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中国科学院珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站（以下简称“珠峰站”）位于珠穆朗玛峰自然保护区核心区域,围绕我国青藏高原生态保护和生态文明高地建设及经济社会可持续发展的国家战略科技需求,致力于地球“第三极”复杂地形山地大气过程和环境变化研究。珠峰站以气候变化下青藏高原地-气相互作用过程研究为主线,开展了针对地表、大气、环境、冰川、生态和地球物理等过程的长期定位监测和野外科学观测试验;构建了珠峰地区多时空、多手段、高精度、多要素一体化地-气相互作用综合观测研究平台,显著提升了青藏高原特别是珠峰地区的气象观测能力。珠峰站是喜马拉雅山区地球系统科学研究的重要基地,为深入系统地开展青藏高原地球系统科学研究提供了基础数据,同时也为认识青藏高原在全球变化中的作用和对全球变化的响应提供了支撑平台。 相似文献
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在全球环境变化的背景下,区域及全球尺度地表参数和能量循环的研究中迫切需要大范围、高精度的观测数据。随着遥感技术的迅速发展,遥感已经具备在全球尺度上精确监测地球系统中诸多要素的能力。特别是星载微波遥感系统,具备全天时、全天候的观测能力,且对多种地表要素特性十分敏感,已广泛应用在全球积雪、土壤水分与植被等地表要素的监测和定量反演之中。精确的微波机理模型是理解遥感观测、发展遥感反演算法以及提高数据同化系统中观测算子精度的基础和关键。近30年来,研究人员基于电磁辐射和散射理论及微波辐射传输方程,针对不同传感器参数特性进行了大量卓有成效的研究,建立了从单散射体、随机粗糙表面到积雪、植被等典型地物的微波散射、辐射机理模型,广泛应用于微波观测模拟和反演。文章对这一系列微波机理模型的研究进展进行了系统的介绍和评述。随着遥感数据的不断丰富和遥感建模及反演理论的深入发展,包括微波遥感在内的遥感手段将为地球系统的研究及应用发挥更为重要的作用。 相似文献
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全球变化和可持续发展等一系列全球化的资源环境问题日益严峻,成为国际社会关注及科学研究热点,生态学的研究重点也逐渐开始由小尺度的个体、群落和生态系统向区域、大陆乃至全球尺度转变。同时,伴随传感器技术和信息网络技术发展,生态系统观测也从短时间观测逐渐向长期观测以及生态系统的宏观结构和生态服务时空格局变化协同观测转变;由过去的定位及小规模合作观测向区域甚至全球大规模联合的网络化观测、天-空-地立体综合观测方向转变。生态学研究已经进入大数据时代,如何应用大数据技术,实现传统的基于过程的生态学研究与基于大数据驱动的生态学研究的有机整合,推动生态学大理论发展、区域及全球生态系统演变机理研究,支撑以应对全球气候变化、生态系统功能维持等为核心的人类社会可持续发展理论和应用研究,是大数据时代生态观测研究面临的重大挑战及机遇。文章评述了生态系统观测研究现状,探讨了大数据背景下生态系统观测研究的重要特征,并建议遵循"大科学、大数据"理念,组织实施国家生态系统观测大科学工程建设,实现我国生态观测研究与全球生态观测研究体系的融合,实现在区域、国家及全球尺度上观测地球生命系统变化,诊断生态系统功能状态,理解生态系统过程机理、维持和保护生态系统功能,服务人类社会可持续发展的科技目标。 相似文献
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中国科学院黑河遥感试验研究站（以下简称“黑河遥感站”）立足寒旱区内陆河流域,通过星空地一体化的综合观测手段,精细化地观测黑河流域的水文气象要素,在科学上为寒旱区定量遥感、尺度转换、模型集成等方面的研究作出突出贡献,在服务国家需求上为流域可持续发展、生态环境保护、国家公园建设等提供科技支撑。黑河遥感站构建了我国第一个多要素-多尺度-精细化流域综合观测系统,积累了大量的长期观测数据,为流域综合观测提供了示范;开展了深入的寒旱区定量遥感研究,形成了一系列寒旱区关键特色遥感数据产品,且得到了广泛应用;构建了异质性地表遥感产品真实性检验的理论框架和方法体系,并形成了相关国家标准;在黑河流域生态-水文-社会经济模型,以及流域可持续发展决策支持系统的发展中起到关键支撑作用。总体上,黑河遥感站实现了从传统单站观测向流域综合观测系统的转型,实践和推进了观测-模型-决策一体化研究,是新时代山水林田湖草系统综合监测的典型,也是以流域为单元开展地球表层系统科学研究的示范。 相似文献
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土地沙漠化问题在我国北方农牧交错区尤为突出。中国科学院西北生态环境资源研究院奈曼沙漠化研究站(以下简称"奈曼站")围绕北方农牧交错带典型区科尔沁沙地的土地沙漠化治理和农牧业经济持续发展,长期开展荒漠生态系统协同保护和合理利用的机理研究、过程监测、技术试验与示范等工作,取得了卓有成效的成绩。经过30多年的发展,奈曼站已经成为我国农牧交错地带荒漠化土地治理的野外观测研究平台,提出的"奈曼沙漠化土地综合整治模式"及其相关理论和技术不仅被国内同类沙漠化地区的生态治理实践广泛采用和借鉴,还被联合国环境规划署(UNEP)、联合国开发计划署(UNDP)以及联合国其他相关机构作为长期培训教材和科普推广内容;同时,奈曼站坚持研发农牧业经济可持续发展的关键技术并示范应用,引种适地丰产作物及林草果蔬植作物品种,提高农牧民的经济收入和生活质量,为农牧交错带土地沙漠化趋势"初步得到遏制和整体呈现逆转态势"作出了贡献。1998年,奈曼站获得联合国环境署和粮农组织联合颁发的"拯救干旱区土地成功业绩奖"。随着全球气候变化及社会经济发展带来的土地利用压力持续增加,该区域出现了可利用水资源减少、区域生态资源过度开发、得到治理的沙漠化土地再次退化等新问题。针对新的问题,奈曼站的观测与研究工作将重点围绕水资源制约的关键因子开展植被-土壤系统协同演变机理研究,研发水分、土壤与生物资源有效利用和区域农牧业持续发展的关键技术与模式,构建新的符合区域生态环境建设、可持续土地利用与管理以及社会发展的科技支撑体系。 相似文献
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全球陆表特征参量产品生成与应用研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对全球环境变化研究,要充分发挥卫星观测数据潜力,特别是针对缺乏长时间序列、高时空分辨率和高质量的全球陆表特征参量产品。尽管我国已经发射了多个对地观测的卫星系列,但还没有生产出自己独特的全球陆表卫星产品。为了支持全球环境变化的研究,国内20多家大学和研究所于2009年承担了“863”重点项目——“全球陆表特征参量产品集生成系统研发与产品生成”,综合利用国内外卫星遥感数据源,开展了一系列研究工作。本文从数据收集管理、算法发展、产品生产与验证、产品发布以及产品应用示范等方面对GLASS产品生成与应用研究的成果进行了系统阐述。 相似文献
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介绍了中国科学院大气物理研究所东亚中心在全球变化科学研究方面的一些进展。主要包括:(1)参与了国际和国内全球变化科学的开拓工作;(2)提出了区域水平上的全球变化研究新方向;(3)气候突变和全球增暖的区域响应研究;(4)东亚季风区植被-大气相互作用研究;(5)区域环境系统模式的发展和亚洲区域模式的国际比较研究活动;(6)提出了对全球变化的人类有序适应的概念、试验观测、理论和方法;(7)面向国家需求的全球变化问题——北方干旱化研究;(8)陆地生态系统碳循环研究等。 相似文献
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中科院环江喀斯特生态系统观测研究站面向我国西南喀斯特区域石漠化综合治理与生态服务提升和民生改善的重大需求,系统开展了喀斯特生态系统野外观测、试验与示范研究,发现了喀斯特坡地地表-地下二元水土流失特征,地表侵蚀产沙一般低于50 t/(km2·a),但人为干扰加剧地表侵蚀;揭示了人类活动对喀斯特退化生态系统的影响及其作用机理,阐明了喀斯特景观格局与关键生态过程的相互作用机理,研发了喀斯特退化生态系统适应性修复技术体系,开展了生态工程背景下喀斯特区域生态系统服务变化评估,提出了喀斯特景观保护的优化管控措施,构建了喀斯特生态脆弱区科技扶贫模式,形成了喀斯特生态系统服务优化调控的理论与技术体系,为我国西南地区石漠化治理与区域脱贫提供了重要科技支撑。 相似文献
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安徽蒙城地球物理国家野外科学观测研究站的主要任务是开展地震、重力、形变、电磁等多种固体地球物理观测与研究,以及开展中高层大气和电离层多物理量的近地空间环境观测与研究。地球内部到外部空间的综合地球物理观测对认识地球本体和近地空间环境的结构、形成与演化,以及各种自然灾害的孕育发生规律及预警和预报具有非常重要的意义。通过不同尺度地球物理台阵观测资料,获得了郯庐—大别构造带多尺度结构、变形和孕震构造特征。基于近地空间环境观测数据,揭示了中高层大气与电离层的精细结构和变化机制。这些研究为区域地震监测和地震灾害研究、近地空间环境监测和空间灾害研究等提供了重要的基础。 相似文献
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保障粮食安全是全球可持续发展的基础及重要议题。粮食可持续生产作为实现粮食安全的基础,同时是应对气候变化、土地退化、生态退化等全球挑战的有效手段。当前,对粮食生产可持续性的监测与评估存在着数据鸿沟,而地球大数据的支撑作用日益凸显。文章总结了地球大数据支撑粮食可持续生产研究的当前实践,包括对地观测技术在粮食生产系统各要素监测中发挥的作用,以及多源数据融合在粮食生产系统综合监测及粮食生产可持续性评估中的应用。在上述实践归纳的基础上,依循实现联合国可持续发展目标(SDGs)的四大杠杆框架,提出了地球大数据支撑粮食可持续生产的2个未来发展方向:多学科模型凝聚地球大数据推动知识发现支撑政府治理;技术创新集成地球大数据搭建产农户智慧生产决策体系。 相似文献
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大数据在地球科学各个学科中的应用越来越受到关注,数据驱动地球科学发现的案例不断出现,有关地球数据信息中心、地球大数据平台及相关学术会议数量逐渐增加,地球大数据正在科学研究上表现出巨大的潜力。科学家对地球大数据的科学方法和工具的需求很大,然而目前地球大数据的理论基础、储存管理和分析方法等仍处于发展之中,对地球大数据的研究和讨论有限。文章通过文献计量学的方法,对科学引文索引(SCI)和社会科学引文索引(SSCI)收录的地球大数据相关文献进行分析,从全球论文的产出数量、国家与机构领域研究影响力、研究主题分布、研究热点变迁和国际合作等多角度,分析揭示了地球大数据研究现状;最后,建议未来重点加强跨学科的地球大数据共享与融合,完善地球科学大数据深度挖掘理论和方法,实现对复杂地球系统的分析、建模与预测,支持和服务全球变化与可持续发展。 相似文献
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基于SPOT VEGETATION数据的中国植被覆盖时空变化分析 总被引：8，自引：1，他引：7
本文基于1998年-2007年中国地区长时间序列SPOT_Vegetation植被指数数据集,应用RS与GIS技术,采用最大值合成、一元线性回归变化斜率法和Mann-Kendall非参数检验法对中国各大自然区划(3个大类、7个中类)的植被覆盖状况做了时空变化分析。结果表明:基于SPOT_Vegetation植被指数数据可以很好的在宏观上监测中国的植被覆盖时空变化,1998年-2007年,中国整体上植被活动在增强,并向好的方向改善,特别是东部季风区域中华中、华南湿润亚热带地区,东北湿润、半湿润温带地区和华北湿润、半湿润暖温带地区植被覆盖显著上升。但局部在却在恶化,西北干旱区域特别是内蒙古中西地区产生严重的恶化。近1/3国土面积植被覆盖基本不变。且斜率变化法和Mann-Kendall非参数检验法可以相互印证,对中国的植被覆盖状况,时空变化有着基本一致的判断。 相似文献
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《中国科学院院刊(英文版)》2009,23(4):203-207
As one of the domestic pioneers and internationally renowned experts on global change science, Prof. FU Congbin has been strongly involved in the study of climate variability and dynamics since the early 1980s. His research ranges from air-sea interaction to the aridity trend of northern China and the monsoon-driven ecosystems in East Asia. 相似文献
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郭华东 陈润生 徐志伟 孙建军 毕军 王力哲 骆健俊 沈华伟 顾东晓 梁栋 沈文庆 张旭 Hans Wolfgang Spiess Thomas Lengauer 《中国科学院院刊》2016,31(6):707-716
大数据是知识经济时代的战略高地,是国家和全球的新型战略资源。作为思维的革命性创新,大数据为科学研究带来了新的方法论。第六届中德前沿探索圆桌会议以"自然科学与人文科学大数据"为主题,在"生物医药大数据"、"物理、化学与地球科学领域大数据"、"人文与社会科学领域大数据"和"大数据处理技术与方法"4个领域进行研讨,总结了大数据对于科学发现的重要作用、意义以及面临的重大问题,形成了关于发展科学大数据研究的相关建议。 相似文献
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Environmental degradation has become one of the major obstacles to sustainable development and human well-being internationally. Scientific efforts are being made to understand the mechanism of environmental degradation and sustainability. Critical Zone (CZ) science and research on the multi-functional landscape are emerging fields in Earth science that can contribute to such scientific efforts. This paper reviews the progress, similarities and current status of these two scientific research fields, and identifies a number of opportunities for their synergistic integration through functional and multi-functional approaches, process-based monitoring, mechanistic analyses and dynamic modeling, global long-term and networked monitoring and systematic modeling supported by scaling and deep coupling. These approaches proposed in this paper have the potential to support sustainable human well-being by strengthening a functional orientation that consolidates multi-functional landscape research and CZ science. This is a key challenge for sustainable development and human well-being in the twenty-first century. 相似文献
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随着我国西部大开发战略的实施和气候变暖对青藏高原影响的日益显著,多年冻土变化对生态、水文、气候和工程建设的影响日渐突出,多年冻土的长期定位监测和大范围野外调查已经成为冰冻圈、生态、水文、气候和寒区工程建设等方面深化研究和解决重大科学和工程问题的重大需求。中科院青藏高原冰冻圈观测研究站(简称"高原冰冻圈站")自建站以来对青藏高原多年冻土进行了长期连续的监测和大范围的野外调查,开展了多年冻土水热状况的变化机理、模型模拟和生态效应综合研究。特别是近年来在科技部、国家自然科学基金委和中科院等重大项目支持下,高原冰冻圈站积极开展国内外科研合作,规范了多年冻土野外考察和定位监测的方法,建成了在国际上处于领先地位的多年冻土综合监测网络;系统地开展了高原多年冻土分布、温度、厚度和地下冰空间分异规律的定量研究,基于多源数据和多模式比对,发布了空间分辨率为1 km的高原多年冻土温度、厚度和地下冰的空间格网数据。基于长期监测数据,构建和改进了适合于青藏高原多年冻土的一维热传导模式和陆面过程模式,定量评价了过去30年来高原尺度多年冻土的变化及物理机制。这些科研成果不仅为青藏铁路建设、三江源国家公园生态保护、区域气候模拟等问题的解决提供了强有力的基础数据支撑,同时也面向国家需求和国家重大项目研究,推动决策咨询服务。有关青藏高原多年冻土区植被、生态和土壤有机碳氮空间分布的研究成果,填补了该领域的国际空白,为未来地球国际科学研究计划和地球系统模式发展提供了最为基础的本底数据支撑。 相似文献
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该专项针对我国应对气候变化与碳减排的国际谈判以及国家可持续发展最佳途径选择等重大科技需求,有效组织中科院和相关高校及部委相关单位多学科交叉的优势力量,深入研究我国的陆地碳收支定量认证、碳增汇潜力与速率、增汇技术与措施以及未来全球增暖情景与大气温室气体浓度关系的不确定性等重大科学技术问题.由此形成支撑我国应对气候变化的温室气体减排增汇、国家可持续发展战略决策的数据资源体系、科学知识体系和技术支持体系;全面提升我国在温室气体排放认证方法论与技术体系、陆地碳收支定量评估与认证、生态系统与气候变化科学研究、生态系统增汇技术与措施、区域碳收支调控管理政策等研究领域的整体科学研究水平,实现国家应对气候变化科技支撑能力的跨越式发展,提高我国的国际影响力和外交谈判的话语权;形成一支具有扎实研究基础,并适应重大多学科交叉的科技队伍,实现我国科学家进入世界前沿科技舞台的战略目标.该专项将着力回答如下核心科学问题:(1)我国的温室气体排放量是多少？(2)我国陆地生态系统有多大的固碳潜力和速率？(3)在温室气体减排的“三可”(可测量、可报告、可核查)问题上我们如何应对？(4)如何认识气候变暖对大气CO2浓度的敏感性？(5)如何认识气候变暖对生态和环境变化的影响？(6)应对气候变化的绿色发展战略和政策是什么？通过专项实施将实现:自主建立我国能源、水泥等行业的碳排放计量体系,定量评估土地利用变化引起的温室气体排放;建立以卫星遥感、空中监测与地面网络监测和大气模式系统相结合的我国自主大气碳浓度和碳源汇监测系统,以及陆地碳收支的地面观测研究网络;综合研究和定量评估我国各类生态系统的碳增汇潜力与速率,评估我国重大生态工程的增汇贡献,研究人工干预下生态系统增汇的原理和技术系统,建立我国典型区域碳增汇的科技试验和示范体系;发展更为完整的新一代气候系统模式,定量预估未来气候增暖幅度相对应的大气温室气体浓度,理解人为排放气溶胶与气候变化的关系,进一步减少其相互关系认知的不确定性;分析过去百、千、万年时间尺度的气候变化事实,研究过去万年气候变化的自然规律和人类适应过程,增强对气候变化自然过程及其归因的认识;分析国际碳贸易市场机制及其对我国的可能影响,提出建立我国碳交易市场体系,林业、农业、牧业的减排增汇技术和经济政策,国内地区和行业间的生态补偿政策与碳管理体制等相关问题的政策建议与技术支撑体系. 相似文献