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光导纤维应用于物面变形的白光散斑测量
,赵军,
实验力学 , 1986,
Abstract: 本文提出用白光作为光源,通过光导纤维束照明变形物体表面,然后再将物面的白光散斑像通过传像束传送至底片表面进行记录,以测量物面变形。它的最大优点是消除了利用相干光进行全息和散斑记录中的恒定位相差的要求,不需考虑相干光在光纤传导中引起的“模”的分裂所带来的难以控制的条纹对比度的下降。在对于双曝光白光散斑图进行逐点分析时,由于光纤端点的高频衍射而使杨氏条纹对比度很差,因此我们在反射光场内进行测量,条纹对比度得到很大改进。
大尺度生态水文模型的构建及其与gis集成
孙鹏,
生态学报 , 2003,
Abstract: 基于过程模拟手段揭示森林植被的生态水文功能和变化机制,已经成为生态水文学研究的重要手段。由于陆地生态水文过程的非线性和尺度问题的广泛性,基于过程的坡面或小流域尺度的分布式水文模型不适合大流域的水文过程的分析和预测;另外,传统的水文模型主要侧重水文物理过程,只有充分耦合植被生态过程,才能从机制上揭示森林植被参与水文循环的调控作用。依据大流域的水文过程特点,从5个方面阐述了大尺度生态水文模型构建过程中的主要问题:1大尺度生态水文模型的概念和结构;2尺度的界定与匹配;3离散化数据集的建立,着重分析了植被覆盖、土壤质地、山地气候等主要数据集的建立方法;4分布式与集总式模型,这两类模型可以从他们的基本空间单元上进行区分,数字流域的建立和空间分析手段使得集总式模型和分布式模型得到了很好的结合;5生态水文模型与gis的集成,分析了4种不同的集成方式,“松散型”的集成方式因其编程工作量小而被广泛采用。集成的目的不仅是要提高模拟的技术水平,更要提高系统整体的概念化水平。
流域水碳过程耦合模拟——WaSSI-C模型的率定与检验
, 孙鹏, , 孙阁
植物生态学报 植物生态学报 , 2013, DOI: 10.3724/SP.J.1258.2013.00051
Abstract: ?在复杂的气候变化条件下,利用水碳耦合模型进行生态水文学研究成为主要的研究手段和途径。该文以杂谷脑河上游流域为例,在确定生态水文模型WaSSI-C模拟尺度的基础上,探讨水碳耦合模型在中国西南湿润地区的适用性。杂古脑河上游流域位于岷江上游,隶属于长江流域。在分析和讨论了模型结构和机理的基础上,分别对模型蒸散和融雪计算进行了补充改进,以提高模型的适用性。将1988–1996年作为模型的率定期,1997–2006年作为模型的验证期,分别在率定期和验证期利用实测的径流数据和中分辨率成像光谱仪数据的总初级生产力、蒸散(ET)数据,对模拟结果进行对比验证。并利用决定系数(R2)和Nash-Sutcliffe效率系数(NS)两个指标对模拟效果进行评价。流域总径流率定期和验证期对比验证的R2分别为0.86和0.78;NS分别为0.82和0.67。总生态系统生产力和ET验证期的R2分别为0.89和0.78。可见模型模拟结果的两个评价指标都处于较为理想的区间内,说明WaSSI-C模型在研究区内具有较好的适用性。并对模型的蒸散计算方法进行了讨论,在此基础上提出了模型中存在的问题和改进的方向。
WASSI-C生态水文模型响应单元空间尺度的确定——以杂古脑流域为例
, 孙鹏, , 孙阁
植物生态学报 植物生态学报 , 2013, DOI: 10.3724/SP.J.1258.2013.00014
Abstract: ?模型基本单元空间尺度的确定是大尺度生态水文模型应用的前提,也是提高模型模拟精度的关键。该文以长江流域岷江上游的杂谷脑河上游流域为例,通过设置最小流域面积阈值,构建不同的水文响应单元划分方案,探讨生态水文模型WASSI-C响应单元的最佳空间响应尺度。结果表明:模型响应单元空间尺度的变化对模型精度有显著影响,模拟效果存在随响应单元划分面积阈值增加先提高再稳定的趋势,面积阈值小于85km2时,模型的模拟效果较好。此外,面积阈值小于85km2时,模型模拟的水、碳循环变量验证的拟合相关性系数和效率系数均趋于稳定,因此可以将模型水文响应单元流域划分的面积阈值确定为85km2。基于这一尺度的模拟与验证研究,分析了WASSI-C模型中关键变量设置对模拟结果的影响。
陆地水-碳耦合模拟研究进展
,孙鹏**,
应用生态学报 , 2012,
Abstract: 在全球气候变化和水资源危机背景下,人类对土地、森林和水资源的适应性管理需求推动了生态系统水、碳耦合与制约关系的研究.在多时空尺度上研究水、碳耦合关系、以及探讨全球变化下生态系统水、碳平衡及其相互响应机制是现阶段的研究热点.本文在综述不同尺度水、碳耦合关系的基础上,探讨了其中关键过程与参数的涵义和测算方法,分析了大尺度上基于遥感技术的蒸散发模型的构建及其对水碳耦合研究的重要性,最后展望了多源数据同化技术等在未来气候变化背景下水碳耦合模拟中的应用.?
森林水文学:全球变化背景下的森林与水的关系
, 常建国, 孙鹏
植物生态学报 植物生态学报 , 2007, DOI: 10.17521/cjpe.2007.0096
Abstract:
中国东部南北样带主要植被类型归一化植被指数对气候变化的响应及不同时间尺度的差异性
余振, 孙鹏,
植物生态学报 植物生态学报 , 2011, DOI: 10.3724/SP.J.1258.2011.01117
Abstract: ?植被的动态变化及其与环境的关系已成为全球变化研究的热点问题。陆地样带是进行全球变化驱动因素梯度分析的有效途径。该研究依托中国东部南北样带(NSTEC),对南北样带不同时间尺度的气候因子和植被活动变化特征进行了分析,并重点阐述了具有代表性的12种植被类型对气候因子的响应方式。研究结果表明:南北样带植被的归一化植被指数(NDVI)的变化同时受控于气温和降水,但是在不同的空间和时间尺度上植被NDVI的响应方式各异。在年时间尺度上,只有温带落叶灌丛(TDS)的NDVI受气温控制;而温带禾草草原(TGS)和亚热带和热带针叶林(STCF)的NDVI同时受气温和降水调控。其他植被类型的年NDVI与年平均气温和年总降水量没有直接显著的联系,而受年内气温变化和降水分配状况的影响更大。在月时间尺度上,NDVI与气温的关系在不同类型植被之间存在很大差异。一般而言,植被NDVI与前4个月内的气温关系最为密切,并且从1月份到4月份气温的滞后时长在缩短。其中,温带针叶林(TCF)、温带落叶阔叶林(TDBF)、TDS、STCF和亚热带热带草丛(STG)等植被类型,5–8月的NDVI与气温普遍呈负相关关系。草原和灌丛植被类型当月NDVI与当月降水量主要以正相关为主,而森林类型当月NDVI与当月降水量主要以负相关为主。
中国主要森林生态系统水文功能的比较研究(英文)
, 孙鹏, 温远光
植物生态学报 植物生态学报 , 2003, DOI: 10.17521/cjpe.2003.0003
Abstract: ?基于中国不同区域生态站的观测资料,着重从降雨截留(林冠截留、枯枝落叶层截持和土壤蓄水)、调节径流和蒸散等3个方面对我国主要森林生态系统的水文生态功能进行了比较研究。各生态系统林冠年截留量在134~626mm间变动,由大到小排列为:热带山地雨林,亚热带西部山地常绿针叶林,热带半落叶季雨林,温带山地落叶与常绿针叶林,寒温带、温带山地常绿针叶林,亚热带竹林,亚热带、热带东部山地常绿针叶林,寒温带、温带山地落叶针叶林,温带、亚热带落叶阔叶林,亚热带山区常绿阔叶林,亚热带、热带西南山地常绿针叶林,南亚热带常绿阔叶林,亚热带山地常绿阔叶林。枯落物持水量可以达到自身干重的2~5倍,但也因林型而异。土壤非毛管持水量变动在36~142mm之间,平均89mm。常绿阔叶林的非毛管持水量通常高于100mm,而寒温带/温带落叶阔叶林和常绿针叶林通常低于100mm.土壤的非毛管持水量通常占生态系统中截持水量的90%,其次是枯落物和林冠层。这说明,森林土壤在调节降雨截留中占有重要地位,其水文功能的大小取决于土壤结构和空隙度,而这些恰恰又受枯落物和森林植被特征的影响。森林皆伐后,一般地表径流会显著地增加,而适当抚育措施则对地表径流影响不大。流域径流受诸多因素的影响,包括植被、土壤、气候、地形、地貌以及人类影响导致的流域景观变化,比较研究表明森林变化对流域径流的影响尚未得到一致的规律性的结果。通过对比研究不同森林的蒸散变化,发现随降雨量的增加,森林蒸散量略有增加,而相对蒸散率却在下降,相对蒸散率在40%~90%间变动。
中国东部南北样带主要植被类型物候期的变化
余振, 孙鹏,
植物生态学报 植物生态学报 , 2010, DOI: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.03.009
Abstract: ?植被物候期的变化是全球变化研究的热点问题,因为物候过程是反映植被对气候变化响应的最直接和最敏感的生态学过程之一,大尺度植被物候学过程主要以植被的季节动态体现其对气候变化的长期适应过程。基于NOAA/AVHRR从1982年至2006年的双周归一化植被指数NDVI(NormalizedDifferenceVegetationIndex)数据,依托中国东部南北样带,对主要植被类型的物候过程进行模拟,并计算了主要物候现象(包括返青起始期、休眠起始期和生长季长度)的发生时间和演变趋势。结果表明:返青起始期显著提前的植被有温带针叶林(TCF,0.56d·a–1)、温带草丛(TG,0.66d·a–1)、亚热带热带针叶林(STCF,0.46d·a–1)、亚热带落叶阔叶林(SDBF,0.58d·a–1)和亚热带热带草丛(STG,0.89d·a–1);休眠起始期显著推迟的植被有寒温带温带针叶林(TCTCF,0.32d·a–1)、SDBF(0.80d·a–1)和温带落叶阔叶林(TDBF,0.18d·a–1);此外,大部分植被类型的生长季长度都有所延长,但延长的方式不同:TCF(0.77d·a–1)是由于返青起始期显著提前造成的;TCTCF(0.38d·a–1)和TDBF(0.36d·a–1)是由于休眠起始期显著推迟造成的;TG(0.76d·a-1)、STCF(0.83d·a–1)、SDBF(1.40d·a–1)和STG(1.30d·a–1)等是由于返青起始期提前和休眠起始期推迟共同造成的。对温度和降水的变化进行分析发现,温度对南北样带上植被物候的影响较大,而降水对物候的影响相对较小,不同植被类型对温度的响应各异。在南北样带上存在的热量梯度,使得整条样带上植被的物候现象也表现出时间梯度,从返青起始期发生的时间上比较,从北向南逐渐推迟,即寒温带植被>温带植被>亚热带植被;休眠起始期和生长季长度则正好相反,亚热带植被>温带植被>寒温带植被。
基于神经网络和遗传算法的末敏弹系统效能参数优化设计
黄鹍,,
兵工学报 , 2004,
Abstract: ?末敏弹是一种先进的新型弹药,由于其结构复杂,影响因素多,所以对其进行全面的系统优化设计十分困难。为此,本文利用神经网络的高度非线性映射能力和遗传算法的全局寻优能力,在了解了末敏弹工作原理的基础上,首先确定了一个优化设计方案,并根据该方案建立了一个末敏弹系统效能神经网络仿真模型,在此基础上,应用混合遗传算法对该仿真模型进行了优化设计,获得了影响系统效能的几个主要因素的最优搭配。经过对优化结果的分析,发现其与实际情况较为吻合,为末敏弹系统的效能研究提供了依据。
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