OC4漂浮式风电平台的水弹性响应及波浪载荷研究

漂浮式风电平台在波浪中的摇晃运动会导致塔架根部产生很大的弯矩,极大地威胁平台结构安全。同时流体的附连水质量效应对平台塔架结构的动响应有着较为显著的影响,因此充分考虑这种流固耦合效应有利于更加准确地评估平台塔架的结构动响应。采用三维频域线性水弹性方法计算塔架在流体作用下的结构共振频率特征以及各阶模态振动的主坐标响应特性,然后通过弹性模态叠加法获得塔架的弯矩载荷。并结合概率学手段,预报了短期极限海况下塔架弯曲载荷响应,为新一代漂浮式风电平台结构安全性评估和方案设计提供了技术支撑。     

微藻矿化去除Pb2+的研究

藻类作为水体中的初级生产力,通过生物积累、生物矿化等生理功能与环境中的重金属相互作用、对重金属地球生 物化学循环起到关键作用。为了探讨藻类生物矿化去除水体中重金属的现象,文中研究了淡水微藻FZUL-321对Pb2+的去除 及矿化。结果表明：微藻FZUL-321对Pb2+有较强的去除能力,且是一个快速去除的过程。随着Pb2+浓度增大,该微藻对Pb2+ 的去除效果也增大。在弱酸性条件下（pH5.0）,其去除Pb2+的效果较好。如在Pb2+初始浓度为100mg/L,pH5.0,去除时间 为40min,此时Pb2+的去除量为423.2×10-3干重。原子力显微镜（AFM）对细胞表面的形貌进行观察,发现微藻FZUL-321与 Pb2+作用后,细胞形貌和尺寸变化较大,如细胞褶皱并塌陷,细胞表面变得粗糙等。傅里叶红外光谱（FT-IR）结果表明藻 细胞表面的羧基、氨基和磷酸基团等官能团参与前期Pb2+的吸附沉淀。最终,通过一系列生化作用,微藻FZUL-321将离子 态的Pb2+矿化,X射线衍射（XRD）分析显示,矿化产物为Pb5(PO4)3OH。     

Zn2+对日本沼虾(Macrobrachium nipponensis)的急性致毒效应

在水温(27.4±1.3)℃条件下,以体长(33.23±1.66)mm、体质量(0.7893±0.1518)g的日本沼虾为实验动物,采用静水停食法开展了Zn2+对日本沼虾的急性毒性实验,并以此为基础,测定了Zn2+不同质量浓度水平下日本沼虾的耗氧率与窒息点.结果表明:(1)Zn2+对日本沼虾的急性致死效应与其呼吸生理代谢受阻密切相关;(2) Zn2+对日本沼虾24h、48h、72h、96h的半致死质量浓度依次为1.493、0.844、0.643和0.464mg/L; (3) Zn2+对日本沼虾昼均、夜均和日均耗氧率均无显著影响的阈值为0.046mg/L,该值为Zn2+对日本沼虾急性毒性的安全质量浓度;(4) Zn2+对日本沼虾产生轻度胁迫和中度胁迫的质量浓度范围分别为0.046-0.064mg/L和0.064-0.082mg/L.     

基于空间模型的全球粮食安全评价

在综合考虑自然、社会和经济等因子对粮食安全影响的基础上,选择了人均粮食占有量和人均GDP两个指标空间显性评价全球粮食安全状况。为此,本研究构建了3个模型,即空间EPIC模型、作物选择模型和IFPSIM模型,分别模拟作物单产、作物播种面积和作物价格。利用构建的评价框架和模型,以网格大小为6分弧度的地理单元为评价对象,选择水稻、玉米、小麦和大豆等4类全球主要作物类型,以2000年为初始年份,对未来2020年的全球粮食安全状况进行了评价。结果表明,到2020年,多数南亚国家和非洲国家,由于其人均粮食占有量和人均GDP两个指标值都显著降低,粮食供应不足和贫困一起将可能导致该区域存在粮食危机和饥饿风险。对于其他区域,日益增长的粮食需求可以通过本区域的粮食生产自给予以满足,或通过外部购买或粮食进口得到满足,总体上不存在粮食安全问题。为保障未来粮食安全,一方面要保护耕地数量和质量、防止土壤退化、增加资本投入、进行技术创新和升级,提高粮食综合生产能力,保障粮食的有效供给;另一方面加大农业补贴,切实提高农民收入,保障农民利益,增强农业购买力。同时,大力改善粮食流通和农产品贸易体制,通过外部市场来调节粮食供给;积极应对气候变化,提高农业生产对气候变化的适应能力,保证粮食生产的稳定。     

2000–2050年东北三省土地利用时空格局变化过程模拟及其生态服务影响研究（英文）

Land use and its dynamics have attracted considerable scientific attention for their significant ecological and socioeconomic implications.Many studies have investigated the past changes in land use,but efforts exploring the potential changes in land use and implications under future scenarios are still lacking.Here we simulate the future land use changes and their impacts on ecosystem services in Northeast China(NEC) over the period of 2000–2050 using the CLUE–S(Conversion of Land Use and its Effects at Small regional extent) model under the scenarios of ecological security(ESS),food security(FSS) and comprehensive development(CDS).The model was validated against remote sensing data in 2005.Overall,the accuracy of the CLUE–S model was evaluated at 82.5%.Obtained results show that future cropland changes mainly occur in the Songnen Plain and the Liaohe Plain,forest and grassland changes are concentrated in the southern Lesser Khingan Mountains and the western Changbai Mountains,while the Sanjiang Plain will witness major changes of the wetlands.Our results also show that even though CDS is defined based on the goals of the regional development plan,the ecological service value(ESV) under CDS is RMB 2656.18 billion in 2050.The ESV of CDS is lower compared with the other scenarios.Thus,CDS is not an optimum scenario for eco-environmental protection,especially for the wetlands,which should be given higher priority for future development.The issue of coordination is also critical in future development.The results can help to assist structural adjustments for agriculture and to guide policy interventions in NEC.     

黄淮海平原耕地集约利用时空差异及其影响因素研究（英文）

This study developed a comprehensive system to evaluate the intensity of cropland use and evolution of cropland use in the Huang-Huai-Hai Plain.Delphi-entropy methods were adopted to determine the weight of the index,and the Geo Detector model was established to explore the influencing factors.The results are summarized as follows:(1) The intensity of inputs,degree of utilization,and production increased continuously,but the intensity of continuous conditions experienced an overall decline followed by a rebound towards the end of the study period.The number of counties with high and moderately high intensity increased by 56.8% and 14.6%,respectively,from 1996 to 2011.The number of counties with moderately low and low intensity declined by 35.9 % and 11.9 %,respectively.Areas with significant increases in intensity were mainly distributed in northeast Hebei Province,northwest Shandong Province,and north Jiangsu Province.The intensity is high in northern Jiangsu and Anhui;the output effect remained above moderate intensity mainly near Beijing,Tianjin,Tangshan,and counties in the suburbs of Shijiazhuang.(2) Natural disasters,elevation,slope,and road networks were the main factors influencing the intensity of cropland use in this region,with influence values of 0.158,0.143,0.129,and 0.054,respectively.Areas with moderately high and high levels of intensity were distributed in low-lying areas.Uneven distribution of precipitation,seasonal drought,and flood disasters can directly affect the stability index of croplands and reduce the intensity of cropland use.Developed road networks are associated with moderately high intensity.Our results suggest recommendations such as promoting agricultural intensification and large-scale management,promoting the construction of road networks,improving early warning systems for drought and flood disasters,and promoting moderate and intensive use of arable land,and focusing on restoration and sustainable use of cropland.     

引入Himawari-8卫星数据协变量的能见度样条插值方法

在ANUSPLIN薄盘光滑样条插值中,高相关协变量的选取决定了插值结果的精确性。本文选取2017—2019年大雾和霾能见度较差的天气过程,利用183个能见度观测站点对能见度进行插值,引入Himawari-8卫星的通道数据和DEM数据作为协变量对能见度的插值结果进行改进,并对能见度插值结果进行对比分析。研究表明,引入Himawari-8数据和DEM数据作为协变量的能见度插值结果在精度上有显著提高,尤其对雾区和霾区的边界范围和纹理的反演更为准确,基于Himawari-8卫星数据和气象监测站点的观测数据,使用协变量的方法进行能见度插值可以做为能见度监测网格化的一种有效途径。     

人类世可持续发展背景下的远程耦合框架及其应用

在全球一体化进程不断加深的背景下,国家与地区之间的联系日益紧密,产生了一系列跨国家、跨地区、多尺度的社会—经济—环境影响,远程耦合（Telecoupling,社会、经济、环境的远距离相互作用）科学概念和综合框架的提出为解决上述问题提供了新方法和新途径。为更好促进远程耦合综合框架的正确使用和规范推广,本文系统解析了远程耦合综合框架,厘清各组成部分的定义和功能,梳理了框架的应用现状;通过对3个中国典型案例的阐释,展示了远程耦合综合框架的使用方法、结果分析及由此得出的科学意义和政策价值;最后描述了远程耦合综合框架使用中需要重点关注的问题,并对其应用前景进行了展望。远程耦合综合框架的推广应用有助于以跨国家、跨地区、多尺度的视角,重新审视多个人类与自然耦合系统的相互作用,揭示隐藏的远距离地理空间作用的科学价值,服务于有关政策的制定和实施,促进全球社会、经济、环境的可持续发展。     

四川中坝气田雷口坡组成藏条件及油气主控因素

通过对四川盆地西北部中坝气田中三叠统雷口坡组气藏已发现油气与有利沉积相带、局部构造、等关系的分析,结合试采试油资料与储层厚度、物性与录井显示关系的统计分析,总结认为油气成藏发育了多套烃源岩,具有良好的储集条件和保存条件。通过对各个构造运动阶段雷口坡气藏被改造与再形成的分析,提出油气主控因素是后期构造运动的影响,主要经历了印支期、燕山期和喜山期构造运动的改造形成的古圈闭,油气藏受到破坏然后再形成的整个过程。该主识对中坝气田未来的勘探开发具有指导意义。     

土地利用/土地覆被变化(LUCC)模型研究进展

土地利用/土地覆被变化(LUCC)是全球环境变化的重要原因,LUCC模型研究始终是土地变化科学研究的重点.论文系统总结了近10年来国内外LUCC模型在理论、方法、实践应用等方面取得的新进展.指出了亟待解决的问题,并对今后的发展方向进行了展望.研究发现,①LUCC模型的功能和作用呈现多样化趋势,是了解、认识和解释土地利用系统的动态变化特征、过程和效应的有效工具,可以服务于土地利用管理和政策的制订.②模型的核心内容是研究LUCC时空变化格局,模型发展正经历从单一的非空间模型向非空间模型和空间模型融合的演进过程,但多数模型只重视空间变化机制研究,而对时间机制考虑不足.③反馈机制是LUCC系统的一个重要特征,现有模型在反馈机制方面的研究尚十分薄弱,研究不同时空尺度的反馈机制必将是末来LUCC模型的新焦点.④LUCC研究本质上是"人类-环境"关系研究,以往模型多为局部均衡分析模型,未来LUCC模型发展趋向应从系统观和整体观角度来综合考虑"人类-环境"相互作用机制,这也是LUCC模型的最高更次的科学难点问题.⑤多尺度、多层次的综合研究是LUCC模型的必然要求,模型空间尺度已经从早期的单一空间尺度转变到现今的多空间尺度,但尺度推移仍是模型研究中值得深入探讨的问题.⑥尽管LUCC模型验证方法趋于多元化,但目前还没有一个模型验证的统一标准和规范,参考数据的不足也大大限制了模型验证效果,如何对LUCC模型的可靠性和科学性进行合理验证始终是LUCC模型所面临的关键挑战之一.