Using selection functions to describe changes in environmental variables

The selection function (which shows how the frequency of sampling units with the value X = x at one point in time must change in order to produce the distribution that occurs at a later point in time) is proposed for describing the changes over time in an environmentally important variable X. It is shown that the theory of selection functions as used in the study of natural selection and resource selection by animals requires some modifications in this new application and that a selection function is a useful tool in long-term monitoring studies because all changes in a distribution can be examined (rather than just changes in single parameters such as the mean), and because graphical presentations of the selection function are easy for non-statisticians to understand. Estimation of the selection function is discussed using a method appropriate for normal distributions and bootstrapping is suggested as a method for assessing the precision of estimates and for testing for significant differences between samples taken at different times. Methods are illustrated using data on water chemical variables from a study of the effects of acid precipitation in Norway.     

A NOTE ON AREAL RAINFALL DEFINITION

A discussion is presented of the likely sources of error in defining areal rainfall on a storm basis. These include the instrumental error, sampling fluctuations over the area, and network density. The analysis of dense raingage data provides some perspective of the magnitude of the errors that might be encountered from the natural variability of rainfall. Except for one watershed in Arizona, the coefficient of variation, based on a sample of storm totals from the individual gages in various size areas, remains relatively constant with increasing area for a particular storm. The error due to rainfall variability over the area is probably the most important and must be considered in experiments which attempt to resolve small-area hydrologic problems.     

三峡库区“耕—果”转换时空变化特征及其启示——以草堂溪流域为例

三峡库区坡耕地如何实现功能转型,及其转型过程的作用机制对库区未来的粮食安全、生态安全等问题意义重大。本文利用0.51 m高清遥感影像数据,以草堂溪流域为研究区,结合野外实地考察,通过分析坡耕地向经果林的农地用途转换过程来揭示三峡库区坡耕地功能转型的内在机制。研究表明：（1）草堂溪流域的耕—果转换重心在2012年后,以高程800 m为拐点由西南部低海拔平坝地区向东北部高海拔、坡耕地覆盖地区转移,变化发生点均在坡度 15°~30°范围内;（2）研究区耕—果转换的集聚特征一般发生在8.5 km左右的特征尺度上,且空间分布随时间推移愈发均匀;（3）耕—果转换现象与人为活动关系密切,多发生在河流、道路及农村居民点附近;（4）耕—果转换可在微观与宏观尺度上总结为六种变化模式,受社会经济与自然因素驱动,库区耕—果转换的本质为坡耕地功能转型,且转型重点倾向于经济效益与生态效益的共赢。     

基于生态系统服务价值的京津冀城市群湿地主导服务功能研究

湿地是地球三大生态系统之一,在气候调节、水资源供给、净化环境等方面具有重要的价值和作用。基于1990-2015年6期土地生态遥感解译数据和社会经济数据,通过修正生态系统服务价值当量因子和计算湿地价值的内外部贡献率,利用GIS定量研究了京津冀城市群及各个城市25年间不同湿地类型、不同功能生态系统服务价值的变化,并基于此进行功能定位。结果表明：（1）京津冀城市群湿地的生态系统服务价值呈现先上升后波动下降的趋势,2015年湿地价值较1990年上升了29.3亿元,主要是由于河渠、水库坑塘价值的增加,以及水文调节、水资源供给价值的增加;（2）京津冀城市群的13个城市中,天津市生态系统服务价值最高,且东部沿海区域湿地价值有增加趋势,南部内陆城市不仅湿地面积少且价值逐年下降;（3）水文调节、水资源供给和净化环境是京津冀城市群大部分城市湿地的主导功能,而河渠、水库坑塘、滩地则是提供服务功能的主要湿地类型。生态系统服务价值的减少与增加都与人类活动密切相关,因此了解湿地价值的变化趋势及变化原因,明确湿地的功能定位,不仅可以增强人们对湿地生态的保护意识,同时也为未来京津冀地区湿地的修复、恢复及可持续利用提供科学依据。     

郑州市冬季大气PM2.5传输路径和潜在源分析

针对郑州市2017年12月~2018年2月的冬季气象数据和大气污染物质量浓度在线监测数据,分析了气象条件对颗粒物浓度的影响.通过混合型单粒子拉格朗日综合轨迹(HYSPLIT)方法模拟了郑州市冬季48 h的气流后向轨迹,同时进行了聚类分析,并使用潜在源贡献因子(PSCF)方法和浓度权重轨迹(CWT)方法分析了郑州市冬季PM_(2.5)的潜在污染来源和不同潜在源区对郑州市大气PM_(2.5)浓度的贡献.结果表明,低风速、高湿度和较少的降水是造成颗粒物污染严重的重要气象因素;超过60%的后向轨迹来自西北方向,其次是来自京津地区的轨迹占比为25.6%,而来自南边和东边的轨迹只占7.5%和6.1%,但对应着较高的PM_(2.5)浓度;郑州市冬季PM_(2.5)的潜在源区主要是北部的京津冀传输通道城市,包括焦作、开封、新乡、鹤壁、濮阳、安阳、邯郸和邢台,此外,相邻省份包括山西省、湖北省和安徽省部分区域对郑州市大气PM_(2.5)污染水平也有着较大的影响和贡献.     

基于有限元法的随机振动与噪声复合响应数值模拟分析

目的实现结构宽频域随机振动与噪声复合响应分析。方法针对噪声与随机振动复合响应分析问题,首先基于声学流体流固耦合动力学有限元分析理论,利用现有商业有限元分析软件,建立声场-结构直接耦合动力学有限元模型,采用直接法进行结构谐响应分析,获得结构不同位置的频响函数曲线,再利用频响函数曲线结合理论分析间接获得结构不同位置在随机激励下的功率谱密度曲线。结果实现了10~5000Hz随机振动与噪声复合响应分析。结论以直接法谐响应分析为基础,可实现宽频域随机振动与噪声复合响应分析。     

基于SSA-MGF的偏最小二乘回归神经网络的预报模型

本文采用奇异谱分析（Singular Spectrum Analysis,SSA）方法对原始降水序列重构,并用均生函数（Mean Generating Function, MGF）方法对重构系列构造延拓矩阵,以此作为自变量,原始降水序列作为因变量, 再利用偏最小二乘法提取对因变量影响强的成分作为神经网络的输入因子,原始序列作为输出因子,建立神经网络预测模型.通过对广西全区6月份降水量进行实际建模并与其它方法进行对比预测试验,结果表明,基于SSA-MGF的偏最小二乘回归神经网络预测模型较好,是一种具有较高应用价值的预测方法.     

基于GIS的生命线防震减灾系统

生命线系统的震害预测和震害分析是防震减灾研究的重要内容。本文利用地理信息系统（ＧＩＳ）强大的空间管理分析功能,建立了基于ＧＩＳ的生命线系统空间数据库,并根据生命线系统的特点,结合震害预测方法,在ＡｒｃＶｉｅｗ环境下集成了生命线防震减灾计算机系统。     

城市自然灾害的社会因素及防治对策研究

以社会、经济意义作标准,抑减自然灾害的重点应在城市、因而研究城市自然灾害的社会因素是当务之急.本文列出并分析了十大社会因素,它们是:1)城市地生态;2)城市的灾害文化背景;3)政策导向的正负效应;4)城市规划与建设;5)城市公共设施状况;6)人口和财富的集中程度;7)城市资源的开发利用;8)科技对城市减灾的贡献率;9)防灾减灾的误区;10)灾害应急.本文还认为以上十大因素对城市自然灾害的作用至少包括五个方面,它们是:1)诱发作用;2)放大作用;3)连接灾害链;4)承受灾害;5)抑减灾害.在以上基础上,本文提出了充分利用城市社会因素抗灾减灾的八条对策,即1)建立统一管理城市自然灾害工作的综合性政府机构势在必行;2)强化防灾减灾的背景工作;3)防灾减灾工作的立法;4)认清和摆正发展与灾害的关系;5)尊重科学、尊重知识,建立一套灾害顾问系统;6)建立一支快速救灾的专业队伍;7)加强保险事业与灾害研究和抑减工作的联系;8)城市间的协凋必须要有全局对策.     

重点生态功能区转移支付制度的不足和完善

重点生态功能区关乎地区乃至国家的生态安全,属于限制开发区。该类功能区为提供生态产品投入大量的环境建设成本,又因限制开发导致发展权受限,需要对其进行生态补偿。作为当前生态补偿的主要方式,重点生态功能区转移支付制度在资金分配、资金使用、监督考核和激励机制方面存在不足,因此提出确定生态环境保护为转移支付的主要目标、健全资金用途监管和绩效评估制度、补充适用横向生态补偿制度等措施予以完善。