Regional soil organic carbon prediction model based on a discrete wavelet analysis of hyperspectral satellite data     

《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》2020

Most studies have the achieved rapid and accurate determination of soil organic carbon (SOC) using laboratory spectroscopy; however, it remains difficult to map the spatial distribution of SOC. To predict and map SOC at a regional scale, we obtained fourteen hyperspectral images from the Gaofen-5 (GF-5) satellite and decomposed and reconstructed the original reflectance (OR) and the first derivative reflectance (FDR) using discrete wavelet transform (DWT) at different scales. At these different scales, as inputs, we selected the 3 optimal bands with the highest weight coefficient using principal component analysis and chose the normalized difference index (NDI), ratio index (RI) and difference index (DI) with the strongest correlation with the SOC content using a contour map method. These inputs were then used to build regional-scale SOC prediction models using random forest (RF), support vector machine (SVM) and back-propagation neural network (BPNN) algorithms. The results indicated that: 1) at a low decomposition scale, DWT can effectively eliminate the noise in satellite hyperspectral data, and the FDR combined with DWT can improve the SOC prediction accuracy significantly; 2) the method of selecting inputs using principal component analysis and a contour map can eliminate the redundancy of hyperspectral data while retaining the physical meaning of the inputs. For the model with the highest prediction accuracy, the inputs were all derived from the wavelength range of SOC variations; 3) the differences in prediction accuracy among the different prediction models are small; and 4) the SOC prediction accuracy using hyperspectral satellite data is greatly improved compared with that of previous SOC prediction studies using multispectral satellite data. This study provides a highly robust and accurate method for predicting and mapping regional SOC contents.  相似文献   

地方政府土地出让干预对区域工业碳排放影响的对比分析——以中国8大经济区为例     

王博  吴天航  冯淑怡 《地理科学进展》2020,39(9):1436-1446

探讨不同区域地方政府干预对碳排放的影响差异,对于中国推进碳减排战略、协调区域经济社会发展具有重要意义。鉴于此,论文基于地方政府土地出让的视阈,以中国8大经济区为研究对象,有机耦合STIRPAT模型与CKC模型,构建形成STIRPAT拓展模型,并使用2007—2016年中国28个省(市、自治区)的工业面板数据,对比考察8大经济区政府土地出让干预对区域碳排放的影响差异。结果表明:不同经济区的地方政府土地出让干预对区域碳排放的影响存在显著差异。其中,同为CKC“倒N”型的北部沿海、南部沿海、长江中游经济区,其政府土地出让干预对区域碳排放的影响呈现出北部沿海经济区为负、南部沿海经济区为正、长江中游经济区无显著影响的差异效果;同为CKC“倒U”型的东北、西南和西北经济区,其政府土地出让干预对区域碳排放的影响,东北和西南经济区都显著为负,西北经济区未表现出显著影响;同为CKC“U”型的东部沿海和黄河中游经济区,其政府土地出让干预对碳排放也呈现出前者为负、后者为正的相反影响。研究结果可为制定碳减排差别化政策、协调区域可持续发展提供参考。  相似文献   

柴达木盆地盐湖区土壤黑碳分布及土气交换特性          下载免费PDF全文

武君  闵秀云  高春亮  李雷明 《盐湖研究》2020,28(1):1-10

深入探讨了柴达木盆地盐湖区土壤黑碳分布及土气交换特征。研究结果显示,研究区土壤总黑碳含量范围为0.50～6.79 g/kg,平均值达到1.64 g/kg;土壤烟炱组分黑碳含量范围为0.50～4.75 g/kg,平均值达到1.144 g/kg;气溶胶黑碳含量范围为0.34～4.92μg/m~3,平均值达到0.98μg/m~3。柴达木盆地盐湖区盐湖资源的大量开采和工业化生产等可能造成该地区黑碳大量排放。盐湖区土壤黑碳稳定碳同位素值(δ~(13)C_(BC))在-25.33‰～-23.46‰之间变化,平均值为-24.21‰,表明该地区土壤黑碳来源可能受C_3植物和化石燃料来源的共同影响。首次运用逃逸系数探讨了柴达木盆地盐湖区黑碳土气交换行为,结果表明研究区黑碳土气交换行为确实存在,但存在一定程度的模拟不确定性。  相似文献   

基于国家海洋治理和全球气候变化的我国海洋灾害防治          下载免费PDF全文

齐庆华 《海洋开发与管理》2019,36(2):17-23

为建立和完善现代化的海洋灾害防治体系,提高我国海洋治理和应对全球气候变化的能力,文章以全球治理和国家治理为背景,在明确致灾因子、承灾体、灾害以及灾害风险和管理等基本概念及其内涵的基础上,分析全球气候变化背景下我国海洋灾害及其风险的特征以及海洋灾害防治的关键性和基础性科学问题,并提出我国构建海洋灾害防治体系的建议。研究结果表明:在全球气候变化的影响下,我国沿海地区的海洋灾害风险复杂多变且有所提升;提出以群-环-域为主体的体系架构,研究全球气候变化与区域海洋的响应和反馈、全球气候变化背景下海洋灾害与风险的特征和规律以及综合海洋灾害风险评估和海洋灾害防治等问题;在我国构建海洋灾害防治体系的过程中,应加强科学研究以及技术和信息支撑、促进区域和全球联动联防以及提高全社会对海洋灾害的认知和防范水平。  相似文献   

海南岛海岸带土地利用强度与生态承载力分析     

李通  闫敏  陈博伟  张丽  宋茜茜 《测绘通报》2020,(9):54-59

随着海南省进一步开放发展，海岸带区域的土地利用强度逐渐加强，生态保护需求日益增强。利用4期（1990、2000、2009、2015年）海岸带土地利用分类数据，研究海岸带土地开发利用强度，并分析了其生态承载力。结果表明：①耕地和林地是海南岛海岸带地区的主要土地类型。②25年间，海南岛海岸带土地利用强度整体较高且逐年上升，2000—2009年土地利用强度增速最高，达2.03%；海口市和澄迈县土地利用强度4期均值最大，分别为300.5和286.1。③25年来海南岛海岸带生态状况呈下降趋势，57%的海岸带市县实际生态承载压力增长了1倍以上。  相似文献   

中国泥炭矿成矿规律与开发利用   总被引：1，自引：0，他引：1  

饶娇萍  贾沁贤  王登红  刘丽君  代鸿章  郭唯明 《地质学报》2020,94(1):192-203

泥炭是具有重要意义的新兴产业矿产，是传统矿产向新兴产业矿产“华丽转身”的典型。全球泥炭资源的总量约为5000亿吨，我国的泥炭资源总量仅为124. 96亿吨，资源量较为丰富，质量中等，但需要量在上升。我国泥炭的分布具有普遍性和不均匀性，成矿时代为第四纪(全新世)，更早的泥炭多已经历成煤的早期阶段而转变为褐煤。我国的泥炭矿床类型主要以富营养草本泥炭为主，木本为辅，藓类泥炭次之。本文在对1988年全国泥炭报告中罗列的5719处泥炭矿产地进行梳理的基础上，总结其成矿规律，根据资源规模厘定出5个大型矿集区，7个中小型矿集区，3个大型预测区，为泥炭勘查工作提供依据。离最近一次全国泥炭资源调查已30年，多处泥炭地由于全球气候变化、城市化发展等原因而消失，非常有必要重新评估。需要强调的是，泥炭的用途已经不再是“燃料”矿产，不再主要用于取暖，而在节能环保、生物等战略性新兴产业中发挥特殊作用，故应该从生态文明建设、碳汇、环境保护、生物技术等角度创新定位其功能和用途。鉴于泥炭的新用途及其利用趋势，《中国矿产地质志》编委会建议将其定位为非金属矿产而非“能源”矿产，据此提出开发利用建议。  相似文献   

Relationship Between Electrical Properties and Sedimentary Environment of the Longmaxi Formation Shale, Southern Sichuan     

YANG Kai  ZHANG Bing  WANG Xuben  HE Lanfang  YANG Hongyu  WANG Pengwan  TANG Jialin  DENG Jixin  ZHANG Cong 《《地质学报》英文版》2020,94(5):1531-1546

The Lower Silurian Longmaxi Formation in the south of Sichuan is a key player in the exploration and development of shale gas in China. Due to a highly complex topographic area, electromagnetic methods (EM) become important exploration means in this area. Many studies have been conducted on the shale mineral composition and electrical properties of shale, however, the correlation between sedimentary environments and the electrical properties of shale remain poorly understood. The electrical properties and sedimentary environment of the organic-rich shale of the Longmaxi Formation have been studied by means of X-ray diffraction, organic geochemistry, scanning electron microscopy and complex resistivity measurements. The discovered high quartz content of the Longmaxi Formation shale results in low resistivity. Deep-water shelf biogenic quartz contributes lower resistivity more than that of shallow-water terrigenous quartz. The deep-water anoxic and organic sedimentary environment led to major enrichment of pyrite, leading to a high polarization effect in shale. We present the correlation between the lithofacies types and electrical properties of Longmaxi Formation. The mixed siliceous shale lithofacies is the most favorable among the three lithofacies, which is characterized by high total organic carbon (TOC) content, high brittleness mineral content, high polarization and low resistivity (“three high and one low”). This feature is an effective identification of shale gas reservoirs by electromagnetic prospecting. Our study can provide constraints on electrical parameters of rocks for electromagnetic “sweet spot” exploration of shale gas, and so this has important geological significance to shale gas exploration and development.  相似文献   

岩溶水硝酸盐污染原位修复试验     

叶进霞  夏春英  卜鸿志 《中国岩溶》2020,39(2):173-179

岩溶含水层的极不均一性特征使岩溶水溶质运移受构造、裂隙空间及其发育方向控制；因环境条件复杂，开展岩溶水污染原位修复技术难度较大，截止目前，国内尚未系统地开展岩溶含水层水污染原位修复研究工作。文章选择鲁中南山区典型岩溶发育及硝酸盐污染地段，施工组合钻孔建设修复试验工程，采用“乙醇+葡萄糖”液态碳源和“聚乙烯醇+淀粉颗粒”固态反应器分别进行岩溶水硝酸盐污染原位修复试验。结果表明:浓度500 mg?L－1、1 000 mg?L－1的“乙醇+葡萄糖”反硝化溶液对硝酸盐浓度的降解率分别为6.45 %和21.52 %；单位长度组成材料“聚乙烯醇3 kg+淀粉颗粒3 kg”、“聚乙烯醇2 kg+淀粉颗粒4 kg”的两种反硝化固态反应器对硝酸盐浓度的降解率分为33.91%和34.96%。试验证明在裂隙型岩溶地区采用孔组方案进行地下水污染原位修复技术可行、且能取得较显著效果。修复工程布设方式和试验成果对类似地区开展岩溶地下水污染原位修复具一定借鉴意义。   相似文献   

甘肃迭部地区地质遗迹资源类型与开发利用及保护     

李小强  闫少波  脱世博  王军  任文秀  刘明强  李通国 《地质论评》2020,66(6):1719-1728

通过调查研究发现甘肃迭部地区地质遗迹资源涵盖3大类7类13亚类，尤以碳酸盐岩（岩溶地貌）、峡谷及冰川地貌等资源最为典型。区内数量繁多且独具特色的地质遗迹资源，是对中生代以来青藏高原东北缘地区沉积地层演化与区域构造—气候耦合过程中的重要地质事件的灵敏反映与记录者。提出了以政府引导与规范管理、协调统一与科学规划及品牌宣传的保护与开发利用建议，可为政府对迭部地区旅游产业整体规划、发展、决策和生态环境保护等提供依据，为开发这一地区的旅游资源提供引导。  相似文献   

渭河盆地地温场分布规律及其控制因素     

任战利  刘润川  任文波  祁凯  杨桂林  崔军平  杨鹏  张园园 《地质学报》2020,94(7):1938-1949

本文以渭河盆地地温场为研究对象,在收集补充新地热井资料及分析测试样品的基础上,通过盆地深部结构、构造特征、地温场特征、热储层特征、地热资源量等分析,建立了盆地不同岩性岩石热导率与深度关系图版,确定了盆地地温场变化规律及地热田控制因素,提出了渭河盆地地热田形成模式。评价了盆地地热资源有利区,为盆地后续的开发利用提供了理论支持。研究认为渭河盆地热地温梯度分布在2.34～5.85℃/100m之间,平均地温梯度为3.50℃/100m,代表性大地热流68.33mw/m~2,地温梯度及不同深度地层温度具有东高西低、南高北低的特点。热导率总体上具有随深度的增加,逐渐增大的规律,热导率随深度增加主要受压实程度增强控制。相同深度条件下泥岩热导率最低,砂岩热导率居中、白云岩热导率最高。渭河盆地主要为层状地热田,盆地内地热通过热传导及热对流两种方式进行传递,以热传导为主。渭河盆地地热资源丰富,热储层可分为三种类型:①新生界砂岩孔隙型;②下古生界碳酸盐岩岩溶型;③断裂型。渭河盆地地热资源有利区主要分布于西安凹陷、固市凹陷。盆地地温场及地热田分布与莫霍面、软流圈上隆、岩石圈厚度减薄的深部背景密切相关,主要受地热传导和深大断裂热对流控制,是岩石圈深部结构、盆地构造、基底岩性、储盖组合等多因素共同作用下形成的。最后结合当前渭河盆地地热资源开发利用现状及存在问题,提出了地热开发利用建议。  相似文献