检索结果-内蒙古大学图书馆

冰川冻土 2023年第3期45卷 893-901页

作者：岳瀚栋窦挺峰李润奎丁明虎效存德中国科学院大学资源与环境学院北京100049 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/全球变化与极地研究所北京100081 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

北极海冰范围退缩已对区域和全球气候变化、北极通航性乃至地缘政治格局产生了深远影响,开展北极海冰预测具有重要意义。本文使用美国冰雪数据中心(NSIDC)发布的海冰密集度、海冰冰龄遥感资料以及ERA5再分析资料,结合前人研究和海气耦... 详细信息

北极海冰范围退缩已对区域和全球气候变化、北极通航性乃至地缘政治格局产生了深远影响,开展北极海冰预测具有重要意义。本文使用美国冰雪数据中心(NSIDC)发布的海冰密集度、海冰冰龄遥感资料以及ERA5再分析资料,结合前人研究和海气耦合模式结果选择预测参量方案,开展了月尺度的海冰冰情预测。比较了支持向量机(SVR)、深度森林(DF)、LightGBM (LGB)、XGBoost(XGB)和CatBoost (CAT)等5种机器学习算法和以树模型LGB、XGB和CAT作为基模型,以贝叶斯回归、岭回归、套索回归和深度森林作为元模型的4种堆叠式集成学习模型,以及深度神经网络(DNN)、卷积神经网络(CNN)、时空卷积网络(ConvLSTM)3种深度学习模型在2000年测试集上对海冰范围和密集度空间分布的预测效果。结果表明:在海冰密集度预测中,ConvLSTM表现最优,套索堆叠集成学习模型预测效果次之。集成学习模型相较于三种单一树模型在预测效果上有约1%~4%的提升。在海冰范围预测中,堆叠式集成学习模型的预测效果最好。本研究为开展机器学习海冰预测奠定了重要基础。

关键词：海冰预测机器学习北极海冰范围海冰密集度

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交错和矩形布置对树状植被地表剪应力和输沙率的影响

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中国沙漠 2024年第1期44卷 50-60页

作者：张萌亢力强王晓美北京师范大学、地理科学学部、地表过程与资源生态国家重点实验室/防沙治沙教育部工程研究中心北京100875

植被布置方式是影响风对地表剪切作用的重要因素,进而影响植被的防沙效应。在风洞内测量了刚性树状植株模型在交错布置和矩形布置条件下的地表剪应力分布、总剪应力和输沙率,并分析了它们在两种布置方式下的差异。结果表明,在3种植株密... 详细信息

植被布置方式是影响风对地表剪切作用的重要因素,进而影响植被的防沙效应。在风洞内测量了刚性树状植株模型在交错布置和矩形布置条件下的地表剪应力分布、总剪应力和输沙率,并分析了它们在两种布置方式下的差异。结果表明,在3种植株密度(18、32、50株·m^(-2))下,交错布置时植株周围平均地表剪应力比矩形布置时分别减小8.5%~11.9%、13.8%~16.5%、15.3%~17.2%。交错布置时剪应力分解模型参数β值(平均值220)大于矩形布置(平均值180),而两种布置的m值非常接近。在相同来流风速和植株密度下,交错布置时植被地表输沙率均小于矩形布置情况,平均减小值为24%,而输沙率随平均地表摩阻风速的变化规律不受植被排列方式的影响。本文结果有助于从地表剪应力角度理解布置方式在植被防风蚀研究中的作用。

关键词：地表剪应力输沙率布置方式树状植株模型风洞实验

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中国东部典型沙地植被稳定性与水资源关系特征

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中国沙漠 2024年第4期44卷 111-125页

作者：卜凡蕊刘颖邹学勇张春来北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室/防沙治沙教育部工程研究中心北京100875

在恢复或重建干旱地区的沙地植被时,降水和浅层地下水是决定植被稳定性的关键因素。只有在植被需水量、降水量和地下水补充量达到平衡状态时,植被才能维持稳定,其防风固沙功能才具有可持续性。选择毛乌素沙地和科尔沁沙地,利用具有连续... 详细信息

在恢复或重建干旱地区的沙地植被时,降水和浅层地下水是决定植被稳定性的关键因素。只有在植被需水量、降水量和地下水补充量达到平衡状态时,植被才能维持稳定,其防风固沙功能才具有可持续性。选择毛乌素沙地和科尔沁沙地,利用具有连续时相的植被覆盖度、气象和地下水观测数据,研究了沙地水分动态变化、植被需水与水分供给的平衡关系。结果表明:(1)毛乌素沙地和科尔沁沙地生长季植被覆盖度分别与前一年、当年的降水量相关性最高,各栅格缓冲区对地下水的响应也多存在一年的滞后性,不同类型植被对降水量和地下水变化发生响应的滞后时间不同。(2)两个沙地的植被生长季各月植被需水量和月平均植被需水量均呈现上升趋势,空间变化差异显著。(3)毛乌素沙地和科尔沁沙地植被需水的主要来源均为地下水,地下水位下降可能导致植被不可持续;由于自然地理差异,毛乌素沙地更依赖降水,科尔沁沙地对地下水更敏感。(4)植被稳定性具有周期性,周期为2~24年。

关键词：植被稳定性降水量地下水水分平衡

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国家重点实验室综合实验室管理系统的建设与实践

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实验室研究与探索 2023年第4期42卷 159-162,215页

作者：魏欣龚吉蕊刘春玲刘莹莹刘瑛娜高晓飞北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

实验室综合管理信息系统已是国家重点实验室下设测试分析中心实验室管理的必要工具,可实现全方位、全流程实验室精细化管理。地表过程与资源生态国家重点实验室的综合管理系统是涵盖实验室资源管理、人员管理、安全管理、数据管理的一... 详细信息

实验室综合管理信息系统已是国家重点实验室下设测试分析中心实验室管理的必要工具,可实现全方位、全流程实验室精细化管理。地表过程与资源生态国家重点实验室的综合管理系统是涵盖实验室资源管理、人员管理、安全管理、数据管理的一站式服务和管理平台,实现了规范化、智能化和流程化的实验室管理机制,显著提高了实验室管理水平和工作效率。对实验室综合管理系统运行统计数据进一步分析,并对实验室管理系统的运行状况与问题进行总结,为实验室管理起到了指导作用,并且为后续的实验室综合管理系统建设提供宝贵经验。

关键词：国家重点实验室实验室管理实验室建设综合管理系统

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基于生态系统服务供需关系的黄土高原生态修复分区

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生态学报 2024年第21期44卷 9695-9707页

作者：屠文竹赵文武刘月张智杰北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部陆地表层系统科学与可持续发展研究院北京100875 生态环境部环境规划院北京100012

从生态系统服务供需关系角度划分生态修复分区对改善生态环境质量、提升区域可持续发展能力具有重要意义。以我国典型的生态脆弱区--黄土高原为例,定量评估2000—2020年黄土高原生态系统服务供给与需求,分析区域内生态系统服务供需关系... 详细信息

从生态系统服务供需关系角度划分生态修复分区对改善生态环境质量、提升区域可持续发展能力具有重要意义。以我国典型的生态脆弱区--黄土高原为例,定量评估2000—2020年黄土高原生态系统服务供给与需求,分析区域内生态系统服务供需关系,并在此基础上进行生态修复分区,提出相应优化策略。研究结果表明:(1)2000—2020年黄土高原不同类型生态系统服务供给均有所增加,固碳、产水服务的需求量呈上升趋势,土壤保持、粮食生产服务的需求量呈下降趋势;固碳服务的供需比持续下降,产水、土壤保持和粮食生产服务的供需比有所增加,总供需比先下降后增长。(2)从空间分布格局来看,固碳、产水和土壤保持服务的供给总体表现为西北低-东南高,粮食生产服务的供给同耕地分布情况保持一致;固碳、产水和粮食生产服务的需求和人口密度分布情况类似,土壤保持服务需求的高值区集中在东部和中部,总需求大致为中间高-四周低;总供需比呈现出西北低-东南高的趋势;从西北到东南,供需匹配类型发生低供低需—低供高需—高供高需—高供低需的转变。(3)基于供需关系综合分析,将黄土高原分为5类、9个生态修复分区,并分区域提出相应的修复策略;其中,供不应求类分区重点解决供需矛盾,保护类分区注重供需关系的维护,修复类分区侧重供给能力的提升,改造类分区需要把“治理”和“发展”结合起来,建设类分区应注重推动区域产业建设。

关键词：生态系统服务供需匹配供需比生态修复分区黄土高原

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社区尺度社会——生态系统适应途径述评

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地理科学进展 2022年第5期41卷 935-944页

作者：王奕佳刘焱序宋爽姚莹傅伯杰北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085

全球变化背景下,社区作为社会—生态系统的基础单元,既面临着可能或已经出现的冲击性干扰,也发生着系统结构和功能的趋势性变化。以社区为基础的适应(community-based adaptation,CBA)便为社区缓解变化甚至抓住时机转型提供了一种有效... 详细信息

全球变化背景下,社区作为社会—生态系统的基础单元,既面临着可能或已经出现的冲击性干扰,也发生着系统结构和功能的趋势性变化。以社区为基础的适应(community-based adaptation,CBA)便为社区缓解变化甚至抓住时机转型提供了一种有效的应对方式。为了把握当前社区社会—生态系统适应途径的机理,论文梳理了近20 a来关于社区社会—生态系统适应的研究。在CBA过程中,资助机构、权力机构、研究机构和执行者是参与行动的主体。适应主体所要适应的对象有冲击性的一阶影响,也有伴生的二阶影响。适应途径具有层次,对应的步骤包括明晰适应对象、清算适应资产、评估适应能力、摸清适应需求、确立适应目的、划分适应阶段、制定适应措施和采取适应措施8个步骤。物质障碍、资源障碍和社会障碍的负向作用则会诱发适应不良。基于此,论文提出优化以社区为基础的适应途径的研究方向展望,包括完善监测和评估体系以搭建长期社区适应的指标框架、以社会—生态网络为抓手强化多主体决策和促进基于自然的解决方案整体提升社会—生态系统适应能力。

关键词：社区社会—生态系统适应脆弱性恢复力

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2022年长江上游流域严重干旱对三峡水电站水力发电的影响分析

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气候变化研究进展 2024年第1期20卷 37-47页

作者：刘喆王飞韩钦梅姜璐史培军北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学应急管理部-教育部减灾与应急管理研究院北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 兰州大学资源环境学院兰州730000 中国气象局国家气候中心北京100081 北京师范大学(珠海)文理学院珠海519085

利用三峡水电站精细化水文数据推算了高时间分辨率的发电量数据,量化了2022年长江上游流域严重干旱对三峡水电站水力发电的影响,并结合汇流区域气象站点降水量数据,分析了汇流区域气象干旱对三峡水电站水力发电的影响机理。结果表明:202... 详细信息

利用三峡水电站精细化水文数据推算了高时间分辨率的发电量数据,量化了2022年长江上游流域严重干旱对三峡水电站水力发电的影响,并结合汇流区域气象站点降水量数据,分析了汇流区域气象干旱对三峡水电站水力发电的影响机理。结果表明:2022年三峡水电站水力发电量的减少主要集中在7—11月,该时期总水力发电量较正常情况减少了241.10亿kW·h(44.75%);其中,9月水力发电量减少幅度最大,水力发电量较正常情况减少了68.43亿kW·h(61.05%)。2022年三峡水电站汇流区域7—8月的气象干旱快速传导为水文干旱;同时,6—11月三峡水电站对发电量的调节能力变弱,水文干旱对发电量影响较强;三峡水电站汇流区域7—8月发生的气象干旱与防汛库容的要求,对水力发电均产生了较强影响,其“蓄丰补枯”作用的发挥也受到了明显的不利影响。

关键词： 2022年严重干旱三峡水电站水力发电长江上游流域

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青藏高原寒区水文过程研究进展及模型述评

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冰川冻土 2024年第4期46卷 1312-1328页

作者：王奕钧于德永周祉蕴青海师范大学生命科学学院青藏高原地表过程与生态保育教育部重点实验室青海西宁810008 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 青海省人民政府-北京师范大学高原科学与可持续发展研究院青海西宁810008

全球气候变暖导致冰冻圈发生了剧烈变化,突出表现为冰川退缩、积雪消融、冻土退化等,加速了固态水资源向液态水资源的转化,打破了青藏高原寒区水资源分配的长期稳定机制。本文基于寒区冰冻圈变化水文效应角度,梳理了气候变化下青藏高原... 详细信息

全球气候变暖导致冰冻圈发生了剧烈变化,突出表现为冰川退缩、积雪消融、冻土退化等,加速了固态水资源向液态水资源的转化,打破了青藏高原寒区水资源分配的长期稳定机制。本文基于寒区冰冻圈变化水文效应角度,梳理了气候变化下青藏高原寒区水文过程研究进展,剖析了当前青藏高原寒区水文过程研究中存在的热点和难点。由于水文模型为研究水文循环过程的重要工具,模型的结构和功能决定了水文过程研究的准确度和发展方向。因此,本文总结了10个典型水文模型在模拟高原寒区冰川、融雪径流算法的优点和局限性及模型冰川、积雪、冻土模块特点,凝练总结了影响高原寒区水文过程模型模拟精度的主要问题。结果表明:青藏高原寒区气象观测站点资料的匮乏加大了数据输入、参数估计的不确定性;对冰冻圈水文内在物理过程认识不足导致了模型结构的不完备性,进而影响水文过程模拟精度。最后,本文从多元数据联合使用、机器学习应用等方面探讨了如何提高水文模型精度,为寒区水文模型的改进和完善提供参考。

关键词：高原寒区水文模型积雪-冰川-冻土径流气候变化

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ERA5-Land强降水极值位置不确定性的统计分析

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地理科学 2024年第10期44卷 1849-1859页

作者：王子晴董雪晨龚道溢北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 应急管理部-教育部减灾与应急管理研究院北京100875 北京师范大学地理科学学部灾害风险科学研究院北京100875

利用中国1981—2019年5—9月665个台站的观测资料以及全球降水观测计划(Global Precipitation Measurement,GPM)反演的降水格点资料,针对东部地区97个台站224个强降水事件(日降水量超过250 mm),统计了0.1°空间分辨率的ERA5-Land再... 详细信息

利用中国1981—2019年5—9月665个台站的观测资料以及全球降水观测计划(Global Precipitation Measurement,GPM)反演的降水格点资料,针对东部地区97个台站224个强降水事件(日降水量超过250 mm),统计了0.1°空间分辨率的ERA5-Land再分析资料中降水极值位置和降水量的偏差。结果表明:①在以台站为中心的9×9网格的矩形区域内存在强降水极值中心的个例有123个(占总个例数的54.9%),其落点位于站点所在网格及相邻网格的有45个(占比36.6%),偏离的距离在4个网格之内的则达到119个(占比96.7%),即落点偏差绝大多数在40 km内。从方位上看,主要的偏离方位是偏北(占比30.1%),这证明了模拟强降水极值中心的落点偏差大多数没有超出中尺度的范围,且普遍偏北;② GPM反演降水中约35%个例的站点位于强降水极值中心所在网格或相邻网格内,存在极值中心的68场强降水对应的ERA5-Land极值中心偏差主要集中在4个网格范围内(占比94.1%),且主要偏北(占比31.7%);③如果考虑强降水极值中心位置的偏差对降水进行订正,则能够减少ERA5-Land降水量偏差37.7 mm(12.6%),这证明了考虑强降水位置偏差,能够在考虑模拟强降水强度偏弱的同时,进一步减少预报误差。强降水极值位置的不确定性,对于极端降水事件的风险及预警范围有参考意义。

关键词：强降水位置偏差 ERA5-Land 中国

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青藏高原城市扩展过程的区位因素——基于随机森林的多尺度分析

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生态学报 2023年第17期43卷 6983-6998页

作者：毛诚瑞任强李磊何春阳北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 应急管理部-教育部减灾与应急管理研究院北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875

过去几十年,青藏高原快速的城市扩展过程给生态环境带来了严重威胁。区位因素会影响城市扩展的空间格局,进而改变其对区域生态环境的影响。因此,认识青藏高原城市扩展过程的区位因素特征对于保护区域生态环境具有重要意义。在全区、生... 详细信息

过去几十年,青藏高原快速的城市扩展过程给生态环境带来了严重威胁。区位因素会影响城市扩展的空间格局,进而改变其对区域生态环境的影响。因此,认识青藏高原城市扩展过程的区位因素特征对于保护区域生态环境具有重要意义。在全区、生物群区和生态区3个尺度上分析了区位因素对青藏高原城市扩展过程的影响。基于长时间序列城市土地数据分析青藏高原城市扩展过程。利用随机森林模型分析青藏高原城市扩展区位因素特征。研究表明,青藏高原在1990-2020年期间经历了快速的城市扩展过程。全区城市土地面积从277.4 km^(2)增加到974.9 km^(2),增长了2.5倍。对青藏高原城市扩展影响最大的区位因素高程对城市扩展的重要性不断下降。与之相对,铁路因素的重要性迅速上升,其重要性从2.15%增长到10.56%,增加了3.9倍。然而,铁路建设在促进青藏高原城市发展的同时,也会对区域内近三成的濒危物种产生影响。因此,在青藏高原未来城市发展过程中,既要重视铁路对城市扩展带动作用,也要注意减少铁路对区域生物多样性的影响,进而促进高原的可持续发展。

关键词：青藏高原区位因素随机森林城市扩展生物多样性

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