辽宁省春玉米全育期的气候适宜度及年景评估

为评价气候变化对玉米生长的影响,以辽宁省为例选取1969—2018年18个气象站点的逐日实测气象数据,利用模糊数学法建立春玉米气候适宜度评估模型,以地理信息技术为依托,探究春玉米气候适宜度的时空特征,并在此基础上进行玉米气候年景的综合评估。结果表明:①辽宁省春玉米全生育期内日照、温度、降水适宜度波动幅度较大;然而春玉米种植气候适宜度的空间差异性较弱。②春玉米各生育期气候适宜度由高到低为:出苗期>开花期>成熟期>播种期。全生育期温度适宜度最高,日照适宜度次之,降水适宜度最低。③春玉米播种期、出苗期、开花期和成熟期的气候适宜度最高值分别出现在辽阳、葫芦岛、营口和铁岭。④春玉米气候年景准确率达64%,表明该评估方法可以较为准确地反映气候年景。近50 a辽宁省春玉米偏好的年景有4个年份(1971、1979、1993、1998年),较差的有1969年(4.98%)及1973年(5.59%)。     

GIS技术在数字地图制图中的应用--以《河南省城市地图集》为例

结合应用MAPGIS地理信息系统制作<河南省城市地图集>的实践,分析了MAPGIS制图系统的基本原理及方法;总结了数字地图制图技术要点及优势;指出目前应完善MAPGIS功能,强化MAPGIS智能化水平,以加快GIS产业化进程.     

加权全极化SAR图像分类下的功能区土地时空变化特征提取

为准确分析功能区土地时空演变情况,需准确区分土地时空变化的相关特征,本文设计了功能区土地时空变化特征提取模型。首先采用全极化分解和灰度共生矩阵,对SAR图像中反映功能区土地时空变化的、不同地物的各类散射特征和纹理特征进行分类。然后确定最佳加权全极化特征组合,将该组合输入随机森林模型,完成最终图像中地物分类。最后以湖南省某市生态功能区土地时空变化特征为例,实现功能区土地时空变化特征分类提取。测试结果表明,该模型采用加权全极化特征组合,可准确描述地物分布情况,保证地物的可靠分类,能实现较好的提取效果。     

天然黑钨矿可见光催化活性的实验研究

天然半导体矿物具有优良的日光催化特性。本研究选取天然钨酸盐作为研究对象,对武鸣、栗木、崇义3个不同矿区的天然黑钨矿进行了矿物学及光催化实验探究。利用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱、电子探针微区分析对天然样品的结构与成分进行分析,鉴定其主要矿物相为黑钨矿(Fe,Mn)[WO4],从武鸣、栗木到崇义矿区,Fe/Mn摩尔分数比从7.1、0.9到0.3依次降低。利用紫外可见漫反射测得武鸣、栗木、崇义地区样品禁带宽度分别为1.5、1.6和1.7eV,说明其具有良好的可见光响应。在pH为7的条件下用质量浓度为1g/L的样品对5mg/L的有机染料亚甲基蓝(MB)进行光催化实验(含0.01mol/L H2O2 ),结果表明武鸣地区黑钨矿实验组降解MB的效果最佳,3h后其效率分别是栗木、崇义地区样品的1.1倍和1.6倍。电子顺磁共振谱检测结果显示,反应过程中均产生氧化性羟自由基(·OH),其中效果最好的武鸣黑钨矿产生的·OH信号更强;不同自由基捕获实验证明·OH在光催化反应过程中起主要作用。进一步选取武鸣黑钨矿开展光催化降解机制研究,实验结果显示:光照下黑钨矿与H2O2共存的实验组对MB的脱色降解率可达99%(3h),只有黑钨矿的对照组降解7%的MB,只有H2O2 的对照组降解31%的MB;黑暗条件下,同时添加黑钨矿与H2O2的对照组对MB的去除率为34%。不同H2O2 浓度条件下黑钨矿降解MB符合准一级动力学方程,说明降解过程与催化剂含量无关,H2O2 更多的是充当电子受体。分析认为,不同产地黑钨矿日光催化效率与矿物铁含量呈正相关,与禁带宽度呈负相关,推测其反应机理是光催化与芬顿反应协同产生的·OH将MB氧化降解。本研究为开发利用天然矿物治理环境污染提出了新方法。     

冲绳海槽长链二醇生物标志物对中晚全新世黑潮变化的指示意义

长链二醇（LCDs）是一类微藻生物标志物,在海洋沉积物中除了能够指示其生物来源,近年来的工作还表明它们能够很好地用于示踪表层海水温度（SST）和营养盐。本文对冲绳海槽北部OTK-6站位的1根中晚全新世柱状沉积物（长度468cm）进行了长链二醇的提取分析,重建了7 ka B.P.以来的表层海水温度和营养盐变化历史,并与前人的黑潮指标变化进行对比。结果显示,在本研究区基于长链二醇的SST指标可能反映的是年均但略偏暖季的温度,其变化曲线与营养盐指标的变化曲线呈反向变化。而且上述温度和营养盐变化历史与前人给出的黑潮强弱变化历史对应较好,表现出黑潮增强时,SST温度升高,营养盐含量降低,与黑潮水的高温寡营养的特点一致。本文结果显示,在6.0~5.2 ka B.P.、4.2~3.5 ka B.P.、2.5~2.1 ka B.P.、1.8~1.4 ka B.P.以及1.1~0.8 ka B.P.前后黑潮对研究区域的影响加强。因此,认为基于长链二醇的温度和营养盐指标有潜力成为重建古黑潮演变的新型代用指标。

     

The effects of climate change and phenological variation on agricultural production and its risk pattern in the black soil area of northeast China

The black soil region of northeast China is a vital food base and is one of the most sensitive regions to climate change in China. However, the characteristics of the crop phenological response and the integrated impact of climate and phenological changes on agricultural productivity in the region under the background of climate change are not clear. The future agricultural risk assessment has been insufficiently quantified and the existing risk level formulation lacks a sound basis. Based on remote sensing products, climate data, and model simulations, this study integrated a logistic function fitting curvature derivation, multiple linear regression, and scenario simulation to investigate crop phenology dynamics and their climate response characteristics in the black soil region. Additionally, the compound effects of climate and phenology changes on agricultural production and possible future risks were identified. The key results were as follows: (1) From 2000 to 2017, 29.76% of the black soil region of northeast China experienced a significant delay in the start of the growing season (SOS) and 16.71% of the total area displayed a trend for the end of the growing season (EOS) to arrive earlier. The time lagged effects of the SOS in terms of the crop response to climatic factors were site and climatic parameter dependent. The influence of temperature was widespread and its effect had a longer lag time in general; (2) Both climatic and phenological changes have had a significant effect on the inter-annual variability of crop production, and the predictive ability of both increased by 70.23%, while the predictive area expanded by 85.04%, as compared to that of climate change in the same period of the growing season; (3) Under the RCP8.5 scenario, there was a risk that the future crop yield would decrease in the north and increase in the south, and the risk area was constantly expanding. With a 2.0℃ rise in global temperature, the crop yield of the southern Songnen black soil sub-region would reduce by almost 10%. This finding will improve our understanding of the mechanisms underlying climate change and vegetation productivity dynamics, and is also helpful in the promotion of the risk management of agrometeorological disasters.     

琼东水体后向散射系数与浮游植物生物量的关系模型*

海洋中光后向散射系数的变化包含了浮游植物生物量的信息, 可应用于卫星遥感和光学剖面观测平台获取海洋中大时空尺度-高分辨率剖面的浮游植物生物量变化特征。本文选取了琼东上升流影响下生物—光学变异性较为显著的海域, 基于2013年航次实测数据, 建立了颗粒物后向散射系数(b_bp)与叶绿素a浓度(Chl a)间的区域性关系模型。模型假定颗粒物后向散射系数由不随叶绿素浓度变化的固定背景值, 以及较大粒级(>2μm)和pico级(微微型, <2μm)两类浮游植物的后向散射贡献累加所得。采集的数据集进行了模型检验, 结果表明, 模型能很好地模拟琼东海域水体的b_bp与Chl a间的变化趋势, 性能优于常用的幂函数关系模型, 尤其在低叶绿素浓度范围, 很好地解决幂函数显著低估的现象; 琼东海域的b_bp和Chl a关系存在显著的水层变化, 底层后向散射固定背景值显著高于上层水体背景值, 表明底层受上升流的影响, 水体中不随Chl a共变的颗粒物浓度增大, 其后向散射相应增强; 叶绿素最大层的后向散射固定背景值显著低于上层其他水体的固定背景值, 后向散射固定背景值的贡献百分比约为21%~35%; 随着叶绿素浓度增大, 较大粒级的浮游植物对颗粒物后向散射系数的贡献也显著增大, 可达到50%以上, pico级浮游植物贡献稳定在40%附近。本研究的结果将为琼东海域浮游植物生物量的光学遥感、生物地球化学过程研究提供更为精确的区域性模型和基础支撑数据。     

致密砂砾岩储层孔隙结构对比及差异机制研究

致密储层孔隙结构研究对于致密油气的勘探和开发具有重要意义，也是当前致密储层研究的热点。本文以准噶尔盆地三叠系百口泉组致密砾岩和鄂尔多斯盆地三叠系延长组致密砂岩为研究对象，重点开展二维大面积背散射扫描电镜成像技术（Maps）、高压压汞、微米CT和聚焦离子束扫描电镜技术（FIB- SEM）等分析测试，采用定性和定量相结合的方法对致密砾岩和致密砂岩孔隙结构特征进行表征和对比，并进一步揭示了两者的成因机制差异。研究结果表明：百口泉组致密砾岩较延长组致密砂岩储层物性好，前者孔隙度和渗透率平均为9. 29%和1. 65×10-3 μm2，后者孔隙度和渗透率平均为8. 85%和0. 39×10-3 μm2；百口泉组致密砾岩较延长组致密砂岩孔喉尺寸偏大、孔隙连通性较差及孔隙结构更为复杂，前者孔喉半径主要分布在0~200 nm和2~10 μm范围内，平均连通率60. 63%，平均孔喉配位数3. 0446，后者孔喉半径主要分布于0~4 μm范围内，平均连通率73. 60%，平均孔喉配位数2. 7832；差异化沉积作用和成岩作用是导致百口泉组致密砾岩和延长组致密砂岩孔隙结构特征差异的根本原因。     

内蒙古草地NPP变化特征及其对气候变化敏感性的CENTURY模拟研究

气候变化及其对植被净初级生产力的影响是全球变化研究的核心内容之一。基于空间化的CENTURY生物过程模型,分析1981-2010年内蒙古草地净初级生产力（NPP）的时空演变规律及其对关键气候因子的敏感性特征。结果表明：近30年内蒙古草地大部分区域NPP呈下降态势但趋势并不显著,全区平均降速约为1.17 g C/m²·a;NPP年代际变化时空差异较大,1980s至1990s约69.65%的区域NPP下降,1990s至2000s NPP下降加剧,下降面积较前者扩大了17.50%;NPP对降水与温度的敏感性特征空间异质性较强,但总体上区域降水减少可能是近30年内蒙古草地NPP下降的主要因素,温度升高同样会导致草地NPP下降,但作用程度较小。     

1981—2010年内蒙古气温变化特征及未来趋势预估

基于8 km气温栅格数据、全球模式（BCC_ CSM1.1）驱动区域模式RegCM4得到的RCP8.5和RCP4.5情景数据,采用时段对比分析、线性趋势分析等方法,研究了内蒙古地区气温变化特征及未来演变趋势。结果表明：从1981年到2010年,内蒙古地区气温显著上升,平均升速为0.49 ℃·10a-1,且最高气温升速略高于最低气温升速;升温幅度阶段性明显,全区1980s至1990s平均气温上升0.65 ℃,而1990s至21世纪初仅增温0.30 ℃;三大草原间年均气温年代际变化规律一致,但总体上草甸草原升温速率最小,而荒漠草原升温速率最大。与基准时段（1981—2010年）相比,全区年平均气温RCP4.5情景下在2020s、2030s和2040s分别增加0.92 ℃、1.27 ℃和1.78 ℃,而RCP8.5情景下分别增加1.39 ℃、1.56 ℃和2.07 ℃,RCP4.5与 RCP8.5情景下典型草原增温幅度均最为突出。