依赖地下水生态系统的生态水文研究评述

变化环境下的地下水水文情势变化直接影响到地表生态的格局与过程，是引起生态系统结构与功能演变的关键因素. 针对依赖地下水生态系统，评述了其生态水文研究的主要进展:依赖地下水生态系统的生态水文识别，变化环境条件下依赖地下水生态系统的水文响应，依赖地下水生态系统的生态需水规律，以及依赖地下水生态系统的生态水文模拟4个方面. 总体而言，随着依赖地下水生态系统研究的深入，目前研究已经从单一关注地下水与生态系统交互作用，过渡到多要素耦合驱动、多时空过程相互影响的研究阶段，将地表水与地下水以及二者与地表生态的交互作用纳入到统一的研究框架中. 未来重点研究领域与方向包括:依赖地下水生态系统的识别与演变机制研究；依赖地下水生态系统的分类及其空间绘图；依赖地下水生态系统的生态需水规律；依赖地下水生态系统的生态水文要素与过程综合模拟.上述研究的开展将为生态系统的保护与恢复提供切实的理论与实践支撑.      

北京师范大学灾害风险科学研究回顾与展望

回顾了北京师范大学灾害风险科学研究团队33年来开展灾害风险科学研究取得的主要研究成果，分析了目前面临的主要挑战，展望了未来研究与学科建设的重点．灾害风险科学研究团队先后在区域自然灾害系统理论、综合减灾、灾害风险防范研究，重大自然灾害评估与国家减灾规划编制，以及发起并组织国际“综合风险防范”核心科学计划等方面做出了积极贡献．面对学科体系不完善、学术带头人不足、研究团队规模较小以及实验平台整合不力等挑战，亟需面向全球和国家防灾减灾、综合风险防范、绿色发展以及可持续性需求，在区域致灾-成害机制与动力学模拟、全球变化人口与经济系统风险精准评估、综合灾害（特别是碳排放）风险防范模式等领域争取重大突破，从而引领全球灾害风险科学，为建设地理学世界一流学科做出重要贡献．      

生态水文学兴起:学科理论与实践问题的评述

生态水文学是20世纪后半叶发展起来的新兴水科学研究领域的交叉综合学科，基于习近平总书记的“生态优先、绿色发展”理念和实现我国生态文明建设目标，其研究成为我国新时期水科学理论与实践的新目标与新挑战，为“绿色-高质量-可持续”发展提供强大动力．本文简述了生态水文学国内外发展历程和动向，深入评述了生态水文研究的几个基础理论问题，主要包括:人-水-生态系统关系认知与协同变化的和谐内涵、四大平衡的协同内涵及Budyko水-热平衡联系方程、绿水在生态系统中的重要内容和面向全球变化的生态水文宏微观尺度研究，并着重阐述了生态系统的需水与用水；针对生态水文的实践应用，阐述了水-碳循环耦合机制研究能够有效服务国家“双碳”计划，分析了南水北调工程和黄河流域生态环境治理中生态水文问题，提出了南水北调西线工程是构建国家水网、缓解黄河流域水资源短缺的重要举措；基于生态水文研究现状和国家发展需求，对生态水文研究提出展望，如生态系统对人类活动和气候变化响应机制研究、水土保持与生态建设综合技术体系、多源信息融合新技术、加强与社会科学的交叉融合研究和生态水文系统研究等．      

全球变化与自然灾害的相互关系

以“区域灾害系统论”和“地球圈层系统理论”为理论依据,以比利时灾后流行病研究中心的紧急灾难数据库（EM—DAT）和德国慕尼黑再保险公司灾害数据库（NatCat）作为主要的数据来源,在重点对本世纪以来的全球变化进程与自然灾害趋势进行初步分析的基础上,对全球变化与自然灾害两者之间的相互关系进行了探讨,结果表明全球变化与自然灾害之间通过动态互馈机制彼此联系、相互作用．最后,本文提出了全球变化背景下应对自然灾害的科学防灾减灾措施。     

生态-水文信息获取、过程模拟与三维虚拟表达一体化的框架体系研究

为了满足目前基于遥感技术的生态-水文过程研究需求,提出了一套基于水文过程变化下生态响应的监测技术体系;以及生态水文遥感信息快速处理、生态-水文过程模拟和生态水文环境的三维虚拟表达于一体的框架结构．该框架体系利用大型遥感数据处理系统CAS Mlmagelnfo对遥感监测的生态-水文过程要素进行快速处理;基于该系统插件式的开放体系结构,利用Visual Stadio,ArcGIS Engine以及SQL Server2000建立生态-水文过程的空间分析、模拟模块以及生态-水文数据数据库管理系统．此外,集成JX4全数字摄影测量系统的技术优势,用于获取DEM等数据,并采用虚拟现实技术实现生态-水文环境的三维虚拟表达,为研究者基于遥感技术进行生态-水文过程研究提供全数字化流水线式处理流程．     

交流传动互馈试验系统在采煤机上的应用研究

针对目前采煤机故障时的维护与检修的困难,研究了一种基于能量互馈试验台系统的采煤机牵引变频器的维护与检修测试平台。本文介绍了互馈试验台的基本结构和运行原理,阐述了互馈试验台系统的控制方式,通过模拟不同工况下的牵引试验,对待检测的变频器进行性能测试,以达到对采煤机牵引变频器的维护与性能检测的目的。     

交通供需平衡机理模型

为探究交通供给与交通需求间互馈机理,揭示两者平衡的动态关系,在定性分析交通供需互动机理的基础上,利用系统动力学原理,对两者的动态互馈过程建立微分方程组并求得平衡解,证明了平衡解的稳定性,提出交通供需的平衡条件。研究结果表明:交通供给与交通需求之间是一种相互依存、相互促进的关系,通过循环反馈过程,在一定条件下可以达到稳定平衡状态;当交通供给与交通需求相互促进作用均小于1且较为接近时,可满足供给与需求协调发展的要求。     

面向区域综合发展的系统动力学研究进展及其在青藏高原的应用

利用Web of Science数据库检索基于系统动力学开展区域综合发展建模分析的文献,对检索结果进行文献计量分析,从研究趋势、研究力量、发表途径、研究主题4个方面探究该领域研究进展;并以青藏高原作为典型区域,详细回顾系统动力学在该区域的综合发展问题中的应用并提出展望．发现:1）基于系统动力学开展区域综合发展建模的研究起步初期发展缓慢,但当前发展势头迅猛,正逐渐成为研究热点．2）中国的发文量远超美、英等国,同时影响力具有提升空间;高被引作者中美国学者居多,中国高被引作者仅有1位．3）相关研究的主要刊文期刊的学科门类集中,主要集中在环境科学与生态学领域,期刊整体水平较高．4）研究主题集中在碳排放、水资源管理、粮食与能源问题等全球性热点问题．5）系统动力学工具在青藏高原区域综合发展问题中仅有初步应用,具有较大发展空间;建议发挥该工具在青藏高原区域双向耦合人地系统模型构建中的作用,重点优化环境变化及其社会经济影响部分的模型设计,模拟人类活动对区域人地系统的复杂影响,从而助力区域高质量发展管理实践．      

模拟区域气候变化的模式系统的建立及其效能检验

建立了一个富有特色的模拟区域气候变化的模式系统．该模式系统对模式中陡峭地形的处理方法进行了改进，并且在云量参数化方案中考虑了大气的动力学结构．其中大气模式与海洋模式和土壤模式简单耦合，和ＧＣＭ单向嵌套以反映大气环流背景对区域气候的影响．通过对模拟结果的比较和检验，发现区域模式对侧边界条件的依赖性很强，客观真实的侧边界条件是模式能够正确模拟区域气候要素的最重要的条件之一．模式分辨率的提高，中尺度强迫如地形高度和下垫面类型的细致刻划，都有利于气候要素场特别是边界层和地表气候状况模拟效果的改善．     

基于生态系统服务的城市生态安全评估、制图与模拟

随着社会经济的发展,人类对自然生态系统的干扰导致多种生态系统服务的退化或丧失,严重威胁区域生态安全. 生态系统服务是生态安全的重要表征,基于生态系统服务的城市生态安全研究可为城市可持续发展提供科技支撑和决策参考. 本文在对生态系统服务与城市生态安全的概念界定基础上,梳理了两者间的关系,并从生态系统服务视角,探讨城市生态安全评估、制图与模拟的研究进展,指出存在的不足,提出城市生态安全未来研究的重点方向：基于生态系统服务流的城市生态安全评估、制图与模拟;多元胁迫下的生态系统服务与生态安全的时空动态;耦合水-能源-粮食系统的生态安全框架构建;构建基于行为主体与生命周期的生态安全评估机制;运用遥感数据、社会经济调查数据以及智慧城市大数据等多元数据,宏微观尺度结合、大数据与小数据融合评价城市内部与外部生态安全,优化城市生态安全格局.     

风沙运动的力学机理研究

风沙运动机理研究是认识土壤风蚀、沙尘天气(甚至沙尘暴)以及风沙灾害本质,进而实现有效防治的基础。其中所涉及的诸如多尺度、多场耦合、随机性、非线性、尺度效应和复杂系统等科学问题也是当今科学前沿所关注的共性和热点课题。本文在简要回顾与风沙运动力学机理研究相关的已有工作的基础上,重点介绍了兰州大学风沙环境力学研究组针对风沙流中的沙粒带电量和风沙电场的基本规律及其对风沙流和无线电通讯的影响、风沙流发展过程的理论预测、固沙结构有效尺寸的分析、风成地貌主要特征的计算机模拟等方面所开展的研究工作。     

人地系统耦合与可持续发展：框架与进展

 人地系统耦合强调自然过程与人文过程的有机结合,注重知识-科学-决策的有效链接,通过不同尺度监测调查、模型模拟、情景分析和优化调控,开展多要素、多尺度、多学科、多模型和多源数据集成,探讨系统的脆弱性、恢复力、适应性、承载边界等科学议题。在梳理人地系统耦合研究框架、基于文献计量分析人地系统耦合与可持续发展研究进展的基础上,探讨了人地系统耦合未来研究的重点领域和方向。     

气候变化对黄河流域的影响及应对措施

 分析了全球气候变化对黄河流域区域气候、水资源量、生态格局、农业牧业生产、地质灾害、文物保护的影响,阐述了应对研究的主要进展及存在的主要问题,探讨了气候变化对黄河流域影响的未来趋势,提出了进一步研究工作的建议：即统筹建设黄河流域气象、水文、环境、地质灾害观测和预报预警系统;厘清多因素影响下的流域水资源时空过程,提升流域水资源效能;调整坡耕地和生态用地,加强流域水源涵养能力;加强植物生理生态适应性研究,优化流域农业和草业布局;修订文化遗产赋存环境区划,进行预防性保护技术研发;加强流域黄土滑坡加固新材料和生态修复协同技术研究。     

生态承载力评估方法研究进展

生态承载力是评判区域可持续发展的重要依据,可为生态文明建设提供有力的科学支撑。在对生态承载力相关研究分析的基础上,总结了生态承载力的概念发展、理论构建、评估方法及实践应用,基于社会经济发展背景分析了承载力理论构建的发展过程,评述了当前主流的生态承载力评估方法。分析发现,当前评估方法在研究区发展情景设定、区域间关联耦合、承载力的形成及承载机制方面的研究尚显不足,认为今后的评估研究应着重完善如下几点:1)将复杂情景模拟应用于承载力评估,并对研究区不同发展情景指标的科学合理性做出探讨; 2)考虑远程关联与耦合,将外部关联因素纳入生态承载力评估体系; 3)深入探究区域景观结构、过程和功能对承载力形成机制和承载机制的影响。     

典型模拟电路性能退化仿真技术研究

为解决典型模拟电路在设计阶段可能引入的性能退化问题,通过分析国内外电路虚拟验证技术研究进 展,并针对引起模拟电路性能退化的HCI( Hot Carrier Induced) 、NBTI( Negative Bias Temperature Instability) 、 TDDB( Time Dependent Dielectric Breakdoun) 等机理模型进行深入研究,开展了性能退化仿真流程模型设计、 失效物理模型推导建立及模型参数提取3 项关键工作。基于上述关键技术研究,选取典型模拟运算放大器, 采用Cadence spectre 软件开展了性能退化仿真研究。最终得出器件在25 ℃下,工作2 年和10 年后的性能退化 情况,验证了该仿真方法的可行性。该结论可在模拟电路设计阶段,为其设计改进工作提供初步支撑。     

城市生态承载力理论与提升逻辑:历史性、关联性与非线性

城市可持续发展如何与城市生态承载力相协调,关系到城市自身的命运,也关系到其周边地区能否顺利实现高质量、可持续发展的目标．本研究重新梳理了生态承载力的概念与发展迷思,从系统组成、承载对象、承载供给与需求的特点、环境影响及支撑的理论基础等方面整理了生态承载力的内核,以及与资源、环境承载力和其他复合承载力的差异性．基于现有的生态承载力评价方法,提出了生态承载力提升的非线性特征及与资源、环境承载力之间的关联关系框架．研究发现,在通过政府决策提升生态承载力时,需要充分考虑其在横向（部门）和纵向（跨尺度）方面的协调性问题．      

区域碳排放的产业部门关联机制

以吉林省为例，基于环境扩展投入产出与生态网络分析方法，建立了吉林省2002、2017年区域碳代谢系统网络模型，探究东北老工业基地振兴计划实施下产业部门间的碳排放流动过程，解析碳排放的产业部门关联机制．结果表明:1）研究期间，吉林省的碳排放量大幅增长，从2002年的2.54×104 万t增加到2017年的4.36×104 万t,其中间接碳排放是吉林省碳排放的主要方式．2）与能源和资源供给相关的部门是系统中重要的控制部门，优势制造业及服务业部门是系统中主要的汇集部门．随着东北振兴对技术密集型产业发展的需求，技术密集型产业在系统中的作用越来越重要．3）系统以限制/掠夺关系为主导，研究期间竞争关系数量下降9.25%，共生关系数量上升6.61%．4）系统冗余度增加，效率降低，稳健性指数从0.32下降到0.31，表明系统处于不可持续发展状态．      

高山积雪：母亲河之源——积雪分布时空演化的多物理过程、多尺度研究

 雪是地球上最为活跃的自然要素之一,是组成极地冰盖和高山冰川的重要物质来源,同时也是地表径流的主要补给。积雪的时空分布和演变深刻影响着全球的水文循环、生态系统、气候演化以及其他自然过程,在高寒山区水文过程中扮演着重要的角色。高山积雪与冰川融水是黄河源头水源补给的主要形式,因此亟需开展黄河源区积雪水资源综合科学研究,在准确评估黄河源区水资源现状及其变化规律和发展趋势的基础上提出科学合理的保护和开发黄河水资源的策略。积雪分布研究涉及大气湍流与颗粒相互作用等具有挑战性的科学前沿及热点问题,以及多场耦合、多尺度等科学共性问题,还涉及力学学科与地理学、大气物理、气候变化等相关学科的交叉问题。目前对积雪分布的研究手段包括野外观测、遥感反演和基于动力学过程的模式研究。鉴于前两种手段的局限性,开展多物理过程、多尺度、多场耦合的积雪分布时空演化模拟已成为积雪水资源研究的重要手段之一。介绍了积雪分布研究现状及进展,指出了面临的挑战以及下一步研究方向。