2010年中國重點(diǎn)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)分析

2010年中國重點(diǎn)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)分析

120申請(qǐng)數(shù)量及申請(qǐng)單位數(shù)量。在一般項(xiàng)目2010年，地球科學(xué)和技術(shù)部接收并接收了1099個(gè)項(xiàng)目、1588個(gè)青年基金和214個(gè)區(qū)域基金（表1）。重要項(xiàng)目94個(gè)（重點(diǎn)領(lǐng)域5和6）；世界青年基金62項(xiàng)；海外和香港科學(xué)家合作研究基金8項(xiàng)；創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目3項(xiàng)；三項(xiàng)國際合作項(xiàng)目（無開發(fā)項(xiàng)目）；一個(gè)重大項(xiàng)目（包括四個(gè)主題）。經(jīng)過初審,上述3482項(xiàng)中有166項(xiàng)不予受理,其余3316項(xiàng)接受同行評(píng)議。在不予受理項(xiàng)目中,面上項(xiàng)目、青年和地區(qū)基金項(xiàng)目合計(jì)147項(xiàng),占89%。2010年申報(bào)D01學(xué)科代碼分布在其他重點(diǎn)項(xiàng)目領(lǐng)域的重點(diǎn)項(xiàng)目共58項(xiàng),廣東和云南聯(lián)合基金共20項(xiàng),專項(xiàng)基金共4項(xiàng)。按照要求,科學(xué)處向?qū)W部推薦提出了上述項(xiàng)目的同行評(píng)議或會(huì)議評(píng)審專家。2010年一處面上、青年和地區(qū)基金3類項(xiàng)目申請(qǐng)數(shù)量較2009年增加528項(xiàng),增長率為16%,青年基金增長率高達(dá)30%(表2)。近5年隨著青年基金申請(qǐng)數(shù)量的持續(xù)增加,青年基金申請(qǐng)項(xiàng)目數(shù)占3類項(xiàng)目總數(shù)的比例由2006年的27%,增加到2007年的34%,2008年的37%,2009年的38%,2010年達(dá)到42%。從地學(xué)一處分支學(xué)科和主要研究領(lǐng)域看2010年青年基金申請(qǐng)數(shù)量的增長,地理學(xué)增長35%,土壤學(xué)增長28%,遙感、地理信息系統(tǒng)及測量與地圖學(xué)增長27%,污染物行為過程與效應(yīng)、區(qū)域環(huán)境質(zhì)量與安全增長34%,自然資源、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展增長25%。其中具體方向增長最多的是“自然資源管理”(D0111),較2009年增長61%;其次是“測量與地圖學(xué)”(D0108),增長55%;“污染物行為過程及其環(huán)境效應(yīng)”(D0109)增長54%。從青年基金申請(qǐng)人的情況來看,近年來畢業(yè)的博士和一些在站的博士后工作人員比例較高。申請(qǐng)人一般都具有良好的科研素質(zhì)和基礎(chǔ);很多青年人已有一些高水平成果在國際刊物上發(fā)表。上述3類項(xiàng)目申請(qǐng)單位數(shù)量增長也很快,從2000年的175個(gè)申請(qǐng)單位增長到2010年的511個(gè)。其中申報(bào)30項(xiàng)及以上的單位數(shù)量為23個(gè),占申請(qǐng)單位總數(shù)的5%,申請(qǐng)項(xiàng)目1126項(xiàng),占3類項(xiàng)目總申請(qǐng)數(shù)的34%;申報(bào)10～29項(xiàng)的單位數(shù)量為63個(gè),占申請(qǐng)單位總數(shù)的12%,申請(qǐng)項(xiàng)目995項(xiàng),占3類項(xiàng)目總申請(qǐng)數(shù)的30%;申報(bào)2～9項(xiàng)的單位數(shù)量為240個(gè),占申請(qǐng)單位總數(shù)的47%,申請(qǐng)項(xiàng)目1005項(xiàng),占3類項(xiàng)目總申請(qǐng)數(shù)的30%;申報(bào)1項(xiàng)的單位數(shù)量為185個(gè),占申請(qǐng)單位總數(shù)的36%,申請(qǐng)項(xiàng)目185項(xiàng),占3類項(xiàng)目總申請(qǐng)數(shù)的6%。220意見和意見:學(xué)科評(píng)審組審議的擴(kuò)大送審項(xiàng)目計(jì)劃2010年地球科學(xué)部一處面上、青年、地區(qū)基金同行評(píng)議每個(gè)項(xiàng)目均送審3位專家。由于申請(qǐng)書的撰寫不斷規(guī)范和完善,國內(nèi)地理學(xué)研究水平不斷提高,遴選上會(huì)送審項(xiàng)目的難度也越來越大。青年基金的同行評(píng)議結(jié)果差別比較大,易于確定送審項(xiàng)目的界限;而面上項(xiàng)目和地區(qū)基金項(xiàng)目同行評(píng)議的結(jié)果相對(duì)比較復(fù)雜。科學(xué)處根據(jù)學(xué)部下達(dá)的2010年面上、青年、地區(qū)基金資助計(jì)劃,努力按照計(jì)劃局關(guān)于評(píng)審工作的要求,在保證高于最低送審比例的前提下,既考慮評(píng)審組專家的工作量和工作強(qiáng)度,又盡可能地?cái)U(kuò)大送審比例,最終提出2010年學(xué)科評(píng)審組審議的送審項(xiàng)目計(jì)劃(表3)。提交學(xué)科評(píng)審組審閱的“項(xiàng)目審批意見表”中,既包含同行評(píng)議專家意見,也包含“科學(xué)處意見”?？茖W(xué)處在撰寫意見時(shí),始終貫徹以同行評(píng)議專家意見為基礎(chǔ),并努力從以下2個(gè)方面分析、提煉同行評(píng)議專家的意見:①考慮同行評(píng)議專家對(duì)申請(qǐng)項(xiàng)目創(chuàng)新性的評(píng)價(jià);②考慮項(xiàng)目設(shè)計(jì)的完整性和水平。同時(shí),科學(xué)處盡可能多地提供申請(qǐng)人研究背景、以往執(zhí)行項(xiàng)目的情況和新領(lǐng)域方面的介紹,力爭為學(xué)科評(píng)審組專家提供更為豐富的背景材料。320地球科學(xué)事業(yè)資助情況2010年地球科學(xué)一處共資助面上項(xiàng)目359項(xiàng),資助經(jīng)費(fèi)14671萬元,資助率(含小額探索項(xiàng)目)為21.01%,平均資助強(qiáng)度(不含小額探索項(xiàng)目)為41.2萬元/項(xiàng),為40.87萬元/項(xiàng)(含小額探索項(xiàng)目)。資助項(xiàng)數(shù)分布為地理學(xué)(自然地理、人文地理、景觀地理、環(huán)境變化)139項(xiàng),土壤學(xué)79項(xiàng),遙感、地理信息系統(tǒng)、測量與地圖學(xué)80項(xiàng),污染物行為過程與效應(yīng)、區(qū)域環(huán)境質(zhì)量與安全43項(xiàng),自然資源、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展18項(xiàng)。共資助青年基金388項(xiàng),資助經(jīng)費(fèi)7781萬元,資助率27.95%,平均資助強(qiáng)度為20.05萬元/項(xiàng)。資助項(xiàng)數(shù)分布為地理學(xué)(范疇同上)124項(xiàng),土壤學(xué)69項(xiàng),遙感、地理信息系統(tǒng)、測量與地圖學(xué)121項(xiàng),污染物行為過程與效應(yīng)、區(qū)域環(huán)境質(zhì)量與安全55項(xiàng),自然資源、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展19項(xiàng)。共資助地區(qū)基金項(xiàng)目56項(xiàng),資助經(jīng)費(fèi)1431萬元,資助率26.17%,平均資助強(qiáng)度25.55萬元/項(xiàng),共有來自11個(gè)地區(qū)的32個(gè)單位獲得資助。2010年度共有511個(gè)依托單位申請(qǐng)地球科學(xué)一處的上述3類項(xiàng)目,其中222個(gè)單位獲得資助。從申請(qǐng)上述3類項(xiàng)目的依托單位數(shù)量看,高等院校占68.9%,科研院所占27.6%,其他占3.5%。從申請(qǐng)3類項(xiàng)目數(shù)所占的比例看,高等院校占68.3%,科研院所占30.6%,其他占1.1%。從資助上述3類項(xiàng)目的依托單位數(shù)量看,高等院校占71.2%,科研院所占27.5%,其他占1.3%。從資助3類項(xiàng)目數(shù)所占的比例看,高等院校占60.4%,科研院所占39.2%,其他占0.4%。科研院所獲得資助的青年基金項(xiàng)目比例尤其高,占45.1%,高等院校占54.1%。420論文發(fā)表情況為了更準(zhǔn)確地了解各類項(xiàng)目的執(zhí)行情況,我們對(duì)“2009年度進(jìn)展報(bào)告”中所反映的成果數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),并按4類項(xiàng)目,即杰出青年基金、面上項(xiàng)目(原自由申請(qǐng))、青年基金和地區(qū)基金,進(jìn)行了總體分析(表4和表5)。統(tǒng)計(jì)發(fā)表文章以標(biāo)注資助號(hào)復(fù)印件、網(wǎng)絡(luò)檢索到文章原文為準(zhǔn)(未見上述證明材料,不統(tǒng)計(jì)在成果內(nèi))。2007年資助了面上項(xiàng)目(原自由申請(qǐng))213項(xiàng),青年基金項(xiàng)目196項(xiàng),地區(qū)基金項(xiàng)目29項(xiàng),杰出青年基金4項(xiàng)。在研項(xiàng)目在2009年度均發(fā)表了大量成果(表4)。從項(xiàng)目發(fā)表論文情況來看,2007年資助的杰出青年基金平均發(fā)表SCI(EI)檢索雜志論文2.8篇,面上項(xiàng)目0.5篇,青年基金項(xiàng)目0.6篇,地區(qū)基金項(xiàng)目為0.1篇;發(fā)表中文文章,杰出青年基金項(xiàng)目為4篇,面上項(xiàng)目為1.2篇,青年基金項(xiàng)目為0.8篇,地區(qū)基金項(xiàng)目為1.1篇。截至到2009年底,2008年資助的項(xiàng)目僅執(zhí)行1年。已經(jīng)發(fā)表的成果統(tǒng)計(jì)見表5。520國內(nèi)成果發(fā)布情況2009年底一處共收到結(jié)題項(xiàng)目336項(xiàng),包括面上項(xiàng)目193項(xiàng)(包括1項(xiàng)重大研究計(jì)劃面上項(xiàng)目和6項(xiàng)小額預(yù)研探索項(xiàng)目),青年基金項(xiàng)目106項(xiàng),地區(qū)基金項(xiàng)目15項(xiàng),杰出青年基金4項(xiàng),重點(diǎn)項(xiàng)目13項(xiàng)(包括8項(xiàng)重大研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目),創(chuàng)新群體2項(xiàng),海外青年合作基金1項(xiàng),重大國際合作2項(xiàng)。面上、青年、地區(qū)基金項(xiàng)目發(fā)表的國內(nèi)外論文數(shù)量統(tǒng)計(jì)情況見表6。從項(xiàng)目發(fā)表SCI(EI)論文情況來看(表7),2006年資助的面上項(xiàng)目平均發(fā)表SCI(EI)檢索雜志論文3.2篇,青年基金項(xiàng)目3.0篇;結(jié)合表6分析,發(fā)表中文文章,面上項(xiàng)目為6.3篇,青年基金項(xiàng)目為3.6篇,地區(qū)基金項(xiàng)目為7.3篇。自國家自然科學(xué)基金委員會(huì)“成果在線系統(tǒng)”啟動(dòng)以來,為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人更全面地反映結(jié)題項(xiàng)目已發(fā)表的成果提供了新的便捷平臺(tái)。但是,從2009年度結(jié)題報(bào)告中也發(fā)現(xiàn),絕大多數(shù)項(xiàng)目未利用該系統(tǒng)上傳電子版成果,也未按要求以附件形式向基金委學(xué)科提供帶有標(biāo)注頁的成果復(fù)印件,僅僅在結(jié)題報(bào)告中列出了成果清單及標(biāo)注基金資助情況。上述情況對(duì)學(xué)科核實(shí)成果數(shù)量及其真實(shí)性造成很大影響。希望此問題引起項(xiàng)目負(fù)責(zé)人高度重視,一定按要求在系統(tǒng)中上傳發(fā)表文章全文并在紙質(zhì)報(bào)告中以附件形式提供標(biāo)注頁證明。62011月底完成項(xiàng)目的主要研究進(jìn)展2009年底結(jié)題項(xiàng)目總體執(zhí)行情況良好,現(xiàn)將一些領(lǐng)域的主要研究進(jìn)展總結(jié)介紹如下。6.1水循環(huán)與氣候變化指標(biāo)自然地理學(xué)方向2009年底結(jié)題的項(xiàng)目集中于以下7個(gè)方面:地貌演變(6項(xiàng))、水循環(huán)與水資源(16項(xiàng))、生物地理學(xué)(17項(xiàng))、冰凍圈(9項(xiàng))、土地利用(6項(xiàng))、氣候與環(huán)境變化(24項(xiàng))以及其他(3項(xiàng))。研究進(jìn)展如下。6.1.1徑流水文化的成因研究發(fā)現(xiàn),我國西部不同雅丹地貌的成因基本可以歸結(jié)為風(fēng)水復(fù)合侵蝕的結(jié)果,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)具有控制性的作用;我國中部山(西)—陜(西)地塹區(qū)域系列湖盆第四紀(jì)期間的湖侵—湖退變化是構(gòu)造成因,而非氣候變化控制;我國東部流域巖性差異和人類活動(dòng)導(dǎo)致的大氣酸沉降組成差異是決定徑流化學(xué)組成的主要因素;海岸帶鹽沼植物對(duì)懸浮細(xì)顆粒泥沙有顯著的過濾器效應(yīng),鹽沼植物對(duì)細(xì)顆粒泥沙的粘附作用直接促進(jìn)了細(xì)顆粒泥沙在鹽沼中的沉積。6.1.2地下水補(bǔ)徑排特征研究發(fā)現(xiàn),塔里木河三源流年徑流量的增加與該河山區(qū)降水、溫度的增加相對(duì)應(yīng),三源流出山口徑流量表現(xiàn)為17年的變化周期。在氣溫上升的情勢下,融雪徑流峰值提前的幅度隨氣溫增加的幅度而加大;對(duì)太行山區(qū)流域水循環(huán)研究表明,地下水主要受河水補(bǔ)給,降水補(bǔ)給相對(duì)較少;對(duì)祁連山中段降水研究揭示出,最大降水高度帶位于海拔4500～4700m左右,并且降水量從東向西呈減少的規(guī)律,黑河流域出山徑流的80%形成于祁連山海拔3600m以上的高山冰雪凍土帶;對(duì)騰格里沙漠2ka來地下水補(bǔ)給研究發(fā)現(xiàn),干旱區(qū)地下水補(bǔ)給差值的周期是360a,表明干旱區(qū)地下水補(bǔ)給率與太陽活動(dòng)有關(guān);巴丹吉林沙漠沙區(qū)湖泊的演化趨勢保持了微咸湖—咸水湖—鹽水湖的演化過程,補(bǔ)給沙漠東南部湖泊的地下水主要來源于當(dāng)?shù)赜炅控S沛時(shí)期的降水及南緣低山區(qū)降水的下滲;對(duì)河流水體研究發(fā)現(xiàn),水體中重金屬污染一般導(dǎo)致了非殘?jiān)鼞B(tài)含量升高,輸入到水體沉積物的重金屬向穩(wěn)定態(tài)(殘?jiān)鼞B(tài))轉(zhuǎn)化的過程極其緩慢,冰封期條件會(huì)導(dǎo)致沉積物剖面釋放Cd、Pb能力增加。6.1.3氣候變化和物種多樣性對(duì)塔里木盆地研究發(fā)現(xiàn),胡楊成熟木上的兩種葉形采取了兩種忍耐干旱維持膨壓的方法。狹葉忍耐極端干旱環(huán)境的能力弱于闊葉,河道漫溢過程對(duì)下游植物群落生物多樣性恢復(fù)的作用比地下水抬升區(qū)明顯得多,塔里木河下游最佳過水時(shí)間以7～9月為宜;在青藏高原發(fā)現(xiàn)了一系列可以指示植被垂直地帶性和特征植被(進(jìn)而高度)的有機(jī)標(biāo)志化合物,可作為高度計(jì)恢復(fù)青藏高原古高度;對(duì)土壤多樣性動(dòng)態(tài)變化研究發(fā)現(xiàn),土壤中生物分類和土壤分類具有極高的相似性,具有相似的結(jié)構(gòu)及多樣性特征;對(duì)黑龍江土壤動(dòng)物區(qū)系規(guī)律研究表明,土壤動(dòng)物與土壤微量元素相關(guān)不明顯,大步甲種類的分布隨緯度增高而逐漸遞減;騰格里沙漠生物土壤結(jié)皮在地表的覆蓋顯著地增加了昆蟲的多樣性和種的豐富度,不僅為荒漠昆蟲提供了生存的適宜生境,而且是主要荒漠昆蟲的食物;研究發(fā)現(xiàn),太湖表層藻類的漂移是引起藻類空間分布變化并導(dǎo)致堆積形成水華的最主要原因,建立了太湖特定湖區(qū)的短期藍(lán)藻水華預(yù)報(bào)模型。6.1.4氣候變化與氣質(zhì)及有效保存對(duì)現(xiàn)代冰川研究發(fā)現(xiàn),冰川積雪中融水下滲為優(yōu)先水流,動(dòng)水中的氘比不動(dòng)水中的多,動(dòng)水區(qū)較高的物質(zhì)交換速率導(dǎo)致重新凍結(jié)冰中平均包含過量的氘,這使冰川積雪存在“同位素分餾的優(yōu)先交換速率效應(yīng)”;采用自主設(shè)計(jì)制造的分析裝置對(duì)青藏高原冰芯包裹氣體分析測試,發(fā)現(xiàn)冰芯內(nèi)氣體體積變化與溫度變化相關(guān)性較小,而與太陽輻射變化呈現(xiàn)良好的相關(guān)性;古爾班通古特沙漠冬季積雪具有極低的雪面蒸發(fā)率和極高的積雪保存率,而凍結(jié)土壤具有相對(duì)較高的入滲能力,準(zhǔn)噶爾盆地冬季積雪及其有效保存是該地區(qū)植被多樣性相對(duì)豐富的重要原因;對(duì)于東北凍土濕地,氣候變暖前期的凍土融化可促進(jìn)泥炭的礦化,多年凍土濕地萎縮和消失,多年凍土濕地與氣候變化之間存在著正反饋機(jī)制。6.1.5土地利用系統(tǒng)對(duì)天山北坡三工河流域研究發(fā)現(xiàn),技術(shù)進(jìn)步在很大程度上可以抵消人口增長帶來的負(fù)面影響,人類強(qiáng)干擾的土地利用系統(tǒng)的土壤養(yǎng)分普遍高于人類影響較弱的土地利用系統(tǒng),綠洲土壤總體表現(xiàn)為“碳匯”的趨勢;對(duì)黃土丘陵區(qū)食物系統(tǒng)和退耕研究發(fā)現(xiàn),退耕具有明顯的空間集聚性,在主要道路和鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民點(diǎn)兩側(cè)退耕比重高,隨著距離增加坡地退耕比重下降,生態(tài)退耕對(duì)黃土丘陵區(qū)的食物保障并不構(gòu)成實(shí)質(zhì)影響;對(duì)張家口市壩上的土地持續(xù)利用研究發(fā)現(xiàn),城鎮(zhèn)化快速發(fā)展能減少土地生態(tài)壓力,土壤年風(fēng)蝕量的大小順序是:秋翻耕地>退耕還草地>天然草地>退耕還灌草地>天然灌草地>留茬地。6.1.6中氣候變化的動(dòng)力因子提出了影響干旱區(qū)氣候變化的西風(fēng)模式,我國西部地區(qū)的干濕氣候變化以新疆和高原地區(qū)為主受西風(fēng)帶氣流的直接影響,我國東部地區(qū)包括華南、長江、黃河和東北地區(qū)受季風(fēng)氣流的影響,在它們之間存在一條季風(fēng)邊緣活動(dòng)帶。亞洲大陸按環(huán)流控制形勢基本可劃分為“季風(fēng)亞洲”和“西風(fēng)亞洲”,兩者以現(xiàn)代季風(fēng)邊緣區(qū)為界。將青藏高原東北部都蘭地區(qū)的現(xiàn)生活樹與都蘭及烏蘭地區(qū)的墓葬古木相銜接,重建了青藏高原中東部大范圍地區(qū)過去2485a以來的年均溫度變化序列,這是目前亞洲地區(qū)最長的樹輪重建溫度序列。中國絕大部分朝代的滅亡都與該溫度序列的低溫時(shí)期相對(duì)應(yīng)。20世紀(jì)是過去千年中最暖的百年,20世紀(jì)90年代是最暖的10年,顯著升溫的月份主要為秋冬兩季,而降水則以冬夏為主,青藏高原40多年來年沙塵活動(dòng)日數(shù)、年平均風(fēng)速處于下降趨勢,氣候變暖變濕會(huì)抑制沙塵天氣的發(fā)生。模擬和重建數(shù)據(jù)均表明近2ka來太陽活動(dòng)是中國溫度變化的主要驅(qū)動(dòng)因子之一,推斷西伯利亞高壓強(qiáng)弱和所在位置的變化可能是驅(qū)動(dòng)沙塵變化的動(dòng)力因子;對(duì)柴達(dá)木盆地粉塵沉積研究發(fā)現(xiàn),粉塵源區(qū)近地面風(fēng)力的增強(qiáng)是導(dǎo)致大氣粉塵載荷增加的關(guān)鍵因素,而近地面風(fēng)力的增強(qiáng)主要與北半球高緯地區(qū)的變冷密切相關(guān);羅布泊地區(qū)研究發(fā)現(xiàn)紅柳沙包沉積紋層是連續(xù)的,紋層年代準(zhǔn)確可靠,沉積紋層序列高頻變化主要受氣溫、相對(duì)濕度和風(fēng)速等影響。對(duì)石筍研究發(fā)現(xiàn),石筍氧同位素反映了印度洋/太平洋海區(qū)大氣環(huán)流消長的“環(huán)流效應(yīng)”,發(fā)現(xiàn)最近千年來年代際溫度變化低谷與幾個(gè)重要的太陽活動(dòng)極小期非常吻合;重建了近40ka來海南島周邊海岸沙地和南海西北部氣候與環(huán)境演變過程,發(fā)現(xiàn)冰期低海面是大陸架和海岸風(fēng)成沙發(fā)育期,間冰期高海面則是大陸架和海岸風(fēng)成沙衰退期,太陽輻射以及高緯北大西洋深層水流的變化對(duì)我國低緯地區(qū)有著重要的影響。6.2地理學(xué)6.2.1大都市圈空間演化與仿真研究對(duì)長江三角洲地區(qū)行政體制內(nèi)和行政體制外兩種形式的尺度重塑進(jìn)行了實(shí)證研究,探討了我國城市—區(qū)域管治尺度的形成過程,尺度的類型、動(dòng)力機(jī)制與轉(zhuǎn)換特征以及尺度重塑和城市空間發(fā)展交互作用的機(jī)理。以京津冀都市圈為例,對(duì)我國大都市圈空間結(jié)構(gòu)演化過程、增長模式進(jìn)行了實(shí)證研究,并建立了解釋區(qū)域增長和空間結(jié)構(gòu)演化的計(jì)量模型,厘定了我國大都市圈空間增長和結(jié)構(gòu)演化的驅(qū)動(dòng)因素;建立了基于agent的單中心城市化仿真模型、基于多主體的區(qū)域空間結(jié)構(gòu)演化仿真模型,圍繞城市化進(jìn)程的影響因素以及城市化與工業(yè)化關(guān)系,區(qū)域空間結(jié)構(gòu)演化的影響因素以及空間預(yù)測展開了模擬分析和討論;并提出網(wǎng)絡(luò)化大都市空間發(fā)展戰(zhàn)略。在對(duì)北京、天津等城市調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上,通過人們對(duì)居住環(huán)境的反饋信號(hào),定量地估算微觀居住環(huán)境的價(jià)值,進(jìn)而構(gòu)筑以“居住環(huán)境最優(yōu)化”為目標(biāo)的城市空間優(yōu)化模型,對(duì)城市空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)證分析。6.2.2關(guān)于自然遺產(chǎn)地旅游生態(tài)安全評(píng)估指標(biāo)體系分析了城鎮(zhèn)化、工業(yè)化、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、全球化等對(duì)中部農(nóng)區(qū)發(fā)展的影響;提出以農(nóng)戶為主體,通過培育先導(dǎo)農(nóng)戶、加強(qiáng)農(nóng)區(qū)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系,鼓勵(lì)專業(yè)村建設(shè)的思路。以喀納斯國家自然保護(hù)區(qū)為研究區(qū),從自然生態(tài)安全、景觀視覺安全及地域文化生態(tài)安全3個(gè)方面構(gòu)建了自然遺產(chǎn)地旅游生態(tài)安全評(píng)估指標(biāo)體系,分析旅游對(duì)喀納斯生態(tài)安全的影響,探尋喀納斯旅游生態(tài)安全的限制性因子;提出了“旅游企業(yè)+社區(qū)居民+當(dāng)?shù)卣钡慕?jīng)營管理模式,探討喀納斯旅游生態(tài)安全的調(diào)控途徑。以遼寧沿海區(qū)為例,以海域承載力研究為基礎(chǔ),探討在不同的區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略條件下海洋資源環(huán)境對(duì)沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境建設(shè)的保障及限制程度,提出基于海域承載力的人海協(xié)調(diào)發(fā)展模式和區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的途徑,探討科學(xué)的區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與布局模式,海域資源與環(huán)境管理政策體系。計(jì)算了西北五省1995—2005年的虛擬水消費(fèi)量及生產(chǎn)量,對(duì)西北地區(qū)實(shí)施虛擬水戰(zhàn)略的潛力進(jìn)行了評(píng)價(jià),并對(duì)實(shí)施虛擬水戰(zhàn)略的影響進(jìn)行了模擬。6.3土壤科學(xué)6.3.1研究結(jié)論與對(duì)問題的提出建議土壤分類是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作,中國土壤系統(tǒng)分類研究已取得舉世矚目的成果,但仍需要進(jìn)一步完善。如何處理古土壤在土壤分類系統(tǒng)中的地位是國內(nèi)外亟待解決的科學(xué)問題。建立一個(gè)包括現(xiàn)代土壤和古土壤在內(nèi)的完整統(tǒng)一的土壤分類系統(tǒng)是土壤分類研究的國際發(fā)展趨勢。以東北地區(qū)古紅土為研究對(duì)象,在國內(nèi)針對(duì)古土壤在土壤系統(tǒng)分類中的地位問題進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明,我國北方地區(qū)古紅土類型眾多,其分布大大超過了中國土壤系統(tǒng)分類所界定的范圍;從東北地區(qū)古紅土的形態(tài)和微形態(tài)特征、理化性質(zhì)、黏粒礦物組成等基本特性看,古紅土具有過去環(huán)境條件所形成的明顯特征,并非現(xiàn)代成土條件下的產(chǎn)物。通過分析古紅土在以往土壤分類中存在問題及其產(chǎn)生原因,研究建議中國土壤系統(tǒng)分類應(yīng)當(dāng)調(diào)整分類指導(dǎo)思想,使之能夠?qū)⒌乇砉磐寥琅c現(xiàn)代土壤區(qū)分開,而不是把所有地表土壤都看作是現(xiàn)代成土條件下的產(chǎn)物。研究同時(shí)建議,在中國土壤系統(tǒng)分類的診斷特性中增設(shè)古紅土巖性特征,并將不同類型古紅土在不同土綱中體現(xiàn)出來,而非統(tǒng)一將其歸到新成土綱。6.3.2淺溝地形模型基于區(qū)域分布淺溝特點(diǎn)及主要防護(hù)措施,以紫色土、花崗巖和第四紀(jì)粘土發(fā)育的紅壤為研究對(duì)象,通過構(gòu)建淺溝雛形模型,注重野外觀測和室內(nèi)模擬結(jié)合的方法,研究了綠籬攔擋下淺溝坡面土壤水文特征、淺溝輸沙、綠籬淤沙過程及不同空置配置綠籬攔擋下淺溝流水力學(xué)特性及相關(guān)關(guān)系,初步明確了土壤水分與淺溝流的關(guān)系,從機(jī)理層面解釋了綠籬攔擋下淺溝土壤水分特征、淺溝流特性及其與泥沙淤積的定量關(guān)系。6.3.3土壤顆粒表面荷導(dǎo)電系現(xiàn)有的基于“點(diǎn)”理論的土壤離子交換平衡模型和動(dòng)力學(xué)方程,在深入解釋有關(guān)熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),已面臨巨大的困難。原因是這些交換態(tài)離子在土粒表面附近的真實(shí)狀態(tài)并不是被吸附在一個(gè)個(gè)吸附“點(diǎn)”上,而是以“場”的形式分布于土壤顆粒周圍。以“場”理論為基礎(chǔ),在如下3個(gè)方面取得了突破:研究發(fā)現(xiàn),在水體系中土壤顆粒表面電荷與吸附態(tài)反離子一起在顆粒表面附近形成一個(gè)很強(qiáng)的電場,這個(gè)電場引起的顆粒間的靜電排斥壓強(qiáng)可以達(dá)到數(shù)十個(gè)大氣壓。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),靜電排斥壓強(qiáng)可導(dǎo)致土壤團(tuán)聚體爆裂。這可能是水土流失和農(nóng)田面源發(fā)生的內(nèi)在原因。分別從理論和實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn),土壤顆粒表面電荷引起的電場是土壤帶電離子吸附的主要推動(dòng)力,離子交換吸附和離子擴(kuò)散完全是同一個(gè)過程,即擴(kuò)散雙電層中的離子交換過程的本質(zhì)是各種離子在外電場中由活度梯度(含濃度梯度和電位梯度)推動(dòng)下的“混合”過程。借助于土壤中離子交換平衡研究,成功建立了土壤表面性質(zhì)多參數(shù)聯(lián)合分析方法,并可實(shí)現(xiàn)儀器自動(dòng)分析。6.3.4土壤金屬酶系統(tǒng)研究了參與鐵膜形成的過程相關(guān)微生物,微生物的參與對(duì)鐵膜及砷歸趨的影響。從水稻土中分別分離到一株微好氧的鐵氧化細(xì)菌(PSFeM)和一株依賴于硝酸根的鐵氧化細(xì)菌(PSFeN),而且水稻土中存在著大量的鐵還原菌并且多樣性豐富,不同鐵源對(duì)鐵還原菌群群落結(jié)構(gòu)及其豐度方面有很大影響。研究表明水稻土中存在著豐富的氨氧化功能菌,其中古菌占主導(dǎo)優(yōu)勢,氨氧化菌群產(chǎn)生的NO3不僅供植物吸收,而且是依賴于硝酸根的鐵氧化菌的電子受體。KNO3處理促進(jìn)了非根際土壤中依賴于硝酸根的鐵氧化作用,在氧化鐵的同時(shí)固定了溶液中的砷,減少了鐵和砷的移動(dòng)性,和對(duì)照相比根表鐵膜量顯著減少,同時(shí)吸附的砷也減少,加上鐵膜對(duì)水稻吸收砷的抑制作用,水稻對(duì)砷的吸收也大大減少。6.3.5長期培養(yǎng)和長期配施對(duì)團(tuán)聚體磷素穩(wěn)定性的影響以旱地紅壤長期肥料定位試驗(yàn)為依托,展開了下列研究:長期施用不同肥料團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性;長期不同施肥處理下團(tuán)聚體內(nèi)磷素分布及其形態(tài)特征;長期不同施肥制度下團(tuán)聚體的固磷能力;影響團(tuán)聚體磷素吸附與解吸的主要因素;長期不同施肥制度下團(tuán)聚體磷素風(fēng)險(xiǎn)分析。結(jié)果表明:有機(jī)肥的施入不僅有利于紅壤旱地土壤大團(tuán)聚體的形成,還有利于改善團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性;土壤磷水平以及無機(jī)磷分布在不同處理和不同粒級(jí)團(tuán)聚體間存在不同差異;長期廄肥無機(jī)肥配施,可以改善團(tuán)聚體組成,提高大團(tuán)聚體含量,降低團(tuán)聚體對(duì)磷的固定,提高磷肥在紅壤旱地中的有效性;鐵鋁氧化物是磷素吸附的主體,增加有機(jī)質(zhì)含量、施入石灰、降低1～0.25mm土壤團(tuán)聚體含量均可以降低土壤團(tuán)聚體對(duì)磷素的固定。6.3.6pcbs在根際微域中的降解機(jī)理與控制因子以持久性有機(jī)污染物多氯聯(lián)苯(PCBs)等為目標(biāo)污染物,運(yùn)用物質(zhì)分離檢測、分子生物技術(shù)等先進(jìn)手段,系統(tǒng)研究了PCBs在根際微域中降解的時(shí)間和微空間變化規(guī)律,闡明了PCBs脅迫下特異性根系分泌物誘導(dǎo)的土壤理化性狀及微生物群落結(jié)構(gòu)的演變特征,揭示了根際毫米級(jí)微域中特異性根系分泌物、特殊根際環(huán)境與有機(jī)污染物降解行為三者之間的互動(dòng)關(guān)系及其互作機(jī)理,提出了PCBs在根際微域中快速降解的作用機(jī)理及主控因子。6.4遙感、計(jì)算機(jī)科學(xué)、測量與地圖學(xué)6.4.1凍土水熱通量觀測系統(tǒng)的建立建立了農(nóng)田地區(qū)非均勻像元尺度熱紅外輻射方向性模型并分析了其時(shí)空尺度效應(yīng)。建立了基于直方變差圖的降尺度轉(zhuǎn)換方法。建立了孔徑輻射計(jì)近場條件下的可視度函數(shù)解析式和數(shù)值求解關(guān)系式,并獲得了我國首批圓極化旋轉(zhuǎn)掃描綜合孔徑微波輻射圖像;分析了實(shí)驗(yàn)區(qū)凍土的相干性,構(gòu)建了一個(gè)由渦動(dòng)相關(guān)儀、大孔徑閃爍儀和自動(dòng)氣象站組成的多尺度水熱通量觀測系統(tǒng)。構(gòu)建了土壤水分無線傳感器網(wǎng)絡(luò),自主開發(fā)了便攜式三維激光全景掃描系統(tǒng),為遙感機(jī)理研究提供了條件。6.4.2高效、準(zhǔn)確的多階段反演策略實(shí)現(xiàn)了基于時(shí)序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型以及動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的地表參數(shù)動(dòng)態(tài)估計(jì)方法。提出了一種傅立葉諧波改進(jìn)的植被指數(shù)時(shí)間譜去濾波算法。研究和設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的自適應(yīng)粒子群優(yōu)化算法,并研究了基于最大聯(lián)合概率和基于局部小波系數(shù)特征的遙感影像融合方法,提出多源遙感數(shù)據(jù)融合統(tǒng)一理論框架。對(duì)多階段反演策略進(jìn)行了完善。建立了葉片偏振BRDF物理模型,推導(dǎo)并建立了土壤表面偏振散射模型,提出了雙層能量平衡模型參數(shù)化方案。發(fā)展了多角度觀測的三維激光雷達(dá)森林回波波形模型,提出了稀疏采樣的角度光譜指數(shù)。提出了基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的激光雷達(dá)濾波算法、基于分水嶺分割和局部最大值的單木檢測與樹冠分割算法、基于多視幾何的圖像與激光數(shù)據(jù)柔性融合方法。融合渦度相關(guān)碳通量測定、遙感觀測和農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建立了農(nóng)田生產(chǎn)力遙感—機(jī)理模型;構(gòu)建了流域尺度非點(diǎn)源污染模擬的生態(tài)水文模型。建立了湖泊富營養(yǎng)化遙感監(jiān)測模型;建立了淺水湖泊遙感反射比以及底質(zhì)對(duì)遙感反射比貢獻(xiàn)的估算模型。考慮地表反射的BRDF特性,建立了城市下墊面氣溶膠光學(xué)厚度定量遙感反演模型,建立了地—?dú)夤庾V耦合的污染氣溶膠遙感模型,初步實(shí)現(xiàn)對(duì)SO2和NOx衍生氣溶膠的的遙感反演。采用陸面數(shù)據(jù)同化方法,反演得到具有時(shí)間、空間和物理一致性的雪水當(dāng)量數(shù)據(jù)集。6.4.3語義描述方法在GIS空間要素不確定性建模領(lǐng)域,發(fā)展了不確定性理論,系統(tǒng)提出空間數(shù)據(jù)不確定性原理;提出了基于MDA的空間信息服務(wù)組合建模方法,設(shè)計(jì)了空間信息服務(wù)分類體系語義描述方案。系統(tǒng)地研究了CA動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則的自動(dòng)獲取、自學(xué)習(xí)與自適應(yīng)、以及模擬不確定性等問題。提出和發(fā)展了地理模擬與決策支持系統(tǒng)的理論體系,將元胞自動(dòng)機(jī)和多智能體統(tǒng)一在同一個(gè)研究框架內(nèi),以解決當(dāng)前GIS對(duì)地理復(fù)雜系統(tǒng)過程分析能力較弱的問題。建立了電磁波空間信息的動(dòng)態(tài)可視化表達(dá)方法,及基于可視空間信息的可視化決策模式。6.4.4復(fù)雜結(jié)構(gòu)區(qū)域網(wǎng)平差算法實(shí)現(xiàn)高靈敏度GNSS信號(hào)處理算法。建立了統(tǒng)一的廣義點(diǎn)攝影測量理論模型。實(shí)現(xiàn)了基于多種影像特征的多視影像匹配,實(shí)現(xiàn)了基于廣義點(diǎn)攝影測量和模型導(dǎo)向的建筑物三維重建及激光點(diǎn)云和影像相結(jié)合的古文物三維重建。提出了TIN約束下的立體影像特征點(diǎn)自適應(yīng)匹配傳播方法,提高了復(fù)雜紋理?xiàng)l件下立體影像匹配的可靠性。研制了無控制點(diǎn)多傳感器區(qū)域網(wǎng)平差算法。構(gòu)建了自動(dòng)綜合的算法評(píng)價(jià)模型和質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制,對(duì)多種自動(dòng)綜合算法(選取、合并、化簡、位移等),從屬性精度、幾何精度、空間關(guān)系、特征保持、誤差傳播和適用范圍等方面對(duì)綜合結(jié)果的總體質(zhì)量做出評(píng)價(jià),同時(shí)對(duì)地圖自動(dòng)綜合的執(zhí)行過程進(jìn)行全程的實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)測與控制。6.5污染物的處理過程及其環(huán)境效應(yīng)6.5.1有機(jī)污染物的凈化作用青藏高原湖泊是研究持久性有機(jī)污染物大氣長距離輸送行為的獨(dú)特區(qū)域。以湖泊魚為指示物對(duì)青藏高原湖泊中POPs的污染特征、濃度分布及其可能來源進(jìn)行研究。研究發(fā)現(xiàn)生物樣品中普遍存在POPs類污染物:主要包括有機(jī)氯農(nóng)藥(OCPs),多氯聯(lián)苯(PCBs),二溴聯(lián)苯醚(PBDEs),全氟化合物(PFCs)以及汞和甲基汞。高原湖泊湖芯研究初步表明一些污染物濃度持續(xù)增加,將會(huì)對(duì)高原生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生長久影響。污染物的長距離傳輸和沉降顯著受到青藏高原夏季印度季風(fēng)和冬季西風(fēng)環(huán)流的影響。魚體中污染物濃度隨海拔高度而增加以及PCB污染物的分餾效應(yīng)初步表明青藏高原成為一些持久性有機(jī)污染物的聚集地。小白洋淀中多環(huán)芳烴(PAHs)以及北京市場淡水魚中PAHs和OCPs的調(diào)查結(jié)果顯示,PAHs和有機(jī)氯農(nóng)藥在食用淡水魚類主要器官的殘留水平與分布特征表明淡水魚類對(duì)多環(huán)芳烴具有血腦屏障和肝富集現(xiàn)象,在此基礎(chǔ)上對(duì)其人體健康的影響風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,并提出基于物種敏感性分布(SSD)和生態(tài)熱力學(xué)指標(biāo)(Exergy)的化學(xué)污染物生態(tài)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法,評(píng)估了DDT、六六六、PAHs等毒害污染物對(duì)淡水生物和生態(tài)系統(tǒng)的影響風(fēng)險(xiǎn)以及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)健康的脅迫效應(yīng)。DDT、硫丹和三氯殺螨醇在不同暴露條件下對(duì)蚯蚓的生理變化及超微結(jié)構(gòu)的影響以及對(duì)原生動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)影響的研究結(jié)果顯示,蚯蚓腸、胃和皮膚中的線粒體、細(xì)胞核、腸胃微絨毛以及皮膚角質(zhì)層對(duì)3種農(nóng)藥反應(yīng)都比較敏感,其中線粒體的損傷程度與農(nóng)藥劑量和染毒時(shí)間之間有比較好的相關(guān)性;硫丹對(duì)蚯蚓毒性作用最強(qiáng)的部位是腸道,而DDT和三氯殺螨醇作用最強(qiáng)的部位是皮膚。蚯蚓的繁殖能力隨農(nóng)藥劑量的增加呈現(xiàn)指數(shù)減少的趨勢,土壤中農(nóng)藥殘留濃度的增加將對(duì)蚯蚓的繁殖產(chǎn)生嚴(yán)重影響。該研究還結(jié)合北京周邊地區(qū)工業(yè)和農(nóng)業(yè)土壤中POPs的暴露水平和污染特征分析,評(píng)估POPs的區(qū)域風(fēng)險(xiǎn),為政府部門制定相關(guān)政策提供科學(xué)依據(jù)。對(duì)植物角質(zhì)層的結(jié)構(gòu)特征,有機(jī)污染物的吸附作用和跨膜過程研究結(jié)果顯示有機(jī)污染物的吸附性能和規(guī)律與角質(zhì)層的組成、化合物性質(zhì)、溫度和表面活性劑等因素有關(guān),與其糖類含量線性負(fù)相關(guān)。非極性化合物的Kd值與溫度間呈較好的線性負(fù)相關(guān),而極性污染物的Kd與溫度間的線性相關(guān)度較弱。蠟質(zhì)是滲透過程的關(guān)鍵組分,通過快速吸附緩沖了污染物的擴(kuò)散,同時(shí)為跨膜作用儲(chǔ)備了穩(wěn)定的動(dòng)力,使得污染物能持續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)入角質(zhì)層內(nèi)部,表現(xiàn)為線性滲透。表面活性劑具有雙重作用,吸附態(tài)表面活性劑增強(qiáng)吸附,而增溶作用降低吸附,綜合影響與其濃度和種類相關(guān)。上述研究結(jié)果對(duì)有機(jī)污染物在環(huán)境—植物系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化和農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)具有重要意義。6.5.2間隙水相對(duì)于海膽結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)的行為分析從建立分析方法入手,采用現(xiàn)代分析測試技術(shù),以多種分析聯(lián)用技術(shù)為手段,對(duì)超富集植物寶山堇菜體內(nèi)重金屬形態(tài)分析進(jìn)行方法研究,對(duì)根部及體內(nèi)不同部位、不同脅迫時(shí)間下的重金屬形態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析研究,揭示重金屬在植物體內(nèi)的分布規(guī)律以及解毒情況,篩選出與重金屬富集相關(guān)的形態(tài),并通過各項(xiàng)生物驗(yàn)證方法驗(yàn)證其重金屬超富集生物功能。借助化學(xué)連續(xù)提取,掃描電鏡(SEM-EDX)和透射電鏡(TEM),擴(kuò)展X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)(EXAFS)等分析技術(shù),揭示硒、汞在植株不同組織,細(xì)胞不部位的分布特征和賦存形態(tài),研究施用硒制劑對(duì)水稻吸收汞行為的影響,并初步闡明硒汞交互作用機(jī)理。基于薄膜擴(kuò)散平衡(DET)原理開發(fā)研制出采集沉積物間隙水的高分辨被動(dòng)采樣技術(shù)(微型Peeper),獲得太湖典型湖區(qū)沉積物間隙水磷的高分辨分布,估算出滇池福寶灣底泥內(nèi)源氮磷營養(yǎng)鹽釋放通量,此外發(fā)現(xiàn)草型湖區(qū)間隙水剖面反應(yīng)性磷具有比較大的空間異質(zhì)性,藻型湖區(qū)間隙水反應(yīng)性磷隨沉積深度的增加呈升高趨勢,擴(kuò)散梯度隨水溫升高而增強(qiáng)。空間尺度以及樣點(diǎn)屬性是決定土壤重金屬空間變異的決定性因素。將研究區(qū)域先期劃分,在較小尺度上分別開展空間變異研究,再將結(jié)果綜合,可降低空間尺度對(duì)結(jié)果精度的影響。研究結(jié)果為土壤環(huán)境監(jiān)測中監(jiān)測樣點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的建立提出一套采樣策略,為土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)提供技術(shù)支撐,并為建立統(tǒng)一的土壤環(huán)境研究及管理規(guī)程提供有益借鑒。6.6區(qū)域環(huán)境質(zhì)量和安全6.6.1“公—不同區(qū)域或生態(tài)系統(tǒng)碳、氮循環(huán)基于遙感和多種生態(tài)系統(tǒng)觀測數(shù)據(jù)與模型分析手段,建立適合中國生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)過程模型(TECO-R模型),以評(píng)估中國生態(tài)系統(tǒng)NPP增長驅(qū)動(dòng)下的碳匯潛力;結(jié)合野外調(diào)查和采樣、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)資料分析、遙感解譯、GIS處理等多種技術(shù)手段,研究了上海市碳源碳匯格