時間:2022-10-17 17:12:44
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇氣象學與氣候學論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
氣象二級期刊有哪些?對于現在的很多專業學者來說,應該都是會需要撰寫論文并且發表的吧,特別是需要評定職稱的,更是會規定期刊發表,就比如說二級期刊,今天小編就給大家介紹幾本氣象方向的二級刊物,大家可以作為投稿選擇。
《氣象科技進展》(雙月刊)是氣象科學領域綜合性期刊,主辦單位:中國氣象局培訓中心,主管單位:中國氣象局,氣象科技進展將及時通過多個欄目闡釋氣象及相關領域科學技術的最新進展。在氣象科技進展期刊成功發表的論文有:像素扭曲與有效對流觀測范圍,5—8月東北冷渦降水過程統計特征及其降水特征對比研究,沙塵天氣及沙塵氣溶膠影響的研究進展等等。
氣象學報主辦單位:中國氣象學會,主管單位:中國氣象學會,旨在反映我國大氣科學領域中最新科研成果,為大氣科學研究提供學術交流陣地,以推動我國大氣科學基礎和理論研究的發展,服務于我國氣象現代化建設事業。被氣象學報成功收錄的論文題目有:南京雷達中氣旋產品特征值統計分析,不同形狀冰晶權重假定對冰云光學和輻射特性的影響,中國探空觀測與第3代再分析大氣濕度資料的對比研究等等。
《大氣科學》主要報道大氣科學領域的創新性研究成果,刊登動力氣象學、天氣學、氣候學、數值天氣預報、大氣物理學、大氣化學、大氣探測、人工影響天氣和應用氣象學等論文,在大氣科學期刊成功標題有:冬季北大西洋濤動與中國北方極端低溫相關性的年代際變化,近30年全球干旱半干旱區的蒸散變化特征,黃山層狀云和對流云降水不同高度的雨滴譜統計特征分析,位渦傾向在Muifa臺風路徑轉折中的應用等等。
以上這三本氣象類刊物都是成功評職人員反饋回來的單位認可的期刊,您可以根據小編介紹的期刊簡介及已發表的論文來準備自己的論文,或者直接咨詢本網站在線編輯老師,讓他們幫助您,使投稿過程更加順利。
1實踐教學目標體系
從實踐教學的角度,應用氣象學專業培養的人才應具備以下能力。
(1)基本技能能力。培養的學生應該具備良好的從事氣象行業業務的基本技能,例如:大氣探測中氣象測報的基本技能、農業氣象觀測業務要求的基本技能、天氣預報應掌握的基本技能、計算機數據處理及信息處理能力、氣象遙感數據處理及應用能力等。這些基本技能的掌握可以使學生畢業后能盡快適應業務,同時提高我校畢業生的市場競爭力。
(2)獲取和應用知識的能力。訓練和培養學生的自學能力,即具有辨別、判斷各種信息、提取有效信息、綜合分析與歸納決策的能力。同時培養學生綜合應用知識、獨立分析、解決問題的能力、實際操作能力、設計計算能力、撰寫科研論文、參與學術交流的能力、組織管理能力等多方面的應用能力。
(3)創新能力。在教學計劃和教學實施過程中加強教學實踐課程和科研訓練環節,培養創新實驗能力、科學研究能力、科技開發能力等。
2實踐教學課程體系
應用氣象學專業實踐教學課程體系建設按照學校實驗模塊、實習模塊、綜合訓練模塊和設計開發模塊的總體思想,以實踐能力培養為主線,旨在構建分層次、多模塊、相互銜接的實踐教學體系。通過對原有實踐環節進行整合,并且對沒有實驗(習)條件的課程進行充分的挖掘,形成新的課程體系(見圖1)。
(1)實驗模塊。實驗模塊分為信息處理類和業務基礎類兩類,主要為培養學生一些基本的實踐能力。業務基礎類包括應用氣象儀器學、天氣分析和預報2個實驗課程;信息處理類包括氣象遙感數據處理及應用、地理信息系統上機實驗、應用氣象統計學實驗、應用氣象程序設計、常用氣象統計軟件應用等實驗課程。
(2)實習模塊。實習模塊的設計考慮了氣象基本業務的需要,設計了氣象觀測實習和天氣預報實習,屬于氣象行業對人才要求的最基本技能。學生通過這2個實習可以有針對性地進行測報和預報工作訓練。
(3)綜合訓練模塊。綜合訓練模塊的設計考慮了學生綜合能力培養的需要。具體有農業氣象業務與方法教學實習、小氣候測定實習、設施環境調節、農業氣象災害及其防御、應用氣候學教學實習、畢業實習等實習環節。學生通過此模塊的實習能夠提升自己綜合運用相關知識的能力。
(4)設計開發模塊。設計開發模塊的設計考慮了學生獨立進行科研的需要。具體有課題設計、專業綜合實驗、畢業論文等實踐環節。通過整合和充分地“挖掘”,在新的實踐教學課程體系中,增加了氣象遙感數據處理及應用、設施環境調節和農業氣象災害及其防御等實踐內容,特別是設施環境調節是目前氣象業務不斷拓展的主要方向,北方地區的很多氣象業務單位已經開展設施農業的氣象服務。
3實踐教學條件體系
實踐教學條件是實踐教學體系的基礎,在整個體系中起支撐作用。根據實驗課程體系,主要是實驗室、實習基地和師資隊伍建設。
(1)實驗室建設。整合現有資源的基礎上,增加實驗室面積和更新現有儀器設備,建設成為4個實驗室,分別是氣象觀測實驗室、天氣分析實驗室、氣象信息處理實驗室和專業綜合實驗室。氣象觀測實驗室和天氣分析實驗室主要滿足實驗模塊中業務基礎類實驗課程和實習模塊中2個實習的進行。氣象信息處理實驗室完成實驗模塊中信息處理類實驗課程的教學任務。專業綜合實驗室完成綜合訓練模塊的教學任務。
(2)實習基地建設。實習基地是教學科研工作的重要組成部分,是學生知識創新、技術開發的重要基地,包括校內實習基地和校外實習基地。①校內基地建設包括地面氣象觀測場和氣象綜合實習基地。地面氣象觀測場可保證氣象觀測實習,氣象綜合實習基地主要用于滿足農業氣象業務與方法教學實習、小氣候測定實習、設施環境調節等課程的實習與實驗、專業綜合試驗、畢業論文等。②校外實習基地建設主要分為3類,分別是以測報為主要內容的觀測實習基地,以天氣預報為主要內容的預報實習基地和以專業綜合能力培養為主要內容的綜合實習基地,這3類實習基地反映了學生實踐能力增長的過程,依靠實習基地的現有條件,利用地方長處指導學生,特別是到校外氣象臺站進行地面氣象觀測實習和天氣預報實習,可進入實戰狀態,能全面提高實際工作的水平和能力。
(3)師資隊伍建設。實踐課程的教師隊伍配備以實驗室(或實習基地)為平臺,通過培養和引進,每個實驗室(實習基地)配備1或2名專職或兼職實驗教師,負責本實驗室(實習基地)課程的授課工作。
4實踐教學管理體系
實驗室和校內實習基地由實驗室主任負責日常管理,專職技術人員負責設備維護、實習準備等工作,實習指導教師負責具體實習的開展。主要實驗室(實習基地)除了保證學生實踐課程的授課之外,主要的運行方式是對學生全年開放。實行以實驗室或課程為單位進行運作的管理機制和開放性實踐教學的運行機制。如地面氣象觀測場、氣象觀測室、天氣分析實驗室配備專職和兼職的實踐指導教師,效仿氣象行業實際業務,學生分組負責的方法進行全年的測報和預報;1個年級如果能夠堅持1年,學生測報和預報的技能就能基本能夠達到實際業務的需要。氣象綜合習基地同樣在配備專職和兼職老師的基礎上,采取學生分組“承包”,挑選主要大田和溫室作物種植,整個生育期內負責“承包”實驗地的發育期觀測和環境觀測;同樣1個年級堅持1年,學生也基本可以掌握發育期觀測、環境(包括小氣候、溫室)觀測的技能。學生只有掌握了這些基本的技能,指導教師進而加強引導,就會逐漸增強其開發和創新的能力。
5實踐教學評價體系
1實踐教學目標體系
從實踐教學的角度,應用氣象學專業培養的人才應具備以下能力。
(1)基本技能能力。培養的學生應該具備良好的從事氣象行業業務的基本技能,例如:大氣探測中氣象測報的基本技能、農業氣象觀測業務要求的基本技能、天氣預報應掌握的基本技能、計算機數據處理及信息處理能力、氣象遙感數據處理及應用能力等。這些基本技能的掌握可以使學生畢業后能盡快適應業務,同時提高我校畢業生的市場競爭力。
(2)獲取和應用知識的能力。訓練和培養學生的自學能力,即具有辨別、判斷各種信息、提取有效信息、綜合分析與歸納決策的能力。同時培養學生綜合應用知識、獨立分析、解決問題的能力、實際操作能力、設計計算能力、撰寫科研論文、參與學術交流的能力、組織管理能力等多方面的應用能力。
(3)創新能力。在教學計劃和教學實施過程中加強教學實踐課程和科研訓練環節,培養創新實驗能力、科學研究能力、科技開發能力等。
2實踐教學課程體系
應用氣象學專業實踐教學課程體系建設按照學校實驗模塊、實習模塊、綜合訓練模塊和設計開發模塊的總體思想,以實踐能力培養為主線,旨在構建分層次、多模塊、相互銜接的實踐教學體系。通過對原有實踐環節進行整合,并且對沒有實驗(習)條件的課程進行充分的挖掘,形成新的課程體系(見圖1)。
(1)實驗模塊。實驗模塊分為信息處理類和業務基礎類兩類,主要為培養學生一些基本的實踐能力。業務基礎類包括應用氣象儀器學、天氣分析和預報2個實驗課程;信息處理類包括氣象遙感數據處理及應用、地理信息系統上機實驗、應用氣象統計學實驗、應用氣象程序設計、常用氣象統計軟件應用等實驗課程。
(2)實習模塊。實習模塊的設計考慮了氣象基本業務的需要,設計了氣象觀測實習和天氣預報實習,屬于氣象行業對人才要求的最基本技能。學生通過這2個實習可以有針對性地進行測報和預報工作訓練。
(3)綜合訓練模塊。綜合訓練模塊的設計考慮了學生綜合能力培養的需要。具體有農業氣象業務與方法教學實習、小氣候測定實習、設施環境調節、農業氣象災害及其防御、應用氣候學教學實習、畢業實習等實習環節。學生通過此模塊的實習能夠提升自己綜合運用相關知識的能力。
(4)設計開發模塊。設計開發模塊的設計考慮了學生獨立進行科研的需要。具體有課題設計、專業綜合實驗、畢業論文等實踐環節。通過整合和充分地“挖掘”,在新的實踐教學課程體系中,增加了氣象遙感數據處理及應用、設施環境調節和農業氣象災害及其防御等實踐內容,特別是設施環境調節是目前氣象業務不斷拓展的主要方向,北方地區的很多氣象業務單位已經開展設施農業的氣象服務。
3實踐教學條件體系
實踐教學條件是實踐教學體系的基礎,在整個體系中起支撐作用。根據實驗課程體系,主要是實驗室、實習基地和師資隊伍建設。
(1)實驗室建設。整合現有資源的基礎上,增加實驗室面積和更新現有儀器設備,建設成為4個實驗室,分別是氣象觀測實驗室、天氣分析實驗室、氣象信息處理實驗室和專業綜合實驗室。氣象觀測實驗室和天氣分析實驗室主要滿足實驗模塊中業務基礎類實驗課程和實習模塊中2個實習的進行。氣象信息處理實驗室完成實驗模塊中信息處理類實驗課程的教學任務。專業綜合實驗室完成綜合訓練模塊的教學任務。
(2)實習基地建設。實習基地是教學科研工作的重要組成部分,是學生知識創新、技術開發的重要基地,包括校內實習基地和校外實習基地。①校內基地建設包括地面氣象觀測場和氣象綜合實習基地。地面氣象觀測場可保證氣象觀測實習,氣象綜合實習基地主要用于滿足農業氣象業務與方法教學實習、小氣候測定實習、設施環境調節等課程的實習與實驗、專業綜合試驗、畢業論文等。②校外實習基地建設主要分為3類,分別是以測報為主要內容的觀測實習基地,以天氣預報為主要內容的預報實習基地和以專業綜合能力培養為主要內容的綜合實習基地,這3類實習基地反映了學生實踐能力增長的過程,依靠實習基地的現有條件,利用地方長處指導學生,特別是到校外氣象臺站進行地面氣象觀測實習和天氣預報實習,可進入實戰狀態,能全面提高實際工作的水平和能力。
(3)師資隊伍建設。實踐課程的教師隊伍配備以實驗室(或實習基地)為平臺,通過培養和引進,每個實驗室(實習基地)配備1或2名專職或兼職實驗教師,負責本實驗室(實習基地)課程的授課工作。
4實踐教學管理體系
實驗室和校內實習基地由實驗室主任負責日常管理,專職技術人員負責設備維護、實習準備等工作,實習指導教師負責具體實習的開展。主要實驗室(實習基地)除了保證學生實踐課程的授課之外,主要的運行方式是對學生全年開放。實行以實驗室或課程為單位進行運作的管理機制和開放性實踐教學的運行機制。如地面氣象觀測場、氣象觀測室、天氣分析實驗室配備專職和兼職的實踐指導教師,效仿氣象行業實際業務,學生分組負責的方法進行全年的測報和預報;1個年級如果能夠堅持1年,學生測報和預報的技能就能基本能夠達到實際業務的需要。氣象綜合習基地同樣在配備專職和兼職老師的基礎上,采取學生分組“承包”,挑選主要大田和溫室作物種植,整個生育期內負責“承包”實驗地的發育期觀測和環境觀測;同樣1個年級堅持1年,學生也基本可以掌握發育期觀測、環境(包括小氣候、溫室)觀測的技能。學生只有掌握了這些基本的技能,指導教師進而加強引導,就會逐漸增強其開發和創新的能力。
5實踐教學評價體系
熱帶綜合類期刊
國際上熱帶綜合類期刊主要有來自荷蘭、美國的ActaTropica(《熱帶學報》)和TropicalConservationScience(《熱帶保護科學》)2種期刊。ActaTropica④由荷蘭主辦,Elsevier出版,1944年創刊,是世界上創刊最早的熱帶研究期刊。月刊,SCI收錄,2016年影響因子為2.218,是一本有關傳染病研究的國際雜志,內容涵蓋公共衛生科學與生物醫學等研究,特別強調熱帶和亞熱帶地區,人類和動物健康有關的主題;主要刊登熱帶亞熱帶的人畜健康、疾病生態、數學建模、社會科學、氣候變化等方面的論文。TropicalConservationScience⑤由美國MongabayCorporation主辦和出版,2008年創刊,季刊,為SCIE收錄期刊,2016年影響因子為1.238,為開放存取電子雜志;主要出版有關歐洲、北美地區熱帶森林和其他熱帶生態系統保護領域的原始性論文和最新評論,接收研究論文、評論文章、通信、觀點文章和短訊。
熱帶地理類期刊
熱帶地理類期刊主要有來自中國、新加坡、馬來西亞、加拿大等國家的《熱帶地理》、SingaporeJournalofTropicalGeography(《新加坡熱帶地理》)、MalaysianJournalofTropicalGeography(《馬來西亞熱帶地理雜志》)、CanadianJournalofTropicalGeography(《加拿大熱帶地理雜志》)4種期刊。《熱帶地理》⑥由廣州地理研究所主辦和出版,1980年創刊,中文雙月刊。主要報道國際上熱帶亞熱帶地區地理研究方面的成果,報道內容涵蓋地理學及其各分支學科、相鄰或交叉學科具有創新性和前瞻性的研究論文、前沿動態、研究進展、社會熱點等。SingaporeJournalofTropicalGeography⑦由新加坡國立大學地理系(DepartmentofGeography,NationalUniversityofSingapore)主辦,Wiley出版,1953年創刊,季刊,為SSCI收錄期刊,2016年影響因子為1.277;影響分區為地理類Q3;主要刊登熱帶地區自然、人文環境方面的理論研究、實證研究、評論,以及與地理相交叉學科的發展問題。MalaysianJournalofTropicalGeography⑧由馬來亞大學地理系(DepartmentofGeography,UniversityofMalaya)主辦和出版,1980年創刊,半年刊,為EI收錄期刊,主要刊登人文地理、自然地理、熱帶亞熱帶地區地理與環境等方面的論文。CanadianJournalofTropicalGeography⑨由加拿大勞倫森大學(LaurentianUniversity)主辦和出版,2013年創刊,半年刊,英-法雙語出版;暫無影響因子;專注于熱帶環境,重視開放討論;其報道內容包括氣候、水文、地貌、生物地理、制圖、遙感、環境、文化地理、經濟地理、城市規劃、區域規劃、城市地理、地緣政治等。
熱帶生態類期刊
熱帶生態類期刊主要包括來自英國、德國、印度的JournalofTropicalEcology(《熱帶生態學雜志》)、Ecotropica(《生態熱帶》)、TropicalEcology(《熱帶生態》)。JournalofTropicalEcology⑩由英國劍橋大學出版社(CambridgeUniversityPress)出版,1985年創刊,為SCI收錄期刊,雙月刊;2016年影響因子為0.904,影響分區為生態學Q4;主要報道熱帶生態學領域的原創性研究或評論,重視通過實證研究來調查陸地群落和生態系統的影響,以及對種群進化和生理生態方面的思考,對熱帶地區生態科學在定量和統計方面的提升是其重要目標之一。Ecotropica⑪由德國熱帶生態學會(GermanSocietyforTropicalEcology)主辦和出版,1995年創刊,半年刊。TropicalEcology⑫由國際熱帶生態學會(InternationalSocietyforTropicalEcology,ISTE)、印度BenerasHindu大學植物系主辦和出版,1961年創刊,季刊,主要刊登熱帶、亞熱帶生態學各專業論文,包括植物生態、生態系統、土壤生態、生態壓力、生態保護、生態恢復、生態演化、國際上生態變化、可持續生態系統、生物多樣性、生態系統功能、人文生態等方面的內容。
熱帶生物類期刊
熱帶生物類期刊主要包括來自美國、哥斯達黎加、中國、澳大利亞等國的5種期刊:Biotropica(《生物熱帶》)、TropicalPlantBiology(《熱帶植物生物學》)、RevistadeBiologiaTropical(《熱帶生物學雜志》葡萄牙文版)、《熱帶生物學報》和TropicalGrasslands-ForrajesTropicales(《熱帶草地》)。Biotropica⑬由美國熱帶生物與保護學會(AssociationforTropicalBiologyandConservation,ATBC)主辦⑭,Wiley出版,1997年創刊,雙月刊,SCI收錄期刊,2016年影響因子為1.730,影響分區為生態科學Q3;主要報道關于熱帶生態系統的生態環境、保護和管理,以及熱帶生物的進化、行為和種群生物學方面的原創性研究。TropicalPlantBiology⑮由美國于2008年創辦,Springer出版,為SCI收錄期刊,2016年影響因子1.400,影響分區為植物學Q4,季刊,該刊報道內容涵蓋快速發展的熱帶植物生物學的方方面面,包括生理學、進化、發育、細胞和分子生物學、遺傳學、基因組學、基因組生態學和分子育種,多發表原創性研究和評論文章,偶以專題的形式聚焦單一熱帶物種或某種大的突破。RevistadeBiologiaTropical⑯由哥斯達黎加大學(UniversidaddeCostaRica)主辦,SciELO出版,1969年創刊,季刊,葡萄牙文刊,為SCI收錄期刊,2016年影響因子0.495,影響分區為生物學Q4,主要報道內容:熱帶生物學和保護熱帶生物領域的文章。選擇標準是具有新的信息,論文具有相應實驗設計、長時段實地工作和完整體系的分類學系統研究。《熱帶生物學報》⑰由海南大學主辦和出版,2009年創刊,中文刊,季刊,主要報道熱帶生物學領域的學術論文、研究報告、專題評述、學術問題討論、研究簡報(或快報)、成果摘要等。TropicalGrasslands-ForrajesTropicales⑱由澳大利亞熱帶草原協會(TropicalGrasslandSocietyofAustralia)主辦,熱帶農業研究中心CentroInternacionaldeAgriculturaTropical(CIAT)出版,1967年創刊,英-西雙語刊,在線期刊,3期/年,主要報道內容:熱帶農業、林業、牧業的研究成果,包括奶業和牲畜研究。
熱帶農業類期刊
熱帶農業類期刊主要包括源自中國、印度、馬來西亞、墨西哥、牙買加等國的8種期刊:JournalofTropicalAgriculture(《熱帶農業雜志》)、TropicalAgriculture(《熱帶農業》)、PertanikaJournalofTropicalAgriculturalScience(《波坦尼卡熱帶農業科學雜志》)、TropicalandSubtropicalAgroecosystems(《熱帶與亞熱帶農業生態系統》)、《熱帶農業工程》《熱帶農業科技》《熱帶農業科學》《熱帶作物學報》。JournalofTropicalAgriculture⑲由印度科技部科學與工業研究局(DepartmentofScientificandIndustrialResearch)主辦和出版,1961年創刊,原名AgriculturalResearchJournalofKerala(1961―1992年),半年刊;為Scopus收錄期刊,主要報道范圍:關于作物科學、農業生態系統管理和保護等各方面的文章,特別是將生物、工程、生態和社會知識應用于熱帶地區農作物、種植園和園藝作物的管理。TropicalAgriculture⑳,由牙買加西印度大學(UniversityoftheWestIndies,Jamaica)主辦,1921年創刊,英文刊,季刊,為Scopus收錄期刊,主要報道范圍:綜合性熱帶農業科學及其相關領域。PertanikaJournalofTropicalAgriculturalScience21由馬來西亞博特拉大學(UniversityPutraMalaysia)主辦,Putra大學出版社(UPMPress)出版,1978年創刊,季刊,OA期刊,為Scopus收錄期刊,主要報道內容:熱帶農業研究、農業生物技術、生物化學、生物學、生態學、昆蟲學、漁業、林業、食品科學、遺傳學、微生物學、病理學和管理學、生理學、植物和動物科學、植物生產、獸醫學。TropicalandSubtropicalAgroecosystems22由墨西哥尤卡坦自治大學獸醫和動物科學學院(FacultyofVeterinaryMedicineandAnimalScience,UniversityofYucatan,México)主辦和出版,2001年創刊,在線期刊,季刊,為Scopus收錄期刊,該刊致力于對熱帶和亞熱帶地區農業生態系統的認識和發展,鼓勵與該領域相關或交叉學科的成果來稿。《熱帶農業工程》23由中國熱帶農業科學院主辦,1976年創刊,中文刊,雙月刊,主要報道內容為農業機械工程、水土保持、生物環境與能源工電氣化與自動化工程、仿生科學與工程、農畜產品加工與貯藏工程、生物工程(生物資源)、信息與電子工程、化工冶金與材料工程、農產品轉化增值工程、經濟與管理工程、測控技術與儀器等領域的內容。《熱帶農業科技》24由云南省熱帶作物科學研究所與云南省熱帶作物學會主辦,1977年創刊,中文刊,季刊,主要刊登以天然橡膠、咖啡、熱帶水果、南藥、熱帶花卉等為主的熱帶亞熱帶經濟植物、微生物資源開發利用和可持續發展的科技論文和快訊,內容涉及熱帶農業資源與開發、遺傳育種、生理生化、土壤農化、植物保護、農業生態、熱作氣象等方面的學術論文、研究報告、試驗簡報、綜述述評等。《熱帶農業科學》25中國熱帶農業科學院主辦和出版,1980年創刊,中文刊,月刊,報道范圍是:國內外熱帶農業科學研究與生產技術動態;有關熱帶可持續農業理論和實踐研究論文,動植物品種選育、農業資源高效利用、現代集約化種養技術、農業生物災害防治、農產品儲運保鮮加工等科學試驗報告;農業經濟管理,農業高新技術產業研究,新技術開發、應用和推廣等。《熱帶作物學報》26由中國熱帶農業科學院主辦和出版,1980年創刊,中文刊,月刊,主要刊登國內外熱帶作物特別是巴西橡膠樹、胡椒、咖啡、劍麻、香草蘭、椰子、木薯、甘蔗、熱帶果樹、南藥等的基礎理論和應用研究的新成果、新技術和新方法,以創新性學術論文為主,兼顧有一定理論水平和應用價值的研究報告、試驗總結、專題評述和學術問題討論等稿件。
熱帶林業類期刊
熱帶林業類期刊主要包括來自馬來西亞和中國的2種期刊。JournalofTropicalForestScience(《熱帶林業科學雜志》)27由馬來西亞林業研究所(ForestResearchInstMalaysia)主辦和出版,1988年創刊,英文刊,季刊,為SCI收錄期刊,2016年影響因子0.466,影響分區為林業科學Q4,主要報道關于熱帶森林生物學、生態學、化學、管理學、造林學、保護、利用和產品開發和發展方面的原創性基礎研究和應用研究。《熱帶林業》28由海南省林學會主辦,1973年創刊,中文刊,季刊,主要刊登林業方面的研究論文、實驗報告、調查報告、綜述與述評、科技信息等。
熱帶氣象類期刊
熱帶氣象類期刊主要有《熱帶氣象學報》29的中、英文版,由中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所主辦,中國氣象出版社出版,中文版創刊于1984年,現為雙月刊;主要刊登海―氣相互作用、中低緯相互作用、低頻振蕩及遙相關、低緯大氣環流異常及其機制、熱帶大氣環流異常的影響、季風動力學、熱帶氣旋動力學與運動學、熱帶應用氣象、熱帶大氣探測、熱帶大氣物理、熱帶大氣環境與化學、熱帶氣候變化及其與國際上變化的聯系、熱帶大氣科學試驗、以及相關方面等的學術成果。英文版JournalofTropicalMeteorology30于1995年創刊,季刊,為SCIE收錄期刊,2016年影響因子0.600,影響分區為氣象與大氣科學Q4,集中刊登熱帶大氣動力學、天氣學、氣候學、大氣物理、大氣環境及數值天氣預報等方面的學術成果,報道新的預報方法和成功的經驗,綜述本領域科研進展及動態。
熱帶海洋類期刊
熱帶海洋類期刊有《熱帶海洋學報》31(JournalofTropicalOceanography),由中國科學院南海海洋研究所主辦,科學出版社出版,1982年創刊,中文刊,現為雙月刊,這是國際上唯一的一份專門研究熱帶海洋的期刊。該刊主要刊載南海及鄰近熱帶海洋學研究中有關海洋水文、海洋氣象、海洋物理、海洋化學、海洋地質與地球物理、海洋沉積、河口海岸、海洋生物、海洋污染與防治、海洋儀器與技術方面的最新研究成果和學術論文以及反映最新學科前沿動態的綜述性文章。
2國際上熱帶研究期刊的分布特征
國際上熱帶研究期刊的區域分布
國際上熱帶研究期刊主辦國分布在五大洲的12個國家。其中,亞洲國家的熱帶研究期刊種類最多。包括中國、新加坡、馬來西亞、印度等4個國家;其次為拉丁美洲,有墨西哥、牙買加、哥斯達黎加等3國;北美洲有美國、加拿大兩國;歐洲有德國和荷蘭兩國;大洋洲僅有澳大利亞。在熱帶研究期刊的主辦國中,中國主辦的熱帶研究期刊數量最多、學科最全。包括《熱帶地理》《熱帶氣象學報》(中、英文版)、《熱帶海洋學報》《熱帶作物學報》《熱帶農業工程》《熱帶農業科學》《熱帶農業科技》《熱帶林業》等,涉及熱帶地理、氣象、農業、海洋等多學科領域。
國際上熱帶研究期刊的語言文字分布
國際熱帶研究期刊從語種上看,包括英文、中文、葡文、西文、法文等5種語言期刊。國際上熱帶研究期刊中,英文刊的數量最多,共15種,占總刊數的一半以上。包括:ActaTropica、TropicalConservationScience、SingaporeJournalofTropicalGeography、MalaysianJournalofTropicalGeography、CanadianJournalofTropicalGeography、TropicalEcology、JournalofTropicalEcology、Ecotropica、Biotropica、JournalofTropicalForestScience、TropicalPlantBiology、JournalofTropicalAgriculture、TropicalAgriculture、PertanikaJournalofTropicalAgriculturalScience、TropicalandSubtropicalAgroecosystems、JournalofTropicalMeteorology。2.2.2熱帶研究期刊的中文刊熱帶研究的中文期刊數量僅次于英文刊,為9種。占熱帶研究期刊數量的1/3,即《熱帶地理》《熱帶生物學報》《熱帶林業》《熱帶農業工程》《熱帶農業科技》《熱帶農業科學》《熱帶作物學報》《熱帶氣象學報》《熱帶海洋學報》。葡萄牙文刊1種,RevistadeBiologiaTropical;英-西雙語刊1種,TropicalGrasslands-ForrajesTropicales;英-法雙語刊1種,CanadianJournalofTropicalGeography。
在專業發展方面,我認真閱讀所訂的教育書刊《心理世界》和專業書籍《氣象學與氣候學》,能及時對學生進行心理輔導,善于做差生的思想工作,把教書育人中師生的心理共鳴作為自己的追求,力求達到這種教與學的最高境界,主動參與校本研修,發展積極、有新意的見解,積極參加課堂教學研究,參與教學競賽和展示,教學成績突出,學生滿意率高,得到了學校和學生家長的充分肯定。
在教育教學行為方面,我嚴格遵守教育教學法規,嚴格規范自己的教育教學行為,
從不體罰變相體罰學生,關心愛護教育對象,不歧視學困生,舉止言行大方得體,總是用教育學心理學知識指導自己的教學工作。
在工作盡職盡責方面,能夠嚴格要求自己,一絲不茍地完成學校交給我的工作任務,盡管很多學生學習地理的積極性不高,我總是想盡一切辦法培養他們學習地理的興趣,提高他們學習地理的積極性,總是想方設法使每位學生學有所獲,都有進步。通過我和學生的共同努力,最后取得了理想的成績,好多學生喜歡地理課,喜歡我的地理課堂。
在工作上的成功與失敗方面,我覺得我的成功之處就是和同事和學生相處融洽,合作愉快,我的工作得到了鄰導和同事們的關心幫助。失敗之處就是沒有,僅僅發表了幾篇在自己的博客上,這是很不夠的,以后要多把自己的教學心德體會,教研出去。
在與人合作方面,我自己覺得做得很好,以后還要虛心學習他人處事的方法,不斷完善自己。
在出勤和遵守勞紀律方面,我堅持做到了有事先請假,不遲到早退,及時到崗到位,積極參加學校組織的體育比賽,認真學習廣播操,積極參加各種培訓、研修和讀書活動。
下期努力方向
1, 加強專業學習,多撰寫專業論文,力爭有高質量的論文在專業刊物上發表。
2, 加強校本研修,多開展小課題研究,要把地理教學做的更好。
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中圖分類號:TV121文獻標志碼:A文章編號:16721683(2015)05081706
Classification forecast method for mid to longterm runoff in river basin
LI Hongyan1,XUE Lijun1,WANG Hongrui2,WANG Xiaoxi1
(1.Key Laboratory of Groundwater Resources and Environment,Ministry of Education,Jilin University,
Changchun 130021,China;2.College of Water Sciences,Beijing Normal University,Beijing 100875,China)
Abstract:Based on the basic principle of hydrologic cycle,the basic concept and classification of mid to longterm runoff forecast are defined from the perspective of impact factors of water vapor sources of river basin runoff,the meteorological factors (midterm),climate factors (longterm),and astronomical factors (very longterm) are selected as the predictors,and the tenday,monthly,seasonally (flood) or annual runoff targeting to the outlet section of river basin (or typical section) and drought and flood trend are forecasted.Through the comparison of the difference in the physical movement mechanism of water vapor system under different time scales,the rationality of “shortterm climate prediction” as the theoretical basis for mid to longterm runoff forecast is demonstrated.The impact factors for the runoff sources in river basin and their performance are summarized as three laws:the periodic law of astronomical factors is the main rule,which reflects the basic state of hydrological and climatic process;the random law of atmospheric circulation has interference on the basic state of hydrology and climate,which leads to fluctuation;and the characteristic law of river basin reflects the comprehensive effects from various factors,which has particularity.Finally,the mid to longterm runoff forecast can be divided into two categories:runoff process forecast in normal year and drought and flood forecast in abnormal calamity year.The former takes the hydrological and climatic elements as predictors whereas the latter takes the astronomical factors as predictors.In terms of service objects,the former serves for the regular operation and scheduling of water projects whereas the latter provides disaster forecast for disaster prevention and reduction in flood control and drought resistance departments.In terms of publication of results,the former provides the quantitative forecast of runoff process whereas the latter provides the qualitative forecast of level 3 (or level 5) and similar years.In terms of forecast methods,the former adopts mathematical statistics method or physical cause correlation analysis whereas the latter adopts comprehensive forecasting identification method of periodicity,randomness,and watershed particularity.
Key words:mid to longterm runoff forecast;runoff forecast;runoff classification forecast;runoff process forecast;serious flood and drought forecast
中國位于氣候環境變化最為激烈的季風區,在地理緯度、海陸位置和青藏高原等因素作用下形成的獨特的東亞季風環流,導致區域(流域)降雨的時空分布不均勻,加之人口眾多的社會因素,使得水資源短缺和旱澇災害頻發成為水文工作面對的嚴峻挑戰。
河川徑流是大氣降水經過流域下墊面的分配與調蓄作用后匯入河槽的水量,是能夠被人為直接調度的水資源,也是評價流域水資源狀況的重要指標。一般而言,河川徑流與降水量的時空分布規律大體一致[1],但是由于受流域的地形地貌、地質條件、土壤類型、巖石性質、植被以及人類活動等多方面因素的影響,由降水轉化為徑流的過程比較復雜,導致河川徑流的時空分布更為復雜,因此,流域的徑流預報相對于降水預報更為復雜和困難。
中長期徑流預報可以為解決天然來水與人為用水不協調的水資源調度和防洪抗旱的防災減災提供水文信息支持。流域中長期徑流預報的研究對象屬于多因素耦合作用的復雜開放巨系統,主要表現在以下幾方面:(1)影響因素眾多,有的難以進行專業化抽象與概括,乃至準確測量;(2)各影響因素之間,以及影響因素與徑流之間的作用機理復雜,難以進行物理抽象,乃至數學表達;(3)環境變化導致系統狀態的非平穩性[23],如氣候變化導致水文循環變化、人類活動導致的下墊面特征變化和跨流域調水直接改變徑流的時空分布等,最終導致流域水文資料的非一致性。因此,流域中長期徑流預報難以做出精確而可靠的定量預報。
本文從流域中長期徑流分類預報基本概念、理論依據和預報方法等方面進行創新探索,擬在針對不同需求提供實用性預報方法。
1中長期徑流分類預報的基本概念
1.1中長期徑流預報
一般而言,水文預報[4]按預見期的長短分為:(1)預見期為數小時或數天的稱為短期水文預報,如河道洪水預報、流域降雨徑流預報;(2)預見期較長的稱為中長期水文預報,如旬、月、季或年的徑流預報等,其中中期與長期的劃分尚無統一界定,通常將預見期在15 d以上至1 a以內的稱為長期預報;(3)預見期超過1 a稱為超長期預報,如對大江大河或較大范圍未來旱澇趨勢的預測,有時亦稱為水情展望。這里的預見期[5]是指預報與預報要素出現的時間間距。黃忠恕[6]認為不同流域其暴雨特征與匯流時間差異性非常大,嚴格來講,不存在以預見期長短來劃分預報過程長與短的界限。有關人們對短期天氣預報和長期天氣預報(實質應該為氣候預測)的認識歷史,下文還有更為詳實的闡述。習慣上把根據水文要素做出的預報稱為短期預報,把包括氣象(或氣候)要素在內的水文預報稱為中長期預報。由此看來,短期預報和中長期預報的本質差異在于預報因子的不同。因此,本文根據徑流來源的水汽形成機理與影響因素,把以氣象因素作為預報因子的稱為中期徑流預報,把以氣候因素作為預報因子的稱為長期徑流預報,把以天文因素作為預報因子的稱為超長期徑流預報。預報項目為流域出口斷面(或典型斷面)的旬、月、季(汛期)或年徑流,同時也包括對流域旱澇趨勢的預測與估計。換言之,以落地雨為預報因子的稱為短期水文預報,其他都稱為中長期徑流預報。
1.2中長期徑流分類預報
根據預報因子的不同,中長期徑流預報分為正常年份的徑流過程預報和異常災變年份的大旱大澇預測,前者的預報因子為氣象或氣候因素,后者的為天文因素。兩者在形成機理、預報方法和結果上都大不相同。
在徑流形成機理方面,流域的氣候特征主要受太陽活動、大氣環流和自然地理環境等因素的綜合作用。太陽輻射為來自水文循環系統之外的天文因素,對氣候的影響呈周期性;大氣環流是氣候形勢的主導因子,具有季節性變化規律,與此同時,各種影響因素都是通過影響大氣環流來實現各自作用,即大氣環流為各種尺度天氣系統活動提供基礎條件,呈現隨機性規律;流域性的自然地理特征對大氣環流有一致性的作用規律,反映流域響應的特殊性和一貫性。因此,流域的水文氣候就是周期性規律和隨機性規律的耦合疊加,在長時間尺度上呈現規律性,在短時間尺度上呈現隨機性。研究表明[7],流域徑流異常的大旱大澇災變年份有周期性規律,如嫩江和第二松花江的大旱大澇均存在10 a概周期性,且具有前后1 a的誤差。
在預報方法方面,在長序列的觀測數據中,徑流異常年份的大旱大澇數據無疑是少數的,而正常年份的徑流數據占絕大多數。任何一種數理統計方法或數學模型,所模擬的都是眾數規律,大旱大澇這樣小概率樣本不會獲得較好的模擬和預報結果。因此,數理統計和物理成因相關分析法適用于徑流過程定量預報,而關注于災害成因及演變規律識別的災變理論適合徑流異常災變年份的大旱大澇預測。
在服務目的方面,流域徑流異常的大旱大澇預報與正常年份的徑流過程預報截然不同,前者旨在為決策部門提供是否發生大旱或大澇的災變信息,豐、平、枯的定性預報足已保證減災方案制定的方向性;后者主要為水庫興利運行服務,如為發電、灌溉、供水等部門制定較為詳細的調度分配方案。
在預報成果形式上,徑流異常年份的大旱大澇采用豐平枯分級定性預報,并提供洪水相似年,以借鑒歷史洪水過程及災情狀況;而正常年份的徑流過程要進行定量預報,才能使結合預報成果編制水庫運行優化調度方案具有可操作性。
2中長期徑流預報的理論基礎
中長期徑流預報不僅僅局限于由流域落地雨到河槽徑流的產匯流過程,更應探求徑流來源的水汽形成原因、條件及其影響因素,而這些內容超出了水文學的研究范疇,已延伸拓展到氣象學和氣候學的研究領域。因此,中長期徑流預報的實質是氣象預報和氣候預測問題,水文氣象學和水文氣候學是其學科基礎。
2.1長期天氣過程
天氣預報按預見期的長短通常分為三種:短期天氣預報(預見期為2~3 d)、中期天氣預報(預見期為4~9 d)、長期天氣預報(預見期為10~15 d以上),而預見期在1 a以上的預報稱為超長期天氣預報。一般而言,長期天氣預報的準確率比短期天氣預報低。
隨著人們對長期天氣過程及其物理因子研究的加深,已充分認識到長期天氣過程和短期天氣過程的重大差別:短期天氣過程是一種絕熱過程,可以憑借大氣運動的初始狀態做外延預報;長期天氣過程是一種非絕熱過程,它的變化取決于大氣與下墊面的熱量交換,而與大氣的初始場關系并不重要。經過長期研究,人們逐步認識到長期天氣過程存在三種類型和不同時間尺度變化,見表1。
表1長期天氣過程的主要類型和時間尺度[6]
Tab.1Main types and time scale of longterm weather process
類型時間尺度可能的物理原因地氣環流低頻振蕩2~6周超長波振動、大氣能量(指數)循環天氣氣候季節變化3~6個月、
6~12個月大氣活動中心、地氣相互作用、太陽輻射季節變化年代際氣候變化26個月大氣環流準兩年振動3.5 a海氣相互作用(ENSO循環)5~6 a太陽活動雙振動11 a太陽黑子周期22 a太陽活動海爾周期(磁周期)30~40 a海氣相互作用、氣候干濕周期80~90 a太陽活動世紀周期短期氣候振動是氣候變化中最短的變化過程,通常包括月、季、年氣候變化和年代際氣候變化。在過去相當長一段時期內,月、季和年氣候變化被稱為長期天氣預報;而1 a以上的氣候變化,即年代際氣候變化則被稱為超長期天氣預報。顯然,長期天氣預報和超長期天氣預報概念的界定完全依據預見期的長短,并由短期和中期天氣預報延伸而來。從直觀認識的角度來看,因其邏輯清楚,便理所當然地被人們接受。但是,隨著研究的不斷深入,伴隨社會生產生活對延長預見期的需求,天氣概念也發生了質的變化,即短中期(1~10 d)大氣環流狀況及其變化是天氣學問題,而長期(月、季和年)和超長期(1 a以上)變化則是氣候學問題,同時長期天氣預報和超長期天氣預報主要研究對象和解決的問題而言,如月、季和年的平均環流狀況和冷暖(氣溫)、干濕(降水量)統計特征值等,也完全屬于氣候學范疇。從20世紀60年代以來,長期和超長期天氣預報中普遍采用的預報因子逐漸集中在影響大氣環流季節變化的物理因素上,如海氣關系、地氣關系、日地關系和地球物理因素等,這些物理因素是氣候系統的重要組成部分,可稱之為氣候系統內部物理因素;而太陽活動、日蝕、月蝕和行星引潮力等稱為氣候系統的外部物理因素。
2.2短期氣候預測
20世紀70年代,隨著“氣候系統”概念的提出,以及世界氣象組織開展的全球氣候研究計劃、國家減災10 a(1990年-1999年)活動和關于全球氣候變暖學術討論等諸多因素的敦促下,使用長達百年的“長期天氣預報”的概念終于被“短期氣候預測”所取代。
短期氣候預測是根據大氣科學原理,采用現代氣候動力學、統計學等方法和電子計算機、數據庫、通訊技術等手段,在研究氣候變化成因的基礎上,對月、季、年際時間尺度的氣候趨勢和氣候災害進行科學預測。
3中長期徑流分類預報方法
3.1徑流過程定量預報方法
徑流過程預報可以歸納為基于氣象(氣候)條件或其它因素的物理成因分析法和分析水文要素自身變化規律的時間序列分析法兩大類[78]。
(1)物理成因分析方法主要有以下幾種。a.考慮的因素是在已經出現的天氣形勢下,影響本流域降水量的水汽條件與抬升作用,采用700 hPa或850 hPa形勢圖,在水汽輸送通道上選擇目標站的露點或比濕來反映降水量的水汽條件,并采用冷空氣強度和地形條件來表征抬升變化,然后由統計方法得出預報結果。b.應用上一旬的平均環流、前期下墊面情況和前期水量等因素與預報對象建立回歸方程,來預測下一旬的水量。c.在分析大氣環流的超長波與長波活動的時空變化波譜特征及物理量譜特征的基礎上,利用諧譜參數或其它環流因子與預報對象建立預報模型。d.根據大氣環流前后期的演變規律,由前期環流預報后期的水文情勢,概括出幾種旱、澇年前期環流的模式,用判斷相似的方法進行定性預測。e.以表征環流特征的各種環流指數與環流特征量和其它影響水文長期變化過程的因子,采用逐步回歸或其它多元分析方法與預報對象建立定量聯系,據此進行預報。物理成因分析法的難點在于如何將復雜的物理過程抽象為數學表達,半理論半經驗的經驗公式水平只能給出大尺度的定性預報。
(2)時間序列分析的實質是以水文過程要素的相關關系為預報依據,即相關系數越大,影響權重就越大,但客觀上,相鄰水文要素間并無因果關系(而與影響因素間存在因果關系)。20世紀60年代初,我國開始把平穩隨機過程的理論應用于徑流長期預測。考慮到水文序列一般不具有平穩性,而把水文序列分解成趨勢項、周期項、隨機項,分項預測后進行疊加,其中周期的識別一般用周期圖、譜分析和方差分析來進行。20世紀70年代,自回歸模型得到進一步的應用,ARMA(自回歸移動平均)模型、ARIMA(自回歸移動平均求和)模型、季節ARIMA模型,以及非線性門限自回歸模型也已用于徑流預報。隨著數學理論的不斷發展,新的數學分支不斷涌現,并在水文預報領域得以應用,為中長期徑流預報開辟了新的思路和方法,如模糊數學法[9]、人工神經網絡方法[1013]、灰色系統理論[1415]、多層遞階預報方法[16]、混沌動力學[1720]及分形理論[21]、最優組合預測方法[22]、小波分析[2325]和支持向量機[2628]等方法。這些方法考慮水文因素和氣象因素,同時采用非線性數學方法來模擬流域徑流依這些影響因素的變化規律。
3.2大旱大澇定性預測方法
國外對旱澇災害的研究大多是針對水文現象不確定性規律的模擬[29],例如,Porporato 等[3033]采用混沌理論分析徑流序列的動力特性,Sivakurn etc[34]討論了徑流時間序列的噪聲問題以及處理方法,Shozo[35]采用小波變換和分形學方法預測時間序列等等,而針對流域水旱災害的預測卻不多見。由于地理環境、人口和社會發展狀況的不同,國外側重于旱澇災害形成機理及表現規律的科學探索和防災減災的組織管理,而我國更加重視研究流域旱澇災害的預測預報。
[2]Xu,Chongyu,Hua Chen,and Shenglian Guo.Hydrological Modeling in a Changing Environment:Issues and Challenges[J].Journal of Water Resources Research.(2013):8595.
[3]汪麗娜,陳曉宏,李粵安,等.水文時間序列突變點分析的啟發式分割方法[J].人民長江,2009(09):1517+106.(WANG Lina,CHEN Xiaohong,LI Aoan,et al.Heuristic segmentation method for change point analysis of hydrological time series[J].Yangtze River,2009(09):1517+106.(in Chinese))
[4]李慧瓏.水文預報[M].北京:水利電力出版社,1992.(LI Huilong.Hydrologic Forecasting[M].Beijing:Water Power Press,1992.(in Chinese))
[5]葉守澤,詹道江.工程水文學[M].第三版,北京:中國水利水電出版社,1991.(YE Shouze,ZHAN Daojiang,Hydrology of Engineering[M].(the third edition)Beijing:China Water Power Press,1991.(in Chinese))
[6]黃忠恕,金興平.水文氣候預測基礎理論與應用技術,長江水利委員會大中型水利水電工程技術叢書[M],北京:中國水利水電出版社,2005.(HUANG Zhongshu,JIN Xingping,Hydrology and climate prediction theory and application technology,ed.The Yangtze river water commission of large and mediumsized water power of engineering series[M].Beijing:China Water Power Press,2005.(in Chinese))
[7]LI Hongyan,WANG Yuxin,LI Xiubin.Mechanism and Forecasting Methods for Severe Droughts and Floods in Songhua River Basin in China[J].Chinese Geographical Science,2011,21(5):531542
[8]黃忠恕,王欽梁,匡奇.北太平洋和青藏高原下墊面熱狀況與長江流域汛期旱澇關系初步探討[A].水文預報論文選集(1981年全國水文預報學術討論會)[C].北京,1985:180187.(HUANG Zhongshu,WANG Qinliang,KUANG Qi.Preliminary researches on relations between lower boundary thermal conditions of North Pacific and Tibetan Plateau and droughts and floods in Yangtze River Basin in flood season[A].Hydrological forecasting thesis collection (National Symposium on Hydrological Forecasting in 1981)[C].Beijing,1985:180187.(in Chinese))
[9]王本德.水文中長期預報模糊數學方法[M].大連:大連理工大學出版社,1992.(WANG Bende.Fuzzy Mathematics Method of Longterm Hydrologic Forecasting[M].Dalian:Dalian University of Technology Press,1992.(in Chinese))
[10]胡鐵松,袁鵬,丁晶.人工神經網絡在水文水資源中的應用[J].水科學進展,1995,6(1):7682.(HU Tiesong,YUAN Peng,DING Jing.Applications of artificial neural network in hydrology and water resources[J].Advances in Water Science,1995,6(1):76 82.(in Chinese))
[11]Hsu K,Gupta H V,Sorroshian S.Artificial neural network modeling of the rainfallrunoff process[J].Water Resource Research,1995,31 (10):25172530.
[12]Huang W,Xu B,ChanHilton A.Forecasting flows in Apalachicola River using neural networks[J].Hydrological Processes,2004,18(13):25452564.
[13]丁晶,鄧育仁,安雪松.人工神經前饋(BP)網絡模型用作過渡期徑流預測的探索[J].水電站設計,1997,13(2):6974.(DING Jing,DENG Yuren,AN Xuesong.Researches of BP network in runoff forecasting in transition period[J].Design of Hydroelectric Power Station,1997,13(2):6974.(in Chinese))
[14]夏軍.中長期徑流預報的一種灰關聯模式識別與預測方法[J].水科學進展,1993,4(3):190197.(XIA Jun.A grey correlative analysis and pattern recognition applied to midlong term runoff forecasting[J].Advances in Water Science,1993,4(3):190197.(in Chinese))
[15]陳意平,李小牛.灰色系統理論在水利中的應用及前景[J].廣州:人江,1996(1):2527.(CHEN Yiping;LI Xiaoniu.Application of grey system theory in water conservancy and its Prospect[J].Guangzhou:Pearl River,1996(1):2527.(in Chinese))
[16]王博,馬躍先,賀北方.月徑流序列的多層遞階預報研究[J].系統工程理論與實踐,1999(7):132135.(WANG Bo,MA Yaoxian,HE Beifang.Research on the multi layer hierarchical forecast of monthly runoff series[J].Systems EngineeringTheory & Practice,1999(7):132135.(in Chinese))
[17]Jayawardena A W,Feizhou L.Chaos in hydrological time series[J],IAHS Publ,1993,(213):5966.
[18]Breaford P W,Seyfried M S,Matison T H.Searching for chaotic dynamic in snowmelt runoff[J].Water Resources Research,1991,27(6):10051010.
[19]丁濤,周惠成.混沌時間序列局域預測模型及其應用[J].大連理工大學學報,2004,44(3):445448.(DING Tao,ZHOU Huicheng.Local prediction model for chaotic time series and its applications[J].Journal of Dalian University of Technology,2004,44(3):445448.(in Chinese))
[20]Jayawardena A W,Feizhou L.Analysis and prediction of chaos in rainfall and stream flow time series[J].Journal of Hydrology,1994(753):2352.
[21]Shozo,Tokinaga,et al.Forecasting of time series with fractal geometry by using scale transformations and parameters estimation obtained by the wavelet transform[R],Electronics and Communications in Japan.(Parts 3),1997,80(8):2030.
[22]農吉夫,金龍.月平均降水量的二次規劃最優組合預測方法研究[J].熱帶氣象學報,2004,20(6):704712.(NONG Jifu,JIN Long.Study on methods forecasting monthly mean rainfall using the optimal combination of quadratic programming[J].Journal of Tropical Meteorology,2004,20(6):704712.(in Chinese))
[23]Cao Liangyue,et al.Predicting chaotic time series with wavelet network[J].Physical D,1995,85:225238.
[24]李賢彬,丁晶,李后強.基于子波變換序列的人工神經網絡組合預測[J].水利學報,1999(2):14.(LI Xianbin,DING Jing,LI Houqiang.The combination forecasting using artificial neural network based on wavelet transformed sequences[J].Journal of hydraulic engineering,1999(2):14.(in Chinese))
[25]趙永龍,丁晶,鄧育仁.混沌小波網絡模型及其在水文中長期預測中的應用[J].水科學進展,1998,9(3):252287.(ZHAO Yonglong,DING Jing,DENG Yuren.Chaotic wavelet network model and its application in hydrologic midlong term prediction[J].Advances in Water Science,1998,9(3):252287.(in Chinese))
[26]李亞偉,陳守煜,韓小軍.基于支持向量機SVR的黃河凌汛預報方法[J].大連理工大學學報,2006,46(2):272275.(LI Yawei,CHEN Shouyu,HAN Xiaojun.Yellow River ice flood prediction based on SVR[J].Journal of Dalian University of Technology,2006,46(2):272275.(in Chinese))
[27]王亮,張宏偉,牛志廣.支持向量機在城市用水量短期預測中的應用[J].天津大學學報,2005,38(11):10211025.(WANG Liang,ZHANG Hongwei,NIU Zhiguang.Application of support vector machines in shortterm prediction of urban water consumption[J].Journal of Tianjin University,2005,38(11):10211025.(in Chinese))
[28]林劍藝,程春田.支持向量機在中長期徑流預報中的應用[J].水利學報,2006,37(6):681686.(LIN Jianyi,CHENG Chuntian.Application of support vector machine method to longterm runoff forecast[J].Journal of Hydraulic Engineering,2006,37(6):681686.(in Chinese))
[29]范垂仁,夏軍,張利平,等.中國水旱災害長期預報:理論.方法.實踐[M].北京:中國水利水電出版社,2008.(FAN Chuiren,XIA Jun,ZHANG Liping,LI Xiubin.Longterm prediction of drought and floods in China:Theory.Method.Practice[M].Beijing:China Water Power Press,2008.(in Chinese))
[30]Amilcare P,Luca R.Nonlinear analysis of river flow time sequences[J].Water Resources Research,1997,33(6):13531367.
[31]Jayawardena A W,Feizhou L.Chaos in hydrological time series[J].IAHS Publ,1993,(213):5966.
[32]Breaford P W,Seyfried M S,Matison T H.Searching for chaotic dynamic in snowmelt runoff[J].Water Resources Research,1991,27(6):10051010.
[33]Jayawardena A W,Feizhou L.Analysis and prediction of chaos in rainfall and stream flow time series[J].Journal of Hydrology,1994,(753):2352.
[34]Sivakumar B,Phoon K K,Liong S Y,Liaw C ment on “Nonlinear analysis of river flow time sequences” by Amilcare Porporato and Luca Ridolfi[J].Water Resources Research,1999,35(3):895897.
[35]Shozo,Tokinaga,et al.Forecasting of time series with fractal geometry by using scale transformations and parameters estimation obtained by the wavelet transform[R],Electronics and Communications in Japan.Parts3,1997,80(8):2030.
[36]翁文波.預測論基礎[M].北京:石油工業出版社,1984.(WENG Wenbo.Basis of Prediction Theory[M].Beijing:Petroleum Industry Press,1984.(in Chinese))
[37]翁文波,呂牛頓,張清.預測學[M].北京:石油工業出版社,1996.(WENG Wenbo,LV Niudun,ZHANG Qing.Prediction[M].Beijing:Petroleum Industry Press,1996.(in Chinese))
[38]徐道一.翁文波.可公度性預測方法及其意義[A].高建國.災害預測方法集成[C].北京:氣象出版社,2010.(XU Daoyi,WENG mensurability prediction method and significance of Academician.GAO Jianguo.Integrated of disaster prediction method[C].Beijing:Meteorological Press,2010.(in Chinese))
摘要:為了研究氣候變暖背景下10℃界限溫度的變化規律,用現代氣候變化理論與數理統計方法,分析陜西關中西部近50 年日平均氣溫穩定通過10℃的初終日期、間隔日數及其積溫變化特征。結果表明:關中西部日平均氣溫≥10℃的初日呈顯著提早趨勢,終日呈波動推遲趨勢。初終日之間間隔日數顯著增加。≥10℃期間的積溫以56.568℃· d/10 a 的幅度顯著增加。積溫年代際波動增加,冷暖交替頻繁。
關鍵詞 :≥10℃初(終)日;間隔日數;積溫;分析
中圖分類號:S162.3 文獻標志碼:A 論文編號:2014-xb0828
基金項目:陜西省氣象局科技創新基金項目“寶雞主要農作物對氣候變化的響應研究”(2010M-28)。
第一作者簡介:王春娟,女,1964 年出生,陜西寶雞人,副研級高級工程師,學士,主要從事農業氣象與氣候變化決策服務及研究工作。通信地址:721400 陜西省鳳翔縣氣象局,Tel:0917-7281190,E-mail:wcj6063@163.com。
收稿日期:2014-08-21,修回日期:2014-10-11。
0 引言
熱量資源是農業生產的重要的自然資源[1],制約著一個地區農業生產的主要形式。全球氣候變暖引起植物生長季長度和適宜溫度范圍的變化,對農作物種植制度、品種布局、栽培技術及農資配套措施等都產生了明顯的影響[2-8]。不同界限溫度持續日數及其積溫是分析、評價一個地區農業氣候資源的主要熱量指標。日平均氣溫穩定通過10℃的日期,表示進入春耕期,喜溫作物開始播種與生長,喜涼作物進入活躍生長季,多年生植物開始較大速度積累干物質及牲畜開始抓膘,可表征某一地區作物氣候生長期主要氣候特征。
許多學者從不同角度對中國積溫變化趨勢和規律進行了富有成效的研究[9-12]。徐銘志等[13]研究指出近40 年氣候生長期全國范圍平均增加了6.6 天,北方地區平均增加了10.2 天,南方地區平均增加了4.2 天,青藏高原增加最大為18.2 天。20 世紀90 年代是氣候生長期增加最大、增長最明顯的時期。于淑秋[14]指出,除西南東部少數地方外,中國大部分地區近50 年來≥10℃生長季節延長,有效積溫增加。王媛榮[15]指出,陜西及各區域日平均氣溫穩定通過5℃初日呈提前趨勢,終日變化趨勢不一致,積溫增加。本研究在對寶雞市近50 年氣候變化趨勢分析的基礎上,進一步分析≥10℃界限溫度的氣候特征,揭示區域內氣候資源分布的新格局,旨在充分認識氣候變化對本地農業生產的影響,以期為寶雞市農業積極應對氣候變化、合理開發利用農業氣候資源、調整種植區劃和農業生產布局提供科學依據。
1 研究區域與方法
1.1 區域概況
陜西關中平原西部的寶雞市(33°34′—35°06′N,106°18′—108°03′E)位于中國西北內陸,地處中國南北銜接和東西過渡地段,是中國主要的糧、油、果、畜生產基地之一。區域面積18196 km2,耕地面積4.1 ×105 hm2。年平均氣溫7.9~13.3℃,年降水量572.3~734.3 mm,屬暖溫帶半干旱半濕潤的大陸性季風氣候,四季分明。寶雞特殊的自然地理環境在自然科學中有著獨特的意義。
1.2 氣候資料
選取區域內11 個氣象站1961—2010 年(隴縣站是1971—2010 年,陳倉區站是1974—2010 年)近50 年逐日平均氣溫資料進行統計分析。
1.3 分析方法
為了保證資料的均一性,剔除了缺測及明顯的觀測異值。日平均氣溫≥10℃的初(終)日是指5 日滑動日平均氣溫穩定通過10℃的初(終)日。利用各年穩定通過10℃日數資料,按不同階段求取各要素的氣候平均值時間序列,采用一元線性回歸方法[16]分析要素變化趨勢,以線性回歸系數表示線性變化傾向率即氣候傾向率,并利用F 值進行顯著性檢驗。氣候要素的標準值取1981—2010年30 年平均值。
2 結果與分析
2.1 ≥10℃的初(終)日、間隔日數及積溫的時間變化
2.1.1 ≥10℃的初(終)日、間隔日數及積溫的年際變化
對氣溫資料統計分析表明,近50 年,寶雞市日平均氣溫≥10℃的初日平均為04-14(單位:月-日,下同),終日為10-19,間隔日數194.4 d,積溫3654.7 ℃.d(見表1)。初日最早為3-30(1986 年),最晚為04-26(1963年);終日最早為10-02(1992 年),最晚為11-05(2006年)。最早初日和最晚終日間隔220 天,積溫3315.4~4031.7 ℃.d。由圖1 可知,近50 年,≥10℃初日呈顯著提前趨勢,線性傾向率為1.355 d/10 a;終日呈波動延后趨勢,線性傾向率為1.200 d/10 a。初、終日期變化,引起間隔日數以1.826 d/10 a 傾向率緩慢延長,積溫以56.568 ℃.d /10 a 顯著增加。即是說,在初日提前、終日延后的趨勢影響下,近50 年,寶雞市≥10℃間隔日數延長了9.1 天,積溫增加了282.8 ℃.d,這為本地農農業生產提供了豐富的熱量資源。
2.1.2 ≥10℃的初(終)日、間隔日數及積溫的年代際變化 日平均氣溫≥10℃各要素隨年代變化趨勢并不一致(見表1),初日在20 世紀60 年代和80 年代波動延后,20世紀70年代小幅提前,20世紀90年代到21世紀初分別以4.303d/10a 和9.697d/10a 線性傾向率顯著提前。終日除在20 世紀70 年代和21 世紀初呈延后趨勢外,其他年代不同程度的小幅提前,但總趨勢是延后的,線性傾向率為11.152d/10a。從≥10℃初日、終日距平變化曲線(圖1)分析,在20 世紀80 年代以前,≥10℃初日變化以負距平為主,終日變化以正距平為主;20世紀80 年代,≥10℃初、終日變化幅度基本一致;從20世紀80 年代后期開始,受全球氣候變暖趨勢的影響,≥10℃初日變化以正距平為主,而終日變化以負距平為主,初、終日間隔日數愈來愈多,線性傾向率為2.415 d/10 a,這與西北地區氣候變化趨勢基本一致[5]。
受初日和終日變化趨勢的影響,≥10℃間隔日數除20 世紀60 年代和20 世紀80 年代小幅減少外,其他年份均呈波動增加趨勢,這與初日的變化趨勢基本一致。其中20世紀90 年代增加幅度最大,線性傾向率為24.318d/10a,21 世紀初以14.015d/10a 的幅度增加。≥10℃期間積溫在各個年代均呈增加趨勢。從20 世紀80 年代后期到21 世紀初,積溫高位增加,平均線性傾向率為35.169℃ · d/10 a,2001—2010 年平均積溫3800℃·d,比20 世紀60 年代初增加了176℃·d,表明本地作物生長期內可能提供的熱量資源更豐富,農業氣候資源的生物學潛力進一步提高。
2.1.3 ≥10℃的初(終)日、間隔日數及積溫的空間變化
從空間分布上看,寶雞市日平均氣溫≥10℃的日期,渭河川道(渭濱、陳倉、眉縣)始于4 月上旬,終于10月下旬,間隔日數為206~209 d,積溫達4100~4300℃.天,是本區熱量資源最豐富的區域(見圖2)。塬區及千河河谷(隴縣、千陽、鳳翔、岐山、扶風)由東到西從4月上中旬逐漸開始,到10 月中旬末到下旬初又由西到東逐漸終止,間隔日數176~201 天,積溫為3500~4100℃·d。北部山區(麟游)始于4 月下旬,終于10 月上旬,間隔1710 天左右,積溫達3000℃·d。南部山區(鳳縣、太白)由于氣溫垂直變化明顯,呈顯隨高度升高初日推遲、終日提前的規律變化,且最早和最晚初日及最早和最晚終日的跨度均較大,都超過20 天之久,影響間隔日數和積溫的變化幅度也較大。其中嘉陵江河谷初日出現最早,始于4 月上旬末,終于10 月下旬初,間隔194 天,積溫達3500℃·d。而海拔1500 m處的太白,受地形影響,春季暖空氣活動開始遲,秋季結束早,初日推遲到5 月上旬初,終日提前到于9 月底中旬,間隔日數152 天,積溫僅為3100 ℃·d 左右,是本地熱量最差的區域。總體來看,渭河川道初日早,終日晚,間隔日數較多,然后向南、向北,初日愈來愈晚,終日愈來愈早,間隔日數和積溫隨之減少。南部山區比北部山區平均間隔日數少18 天。
3 結論與討論
(1)受全球氣候變暖趨勢影響,1961—2010 年,地處關中西部的寶雞市日平均氣溫≥10℃的初日提前,終日延遲,初、終日間隔日數增加,積溫也顯著增加,為區域農業生產提供優越的熱量資源。
(2)日平均氣溫≥10℃的日期,渭河川道開始最早,終期最晚,間隔日數最長,積溫最多,是本區熱量資源最豐富的區域。塬區及千河河谷由西到東初期愈來愈早,終期愈來愈晚,間隔日數和積溫隨之增加。南部山區由于氣溫垂直變化明顯,呈顯隨高度升高初日推遲、終日提前的規律變化,南部山區比北部山區平均間隔日數少18 天。
參考文獻
[1] 歐陽海,鄭步中,王雪娥,等.農業氣候學[M].北京:氣象出版社,1990:65-123.
[2] 王馥棠,趙宗慈,王石立.等.氣候變化對農業生態的影響[M].北京:氣象出版社,2003:15-37.
[3] 林學椿,于淑秋.近40年中國氣候趨勢[J].氣象,1990,16(10):36-39.
[4] 張強,鄧振鏞,趙映東,等.全球氣候變化對中國西北地區農業的影響[J].生態學報,2008,28(3):1210-1216.
[5] 于淑秋,林學椿,徐祥德.中國西北地區50 年降水和溫度的變化[J].氣候與環境研究,2003,8(1):9-18.
[6] 劉德祥,董安祥,陸登榮.中國西北地區近43 年氣候變化及其對農業生產的影響[J].干旱地區農業研究,2005,23(2):195-201.
[7] 劉穎杰,林而達.氣候變暖對中國不同地區農業的影響[J].氣候變化研究進展,2007,3(4):229-233.
[8] 趙果令,朱琳,李星敏,等.陜西氣候[M].西安:陜西科學技術出版社,2009:149-193.
[9] 張立波,魏麗華,沈國強.1961-2010 年氣候變暖對中國氣候生長期的影響分析[J].科技通報,2013,29(3):23-28.
[10] 張雷,劉江.近50 年東北地區氣候生長期的變化[J],黑龍江農業科學,2011(9):17-19.
[11] 孫楊,張雪芹,鄭度.氣候變暖對西北干旱區農業氣候資源的影響[J],自然資源學報,2010,25(7):1153-1162.
[12] 王春娟,楊婷婷.陜西寶雞市近50 年農業氣候資源特征分析[J].西北農林科技大學學報:自然科學版,2012,40(11):53-58.
[13] 徐銘志,任國玉.近40 年中國氣候生長期的變化[J].應用氣象學報,2004,15(3):306-312.
The Temporal and Spatial distributions of Urban Heat Island Effect in Jinan City
Ran Guiping Li Rui Ren Dan Zhang Ning Sun Changzheng
Jinan Meteorological Observatory, Jinan 250002
Abstract: Based on the hourly temperature observed by automatic weather stations during 2007-2008, the temporal and spatial distributions of urban heat island (UHI) in Jinan city were analyzed. The results showed that in four seasons ,the UHI intensity centered on the Spring square and city council and decreased around. The UHI intensity in winter was the strongest all the year round. Then, it was autumn and spring. The UHI intensity in summer was the weakest. The Morlet wavelet transform revealed that the UHI intensity had a temporal structure of diurnal (24h) and ten-day (270h) periods whether in summer or winter. The diurnal (Ten-day) periodic oscillation was weaker (stronger) in summer than winter. The UHI intensity was stronger in nighttime than daytime.
Key words: urban heat island automatic weather stations wavelet transform temporal and spatial distributions
引言
城市熱島效應( Urban Heat Island Effects,UHI)是指由于人類活動造成的城市氣溫高于周圍自然環境氣溫的現象[1],溫度較高的城市地區被溫度較低的郊區所包圍或部分包圍,它是熱量在城市空間范圍內聚集的現象。
城市熱島效應是城市化氣候效應的主要特征之一,是城市化對氣候影響最典型的表現[2] 。在我國,周淑貞[3]、束炯[4]、張景哲[5]等對城市熱島效應及形成機制進行了多方面的研究。過去50多年來濟南城市經歷了快速發展,城市建筑、功能、綜合實力、以及城市形態與環境面貌等都發生了巨大變化,城市發展導致城市下墊面狀況發生極大改變,同時在某些方面影響了城市小氣候[6-7]。
濟南是山東的省會,通過對濟南城市熱島效應的研究和分析,對了解氣候演變特征和短期氣候預測提供科學依據,并且對指導城市綠地規劃與建設,改善城市生態環境和城市居民居住環境有重要的現實意義。
1. 研究資料和方法
濟南市自動氣象站網通過多年建設,到2006年11月,已完成51個區域自動氣象站的建設并投入業務運行。該論文通過區域自動站資料研究濟南市區及郊區熱島效應空間分布情況,即應用市區及近郊區區域自動氣象站與郊區鄉村站氣溫數據進行對比分析,即:QUHI=T市區-T郊區,溫差越大熱島強度越強,反之則越弱[8]市區站選取城市建筑和人口較為密集的市中心區域,共16個站點,分別是:濟南大學、泉城公園、泉城廣場、市政府、百花公園、交通學院、熱電公司、供銷公司、山師北院、農科院、龜山、歷城二中、外國語中學、高新區、河務局和天橋收費站。這些站點既包括人口較密的市中心點,也包括離市中心稍遠的市區,還包括剛進入城市化進程的近郊,能夠綜合反映整個城市的熱島空間分布特征。考慮到城市區域的不規則性,城市的邊緣地區有可能具有與城市相似的地表結構,又根據地區溫度分布的自然特點,郊區參考站點選取市區北邊的孫耿、崔寨、白云湖,市區東邊的圣井、曹范,市區西南邊的潘村、長清工會干部學院、張夏苗圃,取八個站點的平均溫度作為背景溫度,可以避免訂正熱島效應時出現偶然因素,能夠比較客觀的反映城市熱島強度。
在采樣時間上,區域自動氣象站資料從2007~2008年的數據比較完整,為了能充分反映一年中熱島情況,按季節取2007、2008年2年的數據。春季:3~5月,夏季:6~8月,秋季:9~11月,冬季:12月,次年1~2月。從中選擇代表性的月份2007~2008年的1月、4月、7月和10月份的數據來計算各個季節的熱島強度。
小波分析是繼傅里葉變換之后興起的中還可以看出,其波峰 (正中心)主要出現在變換對帶有奇異性的信號不是很有效的弱點,具有多分辨率分析的特點;在低頻部分具有較高的頻率分辨率和較低的時間分辨率,在高頻部分具有較高的時間分辨率和較低的頻率分辨率[9]。小波分析已成功地應用于信號處理、圖像處理、語音識別和機械故障診斷等各領域,在氣候研究中也應用廣泛。小波分析不僅可以給出某一時間序列變化的尺度,還可以顯示出各頻率隨時間的變化以及不同頻率之間的關系。本文采用標準Morlet小波來分析濟南城市熱島效應的周期性特征,并利用小波方差來診斷各周期振蕩的強度。Morlet小波[10]是復數形式的小波,其實部和虛部位相相差π/2,可以消除實數形式小波變換系數模的振蕩,因而比實數形式的小波在應用上有更多的優點。
2. 濟南市區熱島水平空間分布特征
該論文選取16個市區及近市區站點,選取八個郊區站點的平均溫度作為背景溫度,即T郊區=(T圣井+T曹范+T潘村+T長清工會干部學院+T張夏+T崔寨+T孫耿+T白云湖)/8,逐個計算16個市區站的QUHI值,得出濟南市水平空間熱島強度的分布特征(圖1-圖2)。
從熱島強度分布圖上可以看出,濟南城市熱島與城市空間形態結構基本一致的,以泉城廣場、市政府為中心呈環狀放射發展。由于濟南市區東部平坦開闊,發展很快,城市熱島逐步向東部發展,熱島中心有呈東西條狀發展的趨勢。到達天橋收費站、河務局等濟南近郊區,城市熱島迅速降低,但因為在城鄉交界帶上,已有城市熱島特征體現。早期Oke[11]根據北美加拿大多次觀測城市熱島的實例概括的城市熱島氣溫剖面圖:從郊區到城郊結合部,氣溫陡升,被稱為“陡崖”(cliff);到了市區氣溫保持平緩一致,因下墊面不同有所起伏,該段稱為“高原”(plateau);在市中心人口密集人類活動最為集中的區域,氣溫達到最高點,稱之為“高峰”(Peak)。濟南城市熱島的空間分布也遵循了這一規律,泉城廣場、市政府是濟南的“高峰”,天橋收費站、河務局是“陡崖”區,而市區熱島分布并不平緩,由于城市發展不是很均衡,下墊面差異較大,熱島強度有所差別。
3. 濟南市區熱島效應的時間分布特征
3.1 濟南城市熱島的季節變化在時間域上的分布
為了分析濟南市區熱島效應的時間分布特征,取2008年1月、7月每天24個熱島強度值作為研究對象,進行墨西哥帽小波變換。取1月代表冬季,7月代表夏季,畫出相應的小波變換等值線圖和曲線圖(見圖3和圖4)。等值線圖表示的是不同尺度下的小波變換;曲線圖表示的是小波方差。
從小波波幅變化情況來看,小波中心形成正負振蕩的形式,與城市熱島形成很好的一一對應關系。熱島越強,熱島變化越劇烈,則對應的波幅等值線越密集,波幅的絕對值越大;反之,波幅等值線越稀疏,表示熱島變化不明顯,對應的熱島越弱, 即正的波幅對應強熱島,且熱島變化劇烈;反之則與弱熱島對應,熱島變化緩慢。
由圖3a可見,濟南冬季熱島變化存在準24 h和準270 h的主振蕩周期,以及準90 h、準110 h 準170 h的次周期。分析它們存在的階段可知,準24 h和準270 h的主振蕩周期在整個時間序列中一直明顯存在;準90 h的次周期在整個時間序列中也有所表現,準110 h的次周期主要存在于上旬和中旬;準170 h的次周期主要存在于下旬。
從小波方差(圖3b)所反映的各周期對應的振蕩強度來看,在整個周期域上,準24h所對應的日變化周期最顯著,其反映的小波方差最大。其次是準270 h所代表的旬變化,其他尺度周期所反映的小波方差都相對較小,表明日變化和旬變化是濟南冬季城市熱島的主要振蕩周期。對于準270 h周期所代表的熱島強度的旬變化。從圖3a中還可以看出,其波峰 (正中心)主要出現在1月4日、14日及25日前后。波谷(負中心)主要出現在1月9日、19日及30日前后。
在夏季(圖4a) ,濟南熱島變化存在準24h、220~300 h的主振蕩周期,以及60~90h的次周期。準24h、220~300h的主振蕩周期在整個時間序列內一直明顯存在。準60~90h的次周期在整個時間序列中也有所表現。對于220~300h周期所代表的旬變化,從圖3a7月5日、15日及25日前后。波谷(負中心)主要出現在7月10日、20日及30日前后。
各周期對應的小波方差(圖4b)表明,準24h所對應的日變化最顯著,其次是220~300h所代表的旬變化。其他尺度周期所反映的小波方差都相對較小,表明濟南夏季城市熱島的主要振蕩周期仍然是日變化和旬變化。比較夏季和冬季日變化和旬變化,小波方差可以發現,夏季日變化不如冬季明顯,但旬變化略強于冬季。
3.2 濟南城市熱島的日變化特征分析
小波正負振蕩明顯,小波波幅變化能較好地反映城市熱島強度的振蕩變化情況。我們從24h尺度上來看,可以明顯的看出無論冬季還是夏季,城市熱島以日為周期呈規律性變化。城市熱島強度表現為夜間強,白天弱,這是由于白天和夜間的能量平衡的差異、市區與郊區的下墊面性質、大氣污染和人為熱等不同。白天由于太陽輻射的作用,大氣層結一般處于不穩定狀況,風速較大,使得城郊近地層湍流加強,熱量的垂直和水平交換比夜間強,城市、郊區溫差迅速縮小,城市熱島較弱。夜晚的大氣層結較為穩定,甚至出現低層逆溫,不利于大氣湍流的發展;而且城市下墊面多為水泥、柏油、混凝土等構成,顏色較深,它們具有熱容量大,導熱率高的特點,能吸收大量的太陽輻射。這些在白天吸收和貯存的熱量,夜晚又會散發到大氣之中,通過長波輻射提供給空氣的熱量比郊區多,再加上市區空氣中大量的CO2等溫室氣體及顆粒污染物更多地吸收地面長波輻射,加熱大氣使空氣中的熱量不易很快散失,導致城市大氣溫度進一步上升,相對于快速降溫的郊區來說,容易形成夜間城市熱島,因此夜間城市、郊區溫差迅速增大,城市熱島較強。
4. 結論
(1) 在空間分布上,無論春、夏、秋、冬,濟南城市熱島均以泉城廣場、市政府為中心呈環狀放射發展。
(2) 熱島強度以冬季最強,秋、春季次之,夏季最弱。
(3) 濟南冬季和夏季城市熱島的主要振蕩周期是以準24h為代表的日變化和準270h所代表的旬變化為主。夏季日變化不如冬季明顯,夏季旬變化略強于冬季。
(4)城市熱島以日為周期呈規律性變化。城市熱島強度表現為夜間強,白天弱。
參考文獻:
[1] 周淑貞.束炯.城市氣候學[M]。北京:氣象出版社,1994.
[2] 白虎志.任國玉.方鋒.蘭州城市熱島效應特征及其影響因子研究[J]。氣象科技,2005,33(6):492-495.
[3] 周淑貞.張超.上海城市熱島效應[J].地理學報,1982,37(4):244-345.
[4] 束炯.江.楊曉明.上海城市熱島效應的特征分析[J]。上海環境科學,2000,19(11):532-534.
[5] 張景哲.劉啟明.北京城市氣溫與下墊面結構關系的時相變化[J].地理學報,1988,43(2):159-168.
[6] 林苗青.黃錦速.杜勤博.汕頭市城市熱島效應特征分析[J].安徽農業科學,2010(27):15214-15217.
[7] 趙小艷.楊沈斌.申雙和.等.基于遙感的南京市城市熱島效應時空演變分析[J].安徽農業科學,2009,37(22):10776-10778.
[8] 何萍.李宏波.云貴高原中小城市熱島效應分析[J].氣象科技,2002,30(5),288-291.
2013年度,我國科研團隊(不含客座或兼職教授)共在《Nature》發表研究性論文27篇。研究內容涵蓋納米材料、氣候學、神經生物學、環境科學、基因組、量子物理、古生物學、結構生物、農業作物等學科領域。本年度,來自清華大學生命科學學院的施一公院士領導的科研團隊共在《Nature》上發表了3篇論文。該團隊主要成員應包括,施一公院士在美國普林斯頓大學任教期間指導的博士生、現清華大學醫學院教授顏寧,指導的博士后、現清華大學生命科學學院教授柴繼杰,以及施一公教授現重要助手清華大學生命科學學院助理教授王佳偉。
此外,我國學者在古生物學領域的方面也取得了亮眼的成績。過去十年,有頜類的早期分化、硬骨魚類的起源與早期分化逐漸成為國際演化生物學界關注的重點,相關研究成果在《Nature》、《Science》等雜志上屢有報道。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的朱敏研究員所帶領的早期脊椎動物課題組的研究“探索有頜類的早期分化以及硬骨魚類的起源”提供了迄今為止最好、最完整的化石資料。新發現的古魚將有頜脊椎動物幾大類群的特征匯于一身,大大填充了它們之間的形態學鴻溝,第一次近乎完整地呈現了有頜脊椎動物祖先可能具有的特征組合。來自沈陽師范大學古生物學院的周長付副教授與美國芝加哥大學和德國波恩大學合作,發現了我國迄今最原始的具毛發的哺乳動物――“哺乳形巨齒獸”化石,證實了早期原始形哺乳動物已廣泛具有哺乳類皮膚結構。此外,臨沂大學地質與古生物研究所的鄭曉廷教授發現了一種新的樹棲賊獸類--金氏樹賊獸,系統分析顯示賊獸屬于有冠類哺乳動物,表明了有冠類起源于晚三疊紀時期并且在侏羅紀發生分化,體現了中生代哺乳動物演化中存在許多趨同演化或逆轉現象。
雜志從本期開始將對2013年我國的科研人員和科研團隊在《Nature》上發表的論逐一介紹。
許 琛 研究員
中國科學院上海生命科學研究院
2004年赴美國哈佛大學醫學院Dana-Farber腫瘤研究所從事免疫學研究,先后為博士后(受美國關節炎基金會資助),教授。2009年6月回生化與細胞所工作,擔任研究員,研究組長。主要研究方向包括:生物膜對受體功能的動態調控和T細胞介導型自身免疫病的發病機制 。
鈣離子提高T淋巴細胞對外來抗原的敏感性
細胞發揮功能的基礎是識別外來的抗原,這項功能由T細胞抗原受體(TCR)來行使。每一個T細胞表面都有幾千個TCR,像哨兵一樣擔任警戒任務;TCR的周圍是脂質分子,它們通過靜電力將TCR的活化位點屏蔽起來,保證它們在沒有抗原的時候不會活化,接受抗原刺激后則快速活化,由此調控著“哨兵”的戰斗力。抗原激活TCR是T細胞免疫反應關鍵性的一步。經過長期的進化,TCR能夠監測到非常微量的抗原信號,從而保證機體能高效以及快速地清除入侵的病原體。TCR如何被抗原活化以及T細胞如何獲得這么高的抗原敏感性還是懸而未決的問題。
鈣離子是人體內必需的金屬離子,除了組成骨骼和牙齒外,還在細胞內擔任非常重要的“信號使者”的角色。T細胞被抗原活化后,細胞外的鈣離子會通過鈣離子通道流入細胞內,細胞內鈣離子濃度會在數秒之內提高10倍,并維持幾個小時。這些鈣離子能夠直接結合TCR周圍的脂質分子,中和它們的負電荷,從而解除脂質分子對TCR活化位點的屏蔽,幫助TCR活化,將比較弱的抗原刺激信號放大,使得T細胞獲得完全的效應功能。這種機制大大提高了T細胞對抗原的敏感性。
譯文引自:Nature 493, 111-115 (03 January 2013)
施一公 院士 教授
一個presenilin/SPP家族膜內天冬氨酸蛋白酶的晶體結構
受控膜內蛋白水解(Regulated intramembrane proteolysis,RIP)是近年發現一種新的信號傳導機制,即跨膜蛋白能夠在它們的跨膜區被裂解并釋放出其胞質部分,進而進入核內控制基因的轉錄。在從細菌到人類的廣泛生物中RIP蛋白均采用保守的模式。至今發現參與RIP的蛋白酶家族有三種,包括金屬蛋白酶S2P(site-2 protease);天冬氨酸蛋白酶早老素(presenilin,PS)家族和信號肽肽酶家族(SPP);絲氨酸蛋白酶rhomboid家族。天冬氨酸蛋白酶PS家族的底物包括淀粉樣前體蛋白(Amyloid precursor protein,APP)和質膜受體Notch等。
研究人員報告了來自黑海甲烷袋狀菌JR1的presenilin/SPP同源物(PSH)的晶體結構。這一蛋白酶包括9個跨膜區(TMs),采用了一種從前未報告過的蛋白質折疊方式。其氨基(N)端區域,由TM16構成,形成了一種馬蹄形狀的結構,環繞著TM79構成的羧(C)基端區域。兩個催化天冬氨酸殘基定位在TM6和TM7的胞質側上,空間上相互接近。水分子通過N端和C端區域之間的一個大口袋接近催化天冬氨酸。
譯文來自:Nature 493, 56-61 (03 January 2013)
田永君 教授 燕山大學材料科學與工程學院院長
1963年3月生,1987年于東北重型機械學院材料學專業獲工學碩士學位,1994年于中科院物理所獲得理學博士學位,1996-1998作為洪堡學者留學德國Jena大學(耶拿大學)固體物理研究所,教授,博士生導師。田永君教授1996年入選國家人事部“百千萬”人才工程第一、二層次人選,國務院政府特貼專家,2001年被教育部聘為長江學者獎勵計劃特聘教授。2002年獲得國家杰出青年科學基金。
2011年,田永君教授科研團隊所完成的“硬度的微觀理論及新型亞穩材料設計”項目成果獲得國家自然科學二等獎。該項目從化學鍵入手,創建了硬度的微觀理論模型,建立了布居離子性新標度,實現了極性共價晶體硬度的定量預測,解決了硬度與晶體微觀電子結構間定量關聯這一理論難題。以此理論模型為基礎,項目設計出了系列的新型亞穩材料,部分材料已被實驗合成,使超硬材料探索從“定性”進入到了“定量化”的可設計階段,推動了計算材料科學的發展。23個國家和地區的100多個研究機構使用本模型開展跟蹤和拓展研究。硬度微觀模型已成為材料設計的一個實用工具,并被拓展到納米、缺陷和薄膜等研究領域。
超高硬度的納米孿晶結構立方氮化硼
立方氮化硼是一種重要的超硬材料,在鐵基材料加工行業中獲得了廣泛應用。遺憾的是人工合成立方氮化硼單晶的硬度還不到金剛石單晶的一半。根據著名的霍爾-佩奇(Hall-Petch)關系,多晶材料硬度隨晶粒尺寸減小而增大。因此,合成納米結構立方氮化硼已成為提高硬度的有效手段。利用類石墨結構氮化硼前驅物在高溫高壓下的馬氏體相變,科學家們已合成出納米晶立方氮化硼,所能達到的最小晶粒尺寸為14nm。田永君及其合作者采用一種具有特殊結構的洋蔥氮化硼為前驅物成功地合成出透明的納米孿晶結構立方氮化硼,孿晶的平均厚度僅為3.8nm,其硬度達到甚至超過人工合成的金剛石單晶,斷裂韌性高于商用硬質合金,抗氧化溫度高于立方氮化硼單晶本身。這些優異的綜合性能表明納米孿晶結構立方氮化硼是一種工業界期盼已久的刀具材料。
業已證明:在臨界尺寸(約10-15nm)以上,金屬及合金材料的硬度和強度隨晶粒尺寸減小而增大(霍爾-佩奇效應),但在臨界尺寸以下,強度和硬度卻隨晶粒尺寸減小而減小(反霍爾-佩奇效應)。令人驚奇的是,納米孿晶結構立方氮化硼隨孿晶厚度減小能夠持續硬化到3.8nm卻不發生軟化。他們的理論分析表明:在納米尺度邊,多晶極性共價材料的硬化機制除了大家熟知的Hall-Petch效應還有量子限域效應的附加貢獻。研究成果突破了人們對材料硬化機制的傳統認識,向人們展現了合成高性能超硬材料的新途徑――獲得超細納米孿晶結構。
譯文來自:Nature 493, 385-388 (17 Janurary 2013)
劉 健 教授 南京師范大學地理科學學院
1966年4月生,四川合江人,漢族。1983年至1993年就讀于南京大學氣象系氣候學專業,先后獲得南京大學理學學士、碩士和博士學位。現為南京師范大學地理科學學院特聘教授,博士生導師,兼任中國第四紀科學研究會高分辨率氣候記錄專業委員會委員、中國氣象學會冰凍圈與極地氣象委員會委員、江蘇省氣象學會常務理事、江蘇省氣象學會氣候學與氣候變化專業委員會副主任。主要從事氣候模擬與全球變化研究。
在國際上首次成功地模擬了與氣候代用資料重建結果一致的東亞地區末次盛冰期(21ka BP)和中全新世暖期(6ka BP)的古氣候特征,并進行了動力學機制闡釋;在認識全球和東亞季風年代-百年際尺度的變化規律及成因機制、揭示自然和人為因子對全球降水和海表溫度的不同影響與機理、定量區分自然和人類活動對湖泊環境變化的影響等方面取得了國際領先成果,在國際頂級學術刊物Nature、Science和PNAS上。
自然與人為強迫因子對全球降水變化的不同影響
研究發現,自然因子(SV)和人為因子(GHG)引起的增暖都會使全球平均降水量增加,但增加的幅度差異顯著。在SV強迫下模擬的全球平均溫度每增加1℃全球平均降水量增加2.1%,而GHG強迫下對應的全球平均降水量僅增加1.2%;兩種情況下熱帶陸地區域平均降水量增加的幅度差異更大(5.5%與2.4%)。研究揭示其主要機制在SV增暖與GHG增暖情況下分別為海洋恒溫機制與大氣穩定機制:在SV增暖情況下,地表受太陽輻射加熱,由于熱帶太平洋東部溫躍層較西部淺,海洋恒溫效應使得相同的SV加熱引起的東部增溫比西部小,從而加大熱帶太平洋東西向的海表溫度(SST)梯度,使熱帶太平洋東西向的氣壓梯度相應增大,導致赤道東風和Walker環流加強,有利于水汽向熱帶季風及暖池區的輻合,使得全球平均降水量顯著增加,此為海洋恒溫機制;而在GHG增暖情況下,大氣中上層吸收長波輻射加熱,會使大氣上下層間的溫度梯度減小,大氣穩定度相應增大,從而削弱Walker環流,減小熱帶太平洋東西向的SST梯度,不利于水汽向熱帶季風及暖池區輻合,導致全球降水增量減少,此為大氣穩定機制。
該研究區分了兩種類型的增暖及其降水效應并闡明了其主要機制,化解了古氣候重建與IPCC氣候預估關于增暖將導致熱帶太平洋東西向SST梯度增與減(La Nia型與El Nio型)的學術爭端,對人們更好地認識并預估氣候變化具有重要意義;同時該研究發現GHG增加導致的增暖與太陽輻射增加導致的增暖具有不同的大氣穩定度、SST、降水效應,這意味著通過地球工程(在大氣上層施放氣溶膠粒子以減少到達地表的太陽輻射量)進行太陽輻射管控并不能完全抵消GHG對全球增暖的影響,這對于地球工程的規劃實施具有現實意義。
譯文來自:Nature 493, 656-659 (31 January 2013)
周嘉偉 研究員 中國科學院上海生命科學研究中心
畢業于江蘇南通大學醫學院,獲江蘇南通大學醫學院醫學碩士、英國帝國理工醫學院(Imperial College of Science, Technology and Medicine)生化系博士學位。曾任江蘇南通大學醫學院助教、講師;1991年英國劍橋大學訪問學者、1992年日本岡山大學訪問學者 ;美國Hahnemann大學博士后。現中國科學院上海生命科學研究中心研究員。
周嘉偉研究方向:基底神經節包括紋狀體(尾狀核和殼核)、蒼白球、黑質和丘腦底核等在內的一群密切關聯的腦結構,它們參與了自主運動的控制和調節。臨床病理學研究已經表明,這些核團為帕金森病、亨廷頓氏病等神經退行性疾病所累及。研究它們的發育過程、工作原理和病理狀態下功能與結構變化,有助于進一步闡述這些疾病的發病機理和尋找疾病治療的新靶點。
多巴胺D2受體通過調控aB-晶狀體蛋白抑制神經炎癥反應
周嘉偉實驗室的研究發現,星形膠質細胞在多巴胺D2受體(Drd2)缺失的情況下也會主導炎癥反應的發生,而Drd2及其配體多巴胺的水平在中老年人群中均呈現進行性下降。生理情況下,星形膠質細胞的Drd2能夠通過控制其下游的aB-晶狀體蛋白(aB-crystallin, Cryab)的水平來抑制免疫反應。Drd2缺失可導致Cryab明顯下調,小鼠腦內多個區域炎癥反應顯著增強,而在神經毒素MPTP所致的帕金森病小鼠動物模型中,Drd2的缺失加劇了膠質細胞的激活,使炎癥反應更趨嚴重,中腦多巴胺能神經元對神經毒素更加敏感,死亡率上升。但選擇性地提高星形膠質細胞中的Cryab水平則可有效對抗Drd2缺失導致的慢性炎癥反應。他們還發現,給予野生型小鼠注射Drd2激動劑可以部分緩解MPTP等神經毒素導致的急性神經炎癥反應以及多巴胺能神經元死亡。
上述結果表明,星形膠質細胞中的Drd2/Cryab信號轉導通路在抑制因Drd2缺失所致的神經炎癥過程中發揮關鍵作用。Drd2決定了星形膠質細胞作用的兩面性――Drd2缺失可使星形膠質細胞從生理狀態下神經元的支持細胞轉化為對神經元不利的促炎癥細胞。一直以來,Drd2被公認為主要參與多巴胺能神經傳導,此項研究則揭示了Drd2的一個與傳統認識迥然不同的新功能,即在星形膠質細胞中發揮抑制其異常活化和神經炎癥反應的作用。
星形膠質細胞中的多巴胺D2受體(Drd2)正常情況下通過αB-晶狀體蛋白抑制炎癥介質相關基因的表達,從而發揮抑制炎癥的作用,而小膠質細胞表達的Drd2則對該類細胞炎癥因子的產生沒有顯著影響。
譯文來自:Nature 494,90-94 (07 February 2013)
張福鎖 教授
中國農業大學資源環境學院
出生于1960年10月,陜西鳳翔人,教授,博士生導師。1990年2月從中國農業大學農學博士后流動站出站,1997年1月-2011年11月擔任中國農業大學資源與環境學院院長,現任中國農業大學資源環境與糧食安全研究中心主任一職。
一直從事植物根際生態調控與養分資源綜合管理的基礎和應用研究工作。在根際養分活化機理以及不同基因型植物適應養分脅迫的生理機制研究方面取得了可喜的進展,提出根際生態調控理論與技術體系,并通過對間套作、水旱輪作、重迎茬作物生長障礙機制,各種作物生產體系(包括大田作物、蔬菜、果樹、煙草等)以及鹽生植物根際生態調控機制的系統研究,把理論與生產實際相結合,進一步提出養分資源綜合管理的思路,通過全國大協作及國際合作項目的開展,在深化根際理論,提高養分資源利用效率,保護生態環境等方面做出了貢獻。
中國氮沉降顯著增加
研究結果表明,從1980年至2010年中國陸地生態系統氮素沉降顯著升高,從1980年代每公頃年均13.2公斤氮增至2000年代21.1公斤氮,增幅約8公斤/公頃,比1980年代高60%;并以人口相對密集和農業集約化程度更高的中東部地區(華北、東南和西南)的氮素沉降量和年增幅顯著高于人口密度相對較低和氮肥及其他人為活性氮排放相對較低的東北、西北和青藏高原地區。目前我國中東部地區(尤其是華北平原)的氮素沉降量已經高于北美任何地區氮素沉降量,與西歐上世紀80年代(采取大氣活性氮減排措施/政策之前)氮沉降高峰時的數量相當。研究還發現,從1980年代至2000年代,同樣在長期不施氮肥條件下農田生態系統水稻、小麥和玉米三大糧食作物的吸氮量平均增加16%,而非農田生態系統木本、草本和所有物種的葉片含氮量平均增加33%;而同時期的植物葉片含磷量沒有發生顯著改變,指示土壤環境保持相對穩定,氮素增加主要來自大氣沉降。
該小組的研究結果還表明,中國氮素沉降的增加主要受氮肥、畜牧業等農業源和工業、交通源等非農業源活性氮排放的影響。目前主要來自農業源氨排放的銨態氮沉降是氮素沉降的主體,占總沉降量的2/3左右,氮肥的直接排放(農田)和間接排放(養殖場畜禽糞便等)是銨態氮沉降的主要貢獻者;而以來自非農業源(燃煤和汽車尾氣等化石能源燃燒)氮氧化物排放為主的硝態氮沉降約占總沉降量的1/3,硝態氮在沉降中的比例已經從1980年代的1/6增至1/3,說明來自非農業源的排放增速更快。
這一研究成果揭示了過去30年(1980-2010年),我國出現了區域性大氣活性氮污染、氮素沉降以及農田與非農田生態系統“氮富集”加劇的現象;中國氮素沉降的顯著升高與氮肥施用(農田不合理施氮及畜禽糞便等管理)和化石能源消費大幅度增加所導致的人為活性氮排放有密切關系;實現氮肥和畜牧業等農業源氨的減排是當前中國控制氮素沉降的主要立足點,同時,大幅度減少各種化石能源等非農業源活性氮的排放已越來越迫切。
譯文來自:Nature 494, 459-462 (28 February 2013)
中國農業科學院作物科學研究所
小麥D基因組供體種―粗山羊草基因組草圖
通過D基因組草圖的研究發現,在漫長的進化過程中,D基因組的抗病相關基因(如NBS-LRR基因等)數量發生顯著擴張,大大增強了它的抗病性;對抗非生物應激反應的基因也發生顯著擴張,從而大大增強其抗逆性與適應性;在D基因組發現了小麥特有的品質相關基因,其中許多也發生了顯著擴增,從而使小麥的品質性狀大大得到改良,成為唯一能夠制作饅頭、面包、餃子等多種食品糧食作物;正是由于D基因組的加入,才使小麥的抗病性、適應性與品質得到大大改良,從而才使小麥走出發源地,走向世界各地,成為世界上種植區域最廣的第一大糧食作物。研究還發現大約在300萬年前,由于重復序列的大量插入,使小麥基因組急劇膨大,這一事件可能與當時地球的氣候變化有關。
小麥的基礎與應用基礎研究對于小麥的育種與生產產生了巨大的推動作用。在細胞遺傳學時代,小麥細胞遺傳學走在各主要農作物的前列,由于小麥矮稈基因、光周期不敏感基因與抗病基因的發掘與利用,促成了全球范圍的第一次“綠色革命”。在進入基因組學時代之后,由于小麥基因組巨大而復雜,因而使其研究嚴重滯后,大大制約了小麥品種改良的進展。基因組組測序已成為制約小麥科學研究與生產發展的關鍵,同時也對世界小麥研究工作者提出了巨大的挑戰。
譯文來自:Nature 496, 9195 (04 April 2013)
中國科學院遺傳與發育生物學研究所
小麥A基因組的測序
中圖分類號: K928 文獻標識碼: A 文章編號:
隨著中國城市化的進程越來越顯著,園林這個行業也得到空前重視。而對于一些院校培養出來的園林專業類的畢業生卻不能滿足當今社會所需要職業能力的需求。對于目前園林專業畢業生普遍存在的職業能力的匱乏、溝通能力的薄弱、市場意識的淡薄、創新精神的缺失,園林公司要付出很高的培養成本。
一、園林專業的內容分工與相關學科現代園林專業的內容復雜,綜合性強,涉及知識十分廣泛。
1. 造園:已不是古代的造園內容。內容包括規劃、設計、施工,涉及的知識包括造園史(發展過程,以往各地域、名流派造園的內容、形式、風格)、土木建筑工程、心理學、美學、文學、藝術、植物分類、農業技術、土壤、肥料、植物保護(昆蟲學、植物病理學)等等。與造園緊密相關的是園林植物的繁殖生產、引種、育種。除必須掌握上述植物科學和農業方面的知識外,還涉及遺傳學、育種學、生物工程等許多方面的知識。
2. 城市綠化:包括城市園林綠化在生態、社會、經濟各方面效益的發揮,綠化的功能分類、相關指標、定額、分布原則,植物結構等等。它們的實踐有賴于造園理論、藝術和技術的應用。在相關知識方面,除必須掌握城市規劃理論外,還需了解人類生態學(人口、資源、環境之間的關系)、環境衛生學、污染氣象學、環境生物學、環境物理學(環境聲、光、熱、空氣動力)、環境醫學、環境經濟學以及小氣候學、社會學等。
3.大地景觀規劃:包括分析研究欲利用地域及其周邊的自然景觀和文化遺產的價值,包括對生態價值、科學價值、社會價值、生物多樣性(物種、基因及生態系統的多樣性),生態穩定性進行評估,研究該地域的適宜和不適宜利用途徑,對人為影響進行分析推斷,據此做出利用規劃,并提出防止破壞的有效措施。為此,要掌握景觀生態學和自然地理學、氣候學、地貌學、水文地理、生物地理、土壤地理、環境地理、資源地理、經濟地理、聚落地理、文化地理、旅游地理等方面的知識。除上述橫向的分類外,具體實踐中還要分縱向的實施階段:調查分析、規劃、設計、工程的實施、持續不斷的保護、養護和管理。對如此龐大而內容復雜的專業,一個人不可能掌握得既專又精。因此,在具體工作中(職業中)必須有許多分工。每一種分工要在全面了解整體內容的基礎上深入鉆研一部分理論、技術和藝術內容。
二、我國目前的發展狀況
1. 風景園林行業中對理論和技術的掌握還很不全面,也不夠深入,國外這方面發展很快,我國應多以引入西方的理論和技術為主要趨勢,但目前尚缺乏足夠的研究機構發展具有中國特色的園林理論和實踐技術。
2.在技術人員中,從事規劃設計工作的多,從事施工、養護、種苗生產的少。施工、養護的技術水平低,種苗事業落后,園林植物品種少,種質資源依賴國外進口。從事規劃、設計的企業有些濫竽充數,質量低下。
三、關于擇業的幾點意見
1. 園林教育工作:要傳授全面知識和分科知識,需要有足夠的理論深度和豐富經驗的園林工作者來擔此重任。當然,年輕的園林畢業生也可以通過高校的招聘程序進入院校工作,在工作中努力成長。
2.規劃設計:從總體設計到技術設計,發揮各種功能效益,精通植物形態和生態知識,合理利用豐富的植物材料,提高植物設計水平和美學水平。在英國,園林職業分規劃系統和園藝系統兩種。
3. 園林工程與種苗生產:園林工程包括了施工技術和管理、養護等技術。生產則包括引種、育種、苗圃等一線工作內容。
四、 園林專業課程體系創新模式建設的具體內容
1.園林專業課程體系開發原則
1. 1 針對性原則 以市場需求為基礎,園林教研室在課
程體系設置之前首先進行社會調研并與相關企業進行合作。以定位專業培養目標為前提,針對園林企業崗位職業的標準設置課程體系。
1. 2 多變性原則 在課程建設中還要考慮社會職業崗位
及其內在要求的多變性,進而適應學生未來轉崗等持續發展的需要,適應學生個體差異和個性發展的需要。為此,在課程體系的建設中,就社會職業崗位的多變性增加了素質拓展課程。
1. 3 實用性原則 課程體系的設置中要想達到 “實用性”,就需要按照園林職業崗位群的能力要求來進行確定。
1. 4 開放性原則 所謂的課程體系 “開放性”,是指邀請專業所對應崗位的一線專家參與課程的設置。同時課程設置需要多樣化、非重復化,并且提倡加強實用性課程體系的建設和學生職業能力的訓練,做到 “產學研結合”。對學生來說教學課程應該與實踐過程、實訓基地建設是一體的。
2. 1 園林專業人才培養目標的重新定位
人才培養目標的具體體現是課程目標的制定,以前寬泛的培養目標導致課程目標也很寬泛。通過園林行業調研和分析,目前園林企業對于園林專業學生的需求主要定位于中層管理人員和工程技術員等崗位。故鑒于此,我們對園林專業學生的培養目標及定位應該和企業需求一致,并應根據市場的發展需求和學生可持續性發展進行定位。所以,改革后的人才培養目標是: 培養適應城市生態環境建設需要,德、智、體、美等方面全面發展的,具備現代園林基本理論知識和園林工程施工技術、園林植物栽培與養護、園林規劃設計等職業能力,面向園林規劃設計、園林工程施工、園林工程監理、園林工程招投標、園林植物栽培與養護等崗位的生產、建設、服務和管理第一線需要的人才。
2. 2 基于工作過程系統化的實踐課程體系開發所有工作過程系統化的課程吸收了模塊課程的靈活性、項目課程一體化的特長,并力圖在此基礎上實現從經驗層面向策略層面能力的發展,即關注如何在滿足社會需求的同時,重視人才的個性化需求。教育的本質屬性問題就是關注以就業為導向的人才的可持續發展問題。根據工作過程系統化課程的概念,園林專業課程體系建設中以園林社會工作崗位技術為導向,依托校內園林工程施工實訓公司、學校園林設計綜合實訓中心 ( 室) 、校外眾多的中小型企業,建立 “學做交替”的工學結合人才培養模式。打破傳統的重理論、輕技能或者理論與實踐相分離的以學科為本位的課程體系,構建工作過程系統化的實踐課程體系。
2. 3 以工作任務為基礎構建園林類專業創新模式課程體系 構建課程體系要以工作任務為基礎,既要保持教學中體現工作過程的整體性 ( 即在完整、綜合的行動中進行思考和學習) ,還強調課堂以學生為主體,關注學生在行動過程中所產生的學習體驗和個性化創造,強調對學習過程的思考、反饋和分析,重視典型工作情境中的案例分析以及學生自我管理式學習。2010 年培養方案中以工作任務作為基礎的創新模式課程體系的構建,通過對行業專家進行訪談和企業調研成果的分析,歸納總結出典型工作任務,并對典型工作任務的難易程度及知識領域的分類整理,通過與行業加強合作,分析國家職業資格標準規定的知識和能力要求,借鑒企業的職業培訓標準與培訓體系,結合職業能力認知規律,形成 4 個專業學習領域,構成了園林專業教學框架結構。
五﹑結語
提升城市園林設計的前瞻性。城市園林施工單位,在進行園林施工的時候,一定要求業主全面落實施工技術交底工作,讓園林建設業主向園林施工單位進行詳細的工程設計方案的介紹,對于園林規劃設計里面存著的不科學的問題,要做好及時的反映和匯報。與此同時,要按照園林設計方案進行施工現場的認真查看,對于施工現場和園林設計之間的差異,在做好及時反映的同時,要求進行相應的修改與完善,以有效地避免因為園林設計給施工質量、施工進度造成的影響。為了有效保證園林設計方案的貫徹與實施,園林施工部門一定要按照設計方案制定的施工方案來進行施工,并提出完善園林施工管理的有效措施,對于園林施工過程中會遇到的一些問題,要及時的做好預防工作。
參考文獻:
[1]陳存良,李良安,李全紅,劉志亮,許秀云,申林芝.風景園林在城市發展中的作用探討[J].河南林業科技,2009,