湖北作物气候生产力演变及其对气候变化的响应

利用湖北省76个气象台站1960～2005年逐年年平均气温、降水资料,应用Miami模型、Thomthwaite Memorial模型对湖北省气温气候生产力（TSPt）、降水气候生产力（TSPn）和蒸散量气候生产力（TSPv）进行了估算,并采用EOF、RE．OF、EEOF、Mann—Kendall检验、小波分析等方法研究了湖北省TSPv的演变及其对气候变化的响应。结果表明：降水是大部分地区作物产量的限制因素;TSPv在时间上波动明显,在空间上受地形、降水、人类活动等因素影响,西部山地区震荡特征明显,东部平原丘陵区具有稳定的上升趋势,西北山地区是震荡的敏感区;未来“暖湿型”气候对作物生长最有利,“冷干型”气候对作物生长最不利,北部地区是气候变化的敏感区。图4,表2,参11。     

黑龙江南部黑土区土壤重金属空间分异规律研究

采用地理信息系统（GIS）技术和地统计学相结合的方法，研究了黑龙江南部典型黑土区双城市土壤全量铜（Cu）、锌（Zn）、铅（Pb）、镍（Ni）、镉（Ca）5种主要重金属元素的空间分异规律。结果表明：研究区土壤各重金属的半方差函数模型均可用球状模型和指数模型较好地拟合。其中Zn、Nj和Cd具有强烈的空间相关性，表明这3种重金属元素受土壤内在属性影响较大。而Cu和Pb具有中等强度的空间相关性，表明这2种重金属元素由土壤内在属性和人为因素共同起作用。Cd、Pb和Cu较Zn和Nj的变程小，说明研究区土壤前3种重金属元素含量可能主要受到较小尺度因子的影响。研究区土壤各重金属元素空间分异规律如下：Cu和Ni呈东高西低的趋势，Pb呈南高北低的趋势，而Zn和Cd分别表现为块状分布和岛状分布的特点。图3，表2，参8。     

土壤微生物对不同作物根系活动的响应

以中国科学院海伦农业生态实验站为平台,研究了不同作物（大豆、小麦和玉米）根系对根际微生物种群（细菌、真菌和放线茵）组成和数量的影响。结果表明：3种作物根际微生物数量均表现为细菌的数量显著多于放线茵和真菌的数量,作物之间的微生物总数量多少表现为大豆〉小麦〉玉米,各作物间差异显著（P〈0．05）。根际三大微生物种群的变化情况为真菌、放线茵数量的变化趋势相同,均表现为大豆〉玉米〉小麦,细菌数量的变化情况为大豆〉小麦〉玉米。不同施肥处理中,玉米根际微生物总数变化情况为NPK〉NK〉PK〉CK,且施NK和NPK处理极显著增加根际微生物数量（P〈0．01）,增幅为54．9％和243．2％;NK处理下,大豆根际真菌数量表现为显著性降低（P〈0．05）,而细菌显著性增加（P〈0．05）;小麦根际微生物数量在NK处理下极显著增加,增幅为64．9％（P〈0．01）。图4,表2,参19。     

2000-2006年松嫩平原农田生产力时空特征与影响因素研究

利用MOD17A3数据集2000-2006年年均NPP（净初级生产力）数据,对松嫩平原农田生产力时空特征与影响因素进行分析。主要结论如下：①松嫩平原旱田空间分布梯度特征明显,由西向东生产力呈递增趋势。旱田占农田总面积的90.17%,低、中、高产旱田面积分别为93170km2、23963km2和18866km2,占旱田总面积比例分别为68.51%、17.62%和13.87%。低、中、高产水田面积分别为1567km2、12171km2和1091km2,占水田总面积比例分别为10.57%、82.08%和7.35%。②2000-2006年,松嫩平原旱田和水田NPP变化趋势基本一致,总体均呈微弱的下降趋势,2000-2003年和2004-2006年为两个相似的NPP增加阶段。③气温与旱田和水田均呈极微弱的负相关关系,对旱田和水田生长存在微弱的抑制作用。降水与旱田和水田平均NPP相关系数分别为0.371和0.285,对旱田和水田生长的影响比气温明显,是影响松嫩平原农作物生产的主要因素。     

基于ESE系统的陇南山区城市土地集约利用及其潜力分析

基于经济—社会—环境（ESE）子系统构建评价体系,运用改进的熵值法确定各指标权重,对研究区建市以来（2004-2008年）的土地集约利用水平进行了综合测度,同时借助协调度函数分析了各子系统之间的协调度。在此基础上,依据研究区城镇用地远期规划控制标准,利用全市第二次土地调查数据对各区县城镇用地集约利用潜力进行了估算和分析。结果表明：①陇南城市用地集约利用水平呈逐年上升趋势,处于基本集约向较集约过渡的状态,城市用地尚存较大挖掘潜力;子系统之间的协调度较高,但有下降趋势,集约利用水平的提高将受到抑制。②全市城镇用地理论可挖掘潜力1 181.56 hm2,集约利用潜力较大。最后结合研究结果提出了陇南城镇用地集约利用潜力实现的对策与建议。     

吉林西部盐碱化苇塘养殖生态工程研究——牛心套保湿地盐碱水环境对虾生长与阳离子组成的关系

采用盐碱水生长试验,研究凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）生长与水环境K＋、Ca^2＋、Mg^2＋、Na^＋/K^＋和M/D（离子系数）的关系,探讨盐碱化苇塘养殖对虾技术。结果表明,在碱度、盐度和pH分别为10.32 mmol.L-1～38.50 mmol.L-1,0.102%～0.334%及8.5～9.5的盐碱水中,幼虾27 d的体质量特定生长率（SGRW）无显著性差异（P〉0.05）,平均为（3.16±0.41）%.d-1。SGRW与阳离子组成因子的简单相关性都存在其他因子不显著（P〉0.05）的影响效应。SGRW分别与K＋质量浓度的偏相关性不显著（P〉0.05）,与Ca^2＋、Mg^2＋质量浓度的偏相关性显著（P〈0.05）,与Na^＋/K^＋、M/D（离子系数）的偏相关性极显著（P〈0.01）。SGRW分别与M/D及Mg^2＋质量浓度的偏回归关系显著（P〈0.05）,与Na＋/K＋极显著（P〈0.01）,与K^＋、Ca^2＋不显著（P〉0.05）。盐碱水环境中Mg^2＋、Na^＋/K＋及M/D（离子系数）共同影响对虾的生长;添加CaCl有利于苇塘养虾。     

三江地区积雪变化与气候之间的关系——以宝清县为例

基于三江地区宝清县近20a来观测记录,利用3种方法检验了三江地区季节性积雪、冷季（11月．次年3月）降水量和冷季平均气温的变化趋势。结果表明,季节性积雪表现为弱的增加趋势（年平均增长率为0．005％）,冷季降水量年平均增长率为0．317％,同期冷季平均气温上升1．32℃。通过相关分析表明,积雪与冷季降水量呈正相关,而与气温呈负相关。冷季降水量的增加促进了积雪的增加,但由于冷季气温升高趋势大于降水量增加趋势,冷季气温升高导致初雪日延迟而终雪日提前,缩短了积雪时间。因此,在全球和区域气候持续变暖的背景下,三江地区积雪量有可能减少。图5,表3,参19。     

ENSO对陕西省棉花主产区气候及棉花单产量的影响

依据1960-2010年NOAA Nino3.4区海温数据和渭南市气象及棉花产量统计数据,主要应用Mann-Kendal检验法、小波分析法及其他数理统计方法对陕西省棉花主产区（渭南市）的气候变化、棉花单产量、ENSO的特征及3者之间的关系进行了分析,结果显示：①近50 a来,厄尔尼诺影响年份有20 a、拉尼娜影响年份有17 a;Nino3.4区的海温在1978年左右发生了增温突变且突变后厄尔尼诺现象对气候的影响作用加强。②近50 a来,渭南市的暖干化趋势明显;降水量和气温的震荡主周期为27 a,且在27 a尺度上同步经历了增加—减少—增加的变化过程且均在1978年、1995年前后分别发生突变。③在厄尔尼诺影响年份,气温和棉花单产量呈上升趋势,降水量呈减少趋势,在拉尼娜影响年份则相反。研究成果可为有关部门在对陕西省的棉花产量和品质预测分析时提供一定的参考。     

中国地区环境技术效率的测算及随机收敛性检验

在综合考虑能源和环境因素的条件下,采用基于方向性距离函数的DEA模型对中国各地区1985～2010年的环境技术效率进行了测算,同时利用协整技术检验了各地区环境技术效率的随机收敛性。结果发现:自1990年以来中国各地区平均环境技术效率呈下降趋势;总体上看,中国中西部地区的环境技术效率水平较低,处于经济发展与资源、环境的失衡状态,而东部地区则实现了经济的协调发展;研究还发现,我国东部和东北地区的环境技术效率在长期存在收敛趋势,而在中西部地区内部和全国范围内则不存在收敛趋势。最后,针对分析结果提出了相关对策建议。     

松嫩平原参考作物蒸散量变化及其影响因素分析

利用松嫩平原19个站点的常规气象数据,采用FAO最新推荐的P—M公式计算了松嫩平原2000—2007年的参考作物日蒸散量、月蒸散量及年蒸散量,在此基础上分析了参考作物蒸散量的年际、年内时空变化特征,并探讨了参考作物蒸散量对主要影响因素的敏感性。结果表明：①松嫩平原的多年平均参考作物蒸散量从东北向西南逐渐增加,通榆、白城为全区的高蒸散中心,北安为低蒸散中心;②松嫩平原多年平均参考作物月蒸散量最高值出现在5月,而不是出现在气温最高的7月,最低气温出现在1月;③在参考作物蒸散量的诸多影响因素中,日最高气温、日平均相对湿度的影响最为明显,其次是日平均风速与日照时数,日最低气温与高程对参考作物蒸散量的影响很小,几乎可以忽略。图8,表2,参15。关键词：松嫩平原;参考作物蒸散;Penman—Monteith公式;敏感性分析     

短期免耕对东北黑土硝态氮淋失的影响

以吉林省德惠市中层黑土上耕作定位试验小区为研究对象,探讨了免耕和秋翻两种耕作方式对土壤NO3--N在土体中分布的影响。6a的田间定位试验表明,免耕玉米小区NO3-N含量呈自上而下递减的趋势,表层和亚表层NO3--N含量均高于底层。秋翻玉米小区除2004年外,其他年份也表现出这种趋势。在试验的后两年,由于玉米根系和土壤动物的作用,免耕处理开始形成连贯的大孔隙,大豆小区免耕处理NO3-N有向土壤底土层富集的现象,免耕对土壤NO3--N淋失的影响已经开始显现。图3,表1,参19。     

东北三省农业气候生产潜力及气候资源满足率的研究

根据东北三省87个气象站点1951-2006年间的气象数据,分析计算了东北三省主要粮食作物玉米、大豆和水稻的光合生产潜力、光温生产潜力、气候生产潜力以及温度、水分的满足率,并利用GIS技术分析了作物生产潜力的空间差异。研究结果表明:3种作物的光合生产潜力与总太阳辐射有很大的相关性,且由西部向东部递减;由于南北跨度大,各地光温潜力差异较大,且从北到南呈带状增加趋势;由于各地作物生育期内降水呈地带性分布,使得各地气候生产潜力具有较大差异,并呈由西向东逐渐增加的趋势。在气候资源的满足率上,南部地区的温度和东部地区的降水都可较好满足作物生长的需要,而北部地区和西部地区的生产潜力严重受到温度和降水条件的限制。图8,表4,参11。     

东北地区水土资源承载力区域差异及空间组合

水土资源承载力及其空间组合状况是水土资源优化配置及可持续利用的重要参考依据.分析东北地区水资源、耕地资源的总体态势,从市域尺度对该区36个地级行政单元的水资源承载力(WRCC)、耕地资源承载力(LRCC)进行了定量评价与分析,并根据各评价单元WRCC与LRCC的空间组合关系将东北地区划分为4种类型区,提出各类型区水资源及耕地资源可持续利用方向与调控途径.结果表明:东北地区WRCC、LRCC区域差异显著,空间组合存在"错位"现象,这种"错位"现象在北部及东部山区和松辽平原西部地区表现较为突出,其余地区二者空间组合的一致性尚好,其中松辽平原东部及三江平原地区水资源、耕地资源承载状况较好,东北沿海大部分地区水资源、耕地资源承载状况较差.图3,表3,参17.     

吉林省商品粮基地县粮食产量影响因子分析——以梅河口市为例

结合梅河口市商品粮基地1980—2007年的农业统计数据及气象站点近30a的气候数据,分析了梅河口市粮食生产的各类影响因子,结果发现粮食总产的变化主要取决于作物种植结构的调整和平均单产的波动。1980—1995年,在粮食总产量构成中,水稻和玉米所占比例变化较大,玉米产量呈逐年增加的趋势;1995年以后玉米产量占据了主导地位,占了50％以上;单产的波动也较大,各种粮食作物单产基本呈逐步增长的趋势,玉米增幅最大,达到41．21％,其次为水稻,为39．78％,大豆为34．93％。同时通过对近30a的粮食单产量与当年4—9月的平均降雨、积温、农田有效灌溉面积、化肥的消耗量等要素进行相关性分析得出：影响梅河口市粮食产量丰歉的主要因子是4—9月份的积温、化肥的消耗量及农田有效灌溉面积。图6,表3,参16。     

风云二号静止气象卫星双星观测策略

风云二号卫星是我国第一代地球静止轨道气象卫星,可连续对我国及其周边地区天气变化进行实时监测,对准确进行中长期天气预报及灾害预报具有重要作用.风云二号D星发射成功,意味着两颗静止气象卫星定点在我国东、西部上空同时进行对地观测业务,复合观测模式不仅对我国天气预报、减灾防灾和地球变化监测具有重要意义,整个东南亚地区、甚至澳大利亚和非洲部分地区将获益于我国的卫星云图资料,使我国成为全球气象卫星的重要国家之一.随着科技的发展和卫星的研制、发射和运行管理技术日趋成熟,卫星的可靠性在增加、性能在提高、使用寿命在逐渐延长,应用系统拟用不同控制策略和运行模式,充分利用在轨卫星,使之更有效地为气象业务和国民经济服务.     

甘南亚高山草甸植物对逆境胁迫的生理生态响应

对不同环境梯度条件下6种植物：莓叶萎陵菜（otentilla fragarioides）、火绒草（Leonto-podium nanum）、矮嵩草（Kobresia humilis）、棘豆（Oxytropis kansuensis）、狼毒（Stellera chamaejasme L）、金露梅（Potenti Uafruticosa L）的叶片叶绿素、游离脯氨酸以及可溶性糖含量的变化进行了研究。结果表明：随着生境（包括土壤水分、光照、温度等的）梯度的变化,6种植物叶内脯氨酸含量、可溶性糖的积累量、叶绿素的含量随着从阴坡、半阴半阳坡、阳坡环境的变化都有不同程度的变化;综合分析认为,6种植物的抗逆性由强到弱为棘豆、狼毒、矮嵩草、莓叶萎陵菜、火绒草、金露梅。表3,参14。     

基于文化克隆选择算法的梯级水电站联合优化调度

为求解梯级水电站联合优化调度问题,提出文化克隆选择算法（CCSA）。CCSA将克隆选择算法（CSA）嵌入文化算法（CA）框架,并根据克隆选择算法的特点,重新定义了文化算法信念空间的4种知识结构,进而利用这些知识结构指导克隆选择算法的演化过程,避免了高频变异对收敛速度的不利影响,从而提高了算法的收敛速度和搜索效率。函数仿真测试结果表明CCSA在继承CSA多样性好、不易早熟特点的基础上,收敛速度也有进一步提高。将CCSA应用于梯级水电站联合优化调度问题的求解,取得满意效果,为求解该问题提供了一种新的可行方法。

Abstract：

A novel optimization approach-cultured clone select algorithm （CCSA） was proposed to solve optimal dispatch problem of cascade hydroelectric stations.CCSA used cultural algorithm （CA） as its framework and clone select algorithm （CSA） in its population space.Considering the characteristics of CSA,CCSA redefined four knowledge structures in belief space and used these structures to guide the evolution process of CSA.By doing this,CCSA abated the adverse affect caused by high-frequency to convergence rate,thus it converged faster without destroying diversity.CCSA is first tested by several test functions,it is found that CCSA can avoid premature convergence effectively and has fast convergence rate.Then CCSA is applied to an optimal dispatch problem of cascade hydroelectric stations,the results show that it is effective and can be an alternative for this problem.     

基于DLENN模型的沈阳地区PM2.5浓度预测

受到重工业发展规模、北温带季风气候、秋冬季燃煤取暖、机动车拥堵状况以及微观气象条件等各种因素影响,沈阳地区PM2.5浓度变化具有趋势性、周期性及随机性特征.针对上述三种特征,论文构建了一种集成双向长短期记忆网络的神经网络预测模型DLENN(Double-LSTM Ensemble Neural Network),内含的...