南海中尺度波动现象研究进展
第20卷第2期2005年2月
地球科学进展
ADVANCES I N E ART H SC I ENCE
Vol.20 No.2
Feb.,2005
文章编号:100128166(2005)022*******
南海中尺度波动现象研究进展3
蔡树群,董丹鹏,王盛安,龙小敏,黄企洲
(中国科学院南海海洋研究所LE D重点实验室,广东 广州 510301)
摘 要:Kelvin波和Rossby波是经常出现于海洋中的边界波;南海的复杂岸线、陡变地形和热盐场时空结构的不均匀性具有形成强迫Kelvin波和地形Rossby波的条件。现有研究表明,南海大部分中尺度涡形成于东部一些较大岛屿附近;这些中尺度涡一旦形成后,就在β效应作用下向西移动并最终耗散于西边界,且其波动一般以Rossby波的形式向西传播。因此,南海环流的多涡结构与中尺度波动之间存在着一定的联系。在南海北部,中尺度涡主要由黑潮入侵和风应力旋度所诱生,而在南海南部而以风应力旋度为主要成因。提出了利用线性波动动力学模式来研究南海南部中尺度波动、分析风应力强迫所产生的中尺度波动特征和规律,并据此建立相应的数值模式来揭示该海区环流的动力学和热动力学机制的思路,以便了解该海区流场季节性变化与中尺度波动之间的内在关系。
关 键 词:中尺度波动;环流;涡旋;南海
中图分类号:P731 文献标识码:A
0 引 言
众所周知,在重力和科氏力作用下,海洋中的大尺度水平波动可按其恢复力的性质分为2类[1]:一类是以重力为恢复力并同时受到地转影响的波动,通常称为重力波;另一类是以科氏参数随纬度变化的β效应为恢复力的长波,通常称旋转梯度波、罗斯波或行星波。
由于实际海洋中存在侧边界、纬度和地形的变化,水平大尺度波动便可能变形成为水平各向异性的被拦截的“边界波”,它包括[2,3]:开尔文波、边缘波(在海岸附近和陆架被拦截的重力波)、陆架波(在海岸附近和陆架被拦截的罗斯波,或称地形强迫罗斯波)、双开尔文波和海底拦截波等。此外,在上升流区,由于锋面的存在还会出现锋面波;以及由于在赤道附近因科氏参数发生变号导致罗斯波和惯性重力波呈现出显著的经向形变。与边界波不同,有些波动并不会富集于拦截区内而是自由地向开阔海域传播,即所谓漏泄波,如在陆架上的斯弗德鲁普(Sverdrup)波和普安卡雷(Poincare)波。
1 南海环流的多涡结构和中尺度波动现象
南海是一个半封闭海盆,海盆的地形十分复杂,其西北和西南部具有宽阔的大陆架,而东西两侧地形异常陡峭,故200m等深线基本上构成了一个长轴向为东北—西南向的菱形海盆;南海中部和东部则是深度逾4km的深海盆,众多的岛礁、浅滩及暗沙散布其间,尤其是在南部海区。
南海北部是一个环流结构相当复杂的海区,其受黑潮入侵、季风、净热通量等的影响,水团性质主要受南海海盆水和黑潮水两大水系的支配,流态格
3 收稿日期:2003211220;修回日期:2004205224.
3基金项目:中国科学院南海海洋研究所知识创新工程领域前沿项目(编号:LY QY200310);国家自然科学基金项目“南海南部流场季节性变化与中尺度波动特征的研究”(编号:40376003);“十五”南沙群岛及其邻近海区综合调查课题(编号:
2001D I A50041)资助.
作者简介:蔡树群(19682),男,广东省汕头人,研究员,主要从事海流数值模拟、内波研究.E2ma il:caisq@scsi https://www.wendangku.net/doc/299844226.html,
局多变,涡旋众多,因此其研究成果虽多但颇有争议[4～6]。相比之下,南海南部环流的研究尚不多,但有一点似乎比较肯定,即其流态主要受季风和净热通量等的影响[7～9]。现有关于该海区环流特征的认识,主要是通过一些海洋水文物理调查、数值模拟结果取得的[3,10]。近20多年来,南海(特别是南海南部)的环流研究随着其日益重要的区位优势和资源的需求而受到重视。如在1977—1978年和1982—1983年的南海中部调查以及多年的“南沙科学考察”,取得了自W yrtki[11]根据船舶漂移资料和风资料首次给出南海表层环流的季风漂流形态以来的一些很有意义的成果。如通过利用观测的温盐(包括进行内插的)资料分别计算了包括南海南部在内的地转流场[12～14];又如,通过数值模拟研究揭示了整个南海海区环流的季节变化特征[7,15～17]。
根据上述的研究成果,可以归纳得到平均意义上的南海南部的上层环流结构大致为:在夏季风期,该海域的上层为一个大尺度的反气旋式环流所控制,环流的形态近似为流轴大致沿西南方向延伸的椭圆,环流的西翼为一支强的东北向沿岸风生海流(有称“越南沿岸急流”)[14],位于万安滩之东南、南沙海槽西北部还各有一个小的气旋涡;在冬季风期,南沙海区西部存在一个中尺度的气旋式环流,环流的西翼随季风转向而为一支西南向的沿岸流,而在东部,则相应存在一个相当尺度的反气旋式环流与之相抗衡,此外,在这一对涡旋的北部(即南海中部)为一个反气旋式环流;而在季风的转换期(春季和秋季),该海域的环流结构则为处于冬夏季风期的流态之间的多涡结构。风应力(旋度)被认为是流场季节性变化的主要成因,而净热通量、侧边界效应、行星效应和非线性效应等是流场变化的另一些重要因素。
随着大量对南海的实测调查的深入,人们对观测发现的某些环流结构,特别是对其产生的动力学和热力学机制还有着许多疑问。如南海南部的上层环流,在1989年12月的一次南沙考察结果中表明,在南沙海槽处存在着一个气旋式环流[18];而在1993年12月的一次南沙群岛及其邻近海区的考察中则发现,在南沙中西部海区上层存在着一个中尺度的气旋式环流,但在其东部则相应存在一个相当尺度的反气旋式环流[14]。在近几年诸如“南海季风试验”和“中国近海环流形成变异机理、数值预测方法及对环境影响的研究”等项目的组织策划下,人们进行了几乎覆盖整个南海海域的遥感观测和水文气象现场试验,依据这些观测资料计算得到的结果[19～22]是:夏季风爆发前(春季),中南半岛以东海区有2个反气旋涡,在南海中部为一气旋性环流,而在夏季风爆发后(夏季),中南半岛以东海区变为一个反气旋涡,而在南海中部的气旋性环流范围减弱。这似乎有点出人意料,因为夏季风爆发前(春季)后(夏季)的中南半岛以东海区存在(2个或1个)反气旋涡与上述平均意义上的认识有所不同,因此,人们自然会提出这样一些问题:这些反气旋涡是由局地的风应力所诱生,还是首先在南海东南部形成后,在β效应作用下向西移动而来[23,24]?总之,形成这种异常的动力学和热力学机制及其变化的成因尚待进一步的研究。此外,多年的卫星遥感资料也表明[7,25～28],南海流场和海面高度场还存在着较大的年际变化,这可能与海面风应力场的年际变化波动存在着很大的关系。根据最近连续8年的卫星高度计资料研究表明①,南海大部分中尺度涡形成于东部一些较大岛屿附近并绝大部分向西传播、最终耗散于西边界。一般来说,中尺度涡一旦形成后,它就在β效应作用下向西移动,且其波动一般以罗斯波的形式向西传播[29]。因此,南海环流的多涡结构与中尺度波动之间一定存在着紧密的关系。实际上,由于南海的岸线和地形复杂多样,岛礁星罗棋布,存在着因海底地形变化和岸界而形成的地形“边界区”、热盐场时空结构的不均匀性而形成的锋面“边界区”和由于科氏参数在赤道上发生变号而形成的赤道“边界区”,因此具有形成各种中尺度(正压和斜压)波(如强迫开尔文波、地形罗斯波)的条件,而南海环流的多涡结构,则可认为是在运动学的层面上显示了各种大尺度波动及其相应的边界波的存在[3]。
目前,对南海环流动力机制的研究已取得一些初步的成果,如Metzger等[30]曾利用一个1
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层的约化重力模式研究了风应力和黑潮对于南海环流的贡献。W u等[25]根据数值模拟结果指出南海流场和海面高度的季节变化主要与波动的第一、二模态有关。蔡树群等[31,32]通过利用正压(一层)陆架海与斜压(两层)深海耦合模式研究表明,冬季南海南部可能出现以一个反气旋涡在南沙海槽处产生、发展
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第2期 蔡树群等:南海中尺度波动现象研究进展
①王桂华,苏纪兰.用高度计资料研究南海多涡结构及其运动规
律.见:中国物理海洋学的进展与展望战略学术研讨会摘要集.
2003.
并向西传播乃至衰减的周期性过程,但只是揭示了斜压第一模态开尔文波和罗斯波的一些运动学特征;另外,这种波动现象并未从现有实测资料中得以证实。Is o等[33]根据4层的等密度面层化模式结果,认为南海流场的形态与第二斜压模的罗斯波传播有关。上述的研究均未反映净热通量的影响。Hu等[34]指出南海海面高度存在着3～6个月的变化;L iu等[28]通过实测资料和模式研究指出南海海面高度的季节变化与风应力旋度引起的斜压罗斯波传播有关。Yang等[35]再次通过高度计资料和模式结果来证明南海北部冬季吕宋冷涡的移动确实是由风强迫罗斯波的传播引起的(而黑潮入侵并不重要)。
那么,南海南部的中尺度波动特征如何?相比而言,目前关于南海中尺度波动这方面的研究仍很少[36]。另外,南海南部流场的季节性变化主要与哪些模态的中尺度波动(特别是强迫开尔文波和地形罗斯波)有关?不解决这些问题,则我们在建立数值机制模式来揭示南海南部流场的动力学和热动力学机制之前对于在垂向上(等密度面)分几层就存在着人为性和盲目性,进而影响对数值模拟结果的解释。
2 讨论与展望
Yu等[37]曾利用一个基于线性波动原理、由风应力驱动的动力学模式来研究赤道太平洋的海流、跃层深度、动力高度等的季节性波动及其成因,发现这些参量的西(东)传播与第一、二个斜压模态的开尔文波和罗斯波的传播有关。该模式应用的前提是风应力驱动是绝对占主导因子的外力因素。这一研究给予我们很大的启发,因为在南海南部,黑潮入侵的影响相对较小[32],风场的驱动是导致上层海流季节性变化的一个重要因素,因而可以将该模式推广到南海南部中尺度波动传播特征的研究上。
目前,由于各种海面风应力资料(如卫星遥感资料、COADS资料及Heller man&Rosenstein资料)的来源和处理方法不同,相应得到的风应力资料量值也就存在着较大的差异[38]。因此,我们首先必须从各种海面风应力资料的比较分析中确定相对稳定而合理的风场;之后,通过采用变量分离法,在线性化理论的基础上,利用基于线性波动原理的动力学模式来分析风应力强迫所产生的中尺度强迫开尔文波和地形罗斯波的各个模态的传播特征和规律;同时,通过搜集南海南部的实测风应力、温度、盐度、海流和海面高度资料,从中研究和分析该海区流场的季节性变化规律。综合上述观测和理论分析的结果,研究这些中尺度波动与流场季节性变化之间的关系;从中分析流场的季节性变化主要与哪几个模态的强迫开尔文波和地形罗斯波的传播有关,并据此建立一个能够反映上述正压和几个主要斜压模态的动力学和热动力学机制的等密度面层化的机制模式(如假设上述海区的流场季节性变化主要与前4个斜压模态的强迫罗斯波和地形罗斯波的传播有关,则层化模式在垂向上至少要取4(4个斜压模态)+1(1个正压模态)=5层,依此类推,这样的模式结果才能较准确地揭示流场变化的机制),根据多个数值模拟试验的结果,重新评估风应力、净热通量、外海水交换(如苏禄海、爪哇海)等因子对南海南部海区流场季节性变化的贡献,这有助于进一步揭示该海区环流的动力学、热动力学机制,弄清楚该海区流场季节性变化与中尺度波动之间的内在关系,最终提高对该海区环流多涡结构的形成机制、维持和演变规律的认识,这对于南海区域海洋学和物理海洋学具有重要的学术意义。
参考文献(References):
[1] Le B l ond P H,Mysak L A.Trapped coastal waves and their r ole in
shelf dynam ics[A].I n:The Sea[C].New York:John W iley,
1977.4592495.
[2] Mysak L A.On the theory of continental shelf wave[J].Journal
of M arine R esearch,1967,25:2052227.
[3] Gan Zijun,W ang W eiqiang,Cai Shuqun.Some p r oble m s about
the study of the circulati on syste m in the South China Sea[A].
I n:Su Jilan ed.Pr os pect of the Basic Study on the Envir onment
and Res ource in the South China Sea[C].Beijing:Ocean Press,
2001.16221.[甘子钧,王卫强,蔡树群.关于南海环流系统研
究的几个问题[A].见:苏纪兰主编.南海环境与资源基础研
究前瞻[C].北京:海洋出版社,2001.16221.]
[4] Xu J P,Su J L,Q iu D Z.Hydr ographic analysis on the intruding
of Kur oshi o water int o the South China Sea[A].I n:Pr oceedings of
Sy mposium of Marine Sciences in Tai w an Strait and Its Adjacent W aters[C].Beijing:China Ocean Press,1995.30244.
[5] Fang G,FangW,Fang Y,et al.A survey of studies on the South
China Sea upper ocean circulati on[J].A cta O ceanographica Tai2 w anica,1998,37(1):1216.
[6] L i L,W D Nowlin,Su J L.Anticycl onic rings fr om the Kur oshi o
in the South China Sea[J].D eep2Sea R esearch,1998,45:14692 1482.
[7] Chu P C,Lu S H,Chen Y C.W ind generated South China Sea
war m2core/cool2core eddies[J].Journal of O ceanography,1998,
54:3472360.
[8] L iu Q inyu,Yang Haijun,L iu Zhengyu.Seas onal variati on charac2
281 地球科学进展 第20卷
teristics of the Sverdrup circulati on in the South China Sea[J].
Progress in N atural Science,2000,10(11):103521039.[刘秦玉,杨海军,刘征宇.南海Sverdrup环流的季节变化特征[J].
自然科学进展,2000,10(11):103521039.]
[9] L iu Q,Jia Y,L iu P,et al.Seas onal and intraseas onal ther mocline
variability in the central South China Sea[J].Geophysical R e2 search Letters,2001,28(23):446724470.
[10] Su J.Circulati on dyna m ics of the China Seas:North of18°N
[A].I n:Robins on A R,B rink K,eds.The Sea,Vol.11,The
Gl obal Coastal Ocean:Regi onal Studies and Syntheses[C].
Ne w York:John W iley,1998.4832506.
[11] W yrtki K.Physical oceanography of the s outheast A sia waters
[J].NAG A Report,1961,2:12195.
[12] Xu Xizhen,Q iu Zhang,Chen Huichang.General descri p ti ons of
the horizontal circulati on in the S outh China Sea[A].I n:Pr o2
ceedings of the1980Sy mposium on Hydr ol ogy and Meteor ol ogy of
the Chinese Society of Oceanol ogy and L i m nol ogy[C].Beijing:
Science Press,1982.1372145.[徐锡祯,邱章,陈惠昌.南海水
平环流的概述[A].见:1980年中国海洋湖沼学会水文气象
学会学术会议论文集[C].北京:科学出版社,1982.1372
145.]
[13] Chu P C,L i R.South China Sea is opycnal surface circulati ons
[J].Journal of Physical O ceanography,2000,30:24192
2438.
[14] FangW,Fang G,Shi P,et al.Seas onal structures of upper layer
circulati on in the s outhern South China Sea fr om in situ observa2
ti ons[J].Journal of Geophysical Research,2002,107,doi:10.
1029/2002JC001343.
[15] Shaw P T,Chao S Y.Surface circulati on in the South China Sea
[J].D eep2Sea Research,1994,41(11～12):166321683. [16] Chu P C,EdmonsN L,Fan C W.Dyna m icalmechanis m s for the
South China Sea seas onal circulati on and ther mohaline variabili2
ties[J].Journal of Physical O ceanography,1999,29:29712
2989.
[17] Cai S,Gan Z,Su J,et al.Three2di m ensi onal bar oclinic numeri2
cal si m ulati on of the South China Sea circulati on’s seas onal char2
acteristics.Ⅰ.Upper circulati on[J].Chinese Journal of O ceanol2
ogy and L i m nology,2001,19(3):2082216.
[18] Huang Q izhou.Current in the Nansha Islands sea areas[A].I n:
Pr oceedings of the Study on the Physical Oceanography in the
Nansha Islands Sea A reas[C].Beijing:Ocean Press,1994.102
27.[黄企洲.南沙群岛海区的海流[A].见:南沙群岛海区物
理海洋学研究论文集[C].北京:海洋出版社,1994.10227.] [19] Pan Yuqiu,Xu J ianp ing,L i J inhong.Evoluti on characteristics of
the war m pool and cold tr ough in the South China Sea fr om Ap ril
t o July,1998[A].I n:Onset and Evoluti on of the South China
Sea Mons oon and Its I nteracti on with Ocean[C].Beijing:Cli2
mate Press,1999.84288.[潘玉球,许建平,李金洪.1998年4
～7月南海暖池和冷槽的演变特点[A].见:南海季风爆发
和演变及其与海洋的相互作用[C].北京:气象出版社,1999.
84288.]
[20] L iu Yonggang,Yuan Yaochu,Su J ilan,et al.South China Sea
circulati on in summer,1998[J].Chinese Science B ulletin,
2000,45(12):125221259.[刘勇刚,袁耀初,苏纪兰,等.
1998年夏季南海环流[J].科学通报,2000,45(12):12522
1259.]
[21] W ang Guihua,Xu Jianp ing.D iagnostic analysis on the upper cir2
culati on in the South China Sea ar ound onset of summer mons oon
in1998[J].Journal of Tropical O ceanography,2001,20(1):
36243.[王桂华,许建平.1998年夏季季风爆发前后南海上层
环流的诊断分析[J].热带海洋学报,2001,20(1):36243.] [22] Xu J indian,L i L i,Guo Xiaogang,et al.Multi2eddy features of
the South China Sea circulati on ar ound onset of summer mons oon
in1998[J].Journal of Tropical O ceanography,2001,20(1):
44251.[许金电,李立,郭小钢,等.1998年夏季季风爆发前
后南海环流的多涡特征[J].热带海洋学报,2001,20(1):442
51.]
[23] Su J,Xu J,Cai S,et al.Gyres and eddies in the South China
Sea[A].I n:D ing Yihui,L i Chongyin,eds.I n:Onset and evo2
luti on of the South China Sea Mons oon and Its I nteracti on with the
Ocean[C].Beijing:China Meteor ol ogical Press,1999.2722
279.
[24] Cai Shuqun,Su Jilan,Gan Zijun,et al.Numerical study on the
dynam ic mechanis m of the South China Sea upper circulati on in
winter[J].Acta O ceanologica S inica,2001,23(5):14223.
[蔡树群,苏纪兰,甘子钧,等.冬季南海上层环流动力机制的
数值研究[J].海洋学报,2001,23(5):14223.]
[25] W u C R,Shaw P T,Chao S Y.Seas onal and interannual varia2
ti ons in the vel ocity field of the South China Sea[J].Journal of
O ceanography,1998,54(4):3612372.
[26] W u C R,Shaw P T,Chao S Y.A ssi m ilating alti m etric data int o
a South China Sea model[J].Journal of Geophysical Research,
1999,104(C12):29987230005.
[27] Shaw P T,Chao S Y,Fu L.Sea surface height variati ons in the
South China Sea fr om satellite alti m etry[J].O ceanologica Acta,
1999,22:1217.
[28] L iu Z,Yang H,L iu Q.Regi onal dyna m ics of seas onal variability
in the South China Sea[J].Journal of Physical O ceanography,
2001,31(1):2722284.
[29] Flierl G R.The app licati on of linear quasi2geostr ophic dynam ics
of Gulf Strea m R ings[J].Journal of Physical O ceanography,
1977,7(3):3652379.
[30] Metzger E J,Hurlburt H E.Coup led dyna m ics of the South Chi2
na Sea,the Sulu Sea,and the Pacific Ocean[J].Journal of Geo2
physical Research,1996,101(C5):12331212352.
[31] Cai Shuqun,Su Jilan,Gan Zijun.Res ponse of the South China
Sea upper circulati on t o the change of mons oon[J].Journal of
Tropical O ceanography,2001,20(1):52260.[蔡树群,苏纪兰,
甘子钧.南海上层环流对于季风转变的响应[J].热带海洋学
报,2001,20(1):52260.]
[32] Cai S,Su J,Gan Z,et al.The numerical study of the South Chi2
na Sea upper circulati on characteristics and its dyna m ic mecha2
nis m,in winter[J].Continental Shelf Research,2002,22(15):
224722264.
381
第2期 蔡树群等:南海中尺度波动现象研究进展
[33] Is o A,Na mba T.The circulati on in the upper and inter mediate
layers of the South China Sea[J].Journal of O ceanography,
2001,57(1):932104.
[34] Hu J,Kawa mura H,Hong H,et al.3～6months variati on of
sea surface height in the South China Sea and its adjacent ocean
[J].Journal of O ceanography,2001,57(1):69278.
[35] Yang H,L iu Q.Forced Rossby wave in the northern S outh China
Sea[J].D eep2Sea R esearchⅠ,2003,50:9172926.
[36] L i L i.Study of the mes o2scale phenomena in the S outh China Sea
[A].I n:Su J ilan ed.Pr os pect of the Basic Study on the Envi2
r onment and Res ource in the South China Sea[C].Beijing:O2
cean Press,2001.32237.[李立.南海中尺度现象探讨[A].
见:苏纪兰主编1南海环境与资源基础研究前瞻[C].北京:
海洋出版社,2001132237.]
[37] Yu X,Mcphaden M J.Seas onal variability in the Equat orial Pa2
cific[J].Journal of Physical O ceanography,1999,29:9252
947.
[38] Xie Q iang,W ang Dongxiao,W angW eiqiang,et https://www.wendangku.net/doc/299844226.html,paris on
a mong f our kinds of data of sea surface wind stress in the South
China Sea[J].Journal of Tropical O ceanography,2001,20(1):
912100.[谢强,王东晓,王卫强,等.南海几种海面风应力资
料的比较分析[J].热带海洋学报,2001,20(1):912100.]
PR OGRESS OF THE STU DY ON THE M ES O2SCALE
F LUCTUATI ON PHEN OM ENA I N THE S OUTH CHI NA SEA
CA I Shu2qun,DONG Dan2peng,
WANG Sheng2an,LONG Xiao2m in,HUANG Q i2zhou (L ED,S outh China Sea Institute of O ceanology,Chinese A cade m y of Sciences,Guangzhou510301,China)
Abstract:Kelvin wave and Rossby wave are the boundary waves that appear frequently in the ocean.The com2 p lex coastline,shar p t opography and non2unif or m ity in s patial2te mporal structure of te mperature and salinity fields in the South China Sea are favor t o the f or mati on of f orced Kelvin wave and t opographic Rossby wave.According t o the current studies,most of the mes o2scale eddies in the South China Sea are for med near the maj or islands in the east.These eddies,after being for med,move west w ard by theβeffect and then dissi pate in the western boundary; generally s peaking,the ass ociated fluctuati on p r opagates west w ard by Rossby wave.Thus,there exist s ome rela2 ti onshi p bet w een the multi2eddy structure of the South China Sea circulati on and mes o2scale fluctuati on.I n the northern South China Sea,the mes o2scale eddies are mainly induced by the intrusi on of Kur oshi o and wind stress curl,whilst in the s outhern South China Sea they are induced by the wind stress curl.It is put for ward that,by u2 sing a linear dyna m ic model t o study and analyze the characteristics and rule of the wind2driven mes o2scale fluctua2 ti on in the s outhern South China Sea,a corres ponding nu merical model is set up based on the above results t o re2 veal the dynam ic and ther modyna m ic mechanis m s of the circulati on in this sea area,s o that the inner relati onshi p bet w een the seas onal variati on of the current field and mes o2scale fluctuati on in the s outhern South China Sea could be underst ood.
Key words:Mes o2scale fluctuati on;Circulati on;Eddy;South China sea.
481 地球科学进展 第20卷
景观生态学格局过程尺度和等级
景观生态学—格局、过程、尺度与等级 邬建国高等教育出版社2000年12月 Landscape Ecology Pattern，Process，Scale and Hierarchy，Higher Education Press 景观生态学中的基本概念 起源与发展 起源于中欧和东欧，可追溯到20世纪30年代。德国区域地理学家Troll于1939年创造了“景观生态学”一词，并将其定义为研究某一景观中生物群落只见错综复杂的因果反馈关系的科学。Naveh和Lieberman（1984）继承并发展了欧州景观生态学的概念，提出“景观生态学是基于系统论、控制论和生态系统学之上的跨学科的生态地理科学，是整体人类生态系统科学的一个分支。”在北美，直到20世纪80年代初才开始逐渐兴起。如今，等级理论、分形理论、渗透理论、尺度观点以及一系列空间格局分析方法和动态模拟途径在景观生态系中的广泛应用，为该科学增添了新内容和新特点。 研究范畴 研究对象和内容 （1）景观结构：景观组成单元的类型、多样性及其空间关系。 （2）景观功能：景观结构与生态学过程的相互作用，或景观结构单元之间的相互作用。主要体现在能量、物质和生物有机体在景观镶嵌体中的运动过程。 （3）景观动态：景观在结构和功能方面随时间的变化。也就是景观结构单元的组成成分、多样性、形状和空间格局的变化，以及由此导致的能量、物质和生物在分布与运动方面的差异。 研究的重点： （1）空间异质性或格局的形成和动态及其与生态学过程的相互作用； （2）格局—过程—尺度之间的相互关系； （3）景观的等级结构和功能特征以及尺度演绎问题； （4）人类活动与景观结构、功能的相互关系； （5）景观异质性（或多样性）的维持和管理。 格局、过程、尺度 格局（Pattern）是指空间格局，广义地讲，它包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置。 过程强调事件或现象的发生、发展的动态特征。 尺度（Scale），广义地讲，是指在研究某一物体或现象是所采用的空间或时间单位，同时又可指某一现象或过程在空间和时间上所涉及到的范围和发生的频率。在景观生态学中，尺度往往以粒度（Grain）和幅度（Extent）来表达。空间粒度之景观中最小可辨识单元所代表的特征长度、面积或体积；时间粒度指某一现象或事件发生的（或取样的）频率． 或时间间隔。幅度指研究对象在空间或时间上的持续范围或长度。 空间异质性和缀块性 空间异质性（Spatial Heterogeneity）是指某种生态变量在空间分布上的不均匀性及其复杂程度。是空间缀块性（Patchness）和空间梯度（Gradient）的综合反映。缀块性强调缀块的种类组成特征及其空间分布与配置关系，比异质性在概念上更为具体化一些。而梯度则指沿某一方向景观特
景观格局的文献综述
景观生态学是20世纪70年代以后蓬勃发展起来的一门新兴的交叉学科。它以生态学理论框架为依托，吸收了现代地理学、生态学和系统科学之所长，研究景观的结构、功能和演化，研究景观和区域尺度的资源、环境经营与管理问题，具有综合整体性和宏观区域性等特色，并以中尺度的景观结构和生态过程关系研究见长。20世纪80年代以来，景观生态学逐渐成为世界上资源、环境、生态方面研究的一个热点[1]，景观要素的数量、种类、形状及分布特征具有重要的生态学意义[2]，对景观格局动态的把握，尤其是在大尺度景观监测的基础上对景观格局变化定量地预测、预报对景观的规划与管理、资源的有效利用及环境保护具有重要意义。 国外森林景观格局的研究 景观生态学一词是德国著名的地植物学家C.特罗尔（C.Troll）于1939年在利用航空照片研究东非土地利用问题时提出来的。随后，关于景观生态学的研究在欧洲和北美经过多年的迅速发展后，景观生态学已从局限于中、东欧的地区性应用学科发展成为生态学的热点问题并有广泛影响的综合性前沿学科。随着生态学各学科间的交互渗透，景观生态学在理论、方法和应用上都得到极大的丰富和多样化，其原理在森林景观研究中也得到广泛应用。森林景观生态学的研究对象是以森林生态系统为主体所构成的景观的结构、功能及其变化。在欧洲和北美，应用景观生态学原理和方法研究森林景观十分活跃[3]。涉及研究内容也不断的加深。主要体现在以下几方面：在区域总体景观结构分析与景观质量控制的研究方面，进行了森林景观特点，景观特征和景观变化的研究；在森林景观变化和森林破碎化过程、景观变化的生态后果及景观调控问题上，进行了破碎景观的分析评价，破碎森林斑块间种的扩散等研究；在对森林景观格局与功能相互关系的方面，进行了景观格局对景观特制循环和能量流动格局改变的研究；在人为干扰对森林景观结构与功能的影响方面，进行了火干扰，森林采伐活动和其它干扰对森林景观格局动态及其在生物多样性保护等研究；森林景观生态过程模拟模型和决策模型的研究以及河岸景观生态研究。美国森林景观的研究不仅提出和发展了一些逐渐得到证实和接受的一般性原则或原理，而且还不断充实了景观生态学的理论体系和方法论体系[4]。 在区域总体景观结构分析与景观质量控制研究方面，R.T.T.Forman及其同事对美国新泽西州濒海平原栋林景观组成与格局的分析，在森林景观生态研究中具有开创性的意义他们较为系统和全面地分析了这一地区森林景观的特点，并对景观管理与规划得出了一些有益的结论[5]。Odum E.P.和Turner M.G.对佐治亚洲景观变化作了研究，并构造了基于转移概率的随机模拟模型[6]。Robert P.采用人工试验地的方法，探讨斑块大小和间距对斑块动态的影响。DaviSJ.Mladenoff从森林生态系统可持续性的角度分析了北方阔叶混交林区森林景观变化的特点，阐述传统森林经营与“动态景观异质性”保护之间存在矛盾，应将基于群落生态学原理所采取的经营活动与景观整体结构与功能之间的协调关系作为森林资源生态系统管理的基本要求[7]。古斯塔夫逊应用接近度指标PX(proximity index)分析农业景观区域中增加一定面积的森林时对特种保护的意义，对研究地区景观斑块空间特征的变化和PX 之间的关系进行分析，阐述PX在农业景观区景观设计中的应用，河岸植被与水质和河流动态的影响、农业景观中的树篱和林网结构与功能、森林斑块间的廊道对景观功能的作用、景观结构与异质性对干扰在景观中的传播的影响等[8-11]。姆兰德诺夫从森林生态系统可持续的角度分析北方阔叶混交林区森林景观的变化特点，提出了作为森林生态系统可持续管理应着重解决林分经营活动如何在景观水平上进行综合，并做出正确决策的问题[12]。Noss在全面分析天然林与经营森林景观特征差异基础上，阐述了保证森林生态系统可持续性的森林景观条件，这些条件都是反映森林景观结构的指标。Katsue等对日本京都天然林景观规划
基于森林资源二类调查的仁义镇森林景观格局及破碎化分析
基于森林资源二类调查的仁义镇森林景观格局及破碎化分析 通过景观的观点来审视城镇化的发展，是解决城市化过程中环境问题的新方法、新思路.采用2009年广西壮族自治区贺州市八步区仁义镇森林资源二类调查数据为基础数据，以GIS和Fragstats为技术支撑，从景观的组成结构、斑块特征等方面对研究区域景观的空间分布和结构特征进行了分析.结果表明,景观要素斑块中以小斑块所占比例最大，植被景观以乔木林和灌丛景观为主要类型.由于相对强烈的人类活动影响，区域内林业用地的景观破碎化程度较高. Key words: GIS; Forest landscape pattern; Landscape fragmentation; Babu District 随着城镇化速度的明显加快，诸多环境问题日益凸显.建设城市森林是治理环境污染和改善人居环境的有效途径，通过景观现状分析，采用多样性、均匀度、分维度等景观指数分析方法，可以对城市森林建设进行前期格局分析，这为今后城市森林的规划建设奠定了理论基础.在遥感影像分辨率不高的前提下，如果仅依靠遥感影像目视判读很难做到对地物的精准划分.而采用森林资源二类调查的成果数据作为数据源则具备很高的精度，它是以小班为调查单元进行全区调查，是一种更具体更详细的调查.依据2009年广西壮族自治区贺州市八步区森林资源二类调查数据,重新合并、提取所需的属性数据及矢量数据，为景观格局分析提供数据基础. 景观格局分析是景观生态学研究的基本内容，是进一步研究景观功能与动态的基础.景观格局既是景观异质性的具体体现，同时又是人类活动的结果与各种生态过程在不同尺度上作用的最终结果［1］.景观破碎化主要表现为斑块数量增加而面积缩小，斑块形状趋于不规则，内部生境面积缩小，廊道被截断以及斑块彼此隔离.景观破碎化会对生存于其中的物种带来一系列的影响.为了揭示该区景观格局特征和破碎化程度，为今后城市林业建设奠定基础，以广西壮族自治区贺州市八步区仁义镇为例，利用GIS建立量化的、空间化的环境数据库，分析了森林景观各斑块的类型及其相互关系，并将这些数据落实到具体的山头地块，在空间上形象地显示出来，最后对景观要素的斑块特征和格局进行分析研究，理清其森林结构布局，并分别从斑块数、斑块面积、斑块周长、分形维数和多样性等角度对各景观组分的数量特征进行分析，以阐明各景观组分间的特征差异，评价景观破碎化程度，进而揭示各组分在整个景观中的地位和作用的差异. 1 研究地区概况 八步区仁义镇位于广西东部，地理位置为东经111°08′~111°45′，北纬23°52′~24°9′，地处亚热带，气候温和，光照充足，雨量充沛，无霜期长.年均气温19．9℃，日照 1 587．3 h，降雨量 1 550．3 mm，无霜期299 d.属南岭山 地丘陵区.全区森林面积为14 330.5 hm2，森林覆盖率为72．3％，活立木蓄积
SJTU多尺度材料模拟与计算
Dislocation and Stacking Fault Name:Wu lingling(user023) Student number:016050910054 1 Calculations of Lattice constant and volume modulus Using molecular dynamics,we can simulate crystals in edge dislocation,screw dislocations and stacking fault, also we can calculate the dislocation strain energy and dislocations. Comparing the method of molecular dynamics calculation values and theoretical, we can analysis its error.Through this experiment, deepen para fault, fault, and the understanding of molecular dynamics simulation. For edge dislocation, strain for per unit length: 20ln 4(1)e e Gb R E r πn =? For a screw dislocation, strain for per unit length: 20ln 4s e Gb R E r π = Molecular dynamics is dislocation of strain energy method: ()/MD dislocated ref E E E L =? In actual crystal structure, the closed normal stacking sequence may be damaged and staggered, which named the stacking fault.Cambium mistake almost do not produce lattice distortion, but it undermines the integrity of the crystal and the normal cyclical, anomalous diffraction effect in the electronic, allowing the energy of the crystal increased, this part of the increased energy is called the stacking fault energy. The mathod using Molecular dynamics to calculation approach stacking fault: SFE = tot ref E E S γ? 2 Results and Analysis 2.1 helical dislocation -91512.1172811518-(-91519.9264975819)7.80921643s E ev =
基于GIS的桃源县森林景观格局特征分析
第31卷第7期中南林业科技大学学报 Vo l.31N o.72011年7月Journal of Central South University of Forestry &Technology Jul.2011 收稿日期:2011 02 10 基金项目:国家自然科学基金项目(30972362,31070568) 作者简介:蒋群星(1986 ),女,江西萍乡人,硕士研究生,研究方向:林业系统工程 通讯作者:李际平(1957 ),男,湖南醴陵人,教授,博士,博导,主要从事林业系统工程研究;E -mail:lijipin g@vip 163 com 基于GIS 的桃源县森林景观格局特征分析 蒋群星,李际平,袁晓红,赵春燕 (中南林业科技大学林学院,湖南长沙 410004) 摘 要:以空间分析软件A r cG IS 和F rag stats 为技术手段,以常德市桃源县森林资源二类调查数据为基础数据,从斑块类型和斑块两个水平分别选取景观斑块面积、面积比、斑块数、斑块密度、形状指数、分维度、斑块边缘度、斑块对等11个景观指数分析桃源县的森林资源景观格局特征。研究结果表明:阔叶类景观、杉木类景观、经济林景观是桃源县主要的森林景观类型,是桃源县森林资源的重要组成成分,其景观面积分别占20.06%、10.14%和9.86%;从资源丰富度角度看,龙潭镇斑块对多样性丰富、数量多,适合作为多种边缘效应的研究区,西安镇或牯牛山镇适合作为研究杉木与中生阔叶斑块对边缘效应的研究区,泥窝潭乡适合作为杉木与杨树组斑块对的边缘效应研究区。桃源县各斑块对分布情况为各斑块对的边缘效应研究区选定提供了重要依据。关键词:景观生态学;Ar cGIS;景观格局;斑块对;桃源县中图分类号:T P 79 文献标志码:A 文章编号:1673 923X(2011)07 0097 05 Analysis of forest landscape pattern of Taoyuan county based on GIS JIA N G Q un -x ing ,L I J-i ping,YU A N Xiao -hong,ZHA O Chun -yan (Scho ol of Fo restr y,Central South U niversit y of F or est ry &T echno lo gy ,Chang sha 410004,Hunan,China) Abstract:Based o n the data o f F or est R eso ur ce Inventor y o f T aoyuan co unty ,11landscape indexes as to tal ar ea,per -centage o f landscape,number of patches,pat ch density,landscape shape index ,per imeter -area f ractal dimensio n,edg e density,pat ch pair and so on wer e used to analysis the fo rest landscape pat tern char act eristic o f T aoy uan count y,Changde city in the patch pater n level as w ell as in patch lev el w ith A rcGIS and F rag stats.T he findings indicate that the bro ad -leav ed for est landsca pe (20.06%),the Chinese fir fo rest landscape (10.14%)and the economic for est land -scape (9.86%)w ere the main components of t he fo rest landscape t ype in T aoyuan co unty.F rom the resour ces abun -dance,Lo ng tan T ow n was rich in patch pair diver sity and quantity and was suitable for mo re edg e -effect r esear ch;X i an to wn and G uniushan to wn wer e suit able for studying the edge -effect of the Chinese fir fo rest and the mesic br oad -leafed forest;N iw otan tow n matches the edg e -effect of Chinese f ir for est and the poplar fo rest v ery w ell.T he distribu -tion of patch pair s in T aoy uan county play s an impo rtant ro le in choosing the edg e -effect r esear ching areas.Key words:eco log y landscape;A rcGIS;landscape patter ns;patch pair;T ao yuan county 森林景观生态学是以研究森林生态系统为主体所构成的景观结构、功能及其变化规律的新兴交叉学科[1-3]。我们常常通过分析景观格局来分析研究区森林资源分布情况。空间格局,广义的讲,它包括 景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置[4] ,是景观生态学中的一个重要概念,具有明显特征的地理实体[5]。尺度是指观察研究对象(物体或过程)的空间分辨度或时间单位[6] ,它标志着对所研究对
城市生态风景林研究现状与发展趋势
城市生态风景林研究现状与发展趋势 文/胡传伟，孙冰，陈勇，庄梅梅 随着城市化的加剧，人们对周边的环境越来越重视。人们关注的焦点不仅有舒适的房屋，更重要的是要有安全、自然的人居环境。20世纪60年代加拿大学者率先提出城市林业的理论构想，历经土地利用区划、绿道工程和风景游憩林保护等阶段，至今已成为融合风景园林与传统林业的新兴学科，为都市地区构建以森林为主体的城市生态安全体系提供了新理念和新方法。传统的风景园林倡导师法自然的植物造景，于细微处写意寄情；而城市生态风景林是城市生态安全体系的重要组成，是改善人居环境品质的生物要素，是具备自我维护与更新功能的地带性植物群落，它在调节气候、保护环境、涵养水源、保持水土、防风固沙、观赏游憩、美化城市方面发挥着重要作用。 2城市生态风景林研究现状 国外没有将城市生态风景林单独作为一个林种，但是基于景观和美学考虑的森林经营理论研究与实践在发达国家已有50多年的历史。在资源调查、森林景观质量美景评价、林分改造、森林景观可视化与模拟、城市森林生态效益、城市森林影响与价值、城市森林景观规划设计、近郊森林植被恢复等方面取得系列成果，建立可持续的城市和社区森林，逐步改善城市生态系统的健康和功能，是美国长期以来的研究重点。英国和加拿大在用材林采伐区设计上考虑美学因素，使得采伐区对景观的视觉冲击最小化、视觉影响评价研究报道较多，如1981年加拿大哥伦比亚省林务局出版森林景观手册，主要内容就是从美学的角度经营森林；1991 年英国林业委员会的景观顾问出版专著《森林景观设计》，从景观尺度上系统论述了人工用材林的美化方法；德国强调近自然林的人工促进恢复技术与游憩化技术研究Ⅲ；日本从20世纪70年代起在城市周围建立旨在保护环境与森林游憩的生态风景林，注重森林环境质量与人的感知、森林的抚育措施研究。国外相关理论的研究与实践为中国生态风景林的发展与研究提供了很好的借鉴。中国在城市生态风景林概念提出以前已经无意识地进行了多年的理论与实践的积累，在生态风景林的树种选择、规划设计、景观美学评价、美景诱导、效益监测等方面积累了丰富经验。 2．1树种选择 城市生态风景林建设的首要任务就是树种的筛选，国内学者对其进行了大量研究。陈涛等1999年推荐了100多种深圳乡土树种作为城市生态风景林建设的可选树种，同时又对城市生态风景林的示范林四季景观效果进行了分析。冯文水2005年总结了乡土树种在美景诱导中的意义，并推荐12种优良树种m1。杨亚玲等2007年对泰山主要观赏树种资源进行了分类与统计分析，按照树木的观赏特性将其分成了观叶、观花、观果、观形4大类，初步选择了适合当地生长的具有较高美学价值的风景林树种。叶志勇2008年在厦门市本岛马尾松风景林内，选择“种阔叶树在林下套种，调查分析不同树种的适应性、生长特点和抗逆性。研究发现，木荷等15种树种适应性较强，尾巨棱等7种树种的生长性状良好，结合不同树种的景观效果、美学特性等方面进行综合评价，选出适宜风景林美景诱导的11种骨干树种。冯学华等在调查乡土植被的基础上，兼顾生态和景观功能。筛选出适合不同海拔高度的水源涵养林、水土保持林、道路绿化林的乡土树种，并提出植物景观加强模式、立体营造模式、林相改造模式、果园套种模式和垂直绿化模式5种生态风景林的营造模式。张晓萍2006年探讨了生态风景林四季供景和专项生态风景林的树种选择，并提出可持续经营的关键技术。李征宇等2006年提出海南岛海岸生态风景林的归化建设构想，并根据地域文化特点推荐了多种适宜的乡土树种。 2．2规划设计 在中国城乡一体化进程加快的背景下，城市森林、城市生态风景林的规划设计由理论探讨、方案编制到项目实施，一系列成果不断出现，近几年林业科研部门、高等院校、城市规划设计院先后在安徽怀宁、上海、北京、广州、临安、南宁、成都、阿克苏、无锡等城市开展了城市森林规划编制工作。城市生态风景林的规划设计是一项系统工程，目前的工作方法是首先对其进行分类研究，在景观尺度上了解其分布格局与景观动态，最后，针对不同的生态风
含能材料力学性能的多尺度模拟系统开发
含能材料力学性能的多尺度模拟系统开发数值模拟是含能材料力学性能研究的重要手段。常用的模拟软件中,分子动力学模拟能够模拟含能材料分子水平相关性质,但由于计算资源的限制,只限于研究尺度小于纳米的微观体系;物质点法能在接近含能材料颗粒的细观尺度上模拟其性质,但该方法还处于起步阶段,应用并不成熟;而有限元方法可以接近工程的宏观尺度上对含能材料的性质进行研究,但有着不能考虑含能材料微观结构的缺点,直接应用效果不佳。近年来,多尺度模拟方法受到广泛关注,这种方法能将各尺度下的性质联系起来,但尚未有成熟的软件,急需开发使用方便的多尺度模拟软件。针对上述问题,设计并实现了基于分步式模拟的含能材料力学性能的多尺度模拟系统,逐级递推地计算含能材料的力学行为。 在系统的微观尺度计算模块,用分子动力学方法求解含能材料的各种性质,包括组分的状态方程和粘弹性的本构关系,这些性质作为参数输入到细观尺度的模拟计算;在系统的细观尺度计算模块,采用物质点法求解含能材料的力学性质,获得其状态方程式和力学性质的本构关系;在系统的宏观尺度计算模块,基于细观尺度的计算结果应用有限元方法计算宏观含能材料力学性能变化。本系统可为研究含能材料压制过程的力学行为提供一种有效的工具。由于微观尺度和宏观尺度的模拟有比较成熟的软件可用,论文重点研究了细观尺度计算模块。利用了模型近似方法,建立了含能材料细观模型;运用Java3D虚拟场景数据动态存储技术,实现了虚拟场景数据的动态存取,解决了模型建立过程中一个场景一旦建立就不能重复使用,只能在下一次建模时按照流程重复原先的创建步骤的问题;采用基于Vis It的模拟数据并行可视化技术,解决了单机环境下由于计算机资源限制,无法对结果进行高性能可视化显示的问题。 测试结果表明,系统能在1s之内做出响应,并不间断运行5×24小时,其响应能力和稳定性等方面均达到设计目标。该系统能够为含能材料压制工艺提供了理论依据,对优化和改进含能材料质量提供一种有效工具。
基于GIS与Fragstats的海南岛森林景观格局研究_周亚东_周兆德
77第35卷中南林业科技大学学报 各测量指标小区间均差异显著。 另外，同一处理不同降雨下氮的流失量较为稳 定，而磷、钾的流失则随月份增加有加重的趋势， 这很有可能跟果树后期施用含磷、钾的肥料多有关。 3.4 重金属流失 3次降雨条件下不同处理小区径流水样重金属 流失见表5。 从表5看出，3次降雨观测的7种重金属流失 小区间均差异显著，处理1＜处理2＜处理3，说 明生草，无论是人工植草或自然生杂草，对重金 属均能起到显著削减作用。以处理1和处理2的3 次降雨平均数比较，前者比后者Ni减少32.8%， Cu减少59.4%，Cr减少33%，Zn减少82.9%，Pb 减少64.1%，Cd减少3.8%，Hg减少31.1%。 表 5 不同处理小区径流水样重金属流失 Table 5 Losses of heavy metal in runoff water samples in three field treatment plots 降雨小区处理Ni /(μg·mL-1)Cu /(μg·mL-1)Cr /(μg·mL-1)Zn /(μg·mL-1)Pb /(μg·mL-1)Cd /(μg·mL-1)Hg /(ng·mL-1) I 10.000 1 c0.001 8 c0.002 1 b0.000 9 c0.003 8 b0.001 0 b0.120 c 20.000 6 b0.004 0 b0.003 7 a0.014 7 b0.003 4 c/0.254 a 30.002 1 a0.005 4 a0.003 6 a0.022 1 a0.005 3 a0.001 5 a0.154 b II 10.001 4 b0.004 7 c0.001 9 c 0.005 3 c0.002 3 c0.001 5 a0.046 b 20.001 4 b0.014 2 a0.003 7 a0.018 0 a0.007 9 b/0.100 a 30.002 6 a0.011 2 b0.003 3 b0.014 7 b0.013 9 a0.001 2 b0.042 b III 10.001 7 c0.017 4 b0.003 4 b0.022 9 b0.016 5 b0.001 2 b0.190 b 20.004 4 a 0.027 3 a0.003 9 a0.056 1 a0.098 5 a0.001 6 a0.272 a 30.002 8 b0.007 3 c0.0029 c0.004 0 c0.006 7 c/ 0.100 c 3次降雨平均10.001 4 0.004 6 0.002 3 0.003 40.004 3 0.001 3 0.088 7 20.002 1 0.011 3 0.003 4 0.019 90.011 9 0.001 3 0.128 7 30.002 1 0.015 2 0.003 8 0.029 60.036 6 0.001 6 0.208 7 表 4 不同处理小区径流水样中氮、磷、钾的流失?Table 4 Losses of nitrogen, phosphorus and potassium in runoff water samples in three field treatment plots 降雨处理pH值 全氮 /(μg·mL-1) 全磷 /(μg·mL-1) 全钾 /(μg·mL-1) I 1 6.89 c/ 0.0001 c 2.96 c 27.18 b/ 0.076 b15.04 b 37.23 a/0.29 a20.28 a II 1 6.60 c 1.58 c0.02 c 4.66 c 2 6.91 b 3.80 a0.70 b31.6 3 b 37.25 a 3.36 b0.9 4 a62.96 a III 17.05 c 1.56 c0.13 c23.89 c 27.07 b 4.11 a0.43 b46.29 b 37.31 a 3.00 b 2.28 a178.70 a 3次降雨平均1 6.85 1.570.05 10.50 27.05 3.96 0.40 30.99 37.26 3.18 1.1787.31 ?“/”表示结果小于检出限。同列字母相同表示差异显著，不同则表示差异著。下同。 4 结论 （1) 成熟果园的水土流失往往被忽视。本试验说明，即使是修建了梯田的成熟果园，如果缺乏其它水土保持措施，在降雨强度大时，水土流失仍然十分严重，同时伴随氮磷钾的流失。 （2)果园水土流失中存在重金属污染现象。现有研究表明，重金属主要来自于污水灌溉、化肥农药的大量使用、城市垃圾等。因此，果园需要更加环保、清洁的田间管理。 （3)植被过滤带拦截径流和泥沙等方面发挥重要作用[9]。因此，作为一种过滤带，无论是人工植草还是自然生杂草，对防治水土流失及重金属污染方面均有很好的效果。在成熟脐橙果园，如何有效地控制自然生杂草、发挥其水土保持作用应当在今后的研究中加以重视。参考文献： [1] 吴电明,夏立忠扣,俞元春,等.坡耕地氮磷流失及其控制技 术研究进展[J].土壤,2009,41(6):857-861. [2] 方少文,杨洁.江西省红壤土壤侵蚀与防治技术研究[M]. 郑州:黄河水利出版社,2010:21-28. [3] 莫明浩,方少文,涂安国,等.水土流失面源污染及其防控研 究综述[J].中国水土保持,2012,(6):32-33. [4] 李秋芳,宋维峰.农业面源污染及其防治对策研究进展[J]. 亚热带水土保持,2012,24(2):23-26. [5] 李德荣,董闻达,王锋尖,等.红壤坡地果园不同水土保持措 施对磷素流失的影响[J].水土保持学报,2004,18(4):81-84. [6] 牟信刚,陈为峰,史衍玺,等.不同措施在防治山地果园水 土流失及面源污染中的应用研究[J].环境污染与防治,2007, 29(12): 916-919. （下转第89页） 网络出版时间：2015-04-27 15:56 网络出版地址：https://www.wendangku.net/doc/299844226.html,/kcms/detail/43.1470.S.20150427.1556.028.html
景观格局指数的粒度效应_以沈阳城市森林为例
西北林学院学报2009,24(2):166~170 Journal o f No rthw est F or est ry U niversit y 景观格局指数的粒度效应 以沈阳城市森林为例 李小马,刘常富* (沈阳农业大学林学院,辽宁沈阳110161) 摘 要:基于沈阳市2006年QuickBird卫星影像,以城市森林为对象,从景观和斑块类型水平研究了25个常用景观格局指数在细粒度范围(粒度边长<30m)的粒度效应。结果显示:(1)25个指数随粒度增加的响应可分为3类:单调上升或下降、u型或n型变化和无规律变化。(2)5种城市森林类型对景观格局指数的粒度效应表现出2种趋势:以小斑块为主的附属林和道路林随粒度增加斑块数量急剧减少,相应指数变化幅度较大;以大斑块为主的风景游憩林、生产经营林和生态公益林,景观格局指数对斑块数量变化不敏感,但随粒度增加斑块面积增加,引起面积加权平均斑块面积和有效格网大小等指数较大变化。(3)通过景观格局指数尺度检测图的拐点,沈阳城市森林景观格局分析的适宜粒度为5m。 关键词:景观格局指数;粒度效应;城市森林 中图分类号:S731.2 文献标识码:A 文章编号:1001 7461(2009)02 0166 05 Grain Size Effect on Landscape Patt ern Indices A Case Study of Shenyang Urban Fo rest LI Xiao ma,LIU Chang fu* (F or estry Colle ge,Sh enyang Ag ricu ltural Univ er sity,S heny ang,L iaoning110161,China) Abstract:Gr ain size effect on landscape pattern indices of Shenyang urban fo rest w as investigated at the fine gr ain scale(one side of a pix el w as less than30m)through25comm only used landscape indices based on the QuickBird satellite image taken in2006.T he results show ed that(1)the25landscape pattern indi ces can be divided into thr ee types acco rding to their responses to grain size changing.Indices o f the fir st ty pe incr eased or decr eased mo no to nically,and the second type sho w ed u or n sty le,w hile the third gro up displayed uncertain responses;(2)Responses o f landscape pattern indices to gr ain size changing of the five urban forest ty pes fell into tw o trends.Patch num ber o f subor dinated forest and r oad forest decreased fast w ith g rain size changing,w hich caused the corr espo nding landscape pattern indices to change g reatly,be cause the tw o urban for est ty pes w ere mainly com posed of small patches.On the contrary landscape and recreation for est,production and manag em ent fo rest,and eco logical and public w elfare fo rest,character ized by big patches,w ere no t sensitive to patch number but sensitive to patch ar ea,w hich m ade landscape pattern indices such as area w eig hted m ean patch size and effective mesh size to chang e g reatly;(3)5m w as the optim al grain size for Shenyang urban forest landscape patter n r esearch based on landscape pattern indices scalog ram. Key words:landscape patter n indices;grain size effect;urban for est 景观格局指数是指能够高度浓缩景观格局信息,反映景观结构组成和空间配置特征的定量指标, 收稿日期:2008 05 36 修回日期:2008 07 27 基金项目:国家自然科学基金(30600482)。 作者简介:李小马,男,硕士,从事城市森林生态研究。 *通讯作者:刘常富,男,博士,副教授,硕士生导师,从事城市森林生态和园林生态研究。
《界面传递现象的多尺度模拟》课程简介_0819
热能系海外学者短期课程 《界面传递现象的多尺度模拟》 课程名称：界面传递现象的多尺度模拟 (Multiscale Modeling of Interfacial Transport Phenomena) 学时：16学时，1学分 时间：2015年9月6日至9月11日（夏季学期第四周） 9月6日（周日）：18:30-20:55 讲课 9月7日（周一）：18:30-20:55 讲课 9月8日（周二）：18:30-20:55 讲课 9月9日（周三）：9:00-11:35 讲课 9月10日（周四）：9:00-11:35 讲课 9月 11日（周五）： 9:00-10:30 讨论 地点：6A101 授课教师：孙颖副教授 (美国Drexel大学机械工程与力学系) 考核方式：考查 授课对象：研究生、高年级本科生 授课语言：英语 课程简介：介绍界面传递现象中多尺度模拟方法的基本原理、发展方向、优点和局限性以及应用实例。致力于扩宽学生多尺度模拟的视野和培养学生解决移动界面复杂问题的能力。内容涉及用分子动力学、格子玻尔兹曼方法、相场和水平集方法来共同解决移动界面问题和界面微观传递现象，应用范围涉及传热、传质、多相流、气液和固液相变、纳米材料、电化学、新能源等方面。课程主要面向热能系、航院、建筑学院、汽车系、核研院、工物系等的研究生、高年级本科生。 教师简介：Dr. Ying Sun is an Associate Professor in Mechanical Engineering & Mechanics at Drexel University. She obtained her B.Eng. degree from Thermal Engineering at Tsinghua University, and M.S. and Ph.D. degrees both from University of Iowa. Dr. Sun was a recipient of the NSF CAREER Award, a visiting professor at French CNRS, a visiting scholar at RWTH-Aachen, and an Air Force Summer Faculty Fellow. Her research interests include multiphase flows and heat/mass transport, multiscale modeling of transport phenomena in energy systems, wetting and interfacial phenomena, and scalable nanomanufacturing. Dr. Sun has authored and co-authored over 50 peer-reviewed papers and delivered over 60 invited seminars and conference presentations. Her lab is funded by the US National Science Foundation, Department of Energy, Advanced Research Projects Agency-Energy, Air Force Office of Research, Electric Power Research Institute, Ben Franklin Technology Partners, Petroleum Research Fund, and industry.
国内外景观格局分析与景观格局演变研究进展
国内外景观格局分析与景观格局演变研究进展 摘要：自上世纪80 代景观生态学被引入中国以来，针对景观格局的研究发展迅猛，尤其是进入21 世纪后，相关的理论与应用研究文献数量直线上升，取得了可观的研究成果。本文从景观格局的含义内涵入手，对近20年来国内外对于景观格局指数空间分析和景观格局动态演变上的研究做了较为简要的综述，并对景观格局理论的研究进展及其在不同领域的应用进行了分析和论述，提出了研究的热点和发展趋势，为今后应用于实际的研究提供参考。关键字：景观生态学景观格局分析景观指数动态
Domestic and foreign landscape pattern analysis and landscape pattern evolution research progress Abstract:Since the 1980s and landscape ecology since being introduced to China, aiming at the rapid development of the landscape pattern research, especially in the 21st century, the related theoretical research and practical application document number upwards, gained considerable research achievements.This article from the landscape pattern, the meaning of connotation of both at home and abroad in recent 20 years for landscape pattern index spatial analysis and landscape pattern on the dynamic evolution research done in a more briefly summarized, and the theory of landscape patterns research progress and application in different fields is analyzed and discussed, puts forward research hot spot and the development trend in future application in practical research to provide the reference. Keywords：Landscape ecology, landscape pattern analysis, landscape index, dynamic