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第二届中国卫星导航与位置服务年会暨展览会

作者：杨哲海周密晏耀华孙忠华中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 沈阳军区联勤部后勤信息中心辽宁沈阳110005 沈阳军区联勤部后勤信息中心辽宁沈阳110005 中国人民解放军61206部队辽宁大连116023

针对现代物流运输环节存在的现实问题,分析了北斗卫星导航系统在该领域的应用前景和使用方式,研发了现代物流运输管理信息系统.现代物流运输管理信息系统的总体结构设计依据模块内高聚合和模块间低耦合的原则，共划分为地理信息处理子... 详细信息

针对现代物流运输环节存在的现实问题,分析了北斗卫星导航系统在该领域的应用前景和使用方式,研发了现代物流运输管理信息系统.现代物流运输管理信息系统的总体结构设计依据模块内高聚合和模块间低耦合的原则，共划分为地理信息处理子系统、北斗终端符号管理子系统、定位导航信息处理子系统、短报文信息处理子系统、物流总体调度子系统五个部分。对于地图数据可视化，系统采用内存位图映射技术实现地理空间的可视化，在保证地理空间真实性的基础上，尽量提高地图显示速度。对于方里网叠加，需要通过模型计算处理，依据地图比例尺、地域跨度、投影方式等条件，在电子地图之上叠加正确的方里网格，为各种图上操作提供便利。在本系统中，数字地面模型主要是指当前点的高程信息。为了保证模型质量，系统具有模型自我检查分析功能，依据最小二乘原理对模型进行纠正，提高模型拟合精度。

关键词：物流运输管理信息系统数据可视化卫星导航

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荒漠植物生理需水量及耗水规律研究

荒漠植物生理需水量及耗水规律研究

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生态文明建设中的植物学：现在与未来——中国植物学会第十五届会员代表大会暨八十周年学术年会

作者：苏培玺周紫鹃张海娜李善家解婷婷中国科学院寒区旱区环境与工程研究所中国生态系统研究网络临泽内陆河流域研究站中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室

为了解荒漠植物的生理需水、生态耗水及其变化规律,探讨荒漠植物在夏季高温强光、冬季寒冷干燥和长年干旱胁迫下的耗水特征和用水策略,为荒漠生态系统保育和未来气候变化下的演替预测提供依据。2011—2012年,在我国西北河西走廊中部,黑... 详细信息

为了解荒漠植物的生理需水、生态耗水及其变化规律,探讨荒漠植物在夏季高温强光、冬季寒冷干燥和长年干旱胁迫下的耗水特征和用水策略,为荒漠生态系统保育和未来气候变化下的演替预测提供依据。2011—2012年,在我国西北河西走廊中部,黑河流域中、下游,分别选择灌木、小灌木、半灌木和草本等不同生活型典型荒漠植物,同时观测植物种为:梭梭、沙拐枣、泡泡刺、红砂、膜果麻黄、骆驼刺等6种,中游植物还有:河西沙拐枣、花棒、柠条、狭叶锦鸡儿、中麻黄、珍珠、紫菀木、籽蒿、黄花补血草、圆柱披碱草等,下游植物还有:胡杨、沙枣、多枝柽柳、小果白刺、黑果枸杞、沙蒿、木地肤、花花柴、骆驼蓬、骆驼蒿、盐爪爪、苦豆子、芨芨草、沙生冰草等。建立Lysimeter实验观测场,分土壤含水量为田间持水量的50%(SF50%)和20%(SF20%)两种水分条件,2年同步进行相同植物种和不同典型种的实验观测。结果表明,同一区域不同荒漠植物的生理需水量和总耗水量没有显著差异(P>0.05)。在SF50%下,中游荒漠植物的平均生理需水量为231.0mm,平均生态耗水量为462.2mm,总耗水量为693.2mm,即生理需水量占总耗水量的1/3,生态耗水量占2/3;下游荒漠植物的生理需水量为150.7mm,生态耗水量为547.9mm,总耗水量为698.6mm,即生理需水量占总耗水量的22%,生态耗水量占78%。在SF20%下,中游荒漠植物的生理需水量为130.1mm,生态耗水量为177.7mm,总耗水量为307.8mm;下游荒漠植物的生理需水量为143.1mm,生态耗水量为201.5mm,总耗水量为344.6mm;中、下游荒漠植物都得出,生理需水量占总耗水量的42%,生态耗水量占58%。荒漠植物生理需水特征系数正常生长发育时是0.2,水分干旱胁迫时是0.1;总耗水特征系数正常生长发育时是0.5,水分胁迫时是0.2～0.4。研究表明,黑河流域荒漠植物正常生长发育的生理需水和生态耗水,即总需水量为690～700mm,省水生长发育的需水量为310～340mm,临界需水量为130～140mm。荒漠植物在总耗水量中,生理需水量占1/3,小于或者大于此值,植物就处于干旱胁迫状态。荒漠植物生理需水量随土壤湿度增加而增加,随空气湿度增加而减小;减少土壤含水量,使植物处于水分胁迫状态,生理需水量基本不变,但土壤蒸发量和总耗水量显著减少。

关键词：生理需水生态耗水耗水量植物蒸腾土壤蒸发蒸散量

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火烧对长期封育草地土壤碳固持效应的影响

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生态学报 2012年第14期32卷 4388-4395页

作者：何念鹏韩兴国于贵瑞代景忠中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 内蒙古农业大学呼和浩特010018

火烧是内蒙古典型草原的自然现象,对长期封育草地碳固持效应具有潜在的重要影响。基于野外控制火烧实验(未火烧、1a火烧1次、2a火烧1次、4a火烧1次),采用土壤和土壤粒级组分相结合的指标体系,分析了火烧以及火烧频率对长期封育草地土壤... 详细信息

火烧是内蒙古典型草原的自然现象,对长期封育草地碳固持效应具有潜在的重要影响。基于野外控制火烧实验(未火烧、1a火烧1次、2a火烧1次、4a火烧1次),采用土壤和土壤粒级组分相结合的指标体系,分析了火烧以及火烧频率对长期封育草地土壤碳贮量的影响。结果表明:火烧会降低长期封育草地0—30 cm土壤碳贮量;其中,频繁火烧将显著降低草地土壤碳贮量,而4a 1次的火烧对土壤碳贮量影响较小。火烧对0—10 cm土壤碳贮量影响明显,而对10—30 cm土层影响较小。此外,火烧对长期封育草地土壤砂粒和粉粒碳氮贮量影响较大、对粘粒碳氮贮量影响较小。火烧后表层土壤砂粒和粉粒C∶N比下降,表层土壤有机质的稳定性有所提高。与自由放牧草地相比,连续遭受火烧处理的长期封育草地仍具有较高的碳贮量。总之,火烧会一定程度降低长期封育草地的碳贮量,但并不会彻底改变其显著的碳固持效应。

关键词：草地封育火烧粒级碳贮存碳固持

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北京城市生态系统地表水硝酸盐污染空间变化及其来源研究

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环境科学 2012年第8期33卷 2569-2573页

作者：徐志伟张心昱任玉芬孙晓敏王效科王升忠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 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 东北师范大学城市与环境科学学院长春130024

利用2009～2010年北京城市生态系统地表水10处监测点水环境监测数据,评价了北京城市生态系统地表水硝酸盐污染状况及其空间分布,结合水化学因子相关关系分析了硝酸盐的主要来源.结果表明,北京城市生态系统地表水硝态氮(NO3--N)质量浓度... 详细信息

利用2009～2010年北京城市生态系统地表水10处监测点水环境监测数据,评价了北京城市生态系统地表水硝酸盐污染状况及其空间分布,结合水化学因子相关关系分析了硝酸盐的主要来源.结果表明,北京城市生态系统地表水硝态氮(NO3--N)质量浓度为0.7～7.6 mg.L-1,其中,位于北京市东南部的地表水监测点(东便门和通惠河)水体NO3--N质量浓度为7.0～7.6 mg.L-1,显著高于上游8个监测点NO3--N质量浓度(P<0.01);Cl-质量浓度为14.8～86.0 mg.L-1,东便门、通惠河地表水监测点水体Cl-质量浓度为81.5～85.0 mg.L-1,约为上游其他8个监测点的2.3～5.8倍.东便门、通惠河地表水监测点水体电导率(EC)、SO24-质量浓度也表现出同NO3--N、Cl-相似的变化规律,表明东便门、通惠河两处地表水监测点附近存在明显的污染源.相关分析表明,地表水Cl-/Na+和SO24-/Ca2+呈明显的线性相关,说明地表水NO3--N污染来源比较单一;水体中NO3--N/Cl-及NO3--N的质量浓度状况说明北京城市生态系统地表水NO3--N污染来源主要是城市污水,包括污水处理厂的废水、垃圾沥出液及生活污水.未来北京市地表水治理应重点关注东便门、通惠河等东南部下游水体污染治理.

关键词：城市生态系统地表水硝酸盐水化学因子污水

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黄土高原区域尺度土壤水分空间变异性

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水科学进展 2012年第3期23卷 310-316页

作者：王云强邵明安刘志鹏中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 中国科学院研究生院北京100039

土壤水分是黄土高原植物生长发育和生态环境重建的主要限制因子。为揭示黄土高原区域尺度深层土壤水分的空间变异性,在黄土高原共布点234个,采集深剖面土壤水分样品12 198个。采用经典统计和地统计学相结合的方法系统分析了土壤水分的... 详细信息

土壤水分是黄土高原植物生长发育和生态环境重建的主要限制因子。为揭示黄土高原区域尺度深层土壤水分的空间变异性,在黄土高原共布点234个,采集深剖面土壤水分样品12 198个。采用经典统计和地统计学相结合的方法系统分析了土壤水分的分布规律、变异特征及影响因素。结果表明:①黄土高原地区土壤水分在水平方向上表现出由东南向西北递减,在垂直方向上(0～500 cm)表现出先减小后增加的分布特征;②土地利用对区域尺度土壤水分的数量及垂直分布规律具有显著影响;③土壤水分在不同土层深度(0～500 cm)的变异系数、空间异质比等参数的垂直分布均呈先减小后增加趋势,这些参数在表达土壤水分变异的效果上具有一致性。相关结果对黄土高原区域尺度水土过程调控、生态水文过程研究具有一定参考价值。

关键词：空间变异性土地利用地统计学土壤含水率黄土高原地区

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有机物对红外光谱技术测定植物叶片和茎秆水δ^(18)O和δD的影响

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中国生态农业学报 2012年第10期20卷 1359-1365页

作者：孟宪菁温学发张心昱韩佳音孙晓敏李晓波中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 北京理加联合科技有限公司北京100096

植物叶片、茎秆和土壤水δ18O和δD是研究土壤植被大气系统生态水文循环过程的重要示踪剂。与传统的稳定同位素质谱(IRMS)技术相比,稳定同位素红外光谱(IRIS)技术具有测量速度快、运行成本低等优势,将促进稳定同位素生态学的发展。但是... 详细信息

植物叶片、茎秆和土壤水δ18O和δD是研究土壤植被大气系统生态水文循环过程的重要示踪剂。与传统的稳定同位素质谱(IRMS)技术相比,稳定同位素红外光谱(IRIS)技术具有测量速度快、运行成本低等优势,将促进稳定同位素生态学的发展。但是利用低温真空蒸馏抽提技术获得的植物叶片和茎秆水中含有甲醇和乙醇类有机污染物,造成δ18O和δD的IRIS测量值偏离IRMS测量值(2.64±0.43)‰和(3.6±0.8)‰,超过了仪器精度。本研究利用纯水混入不同浓度的色谱纯甲醇或乙醇,结合Los Gatos公司的光谱分析软件确定甲醇(NB)和乙醇(BB)类物质污染程度的光谱度量值,建立了δ18O和δD的光谱污染校正方法。研究表明,同一台分析仪建立的校正曲线无明显的时间漂移;不同分析仪建立的校正曲线存在显著差异;IRIS校正值与IRMS测量值的交叉验证表明,IRIS测定冬小麦和夏玉米叶片和茎秆水的δ18O和δD可以被准确地校正,与IRMS的差值分别为(0.11±0.12)‰和(0.7±0.4)‰。

关键词：稳定同位素红外光谱技术光谱污染校正叶片水茎秆水低温真空蒸馏抽提技术 δ18O δD

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基于对数比转换的成分数据空间插值研究

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中国农业科学 2012年第4期45卷 648-655页

作者：李春轩罗毅包安明张艳杨传杰崔林林中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院研究生院北京100049 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院地理科学与资源研究所/中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院地理科学与资源研究所/中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院地理科学与资源研究所/中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院研究生院北京100049

[目的]以新疆玛纳斯河绿洲表层土壤质地数据为例,研究对数比转换方法在成分数据空间插值中的应用.[方法]采用加法、中心化和等角3种不同对数比转换方法,对土壤颗粒含量数据进行转换,针对数据中的零值不能进行对数比转换问题引入了零值... 详细信息

[目的]以新疆玛纳斯河绿洲表层土壤质地数据为例,研究对数比转换方法在成分数据空间插值中的应用.[方法]采用加法、中心化和等角3种不同对数比转换方法,对土壤颗粒含量数据进行转换,针对数据中的零值不能进行对数比转换问题引入了零值替换方法,空间插值采用普通克里格法.[结果]零值替换后土壤颗粒之和仍为100％.基于对数比转换的插值结果满足土壤质地颗粒组成定和100％的要求,而对土壤颗粒单独插值不满足定和100％的要求.插值结果精度评价表明基于等角对数比转换方法的插值结果最优,但3种方法的结果差别甚小.[结论]零值替换方法的引入在不改变成分数据定和的前提下避免了零值不能进行对数比转换.基于对数比转换的普通克里格法满足成分数据空间插值的非负、定和、误差最小和无偏估计4个要求.

关键词：成分数据空间插值零值替换对数比转换等角对数比土壤质地

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中国区域陆地生态系统碳收支综合研究的科技需求与重要科学问题

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地理科学进展 2012年第1期31卷 78-87页

作者：王秋凤刘颖慧何念鹏方华军伏玉玲于贵瑞中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室CERN综合研究中心北京100101 北京师范大学资源学院北京100875

陆地生态系统碳收支及其循环过程机制研究一直是全球气候变化的成因分析、变化趋势预测、减缓和适应对策分析等领域的热点,受到科技界和国际社会的广泛关注。本文在简要回顾中国陆地生态系统碳收支及其循环过程研究领域的发展历史,总结... 详细信息

陆地生态系统碳收支及其循环过程机制研究一直是全球气候变化的成因分析、变化趋势预测、减缓和适应对策分析等领域的热点,受到科技界和国际社会的广泛关注。本文在简要回顾中国陆地生态系统碳收支及其循环过程研究领域的发展历史,总结各个发展阶段主要特征的基础上,讨论了开展中国区域陆地生态系统碳收支综合研究的科技需求和社会需求,评述了中国在相关领域研究中存在的主要问题,探讨了当前的科学研究前沿领域及其关键科学问题。本文指出,现阶段中国开展区域尺度陆地生态系统碳收支及其循环过程机制综合研究工作不仅是提升中国生态系统生态学、地球系统科学与全球变化科学的创新能力的科技发展需求,更是中国参与应对全球气候变化国际合作、改进生态系统管理、保障生态安全的社会经济发展需求。同时还指出,中国现阶段在该领域的研究工作还缺乏各类生态系统碳收支的实际调查数据,缺乏国家尺度碳收支科学数据的整合,缺乏可用于碳收支计量与综合评估的模型工具,也没有形成国家层次的碳源汇计量、评估、认证及决策分析信息系统平台。本文通过国内外科技发展的分析认为,中国在该领域的研究工作,应在大力发展陆地生态系统碳收支和碳汇功能的定量监测、评价和认证的方法与技术基础上,重点关注并前瞻性地开展陆地生态系统碳-氮-水循环过程耦合关系及其对全球气候变化的响应与适应、碳-氮-磷生态化学计量学特征及其环境影响、碳-氮-水耦合循环过程的生物调控机制等前沿领域,以提高中国生态系统与全球变化科学研究水平,为国家的生态系统与温室气体管理提供基础理论、科学知识和先进技术的储备。

关键词：碳收支与碳循环碳汇功能碳-氮-水耦合循环增汇技术与潜力陆地生态系统中国

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华北平原农田土壤蒸发δ^(18)O的日变化特征及其影响因素

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植物生态学报 2012年第6期36卷 539-549页

作者：杨斌谢甫绨温学发孙晓敏王建林沈阳农业大学沈阳110866 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 青岛农业大学青岛266109

土壤蒸发δ18O(δE)是影响大气水汽δ18O(δv)变异的重要因素,也是农田生态系统蒸散组分土壤蒸发和植物蒸腾拆分的核心科学问题之一。δE主要基于Craig-Gordon模型计算,主要受地表大气水汽δv、相对湿度(h)、平衡和动力学分馏系数以及... 详细信息

土壤蒸发δ18O(δE)是影响大气水汽δ18O(δv)变异的重要因素,也是农田生态系统蒸散组分土壤蒸发和植物蒸腾拆分的核心科学问题之一。δE主要基于Craig-Gordon模型计算,主要受地表大气水汽δv、相对湿度(h)、平衡和动力学分馏系数以及土壤蒸发前缘液态水δ18O(δs)的影响。该研究以华北平原冬小麦(Triticum aestivum)-夏玉米(Zeamays)生态系统大气水汽δv的原位连续观测数据为基础,同时结合不同深度的土壤日变化采样,综合探讨了δE的日变化特征及其影响因素。结果表明:冬小麦和夏玉米生长季δE的日变化表现为双峰曲线,分别在6:00和15:00左右达到峰值。h强烈影响农田生态系统δE,特别是在h>95%的高相对湿度环境条件下Craig-Gordon模型并不适用。大气水汽δv的原位连续观测技术克服了传统的降水平衡预测大气水汽δv方法的不确定性,可以显著提高δE的准确性。不同的平衡分馏系数对δE的结果无显著影响。不同的动力分馏系数尤其是考虑湍流扩散对动力分馏系数的影响会显著影响δE的模拟结果。土壤蒸发前缘的确定直接影响δs和标准化到土壤蒸发前缘温度下的h,显著影响δE的准确性。结合动态箱或静态箱与稳定同位素红外光谱连续观测技术直接测定δE,从而避免模型参数化过程引入的不确定性是未来研究的重要方向。

关键词： Craig-Gordon模型大气水汽δ18O原位观测动力学分馏系数土壤蒸发δ18O 冬小麦-夏玉米

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泥炭形成过程对泥炭基质替代物研究的启示

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自然资源学报 2012年第7期27卷 1252-1258页

作者：王忠强张心昱孟宪民盛连喜王升忠何春光侯佳志东北师范大学长春130024 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 东北师范大学国家环境保护湿地生态与植被恢复重点实验室长春130024 东北师范大学泥炭沼泽研究所长春130024

泥炭是重要的聚碳自然资源,对全球碳积蓄具有关键作用,同时泥炭也是园艺产业最重要的种植基质。泥炭资源的稀缺性和多用性使其保护和利用一直存在争论,而借鉴泥炭形成原理指导研究适宜的处理方法用以泥炭替代物处理,不仅满足园艺生产需... 详细信息

泥炭是重要的聚碳自然资源,对全球碳积蓄具有关键作用,同时泥炭也是园艺产业最重要的种植基质。泥炭资源的稀缺性和多用性使其保护和利用一直存在争论,而借鉴泥炭形成原理指导研究适宜的处理方法用以泥炭替代物处理,不仅满足园艺生产需求,也将有助于泥炭资源合理保护。论文从泥炭自然形成过程的角度,分析泥炭形成的关键因素,以期为泥炭替代物研究提供新的思路和方法。

关键词：泥炭泥炭替代物泥炭形成园艺基质

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