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中国近海变暖和海洋热浪演变特征及气候成因研究进展

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大气科学 2024年第1期48卷 121-146页

作者：蔡榕硕谭红建自然资源部第三海洋研究所海洋可持续发展研究中心厦门361005

近几十年来,气候变化背景下中国近海海表面温度(SST)显著上升且极端高海温事件(海洋热浪)频发,时常造成海洋生物大规模死亡和赤潮暴发等生态灾害。为此,文章回顾分析了中国近海变暖及海洋热浪的相关研究进展,包括海温变化趋势和变率、... 详细信息

近几十年来,气候变化背景下中国近海海表面温度(SST)显著上升且极端高海温事件(海洋热浪)频发,时常造成海洋生物大规模死亡和赤潮暴发等生态灾害。为此,文章回顾分析了中国近海变暖及海洋热浪的相关研究进展,包括海温变化趋势和变率、海洋热浪演变特征和气候成因,以及相关影响,并探讨了应对策略。研究显示,1960~2022年,中国近海尤其是东中国海(渤海、黄海和东海)变暖趋势显著,SST分别上升了1.02℃±0.19℃、1.45℃±0.32℃,主要受到东亚季风减弱和黑潮入侵增强的影响;而SST年际和年代际变率还与厄尔尼诺与南方涛动(ENSO)和太平洋年代际涛动(PDO)等大尺度气候因子有关。中国近海变暖还引起地理等温线明显向北迁移,造成季节性物候发生变迁(春季提前和秋季滞后),并影响海洋生物生长节律、地理分布、群落结构和生态服务功能。自1982年以来,中国近海海洋热浪增多变强,最近十年(2010~2019年)尤其显著,其中,东中国海和南海(5~9月)海洋热浪平均发生频率分别是1980年代的20倍和4倍,并与热带印度洋偶极子和厄尔尼诺有较高的相关关系。趋频增强的海洋热浪对珊瑚礁等海洋生态系统和海水养殖业造成了灾难性的影响。研究还揭示,未来中国近海较高纬度海区将暴露于更强烈的升温、热浪、酸化、缺氧和生产力降低等综合影响下,海洋生态系统特别是南海珊瑚礁等生态系统面临突破气候临界点的风险。当前除应加强对中国近海变暖和海洋热浪物理过程、可预报性及预测预警等研究外,还亟需采取变革性和前瞻性的海洋气候行动与应对措施,增强海洋生态系统的气候恢复力,应对未来气候变化的影响。

关键词：中国近海海洋变暖海洋热浪物候变迁变革性行动

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《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》“3030”目标的内涵及实现路径分析

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生物多样性 2024年第6期32卷 141-154页

作者：田瑜李俊生自然资源部中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心北京100055

生物多样性持续丧失已成为全球最严重的环境挑战之一,未来7年对遏制和扭转生物多样性丧失至关重要。《生物多样性公约》机制下《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》(简称《昆蒙框架》)的达成为全球生物多样性治理带来了新的希望,为遏制... 详细信息

生物多样性持续丧失已成为全球最严重的环境挑战之一,未来7年对遏制和扭转生物多样性丧失至关重要。《生物多样性公约》机制下《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》(简称《昆蒙框架》)的达成为全球生物多样性治理带来了新的希望,为遏制和扭转生物多样性丧失提供了解决途径。作为《昆蒙框架》的核心目标,“3030”目标在国际社会广泛行动和大量科学成果的支持下应运而生。本文从全球发展趋势和国际政策推动两个层面梳理了“3030”目标的由来和发展进程,分析了其数字目标、空间范围、有效性和包容性管理等关键要素,保护地的全球目标从10%逐渐增加到30%,尽管仍未满足科学界的期望,但促进了全球保护地网络的发展。其他有效的区域保护措施(other effective area-based conservation measures,OECM)、提高保护地质量、利益攸关方参与等,均可大幅增加对陆地和海洋的保护。结合已有国际进程和科研成果,探索分析了“3030”目标的实现路径,包括强有力的国际政策引导、坚定有效的资金保障、深入严谨的科学研究基础、负责任的国家行动以及广泛包容的参与和协作。距离目标完成时限已不足7年,我们识别了实现目标尚存的诸多问题和阻碍,并提出建议,包括更加注重提升保护地质量;克服保护地调查数据的空缺和有限的监测手段;提高对海洋保护地的认识,突破局限;探索包容性管理模式,以及全球目标在国家尺度的规划和统筹等。“3030”目标不仅是一项政治驱动的目标,其研究、磋商和实现过程,体现了科学、传统知识与国际政策体系相结合的新视角,反映了不断推陈出新的科学见解、社会价值观和全球挑战,促使人与自然,人与人之间关系的阶段性变化,有助于对保护地网络和其他保护空间的重新认识。

关键词： “3030”目标生物多样性保护地其他有效的区域保护措施《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》全球生物多样性治理

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自然资源和国土空间大数据技术应用框架

地球信息科学学报 2024年第4期26卷 881-897页

作者：程立海崔荣国董瑾张迎新宋文婷刘聚海自然资源部信息中心北京100812 自然资源部国土空间大数据工程技术创新中心北京100812

自然资源和国土空间大数据是科学配置和高效管理自然资源的重要基础,是优化和治理国土空间的重要支撑。本文基于大数据的发展历程、技术现状和主要挑战,概述了自然资源领域大数据感知、管理、分析等方面的关键技术进展,提出了自然资源... 详细信息

自然资源和国土空间大数据是科学配置和高效管理自然资源的重要基础,是优化和治理国土空间的重要支撑。本文基于大数据的发展历程、技术现状和主要挑战,概述了自然资源领域大数据感知、管理、分析等方面的关键技术进展,提出了自然资源领域大数据研究与应用中的研究领域单调、技术应用零碎问题;从自然资源、国土空间和人类活动的维度阐述自然资源和国土空间大数据的基本内涵,地域空间无限与资源空间耦合是区别其他大数据的显著特点。在应用需求基础上,构建了要素化、数智化、一体化的自然资源和国土空间大数据技术应用框架,该框架包含数据采集、数据治理、应用支撑、应用和用户5层结构体系和关键技术集成,实现大数据到知识服务再到数智化治理的转变,聚焦自然资源“两统一”核心业务,重构了4个方面10项自然资源业务应用。从自然资源调查监测、“智慧+”监管决策、“互联网+”政务服务3个方面开展应用实践分析;展望了自然资源和国土空间大数据在数据采集存储、数据治理、应用支撑、应用服务方面的发展方向。

关键词：自然资源国土空间人类活动大数据地域无限要素耦合技术应用框架应用实践

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基于蚁群算法优化极限学习机的声学底质分类方法

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海洋通报 2024年

作者：丁德秋马丹陈帆樊妙邢喆唐秋华国家海洋信息中心自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋测绘重点实验室

海洋底质作为深海海底环境的重要组成部分，其类型及分布特征在深海资源开发利用和海洋工程建设中有着巨大的参考价值，是海洋测绘调查的一项重要内容，基于多波束测深系统采集强度数据的监督分类方法逐渐获得广泛应用。随着人工智能的... 详细信息

海洋底质作为深海海底环境的重要组成部分，其类型及分布特征在深海资源开发利用和海洋工程建设中有着巨大的参考价值，是海洋测绘调查的一项重要内容，基于多波束测深系统采集强度数据的监督分类方法逐渐获得广泛应用。随着人工智能的大力发展，神经网络在声学底质分类中得到广泛应用，极限学习机（extreme learning machine，ELM）权值和偏重不再需要迭代优化，是一种学习速度较快的神经网络。针对ELM神经网络中由于初始权值和偏重矩阵随机确定而导致ELM分类器鲁棒性差的问题，本文选取蚁群算法优化ELM神经网络的初始参数，构建了ACO-ELM神经网络分类模型，经多次迭代后，由于信息素的累积，蚂蚁种群不断向最优路径偏移，训练精度逐渐增高，模型逐步达到平稳。通过底质分类实验验证表明，BM3D+ACO-ELM分类器处理的多波束声呐图像斑点噪声得到了有效控制，在西南印度洋脊龙旂热液钙质软泥和硫化物混合区域，BM3D+ACO-ELM分类器相比于其它三种分类器具有明显优势，底质分类精度有了较大提高，其中硫化物分类精度为93.23%，深海钙质软泥分类精度为93.78%。

关键词：极限学习机反向散射强度底质分类蚁群算法图像滤波处理

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豫北果园蚜壳虫的发生与综合防治

河南农业 2024年第5期 50-51页

作者：秦鹏新乡县自然资源局林业发展服务中心

蚧壳虫是果园常见的一类害虫,主要以若虫和雌成虫刺吸果树汁液为害,引起树势衰弱、品质下降,为害严重时,可导致果树植株死亡。一、桑白蚧(一)发生规律桑白蚧在新乡市1年发生2代,2代受精雌成虫在枝干上越冬。桃、樱桃、李子等核果类果树... 详细信息

蚧壳虫是果园常见的一类害虫,主要以若虫和雌成虫刺吸果树汁液为害,引起树势衰弱、品质下降,为害严重时,可导致果树植株死亡。一、桑白蚧(一)发生规律桑白蚧在新乡市1年发生2代,2代受精雌成虫在枝干上越冬。桃、樱桃、李子等核果类果树发生较多,新乡市桃园发生较为普遍,有50%以上的桃园有桑白蚧的发生。桑白蚧以若虫和雌成虫固定在果树多年生枝干上刺吸为害,常呈点片发生,并向四周扩散,如不及时防治,3~5年即可造成树体死亡。

关键词：桑白蚧核果类果树蚧壳虫雌成虫桃园树势衰弱果园综合防治

土壤和植物中微塑料研究现状分析及检测方法研究进展

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地学前缘 2024年第2期31卷 183-195页

作者：刘贺宋树贤孙梅李双双于小晶戴九兰山东大学环境研究院山东青岛266237 青岛市即墨区农业农村发展服务中心山东青岛266200

微塑料(MPs)是指尺寸上限为5 mm的聚合物。作为一种新兴污染物,MPs广泛存在于海洋、陆地等不同环境中。研究发现,陆生环境是MPs一个重要的“汇”,其MPs的含量是海洋环境的4~23倍,MPs不仅影响土壤环境,还能够进入植物组织,并通过食物链... 详细信息

微塑料(MPs)是指尺寸上限为5 mm的聚合物。作为一种新兴污染物,MPs广泛存在于海洋、陆地等不同环境中。研究发现,陆生环境是MPs一个重要的“汇”,其MPs的含量是海洋环境的4~23倍,MPs不仅影响土壤环境,还能够进入植物组织,并通过食物链等途径进入人体内,引发健康风险,成为迫切需要解决的环境污染问题。检测技术是研究环境污染物不可或缺的一个手段,关于陆生生态系统的研究刚起步,MPs检测技术还未发展成熟。目前,关于微塑料的检测主要分为前处理和分析检测:密度浮选、筛分过滤、萃取和消解等方法是前处理中常用的方法;定性定量检测以目检法、光谱法和质谱法为主,其中场发射扫描电镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、拉曼光谱(Raman)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热裂解气相色谱/质谱法(Py-GC/MS)是最常用的仪器方法。而当面对复杂的环境样品时,往往需要结合多种方法进行分析。因此,本文通过文献整理,综述土壤及植物中MPs检测方法进展、不同检测技术的适用条件及优缺点,旨在为未来陆生生态系统MPs定性定量、MPs在植物中转移积累规律的研究提供科学参考。

关键词：微塑料检测方法土壤植物新兴污染物

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时空信息的基本内涵与赋能机理

地理学报 2024年第5期79卷 1099-1114页

作者：刘万增陈军国家基础地理信息中心北京100830 自然资源部时空信息与智能服务重点实验室北京100830

时空信息赋能是充分释放和放大时空信息作为生产要素的价值,助力经济社会各领域的高质量发展的时代需求。当前时空信息赋能的基础研究还相对薄弱,应用即赋能的观点占主导地位,缺乏对时空信息赋能机理的深层次认知和探究,导致时空信息的... 详细信息

时空信息赋能是充分释放和放大时空信息作为生产要素的价值,助力经济社会各领域的高质量发展的时代需求。当前时空信息赋能的基础研究还相对薄弱,应用即赋能的观点占主导地位,缺乏对时空信息赋能机理的深层次认知和探究,导致时空信息的内涵与外延不清,时空信息赋能的内在机理不明,制约着其科学高效赋能,亟需厘清其基本内涵、赋能机理与赋能模式等。本文针对时空信息赋能问题,梳理了时空信息的基本概念、丰富内涵和基本特征;指出熵是时空信息赋能的物理基础,熵减是时空信息赋能的内生动力;时空信息赋能的本质是以时空信息为载体,以负熵流转为动能,以不确定性转化为特征,通过人、机、物(环境)相互影响、相互作用,实现系统结构优化、效能提升的过程;并提出了时空信息作为自在信息直接赋能、作为自为信息间接赋能、转为时空知识倍增赋能3种模式;最后,探讨了时空信息赋能自然资源高质量发展的路径。

关键词：时空信息高质量发展赋能机理信息熵国土空间

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自然过程和陆源人类活动对黄海浒苔绿潮年变化的影响分析及机制研究

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海洋预报 2024年第4期41卷 88-99页

作者：徐淑雯徐丽丽何佩东高清清曹兵刘吉堂郭茂华自然资源部南通海洋中心江苏南通226000 自然资源部东海预报减灾中心上海200000 国家卫星海洋应用中心北京100081

利用2008—2022年浒苔覆盖面积、水文气象观测资料、再分析数据以及各类经济指标等数据,从自然过程和人类活动影响两大方面综合分析了黄海浒苔绿潮发生面积呈现波动性年变化的原因。研究发现:正常情况下厄尔尼诺次年浒苔覆盖面积较正常... 详细信息

利用2008—2022年浒苔覆盖面积、水文气象观测资料、再分析数据以及各类经济指标等数据,从自然过程和人类活动影响两大方面综合分析了黄海浒苔绿潮发生面积呈现波动性年变化的原因。研究发现:正常情况下厄尔尼诺次年浒苔覆盖面积较正常偏多(副热带高压较常年加强西伸,导致降水偏多偏强;厄尔尼诺次年有效积温天数偏多,有效积温偏强),拉尼娜次年浒苔覆盖面积以偏少为主。夏季苏北海域大风天数和偏北风持续时间对浒苔最大覆盖面积的极值年有很好的指示意义,同时降雨量与浒苔最大覆盖面积为中等程度的正相关。浒苔年最大覆盖面积与连云港、青岛和盐城3个市的年总产值增加值呈现高度正相关。综上说明,浒苔年最大覆盖面积的年际波动变化是气候尺度厄尔尼诺-南方涛动事件、季节尺度天气系统以及年际尺度人类经济生产活动三者共同影响的结果。

关键词：浒苔最大覆盖面积厄尔尼诺-南方涛动降水量大风天数偏北风国内生产总值

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智慧海洋数字孪生技术及其应用

科技导报 2024年第4期42卷 91-101页

作者：赵龙飞姜晓轶洪宇孙苗王漪康林冲曹磊国家海洋信息中心天津300171 自然资源部海洋信息技术创新中心天津300171 自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室深圳518034 深圳市海洋发展研究促进中心深圳518000

面向智慧海洋建设需求,提出海洋数字孪生技术体系及应用方向,分析了当前智慧海洋研究和发展现状,通过研究新一代信息技术与工业技术融合应用,阐述了数字孪生的概念内涵,并给出海洋科学认知、海洋开发利用、海洋装备全生命周期、海洋治... 详细信息

面向智慧海洋建设需求,提出海洋数字孪生技术体系及应用方向,分析了当前智慧海洋研究和发展现状,通过研究新一代信息技术与工业技术融合应用,阐述了数字孪生的概念内涵,并给出海洋科学认知、海洋开发利用、海洋装备全生命周期、海洋治理决策4个方面的数字孪生应用场景;针对智慧海洋建设与应用的共性需求,提出包含现实海洋、数字化海洋、交互映射、孪生海洋数据、孪生海洋知识、孪生智慧应用6个基本要素的海洋数字孪生六维模型架构理论;探讨了数字孪生赋能智慧海洋的关键技术问题及实现路径。

关键词：智慧海洋数字孪生海洋数字孪生六维模型海洋数字孪生