数值模型结构不确定性对模拟结果的影响分析

以内蒙古鄂托克旗为例,基于GMS中的MODFLOW模块构建了地下水流数值模拟模型,分析了模型结构(含水层厚度、参数分区)与模型参数不确定性因素对模拟结果的影响.研究结果表明:含水层不确定情景(含水层下边界概化为隔水底板平均值870 m)与实际情况水头差值绝对值的累计和最大为701 m,对模拟结果起了主控作用;当含水层下边界概化为910,940 m时,累计和分别增加为1 013,1 593 m;与仅考虑单个不确定性因素相比,同时考虑模型参数与含水层不确定情景累计和最大为738 m,同时考虑参数分区与含水层不确定情景累计和最大为791 m.因此,在构建地下水流数值模拟模型时,应优先考虑含水层空间结构概化的合理程度,同时考虑多个不确定性因素对模拟结果的综合影响,使地下水数值模拟模型能更精确地反映真实的地下水流状况.     

南北过渡带浅层地温变化及其对冬小麦产量的影响 ——以河南省信阳市为例

利用南北过渡带地区河南省信阳市1961—2017年逐月0～20 cm浅层地温和1992—2016年冬小麦产量资料,采用数理统计方法分析过去57年信阳市浅层地温的变化特征,并定量估算不同地温对冬小麦产量的贡献率。结果表明:(1)1961年以来信阳各层年平均地温均呈显著升高趋势,0 cm地层升温幅度最大,10 cm地层升温幅度最小,变化速率分别为(0.396±0.09)、(0.295±0.08)℃/10年,冬小麦生育期间各层平均地温也呈显著升高趋势;(2)1992—2016年信阳市冬小麦实际产量以(103.855±19.801) kg/(hm~2·年)的速率呈显著增加趋势,冬小麦气候产量大致经历了"高—低—高—低"的阶段波动,1992—1997年和2006—2012年气候产量相对较高,1998—2005年和2013—2016年则相对较低;(3)1992年以来信阳市冬小麦生育期5、10 cm平均地温与冬小麦气候产量呈正相关关系,0、20 cm地温与气候产量呈负相关关系,20 cm地温对冬小麦气候产量的贡献率最大,为42.3%,其次是10 cm地温(27.6%)和5 cm地温(23.2%),0 cm地温的贡献率最小,为6.9%。     

结合多空间特性的保护区功能分区最优化设计

科学合理的自然保护区功能分区有利物种长期生存繁衍和自然保护区的管理。现阶段的自然保护区功能分区方法中没有考虑自然保护区的空间特性和生物多样性的保护效益,尚未形成一套系统的保护区分区模型。为此,本研究基于Maxent模型模拟珍稀物种的分布,提出基于网络流的保护区功能分区模型,划分出一个连续和紧实的自然保护区功能区,同时考虑保护区保护效益最大化。为验证模型的可行性,将泉州湾河口湿地自然保护区划分为5 969个候选单元,以珍稀水生动物为保护对象,选出方格的最优组合作为自然保护区规划结果,并结合原保护区提出保护区优化方案。模型规划核心区和缓冲区具有连续性和紧实性,且核心区被缓冲区所包围,其中,核心区选中491个候选单元,其生境总适宜值远高于原保护区;结合原保护区进行优化,以原保护区为中心,向正东方向拓展,核心区候选单元数拓展至614个,缓冲区候选单元数为184个。研究设计了新的功能分区整数规划模型,结合泉州湾河口湿地自然保护区提出新的优化建议,由原保护区向正东方向拓展,覆盖珍稀水生动物的集中区域,有效保护珍稀水生动物及其生境,为我国自然保护区功能分区理论和实践提供新的思路。     

宁夏地区潜在蒸散发变化特征及成因分析

根据宁夏地区1962-2017年11个国家级气象站的逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式计算宁夏地区潜在蒸散发(Potential evapotranspiration,ET₀)日值系列,采用气候倾向率、Mann-Kendall突变检验、ArcGIS反距离权重空间插值、敏感性分析和贡献率等方法对宁夏地区ET₀时空变化特征及影响因素进行分析.结果表明:宁夏地区1962-2017年多年平均ET₀为1 073 mm,其中,中部干旱带最高(1 135 mm),引黄灌区次之(1 095 mm),南部山区最低(893 mm); 宁夏地区ET₀在1986年发生了突变,突变前以0.571 mm/a的幅度下降,突变后以0.109 mm/a的幅度递增,整个周期内,以0.523 mm/a 幅度递增,但变化幅度均不显著.ET₀对不同区域气象要素的敏感性不同,引黄灌区和中部干旱带对最高温度最敏感,敏感性系数分别为0.41和0.43,南部山区为相对湿度(-0.45); 不同气象要素对ET₀的贡献率不同,引黄灌区和南部山区主导因子是最低温度,中部干旱带是平均风速.突变前后,对引黄灌区、中部干旱带和南部山区ET₀贡献率最高的气象要素分别由平均风速、相对湿度和最低温度,变为相对湿度、平均风速和最低温度.     

引入地形因子的无人机遥感精准管理分区研究

根据作物长势的空间差异对耕地进行精准管理分区,可以指导田间变量管理,漫川漫岗黑土区地形复杂,分区时应考虑微地形对作物的影响.以典型黑土区玉米田块为研究区,利用1.1m空间分辨率的无人机多光谱影像提取玉米大喇叭口期(播种后约45 d)归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI),分别结合4种地形因子(高程、坡度、地形起伏度、地表粗糙度),通过面向对象分割方法进行分区,并利用产量数据对分区结果进行评价,对比无人机影像结合不同地形因子分区的精度.结果 表明:研究地块产量、土壤养分及植株生理参数均存在显著变异性,产量与地形存在相关性;相较使用单期NDVI分区,结合地形因子能够显著提高分区精度;结合不同地形因子后,无人机分区精度变化存在差异,NDVI同时结合4种地形因子的分区精度最高,其次分别为结合高程、地形起伏度、坡度、地表粗糙度.研究结果证明了NDVI与地形因子结合作为输入量提高分区精度的可行性,为精准施肥及其他田间变量管理提供了理论基础,为智慧农业的发展提供新思路.     

轻型木结构墙体稳态传热性能及其保温材料影响比较

轻型木结构墙体的热工性能对建筑节能至关重要,其稳态传热性能是节能效率评估指标之一。工程调研发现,轻型木结构墙体墙骨柱热传递过程易产生冷热桥,改善墙体保温构造并通过试验测试,对得到不同构造的墙体传热系数等指标进行分析研究,有利于设计人员优选墙体设计参数、研发墙体新型保温材料。试验采用标定热箱法与热流计法相结合的试验方法——控温箱-热流计法对改善保温措施的墙体进行试验,分析了12种墙体试件的热流密度、传热系数、热阻以及日传热量参数,并与理论计算结果进行比较验证,试验结果与理论计算结果吻合性较好。研究发现:气凝胶毡放置在墙骨柱位置能够有效降低平均传热系数3.8%~15.0%,随厚度增加可逐渐减弱或消除墙骨柱冷热桥效应;聚苯乙烯保温板可有效降低传热系数32.4%~35.1%,墙体蓄热能力较好;纳米纤维保温材料可有效降低传热系数5.9%~8.7%,提高墙体冷热面温差,平衡室内温度。选取的3种保温材料中,聚苯乙烯保温板相比气凝胶毡和纳米纤维保温材料,对墙体整体热工性能的提升更为显著。     

丰台河西地区产业布局研究

河西地区是丰台的欠发达地区,产业发展面临资源富集但未充分利用,产业东强西弱、分割突出、难以建立产业联系,市政基础设施存在短板等突出问题。在新的产业发展定位的前提下,按照突出特色、因地制宜,效率优先、协调发展,可持续发展的原则,提出"六区、一环结构"产业空间布局及分区指引等对策,以期促进河西地区产业高质量发展。     

陆域自然保护区选址与规划设计研究进展

人口持续增加和人类社会发展对野生动植物及其生境产生了巨大的威胁。科研人员从物种多样性维持机制、致危原因、就地保护和迁地保护等多方面开展了大量探索和研究工作，事实证明建立自然保护区是生物多样性保护最有效的途径之一。文中从自然保护区选址和规划设计2个角度，介绍了生物多样性地理分布格局、岛屿生物地理学和集合种群等相关理论，整理和总结了自然保护区选址和规划设计等方面的研究进展，分析了当前自然保护区选址和规划设计中的前沿和可能存在的问题，并对其未来可能的发展方向进行了探讨，以期为我国自然保护区选址和建设的研究及实践提供参考。     

生物有机肥部分替代化肥对莴笋生长、产量及品质的影响

为了改善因化肥过量施用导致的蔬菜品质下降、肥料利用率降低和环境污染等问题,通过化肥减量配施生物有机肥,探讨菜田减肥潜力和生物有机肥增效作用。采用随机区组试验,研究不同施肥处理对莴笋产量、品质、光合特性及肥料贡献率的影响。试验共设置6个施肥处理:不施肥(CK1)、100%常规施肥(CK2)、80%常规施肥+200 kg·667m~(-2)生物有机肥(T1)、80%常规施肥+400 kg·667m~(-2)生物有机肥(T2)、70%常规施肥+400 kg·667m~(-2)生物有机肥(T3)、70%常规施肥+200 kg·667m~(-2)生物有机肥(T4)。结果表明:生物有机肥部分替代化肥可使莴笋的株高、茎长及茎粗不同程度的增加,其中T2效果最优;在相同的生物有机肥施用量下,化肥减施20%较减施30%有助于根系的生长和根系活力的增强;T2处理莴笋叶绿素总量分别比CK1处理和CK2处理提高17.32%和1.74%;T2处理的净光合速率和蒸腾速率最高,分别高于其他处理6.90%～49.35%和6.26%～58.64%;与CK2相比, T1、T2、T3和T4分别增产4.76%、15.31%、11.06%和4.11%,其中T2产量最高,达8 277.00 kg·667m~(-2),其经济效益比CK2增长11.64%;化肥减施并配施生物有机肥的处理肥料贡献率均显著高于CK2处理, 100%常规施肥供大于求,供需平衡破坏,导致肥料的浪费;随着化肥用量的减少,莴笋硝酸盐含量降低, T3处理降低幅度最大,茎、叶中硝酸盐含量较CK2分别降低26.53%和20.96%;配施生物有机肥可提高莴笋茎、叶中可溶性蛋白、可溶性糖和维生素C的含量,其中配施400 kg·667m~(-2)时效果更优。化肥减施20%的条件下配施400 kg·667m~(-2)生物有机肥可增强莴笋叶片光合能力,提高产量和改善可食用部分品质,是实现肥料资源合理配置的良好施肥模式。     

青海省海东市不同等级降水和旱涝关系研究

利用1961～2015年青海省海东市5气象站逐日降水资料,根据中国气象局降水等级划分标准和旱涝Z指数的计算方法,分别统计海东市夏、冬半年不同等级雨量和雨日及计算Z指数,利用线性回归法分析海东市55年来不同等级雨日和雨量和Z指数的变化趋势,并采用偏相关系数、相对贡献率和合成分析等方法研究不同等级雨日和雨量对旱涝的影响。得出以下结论：①海东市夏(冬)半年降水以小雨(雪)和中雨(雪)为主,雨日和雨量及占年比例均呈现自南向北递增的空间分布。②夏半年小雨和大到暴雨的雨量及雨日呈减小趋势,中雨雨量和雨日呈增加趋势,冬半年小雪、中雪和大到暴雪的雨量及雨日均呈减小趋势。③夏、冬半年Z指数均表现为不显著的减小趋势。④夏、冬半年不同等级雨量和雨日与Z指数偏相关系数和相对贡献率分析,夏半年中雨和大到暴雨的雨量及雨日对Z指数有显著的影响,冬半年小雪的雨量和雨日对Z指数变化影响最大。⑤采用合成分析法的标准化值,无论是夏半年还是冬半年,在偏涝年,不同等级降水雨日和雨量基本都为正值,在偏旱年,不同等级降水雨日和雨量基本都为负值。在偏涝年,不同等级降水雨日和雨量差异夏半年主要表现在大到暴雨和中雨雨日及雨量,小雨雨日及雨量差异较小,而冬半年主要表现在小雪雨日及雨量,中雪次之,大到暴雪最小；在偏旱年,不同等级降水雨日和雨量差异夏半年主要表现在中雨雨日及雨量,大到暴雨次之,小雨最小,冬半年主要表现在小雪和中雪雨日及雨量,大到暴雪差异较小。