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汞示踪古新世—始新世极热事件火山沉积记录研究进展

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沉积学报 2025年

作者：杨晨林雯洁金思敏李明松沈俊中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室中国地质大学(武汉)环境学院北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室

【意义】自工业革命以来，人类在使用化石燃料的过程中不断向大气排放CO2等温室气体，引起了剧烈的气候环境扰动和严重的生物危机。古新世—始新世极热事件（Paleocene-Eocene Thermal Maximum， PETM，～56 Ma）转折期发生了巨量的碳... 详细信息

【意义】自工业革命以来，人类在使用化石燃料的过程中不断向大气排放CO2等温室气体，引起了剧烈的气候环境扰动和严重的生物危机。古新世—始新世极热事件（Paleocene-Eocene Thermal Maximum， PETM，～56 Ma）转折期发生了巨量的碳排放事件，碳排放速率与当前的排放进程最为接近，探索PETM时期的碳排放对地球宜居性影响的过程和机制，可以为预估地球未来气候变化趋势提供地质案例，具有重要的科学意义。【进展】近年来，对于PETM碳排放的触发机制问题仍存在争议，已有研究证实北大西洋火成岩省（North Atlantic Large Igneous Province， NAIP）的岩浆活动与PETM之间存在时间耦合性，表明NAIP可能触发了这一地球宜居性扰动事件，但是目前该转折期火山活动和气候环境波动的因果关系还不明晰，其最大的难点在于如何在沉积岩中示踪火山活动记录。【结论与展望】近年来，沉积物中的汞元素浓度及其同位素已被广泛用于示踪地质历史时期的火山活动。但是，目前对PETM事件的汞记录研究主要集中在靠近NAIP喷发区域的近岸地区，而缺乏对远离喷发中心的开阔海地区的研究，制约了对NAIP活动影响范围和环境效应的认知。本文针对PETM事件汞沉积示踪古火山活动的研究现状进行了系统的回顾，阐述其存在的问题和未来的研究方向，梳理了NAIP与PETM之间的联系。

关键词：古新世—始新世极热事件北大西洋火成岩省汞浓度及同位素海洋缺氧

1.5℃全球气候主张对中国土地系统长期影响的模拟与分析

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中国科学:地球科学 2025年

作者：吕佳婴宋长青高怡凡叶思菁高培超北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京师范大学地理科学学部地理数据与应用分析中心

全球变暖已经成为人类的共同议题. 2021年,联合国气候变化大会第26次缔约方会议上,各缔约国达成旨在为控制全球2100年平均气温上升1.5℃内作出更积极贡献的气候承诺.土地系统变化是土地对气候变化的重要响应.中国作为缔约国之一,近年来... 详细信息

全球变暖已经成为人类的共同议题. 2021年,联合国气候变化大会第26次缔约方会议上,各缔约国达成旨在为控制全球2100年平均气温上升1.5℃内作出更积极贡献的气候承诺.土地系统变化是土地对气候变化的重要响应.中国作为缔约国之一,近年来提出“碳达峰”“碳中和”等气候目标助力全球实现温升1.5℃气候承诺,这将深刻影响中国未来土地系统变化.本文以中国为研究区,制作了主题分辨率为27种土地系统类型的数据,将全球变化评估模型GCAM输出的各种土地类型的面积整合为四种土地服务需求,并与改进CLUMondo模型集成,模拟了温升1.5℃情景和不采取更新减排措施的参考情景下2100年中国土地系统变化.本文得到以下结论:(1)集成GCAM和改进CLUMondo模型模拟中国土地系统变化的方法验证精度高,可以有效预测中国的土地系统变化.(2)在温升1.5℃情景下,中国山水林田湖草相关的生态环境质量提升.灌木、湿地、林地的面积将分别增加185%、79%和33%.低密度灌木、高密度湿地和高密度林地面积增幅显著.(3)相较于参考情景,温升1.5℃气候承诺促使未来土地系统发生更大变化,湿地和林地面积的增长程度较参考情景分别高20%和10%.特别是南方和滨海地区的耕地、草地、湿地类型变化程度更为突出.(4)温升1.5℃情景相比参考情景最大的区别在于耕地的流失.预计有35%的现有耕地(2020年)将在2100年(或之前)流转为其他类型,高密度耕地减少近50%,对粮食安全将产生影响.耕地主要转换为湿地、林地,多分布于四川盆地、华北平原和东北平原等产粮区.本文探索了温升1.5℃全球气候承诺对中国土地带来的长期影响,对中国提出减缓气候变化风险的措施、促进可持续发展具有积极意义.

关键词：温升1.5℃ 中国土地系统变化模拟情景分析

黄土坡面细沟侵蚀形态特征及横断面分异性研究

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水土保持学报 2025年

作者：刘庆沈东辉和继军刘壮壮孙莉英蔡强国首都师范大学城市环境过程和数字模拟国家重点实验室培育基地水资源安全北京实验室水利部科技推广中心中国科学院地理科学与资源研究所

[目的]为探究细沟侵蚀及其形态特征的变化规律和横断面分布特征。[方法]通过室内人工模拟降雨试验和三维激光扫描技术，分析不同降雨强度和坡度条件下细沟侵蚀产流产沙和细沟形态分布特征。[结果] 1）降雨强度增大时，坡面产流产沙增幅... 详细信息

[目的]为探究细沟侵蚀及其形态特征的变化规律和横断面分布特征。[方法]通过室内人工模拟降雨试验和三维激光扫描技术，分析不同降雨强度和坡度条件下细沟侵蚀产流产沙和细沟形态分布特征。[结果] 1）降雨强度增大时，坡面产流产沙增幅显著，90 mm/h降雨强度时，细沟侵蚀量对总侵蚀量的贡献率达90%以上。2）细沟宽度、深度和细沟割裂度受降雨强度的影响明显，且均呈不同程度的增加，细沟割裂度、细沟最大深度与细沟侵蚀量呈极显著正相关。3）细沟横断面沿坡向变化较大，沟壁崩塌现象明显，60 mm/h降雨强度时细沟横断面多呈“窄浅”型分布，90 mm/h降雨强度时，细沟总体表现为沟头和细沟下部横断面呈“窄浅”型，在细沟中部表现为“宽深”型，细沟中部侵蚀较为严重。4)60 mm/h降雨强度时，细沟横断面指标总体为0.46～0.79,90 mm/h降雨强度时总体为0.41～0.85,90 mm/h降雨强度时，随着坡度的增加，细沟横断面指标波动性增强，表明细沟横断面空间分异性更加明显，细沟横断面形态的变化趋于不规则。[结论]研究结果为细沟侵蚀防治提供一定理论支持。

关键词：细沟侵蚀降雨强度细沟形态参数细沟横断面

基于EL-InVEST模型的玛多地震对高寒湿地面积及生境质量影响研究

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生态环境学报 2025年

作者：顾天江杜凯毛旭锋金鑫于红妍唐文家吴艺刘泽碧青藏高原地表过程与生态保育教育部重点实验室青海省自然地理与环境过程重点实验室青海师范大学地理科学学院青海祁连山南坡森林生态系统国家定位观测研究站青海祁连山国家公园青海服务保障中心青海省生态环境厅

为准确评估2021年玛多地震对高寒湿地的影响，选取震中6度烈度带为研究区，依托Google Earth Engine （GEE）平台，融合Sentinel-2、Sentinel-1以及SRTM数据，构建原始光谱、植被指数、水体指数、红边指数、纹理、地形、雷达特征7个遥... 详细信息

为准确评估2021年玛多地震对高寒湿地的影响，选取震中6度烈度带为研究区，依托Google Earth Engine （GEE）平台，融合Sentinel-2、Sentinel-1以及SRTM数据，构建原始光谱、植被指数、水体指数、红边指数、纹理、地形、雷达特征7个遥感特征集，利用Stacking算法构建集成学习模型实现震前、震后的高寒湿地分类；结合In VEST模型实现地震前后生境质量的定量评估。结果表明，1)集成学习分类精度优于支持向量机和随机森林，特征优选方案下分类精度最高为92.741%、Kappa系数为0.902，较支持向量机和随机森林有所提高。2)在原始光谱的基础上加入纹理特征，湖泊湿地和河流湿地的分类精度可达0.987、0.933，加入地形特征后沼泽湿地分类精度可达0.857，纹理特征方差和相关性以及地形特征坡度、高程对高寒湿地分类效果影响显著。3)地震造成湿地面积减小，其中沼泽湿地减少43.088 km2，变化率为-0.254%；河流湿地减少31.654 km2，变化率为-3.522%，湖泊湿地面积下降4.971 km2，变化率为-0.303%。而裸地面积增加了36.160 km2。4)生境质量均值从震前0.523下降到震后0.482，高等级生境质量面积占比从7.399%下降到5.993%，而低等级生境质量面积占比从2.191%上升到7.658%。研究显示地震对高寒湿地产生负面影响，结果可为后续灾后生态恢复与管理提供依据。

关键词：遥感分类 Google Earth Engine 地震高寒湿地特征优选哨兵2号

基于机器学习的海河流域河流氮素变化趋势及关键因子识别

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中国环境科学 2025年

作者：汪昊高凯璐尹高飞孙学莹刘一航张旭琳王凤翟梦瑜王佳宝李昭慧文宏达李文超河北农业大学资源与环境科学学院省部共建华北作物改良与调控国家重点实验室河北省农田生态环境重点实验室天津大学电气自动化与信息工程学院北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京工业大学循环经济研究院

总氮（TN）是我国河流水质的主要限制因子。准确识别其时空变化规律及关键影响因素，并预测其浓度变化，有助于提前识别污染趋势和规避水质恶化风险，为水质监测与污染防治提供科学依据。目前的研究主要面临动态实时监测不足、时空变... 详细信息

总氮（TN）是我国河流水质的主要限制因子。准确识别其时空变化规律及关键影响因素，并预测其浓度变化，有助于提前识别污染趋势和规避水质恶化风险，为水质监测与污染防治提供科学依据。目前的研究主要面临动态实时监测不足、时空变化建模能力有限、以及多源数据整合和特征选择困难等局限性。因此，本研究基于2021年 — 2024年海河流域69个水质监测站的监测数据，通过耦合随机森林模型（RF）和长短时记忆神经网络（LSTM）构建了TN浓度预测的RF - LSTM数据驱动模型，分析了TN浓度的时空变化规律及主要影响因素。结果表明：（1） 2021年TN浓度较高，2022年TN浓度较低，年均值变化在4.97 mg/L ～ 5.22 mg/L；（2）五个子流域TN浓度年内呈‘U’形的季节变化特征，TN浓度最高值出现在1月和2月，最低值出现在8月；（3）水温和溶解氧浓度是影响海河流域水体TN浓度的关键因子，水温与TN浓度呈极显著负相关，溶解氧浓度与TN浓度呈极显著正相关；（4） RF - LSTM 数据驱动模型的预测效果 (R2: 0.830 ～ 0.939) 优于传统单一LSTM (R2: 0.818 ～ 0.931) 模型，且RF - LSTM 数据驱动模型具有更强的泛化性能。

关键词：海河流域时空变化规律影响因子机器学习

基于点云处理的仿人机器人楼梯障碍物识别与剔除方法

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工程科学学报 2025年第2期47卷 339-350页

作者：于乃功谢秋生李洪政北京工业大学信息科学技术学院北京100124 北京市计算智能与智能系统重点实验室北京100124 教育部数字社区工程研究中心北京100124

环境感知对于仿人机器人自主导航和运动规划具有重要研究意义,是实现仿人机器人在复杂环境中进行自主移动进而完成特定任务的基础.在特殊的楼梯场景中仿人机器人环境感知过程面临诸多挑战,楼梯障碍物会破坏阶梯平面特征,导致仿人机器人... 详细信息

环境感知对于仿人机器人自主导航和运动规划具有重要研究意义,是实现仿人机器人在复杂环境中进行自主移动进而完成特定任务的基础.在特殊的楼梯场景中仿人机器人环境感知过程面临诸多挑战,楼梯障碍物会破坏阶梯平面特征,导致仿人机器人获取不准确的楼梯参数而出现踏空、摔跤等问题.本文结合区域生长和平面构造方法识别和剔除楼梯障碍物点云,基于剔除障碍物后的楼梯进行三维参数估计.首先利用相邻点的投影之和最小原理准确完成对楼梯水平面的提取;其次根据区域生长算法判定楼梯障碍物聚类情况,构造平面并分析平面内点数以完成对障碍物点云的快速识别与剔除工作;最后对有障碍物楼梯与剔除障碍物楼梯进行楼梯三维感知实验.实验结果表明,本文剔除楼梯障碍物的平均精度为92.43%,且剔除后的楼梯参数感知误差仅为有障碍物时的0.5倍.总体表明所提算法能提高机器人在复杂楼梯环境中的楼梯参数估计精度,能够有效提高仿人机器人在复杂楼梯环境下的感知能力.

关键词：仿人机器人复杂环境感知楼梯区域生长参数估计

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北京大学综合自然地理学研究的发展与贡献

地理学报 2017年第11期72卷 1937-1951页

作者：李双成蒙吉军彭建北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

北京大学的综合自然地理学缘起于1952年全国院系调整时在本校设置的自然地理学学科,在半个多世纪的发展历程中,经历了学科初创和完善等阶段,逐渐形成了面向学科前沿和国家需求的综合自然地理学学科体系。针对日趋严峻的气候变化、资源... 详细信息

北京大学的综合自然地理学缘起于1952年全国院系调整时在本校设置的自然地理学学科,在半个多世纪的发展历程中,经历了学科初创和完善等阶段,逐渐形成了面向学科前沿和国家需求的综合自然地理学学科体系。针对日趋严峻的气候变化、资源环境和社会经济发展问题,北京大学综合自然地理学在陆地表层过程及机理、土地利用/覆被变化及其生态环境效应、生态系统服务与人类福祉、生态风险评价与安全格局构建、自然地域系统划分等方面进行了开拓创新,取得了丰硕成果,引领了中国综合自然地理学的发展。展望未来,北京大学综合自然地理学将持续进行水、土、气、生等自然地理要素与过程的综合研究,认识人类活动与全球环境变化对主要自然地理过程和格局的影响机理,通过构建观测数据与地表系统模型融合系统,定量评估要素与过程耦合的区域资源环境效应及其对社会经济的影响,在生态文明建设、主体功能区划、国土开发整治和流域综合管理等国家战略服务方面做出更大贡献。

关键词：北京大学综合自然地理学创新回顾展望

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北京大学环境地理研究的回顾与展望

地理学报 2017年第11期72卷 2009-2017页

作者：王学军李本纲李金玲北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

北京大学的环境地理学研究承载于城市与环境学院的环境学系,其前身为北京大学地理系自然地理学专业环境教研室。65年来北京大学的环境地理学研究从传统的自然地理学,到将化学与地理学相结合的化学地理学,再到有地学环保性质的环境地理学... 详细信息

北京大学的环境地理学研究承载于城市与环境学院的环境学系,其前身为北京大学地理系自然地理学专业环境教研室。65年来北京大学的环境地理学研究从传统的自然地理学,到将化学与地理学相结合的化学地理学,再到有地学环保性质的环境地理学,研究领域不断扩大,研究内容不断深入。目前,环境学系依托地理学二级学科环境地理学,在全球或区域环境中有毒污染物的区域环境过程、污染物的生物地球化学循环和界面间的迁移转化、污染物的环境毒理效应及其生态和健康风险等领域取得了一系列具有国际显示度的创新成果,研究水平处于国内这一领域的领先位置,各研究团队还将基础研究和应用研究紧密结合,围绕环境领域的热点问题,开展了一系列面向国家重大需求的应用型研究和咨询工作,为保护生态环境以及实现经济社会可持续发展发挥了重要作用,也为国家培养了大量高水平学术型和实用型人才。未来北京大学环境地理学科将从科学创新和面向国家重大需求两个角度出发,以培养高水平人才为核心,争取在多方面逐步取得较大突破。

关键词：北京大学环境地理学学术贡献展望

北方农村不同取暖方式家庭室内PM_(2.5)污染差异及清洁取暖效果

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地理学报 2024年第1期79卷 17-27页

作者：李尧捷门亚泰罗智瀚刘新蕾程和发陶澍沈国锋北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

农村散煤使用对冬季重污染等贡献显著,更会直接污染室内空气,影响人群健康。除了“煤改电、煤改气”之外,清洁煤和成型生物质也被认为是降低散煤污染的有效途径,在一些政策和行动中被推广。然而,目前还缺乏不同取暖模式下居民室内空气... 详细信息

农村散煤使用对冬季重污染等贡献显著,更会直接污染室内空气,影响人群健康。除了“煤改电、煤改气”之外,清洁煤和成型生物质也被认为是降低散煤污染的有效途径,在一些政策和行动中被推广。然而,目前还缺乏不同取暖模式下居民室内空气质量差异及取暖排放贡献的定量研究,是清洁取暖环境效益评估中的短板。本文在北方农村地区开展了覆盖1600户整个取暖季的细颗粒物(PM_(2.5))实地监测,分析了居民室内PM_(2.5)污染的空间差异及不同取暖方式的影响。研究表明,北方农村取暖季室内PM_(2.5)浓度均值为102μg/m^(3),但户间差异很大,从19μg/m^(3)到497μg/m^(3)。使用传统散煤和生物质取暖的家庭,取暖季室内PM_(2.5)浓度高达162μg/m^(3)和144μg/m^(3)。而使用清洁煤或成型生物质取暖的家庭,室内PM_(2.5)显著降低,约为84μg/m^(3),且有56%的时间日均浓度超过国家标准(50μg/m^(3))。电或气取暖的家庭,室内PM_(2.5)浓度最低。受人为活动强度和气象条件等因素影响,居民室内PM_(2.5)浓度的户内变异也很明显,使用固体燃料的家庭相对变异系数约为76%,远大于使用清洁燃料的家庭(53%)。室内传统固体燃料燃烧排放对室内PM_(2.5)的贡献约60%,而随着取暖燃料的清洁化,室内燃烧源贡献逐渐降低。若仅考虑降低室内PM_(2.5),使用成型生物质或清洁煤替代传统散煤可取得显著的减污效果,电替代的降污效果最大。研究为认识室内空气污染变化规律和空间异质性,全面客观地评估清洁取暖对人群健康影响提供了基础数据和科学支撑。

关键词：农村室内PM_(2.5) 户间户内差异固体燃料清洁取暖