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基于县域尺度的黑龙江省乡村人地系统耦合测度及其时空演化分析

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水土保持研究 2025年第1期32卷 347-357页

作者：左文洁李玉恒杜国明 Monika Stanny 姜博东北农业大学公共管理与法学院中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院大学资源与环境学院波兰科学院农村与农业发展研究所

[目的]探究乡村人地系统耦合协调，为乡村可持续发展，协调乡村人地关系，推进实施乡村振兴战略提供决策参考。[方法]利用空间热点分析、耦合协调度模型等方法研究了黑龙江省2000—2020年乡村人地时空演化热点及耦合特征。[结果](1) 200... 详细信息

[目的]探究乡村人地系统耦合协调，为乡村可持续发展，协调乡村人地关系，推进实施乡村振兴战略提供决策参考。[方法]利用空间热点分析、耦合协调度模型等方法研究了黑龙江省2000—2020年乡村人地时空演化热点及耦合特征。[结果](1) 2000—2020年黑龙江省乡村人口呈持续下降的趋势，与此同时，耕地和以农村居民点用地为主的建设用地呈现出小幅度增加的趋势，以工业、交通用地为主的建设用地快速扩张。(2)研究期内，黑龙江省耕地变化的热点区呈现由西向东转变的趋势，建设用地变化的热点区呈现出逐渐向东、西部扩散的趋势，乡村人口变化的热点区呈现由南部向北部转变的趋势。(3)黑龙江省乡村人地耦合协调水平整体呈小幅度上升趋势，但大多区县仍处于严重失衡和濒临失调状态。“人口—耕地”协调度由0.34上升至0.38,“人口—建设用地”协调度由0.44上升至0.50。[结论]2000年以来，黑龙江省乡村人地关系不协调的趋势凸显，制约了乡村可持续发展。调控措施包括科学引导人才回流，因地制宜发挥高耦合协调地区的辐射和带动作用，提高中低耦合协调地区的产业多元化程度和政策支持力度等。

关键词：人地耦合乡村振兴可持续发展

一种偏差校正方法在青藏高原夏季CMIP6降水数据订正中的应用评估

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高原气象 2025年第1期44卷 16-31页

作者：刘雨萌赵林李照国王少影马媛媛孟宪红中国科学院西北生态环境资源研究院/冰冻圈科学与冻土工程重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

利用第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中的18个模式,基于欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料(ERA5)再分析数据对青藏高原夏季降水数据进行了偏差校正,并从平均降水和极端降水两方面评估了校正前后的CMIP6数据以及单个模式在1979-2... 详细信息

利用第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中的18个模式,基于欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料(ERA5)再分析数据对青藏高原夏季降水数据进行了偏差校正,并从平均降水和极端降水两方面评估了校正前后的CMIP6数据以及单个模式在1979-2014年的表现。研究结果表明,该校正方法高度依赖于用于偏差校正的ERA5再分析数据在研究区域的质量,尽管偏差校正后的青藏高原夏季平均降水的误差和误差率上有所改善,但在年际时间变化特征方面却不如偏差校正前的数据。大多数CMIP6模式能够较好地模拟1979-2014年青藏高原上由西北至东南逐渐递增的平均降水空间变化特征。偏差校正前的降水数据在高原上会出现显著的高估,误差率为60.4%,经过偏差校正后的数据相对观测数据误差降低,误差率为-13.9%,并且偏差校正后的数据与ERA5的平均误差仅为0.003 mm·d^(-1),与ERA5的空间相关性高达0.999。空间趋势方面,观测数据表明青藏高原大部分地区夏季降水在1979-2014年呈现轻微增加的趋势,只有东缘出现明显降低的趋势。偏差校正前后的数据都能够大致刻画出这一空间分布特征,然而,未经偏差校正的大多数单个CMIP6模式与ERA5的空间相关系数未超过0.5。与由独立观测降水数据的年际变化特征相比,偏差校正前的数据高估了高原上的降水量,而偏差校正后的数据相比观测结果则偏低。通过确定95%分位阈值选取了极端降水个例,其集合平均极端降水空间分布与年平均降水类似,也呈西北向东南递增的趋势。部分CMIP6模式较好地模拟了这一特征,如MRI-ESM2-0(The Meteorological Research Institute Earth System Model version 2.0)和ACCESSCM2(Australian Community Climate and Earth System Simulator Climate Model Version 2),与观测结果的空间相关系数分别为0.851和0.821。但偏差校正后的数据在空间相关性方面下降,由偏差校正前的0.861降为0.730,未能准确刻画高原极端降水阶梯式递增的特点。偏差校正后的极端降水数据误差分布与偏差校正前相似,偏低区域主要集中在高原南部腹地和东部。进一步的极端降水贡献率分析结果表明,观测结果与CMIP6降水数据均显示1979-2014年期间极端降水贡献率变化趋势不明显。单个CMIP6模式中,EC-Earth3-Veg(European Community Earth-Vegetation model version 3)和EC-Earth3(European Community Earth Model version 3)及CanESM5(The Canadian Earth System Model version 5)在多个统计评估指标上排名靠前,展示出较好的模拟能力;IPSL-CM6A-LR(Institut Pierre-Simon Laplace Climate Model 6A Low Resolution)在平均降水误差和极端降水的误差指标上表现出色。

关键词：青藏高原第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6) 偏差校正降水

基于机器学习的不同地幔端元来源玄武岩判别及其元素地球化学特征研究

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岩石学报 2025年第1期41卷 339-350页

作者：崔岩王彦飞孟凡超刘浩毅刘展飞山东科技大学地球科学与工程学院青岛266590 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院油气资源研究重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266580

地幔地球化学是固体地球科学研究的重要组成部分,认识和识别地幔不均一性对于探讨地幔内部物质循环、揭示地球演化规律具有重要意义。目前国际上公认的地幔端元划分方案主要依赖于幔源岩浆岩的同位素数据,但在实际应用中具有一定的局限... 详细信息

地幔地球化学是固体地球科学研究的重要组成部分,认识和识别地幔不均一性对于探讨地幔内部物质循环、揭示地球演化规律具有重要意义。目前国际上公认的地幔端元划分方案主要依赖于幔源岩浆岩的同位素数据,但在实际应用中具有一定的局限性。相较于同位素数据,主、微量元素数据的数量更大,实际应用前景更广阔。从数据分析的角度看,幔源岩浆岩的主微量元素有27个指标,远多于常用的Sr、Nd、Pb同位素指标,变量数目的增加可能会提高分类判断的精度,但是也会给分类带来两个问题:一是建模所需的样本数量大大增加;二是传统的二维、三维图版法不再适用。针对上述问题,本文从数据和方法两个层面入手:首先从全球共享地球化学数据库GEOROC和PetDb获取数据;然后采用机器学习方法建立判别模型,最终获得了基于元素特征的玄武岩地幔端元类型逻辑回归模型。该模型不仅具有很好的分类效果,而且有助于分析和总结来自不同地幔端元的玄武岩的元素地球化学特征。该研究对地幔不均一性的精细识别及与其相关的研究工作具有一定的促进作用。

关键词：玄武岩地幔端元划分主、微量元素地球化学数据库机器学习

青藏高原高寒草甸不同退化阶段植物氮利用速率变化

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草业学报 2025年第2期 16-26页

作者：霍佳娟宋明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中国科学院大学

氮（N）是植物生长繁殖的必需元素，以多种形式存在于生态系统中。高寒草甸位置特殊，气候严酷，土壤有效氮匮乏。过度放牧引起草甸发生退化演替，土壤速效养分流失严重，导致植物的氮素利用模式发生改变。以青海省黄南州泽库县高寒草... 详细信息

氮（N）是植物生长繁殖的必需元素，以多种形式存在于生态系统中。高寒草甸位置特殊，气候严酷，土壤有效氮匮乏。过度放牧引起草甸发生退化演替，土壤速效养分流失严重，导致植物的氮素利用模式发生改变。以青海省黄南州泽库县高寒草甸为研究对象，选取轻度、中度、重度退化、侵蚀、严重侵蚀以及黑土滩6个退化阶段，利用稳定性同位素15N示踪的方法量化小嵩草对铵态氮（NH4+-N）和硝态氮（NO3--N）吸收速率沿不同退化阶段的变化，以及草甸退化后期多度较高物种：小嵩草、橐吾、香薷对无机氮利用的差异。结果表明：沿退化序列，小嵩草对总无机氮的吸收速率呈波动下降趋势，其中对NH4+-N的吸收速率同总无机氮的吸收速率变化趋势一致，对NO3--N的吸收速率呈波动上升趋势。除侵蚀和黑土滩阶段外，小嵩草对NH4+-N的吸收速率均为地下器官显著高于地上器官；除重度退化和黑土滩阶段外，其他阶段小嵩草对NO3--N的吸收速率均为地下器官显著高于地上器官。退化后期，小嵩草在嵩草占优势斑块和杂草占优势斑块中对NO3--N吸收方式无显著差异，而其在杂草占优势的斑块中对NH4+-N的吸收速率显著高于嵩草占优势的斑块。杂草斑块中的优势植物橐吾和香薷对NH4+-N和NO3--N吸收方式差异显著，橐吾对NH4+-N的吸收速率显著高于NO3--N，而香薷对二者的吸收速率无显著差异。综上，在高寒草甸不同退化阶段，植物物种采用不同的无机氮获取策略适应土壤养分状况，维持自身生存。深入认识草地不同退化阶段植物对土壤无机氮素的吸收利用能够深入理解物种共存机制，进而指导退化草地的合理恢复。

关键词：高寒草甸退化序列无机氮的不同化学形态氮吸收速率 15N示踪技术

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卡罗琳板块在穆绍海沟的拓展型俯冲起始

中国科学:地球科学 2025年第1期 255-271页

作者：李春峰邓永康吴涛董冬冬张国良张佳政刘宇涛李亚清唐富贵章露露浙江大学海洋科学系崂山实验室海洋矿产资源实验室中国科学院海洋研究所中国科学院海洋地质与环境重点实验室中国科学院南海海洋研究所中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室中国科学院软件研究所综合信息系统科技重点实验室

穆绍海沟获得的新地震成像证实,海洋板块边界的水平压缩作用在年轻且较弱的海洋板块内部可诱发形成海沟,并且年轻板块诞生后不久就开始向古老板块之下俯冲.虽然板块边界两侧存在显著的年龄差异和先存薄弱带,但在水平挤压和垂直重力牵引... 详细信息

穆绍海沟获得的新地震成像证实,海洋板块边界的水平压缩作用在年轻且较弱的海洋板块内部可诱发形成海沟,并且年轻板块诞生后不久就开始向古老板块之下俯冲.虽然板块边界两侧存在显著的年龄差异和先存薄弱带,但在水平挤压和垂直重力牵引的共同作用下,中生代太平洋板块依然难以挠曲.在经过长时间的海沟迁移之后,或经历初始挤压过渡到海沟俯冲发育的漫长过程之后,穆绍海沟北端的卡罗琳海板块才逐渐开始挠曲.两条平行地震剖面中,显著不同的海沟变形和沉积增生现象表明了穆绍海沟的俯冲迁移或显著的沿海沟的纵向不连续性,这可以用卡罗琳板块的逆时针旋转来解释从俯冲到非俯冲的快速转变.在俯冲启动前,微小的增生楔可能就已经形成,这表明穆绍海沟已经经历了强烈的压缩和隆起.目前穆绍海沟的地震活动相对平静,并且其东侧的莱拉海槽显示出伸展松弛,表明目前卡罗琳板块的旋转已经停止.

关键词：穆绍海沟俯冲起始地震反射卡罗琳板块

SWARM-LLM:基于大语言模型的无人集群任务规划系统

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计算机科学 2025年第1期52卷 72-79页

作者：李婷婷王琪王嘉康徐勇军中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

针对无人集群系统自主智能性不足、异构无人集群协同效率低、任务分配不均衡等问题,文中面向无人集群自主规划、高效协作、智能决策的需求,首先提出了一种新的基于大语言模型的无人集群任务规划系统框架(SWARM-LLM)。该框架利用大语言... 详细信息

针对无人集群系统自主智能性不足、异构无人集群协同效率低、任务分配不均衡等问题,文中面向无人集群自主规划、高效协作、智能决策的需求,首先提出了一种新的基于大语言模型的无人集群任务规划系统框架(SWARM-LLM)。该框架利用大语言模型将高层次的任务指令转化为具体的智能无人集群任务规划方案,通过任务分解、任务分配、任务执行等多个阶段来实现无人集群协同任务。进一步地,设计了一套适用于无人集群规划的提示工程方法-规划链(Planning Chain, PC),用来指导和优化上述各阶段的实施。最终,在无人集群仿真环境(AirSim)中构建了不同类别和复杂度的任务,并进行了评估实验。与其他基于优化算法和机器学习的算法相比,实验结果证明了SWARM-LLM框架的有效性,并在任务成功率上展现出了显著的优势,平均性能提升了47.8%。

关键词：任务规划无人集群大语言模型协同策略智能决策

基于SBAS-InSAR技术的黄河上游库坝群段滑坡识别及监测分析

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灾害学 2025年第1期40卷 199-206页

作者：李泉林李秀珍龚俊豪赵晨澄中国科学院大学北京100049 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041

黄河上游库坝群段地质条件复杂,发育多处大型滑坡。该研究以黄河上游龙羊峡—盐锅峡段为研究区,基于地质条件调查、历史滑坡数据及遥感资料,选取2018—2021年80余景SENTTINEL-1A卫星数据,通过SBAS-InSAR监测雷达视线方向的地表形变速率... 详细信息

黄河上游库坝群段地质条件复杂,发育多处大型滑坡。该研究以黄河上游龙羊峡—盐锅峡段为研究区,基于地质条件调查、历史滑坡数据及遥感资料,选取2018—2021年80余景SENTTINEL-1A卫星数据,通过SBAS-InSAR监测雷达视线方向的地表形变速率,并将其转为沿斜坡方向形变速率。据此识别出57处缓慢变形的大型滑坡,并通过对变形速率的核密度分析,确定了形变集中区域。ROC曲线显示,这些区域与历史滑坡分布高度一致。在此基础上,以龙羊峡库区白刺滩典型滑坡为例,选取典型剖面及形变点,分析了时序形变与降雨量和水库水位变化相关关系。结果表明,白刺滩滑坡受到降雨和库水位变化影响显著,尤其是滑坡前缘形变序列与降雨量及库水位变化具有较强相关性。

关键词：滑坡识别及监测 SBAS-InSAR技术时序分析核密度分析黄河上游库坝群段

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服务器无感知计算系统性能优化技术研究综述

软件学报 2025年第1期36卷 47-78页

作者：杨光刘杰曲慕子王帅叶丹钟华中国科学院大学中国科学院软件研究所软件工程技术研究开发中心计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所)

服务器无感知计算是新兴的云计算模式,它基于“函数即服务(FaaS)”的范式,以函数为部署和调度的基本单位,为用户提供大规模并行和自动伸缩的函数执行服务,且无需用户管理底层资源.对于用户,服务器无感知计算能够帮助他们摆脱集群底层基... 详细信息

服务器无感知计算是新兴的云计算模式,它基于“函数即服务(FaaS)”的范式,以函数为部署和调度的基本单位,为用户提供大规模并行和自动伸缩的函数执行服务,且无需用户管理底层资源.对于用户,服务器无感知计算能够帮助他们摆脱集群底层基础设施管理的负担,专注于业务层的开发和创新;对于服务提供商,服务器无感知计算将应用分解为细粒度的函数,极大地提高了调度效率和资源利用率.显著的优势让服务器无感知计算迅速吸引了业界的注意,然而,服务器无感知计算与传统云计算迥然不同的计算模式以及对任务各方面的严格限制给应用的迁移带来了诸多障碍,各种越来越复杂的任务也对服务器无感知计算的性能提出了越来越高的要求,服务器无感知计算的性能优化成为一个重要的研究课题.从4个方面对服务器无感知计算系统性能优化技术的相关研究工作进行梳理和综述,并介绍现有的系统实现.(1)介绍面向典型任务的优化技术,包括任务适配和针对特定任务的系统优化;(2)综述沙箱环境的优化工作,包括沙箱方案和冷启动优化技术,它们是决定函数运行速度的核心;(3)概括I/O和通信技术的优化,它们是服务器无感知计算应用程序的主要性能瓶颈;(4)简述相关的资源调度技术,包括面向平台和面向用户的调度策略,它们决定着系统的资源利用率和任务的执行效率.最后,总结当前服务器无感知计算性能优化技术所面临的问题和挑战,并展望未来可能的发展方向.

关键词：服务器无感知计算函数即服务云函数云计算性能优化

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过去千年中国森林和草地面积及空间格局重建

中国科学:地球科学 2025年第1期 95-110页

作者：何凡能杨帆王亚非中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室河南大学黄河文明与可持续发展研究中心中国科学院大学

历史时期森林和草地覆被变化既是量化研究生态环境变化过程的关键性指标,也是长时间尺度气候变化模拟和陆地生态系统碳排放评估等研究的重要基础数据.但因受历史资料制约,其定量重建和空间网格化重建依然面临诸多挑战,方法有待深入探究... 详细信息

历史时期森林和草地覆被变化既是量化研究生态环境变化过程的关键性指标,也是长时间尺度气候变化模拟和陆地生态系统碳排放评估等研究的重要基础数据.但因受历史资料制约,其定量重建和空间网格化重建依然面临诸多挑战,方法有待深入探究.本文以中国现今陆域为研究区域,以过去千年为研究时段,在客观把握森林和草地覆被变迁特点和驱动因素的基础上,应用森林转型理论与空间替代时间等方法,刻画了历史毁林过程的倒“S”型曲线,构建了基于森林面积-人口数量变化函数关系的历史森林面积回溯重建模型和基于森林砍伐倾向性的森林网格化分配模型;在此基础上,分区构建了历史草地覆被变化定量重建的耕地扣减法与生境限制法;从而建立了过去千年省区尺度森林与草地面积变化序列,研制了分辨率为10km的过去千年森林和草地覆被网格数据产品.结果表明:（1）以人口数据为代用资料所构建的系列方法,可较为客观地再现过去千年中国森林与草地覆被的时空演变过程,方法可行有效,为定量重建历史林草地探索了一条新的途径.（2）数据显示,过去千年中国森林面积总体以减少为主,呈“先抑后扬”的变化特点,大体经历了缓慢减少（1000～1650年）、快速减少（1650～1960年）和逐步恢复（1960～2000年）这三个阶段;面积从1000年的298×10～6hm2缩减至1960年的89×106hm2,随后恢复至2000年的153×106hm2;空间上,千年间毁林过程呈现出以黄河中下游地区为中心,不断向长江中下游、南部沿海、西南和东北等地区扩展的特点,各区域森林覆盖率分别下降了27%、40%、58%、55%和35%.（3）过去千年中国草地面积呈持续减少态势,经历了平稳波动（1000～1600年）、缓慢减少（1600～1900年）和快速减少（1900～2000年）三个阶段;面积从1000年的305×10～6hm2下降至2000年的277×10～6hm2;其中,千年间东北、内蒙古、甘宁、青海、新疆和西藏等地的地带性原生草地面积减少了28×10～6hm2,而东部和南方非地带性次生草地面积增加了0.3×10～6hm2,主要分布在丘陵山区.

关键词：土地利用与覆被变化森林草地面积重建网格化重建中国历史时期