机构信息系统的建立

长白山火山机构信息系统是在系统设计与分析基础上建立的,共有5个模块组成:①长白山地区火山岩岩石化学数据库系统;②常量元素岩石化学分析系统;③微量元素岩石化学分析系统;④长白山火山构造信息系统;⑤长白山地区岩性岩相信息系统。数据库系统模块用VB语言开发完成;分析系统模块(2个)的建立是通过界面设计、结构分析、编程实现的;火山机构信息系统及岩性、岩相信息系统模块是在Mapinfo软件的支持下完成的。