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土壤学报 2023年第2期60卷 535-545页

作者：郭茹温腾曹亚澄张金波南京师范大学地理科学学院南京210023 江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 虚拟地理环境教育部重点实验室(南京师范大学) 南京210023 土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008

NO_(2)^(-)是土壤中多个氮转化过程的关键中间产物,具有浓度低、转化快的特点。反硝化细菌法与质谱技术相结合,已广泛用于NO_(3)^(-)或NO_(2)^(-)的^(15)N同位素分析。本文旨在优化现有Stenotrophomonas nitritireducens反硝化细菌法的... 详细信息

NO_(2)^(-)是土壤中多个氮转化过程的关键中间产物,具有浓度低、转化快的特点。反硝化细菌法与质谱技术相结合,已广泛用于NO_(3)^(-)或NO_(2)^(-)的^(15)N同位素分析。本文旨在优化现有Stenotrophomonas nitritireducens反硝化细菌法的培养和反应条件,实现对土壤浸提液中NO_(2)^(-)^(15)N-丰度的专一、快速、准确测定。结果表明,使用种子液好氧摇培与单菌落微氧培养对NO_(2)^(-)样品的^(15)N同位素测定无显著差异,种子液可保证不同批次菌体的稳定性,好氧培养可将培养时间从7~8 d缩短至12~15 h。高纯N_(2)或He气吹扫0.5 h均能有效去除O_(2)和空白杂质氮,但N_(2)吹扫成本更低。转移N_(2)O气体至干燥气瓶,不影响测定结果的准确性和精密度,还能延长样品保存时间,减少碱蒸汽腐蚀仪器管路。使用处于对数生长期的菌体,调节反应体系的菌体浓度OD600值为0.3~0.9,可保证其反硝化效率,减少不同批次菌体的差异。使用不超过1 mol·L^(-1)的KCl浸提土壤,既可保证提取效率,也能减少对菌体活力的影响。优化后的方法不仅能准确测定不同类型土壤中NO_(2)^(-)的^(15)N丰度,对5~20 nmol自然丰度NO_(2)^(-)的δ^(15)N值测量精度为0.1‰~0.9‰,且大部分<0.5‰,还大幅简化了步骤、缩短了实验周期、节约了成本。

关键词：反硝化细菌法亚硝酸盐 15N 土壤浸提液

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房地一体化不动产三维数据模型研究

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地球信息科学学报 2021年第1期23卷 143-154页

房地不动产具备天然的立体特性,在三维空间中对其进行准确刻画是当前城市地上地下综合开发的关键问题,国内外学者已经提出了各类房地不动产数据模型,旨在解决房地不动产的管理与权利空间的三维表达问题.分析国内外学者的研究成果发现,... 详细信息

房地不动产具备天然的立体特性,在三维空间中对其进行准确刻画是当前城市地上地下综合开发的关键问题,国内外学者已经提出了各类房地不动产数据模型,旨在解决房地不动产的管理与权利空间的三维表达问题.分析国内外学者的研究成果发现,国外学者提出的房地不动产数据模型多以地籍为核心展开,不能完全适用于我国的房地不动产管理;而国内学者虽兼顾了地籍和房产,但忽略了建筑实体、建筑空间与产权空间的关系,无法将房地不动产信息与建筑物信息模型(Build-ing Information Modeling,BIM)整合,不利于房地不动产的精细化管理.针对以上问题,本文提出了基于IFC(Industry Foun-dation Classes)标准扩展的房地一体化三维不动产数据模型,并通过实例验证了该模型在我国房地不动产管理上是可行的.研究结果表明,本文提出的模型正确表达了各类建筑对象和产权对象,既可以支持业务相关的关联关系的查询,也支持GIS常见拓扑关系的查询和表达,该模型除了能表达符合我国体制的房地不动产对象外,还关联了BIM模型中的建筑构件、建筑空间,为城市建设与运维管理提供技术模型支持.

关键词：三维空间数据模型三维地籍不动产 BIM IFC 房地一体化产权关系空间权利

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过去千年东亚与全球百年尺度温度同步性变化的模拟研究

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第四纪研究 2024年第2期44卷 579-592页

作者：刘雅雯严蜜刘健宁亮南京师范大学虚拟地理环境教育部重点试验室/江苏省地理环境演化国家重点试验室培育建设点/江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京师范大学地理科学学院江苏南京210023 崂山实验室山东青岛266061 江苏省大规模复杂系统数值模拟重点试验室南京师范大学数学科学学院江苏南京210023

利用美国国家大气研究中心(NCAR)提供的过去千年(850~2005年)集合模拟试验(CESM-LME)资料,在与重建资料、现代观测/再分析资料进行对比验证的基础上,分析了过去千年不同世纪东亚与全球地表温度变化的同步性,并结合单因子敏感性试验结果... 详细信息

利用美国国家大气研究中心(NCAR)提供的过去千年(850~2005年)集合模拟试验(CESM-LME)资料,在与重建资料、现代观测/再分析资料进行对比验证的基础上,分析了过去千年不同世纪东亚与全球地表温度变化的同步性,并结合单因子敏感性试验结果,分析了造成东亚与全球地表温度各个世纪同步性及变化幅度差异的原因。结果表明:过去千年里,在20世纪以前,东亚地区与全球均经历了中世纪暖期与小冰期,温度变化在百年尺度上整体一致,10世纪、 11世纪、 13世纪、 18世纪和19世纪东亚与全球温度变化同步性较高,差异较小;但在12世纪、 14~17世纪中,其变化振幅存在显著差异,东亚地区温度变化幅度总体上小于全球,太阳辐射和火山活动等自然外强迫及内部变率对差异的形成可能起到了主导作用;而20世纪以来,两者变化显示出较大的不同步性,东亚地区温度增长没有全球温度增长剧烈,甚至出现了降温,人为外强迫在这一时期起主导作用。温室气体浓度变化对温度的影响在两极有明显的放大效应,是东亚与全球温度变化差异形成的主要原因,同时,人为气溶胶排放使得东亚地区温度降低也是东亚与全球温度变化不同步的原因之一。

关键词：温度变化过去千年模拟研究全球东亚地区同步性

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全新世亚洲季风百年-千年尺度变化的模拟研究进展

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地学前缘 2022年第5期29卷 342-354页

作者：孙炜毅刘健严蜜宁亮南京师范大学地理科学学院虚拟地理环境教育部重点实验室/江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点/江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心江苏南京210023 南京师范大学数学科学学院江苏省大规模复杂系统数值模拟重点实验室江苏南京210023 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋-气候-同位素模拟开放工作室山东青岛266237

气候重建工作的深入开展极大地促进了全新世亚洲季风变化的研究,然而当前重建结果对亚洲季风的演变特征和机理存在很大争议,开展古气候模拟对理解全新世亚洲季风演变的时空特征和成因机制具有重要意义。为此,本文主要从气候模式模拟的... 详细信息

气候重建工作的深入开展极大地促进了全新世亚洲季风变化的研究,然而当前重建结果对亚洲季风的演变特征和机理存在很大争议,开展古气候模拟对理解全新世亚洲季风演变的时空特征和成因机制具有重要意义。为此,本文主要从气候模式模拟的角度回顾全新世亚洲季风百年-千年尺度变化的模拟研究工作,并将从外强迫和气候系统内部变率这两个角度对机制进行探讨。主要有以下进展:全新世瞬变模拟试验结果反映早全新世以来亚洲季风降水呈下降趋势,这主要受到地球轨道参数的影响,并通过改变海陆热力差异和半球间温度梯度来影响亚洲季风降水。在百年尺度弱季风事件上,模拟的8.2 ka BP时期的亚洲季风弱事件主要是由冰川融水触发,引起大西洋经向翻转环流AMOC减弱并通过大气遥相关导致季风降水减少;而4.2 ka BP时期模式模拟的亚洲弱季风事件主要是受内部变率所主导而并非外强迫因子影响。亚洲季风百年尺度变化的模拟研究主要集中在过去2 000年时段,中世纪气候异常期季风明显增强,而在小冰期逐渐减弱,太阳辐射和火山活动是影响其变化的主导因子,它们通过影响海陆热力差异、印—太海温变化来影响季风变化。

关键词：亚洲季风全新世古气候模拟百年-千年尺度外强迫因子内部变率

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基于Bayes网络的多粒度时空对象地理过程演化建模——以新安江模型为例

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地球信息科学学报 2021年第1期23卷 124-133页

作者：张正方闫振军王增杰傅蓉罗文俞肇元南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室南京210023 江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023

多粒度时空对象具有多粒度、多类型、多形态、多参照系、多元关联、多维动态、多能自主特点,可用于直接描述从微观到宏观的现实世界。基于时空对象建模理论构建多尺度地理对象耦合演化的集成表达是多粒度时空对象模型支撑地理分析与建... 详细信息

多粒度时空对象具有多粒度、多类型、多形态、多参照系、多元关联、多维动态、多能自主特点,可用于直接描述从微观到宏观的现实世界。基于时空对象建模理论构建多尺度地理对象耦合演化的集成表达是多粒度时空对象模型支撑地理分析与建模的关键。本文基于多粒度时空对象建模理论,在概率图和条件概率表的基础上发展了一种基于Bayes网络的地理过程演化表达和建模方法。该方法将多粒度时空对象作为Bayes网络节点,根据多粒度时空对象间的关联关系构建Bayes网络,利用Bayes概率表达多粒度时空对象间关联关系的作用强度,并通过更新算子和概率图模型描述要素特征状态的动态变化。基于此方法,选取新安江模型,进行多粒度时空对象地理过程建模和模拟实验。采用呈村1989—1995年水文数据为训练数据,1996年水文数据为模拟数据,通过降水面、蒸发面、产流面和汇流面构造Bayes网络并模拟产流量和汇流量状态;实验结果表明本文方法不仅可以对水文过程进行演化建模,并且可以较好地模拟水文过程中的产流量和汇流量变化,正确率达97.5%和95.9%。

关键词：多粒度时空对象多尺度地理对象耦合演化地理过程 Bayes网络关联关系概率图模型要素特征状态新安江模型

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宇生核素深度剖面暴露测年的原理与应用

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地质论评 2023年第4期69卷 1475-1488页

作者：郑佳宏张志刚崔海涛袁雪杜宇瑄赵丹王建南京师范大学地理科学学院南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点南京210023 江苏第二师范学院南京210024

宇生核素暴露测年技术是目前第四纪地貌年代测定最常用的方法之一,由于难以定量化继承性核素以及侵蚀对样品暴露年代的影响(通常假设继承性和侵蚀的影响为0),其测年结果难以反映地貌的真实暴露年代。通过测定地貌剖面不同深度样品的宇... 详细信息

宇生核素暴露测年技术是目前第四纪地貌年代测定最常用的方法之一,由于难以定量化继承性核素以及侵蚀对样品暴露年代的影响(通常假设继承性和侵蚀的影响为0),其测年结果难以反映地貌的真实暴露年代。通过测定地貌剖面不同深度样品的宇生核素浓度,建立“宇生核素浓度—深度”剖面曲线,可同时定量化研究地貌体的暴露年龄、继承性宇生核素浓度以及侵蚀速率,有效地弥补了宇生核素暴露测年中继承性核素以及侵蚀速率不确定性的缺陷。基于蒙特卡洛方法的宇生核素深度剖面暴露测年模型(简称蒙特卡洛深度剖面模型)是最常用的计算模式之一,然而,国内关于该方法的原理及其应用研究相对较少,大大限制了该方法的广泛使用。笔者等详细阐述了蒙特卡洛深度剖面模型的原理及其在冰川地貌、河流阶地、冲洪积扇等地貌测年中的应用。此外,介绍了深度剖面模型的复现、非稳态模型、线性反演模型等其他几种计算模式并进一步探讨了蒙特卡洛深度剖面模型暴露测年技术的野外采样方法,以使其能够广泛应用于第四纪地貌学和年代学研究中。

关键词：宇生核素暴露年龄深度剖面蒙特卡洛方法

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储存条件对气态和液态样品^(15)N丰度的影响

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土壤学报 2022年第3期59卷 797-807页

作者：何梦秋温腾张金波南京师范大学地理科学学院南京210023 江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 虚拟地理环境教育部重点实验室(南京师范大学) 南京210023

^(15)N稳定同位素技术已经广泛应用于土壤、水体氮循环研究中,不同形态样品的^(15)N丰度是该类研究的关键数据。样品储存是实验过程中最基础也是极其重要的一步,储存过程中的不确定性可能影响样品^(15)N丰度。以不同气态和液态样品为对... 详细信息

^(15)N稳定同位素技术已经广泛应用于土壤、水体氮循环研究中,不同形态样品的^(15)N丰度是该类研究的关键数据。样品储存是实验过程中最基础也是极其重要的一步,储存过程中的不确定性可能影响样品^(15)N丰度。以不同气态和液态样品为对象,研究储存容器、温度、时间、样品前处理等因素对样品^(15)N丰度的影响。结果表明:对于气态样品,铝箔气袋稳定储存N_(2)O样品的时间很短,在第10天^(15)N丰度就明显发生变化;而螺口顶空瓶+丁基塞和钳口顶空瓶+丁基塞稳定储存时间可长达200 d左右。对于自然丰度的土壤浸提液,NO_(3)^(-)的^(15)N丰度在4℃和-20℃下可稳定储存10 d无明显变化,储存30 d则明显变化;而NH_(4)^(+)的^(15)N丰度在-20℃下可稳定储存60 d后才有明显变化,但在4℃下只能稳定储存10 d。对于^(15)N富集的土壤浸提液,NO_(3)^(-)的^(15)N丰度在稳定储存160 d后发生变化;但其NH_(4)^(+)的^(15)N丰度在-20℃下仅能稳定储存30 d,4℃下仅能稳定储存10 d。对于自然丰度的河水样品,其NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)的δ^(15)N值在4℃或-20℃下稳定储存10 d后均发生变化。储存条件会显著影响气态和液态样品的^(15)N丰度,这些研究结果为^(15)N稳定同位素研究中样品储存提供了科学依据。

关键词： N_(2)O 土壤浸提液河水储存条件 ^(15)N

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NAO在末次冰盛期和全新世对AMOC影响的对比研究

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第四纪研究 2023年第4期43卷 1042-1052页

作者：高杨刘健温琴孙炜毅宁亮严蜜南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室/江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点/江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京师范大学地理科学学院江苏南京210023 江苏省大规模复杂系统数值模拟重点实验室南京师范大学数学科学学院江苏南京210023 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋-气候-同位素模拟开放工作室山东青岛266237 中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室陕西西安710061

大西洋经向翻转环流(AMOC)的年代际变率对气候变化起着重要的调制作用。在现代气候背景下,北大西洋涛动(NAO)加强能使AMOC增强,但这种关系在更长时间尺度上是否成立尚不清楚。本研究利用TraCE-21ka模拟资料,对比分析末次冰盛期(LGM)和... 详细信息

大西洋经向翻转环流(AMOC)的年代际变率对气候变化起着重要的调制作用。在现代气候背景下,北大西洋涛动(NAO)加强能使AMOC增强,但这种关系在更长时间尺度上是否成立尚不清楚。本研究利用TraCE-21ka模拟资料,对比分析末次冰盛期(LGM)和全新世时期NAO对AMOC影响的异同。结果表明,LGM时期较全新世时期经向温度梯度偏强,NAO位置偏南,这导致NAO与AMOC关系的不同:NAO的增强在LGM时期可以使AMOC增强,而在全新世使AMOC减弱。具体地,在LGM时期NAO的加强使北大西洋副极地气旋性环流增强,其南支导致向北的高盐海水输送增加,从而使北大西洋副极地区域密度升高,AMOC增强。与此同时,NAO正位相还能在中纬度激发异常的Ekman下沉流使AMOC加强。相反,在全新世时期,NAO正位相导致北大西洋副极地地区气旋性环流减弱,这导致中纬度向高纬度输送的高盐度海水减少,AMOC减弱。本研究表明NAO与AMOC的关系在很大程度上取决于不同气候背景下NAO的位置。

关键词：末次冰盛期全新世北大西洋涛动大西洋经向翻转环流

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东江流域主要生态系统蒸散与土壤水变化特征及影响机制

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南水北调与水利科技（中英文） 2024年第S01期22卷 105-116页

作者：邱欣彤臧传富南京师范大学地理科学学院南京210023 虚拟地理环境教育部重点实验室(南京师范大学) 南京210023 江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 华南师范大学地理科学学院广州510660

探究东江流域内主要生态系统近50年蒸散与土壤水变化特征及其影响机制,为合理实施干湿季水资源配置提供依据,从而更好地发挥生态系统的水资源功能。通过建立SWAT模型模拟数据,分析干季、湿季和全年3个时间尺度下蒸散和土壤水变化特征。... 详细信息

探究东江流域内主要生态系统近50年蒸散与土壤水变化特征及其影响机制,为合理实施干湿季水资源配置提供依据,从而更好地发挥生态系统的水资源功能。通过建立SWAT模型模拟数据,分析干季、湿季和全年3个时间尺度下蒸散和土壤水变化特征。采用Mann-Kendall检验等方法,结合气象要素分析主要生态系统蒸散与土壤水变化特征与影响机制。东江流域在近50年间主要生态系统蒸散量总体呈现减少趋势,而土壤水量呈增加趋势,时间分布上表现为湿季>干季,空间分布表现为乔木林地>其他林地>水田>草地>旱地;东江流域蒸散和土壤变化没有明显的相互作用关系,二者变化主要受降水、温度和相对湿度影响。

关键词：生态系统蒸散量土壤水趋势分析东江流域 SWAT模型

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视频节点协同的雨量反演精度控制模型

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光学精密工程 2021年第11期29卷 2714-2723页

作者：王兴王美珍刘学军虚拟地理环境教育部重点实验室(南京师范大学) 江苏南京210023 江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点江苏南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心江苏南京210023

广泛密布的视频传感器可持续记录降雨信息,基于视频传感器估算高时空分辨率的雨量数据,已经成为当前最具有前景的雨量估计途径之一。然而,由于传感器设备、视频场景等的复杂多变,极易导致各个视频传感器反演的降雨数据质量参差不齐,需... 详细信息

广泛密布的视频传感器可持续记录降雨信息,基于视频传感器估算高时空分辨率的雨量数据,已经成为当前最具有前景的雨量估计途径之一。然而,由于传感器设备、视频场景等的复杂多变,极易导致各个视频传感器反演的降雨数据质量参差不齐,需要对其处理,保证反演数据质量。受地理学第一定律启发,以视频传感网中节点间的时空信息为约束,提出一种视频节点协同的雨量反演精度控制模型(Precision Control Model,PCM)。PCM模型通过视频节点间降雨信息互验证的方式,从降雨事件的时空一致性、态势一致性和相关性等特征出发,构建雨量反演的多粒度滤波方法,以期实现降雨事件的高精度表达。实验结果表明,在多种降雨场景中,PCM模型均可有效的提高了雨量反演的准确性与稳定性。降雨强度(Rainfall Intensity,RI)相对误差的均值在中、小雨场景降低约14.85%,大雨场景降低约19.90%;RI相对误差的标准差在中、小雨场景降低约40.87%,大雨场景降低约40.96%,可为高质量降雨数据的生产提供支持。

关键词：雨量反演视频传感器节点协同精度控制时空约束

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