明代以前黑河流域耕地面积重建

受人类活动变迁影响,黑河流域作为我国西北地区重要产粮基地以及大规模绿洲农业开发最早地区之一,其境内的耕地规模自古至今变化十分频繁.由于文献记载的有限性和疏漏性,目前关于区域内明代以前的耕地面积历史变化情况的分析十分欠缺.本文选择文献较丰富的汉、唐和元代,依据历史文献资料和前人研究成果,以人口数据为基础,运用基于人均耕地面积和粮食产量两种途径重建了黑河流域明代以前耕地面积.前者按各时期屯田制度,结合人均垦地面积分别重建民户耕地和军屯占地情况,汇总两类耕地面积进行重建,后者利用人均粮食消耗、耕地单产情况估算人均耕地需求,再结合人口数据重建耕地总量.重建结果表明黑河流域明代以前耕地面积以西汉时期为最大,达(16.30～19.49)万hm2,其后总体呈下降趋势,东汉、唐代与元代的面积分别为(9.57～11.80)万hm2,(3.59 ～3.93)万hm2和3.19万hm2.对比表明两种重建结果基本一致,证实了重建结果具有可靠性并在一定程度上可以反映研究时期内耕地规模的变化趋势.     

黑河流域水质锶含量丰富成因研究

根据水质检测结果发现甘肃省黑河流域地下水中的微量元素锶含量非常丰富,而且还从上游到下游、由深层到浅层逐渐增大的规律,同时还发现偏硼酸(HBO2)也有此规律。文章认为这是由于变质岩(碳酸岩和硫酸岩)的快速风化所造成,意味着甘肃省河西走廊中西部地表沙化正在加剧。     

陆面过程研究的新进展

近年来,陆面过程研究与模式的改进都取得了新进展。文章以VIC-3L模式为代表,分析和总结了近年来在陆面过程、陆面过程参数化、水文与气候模式的耦合、植物动力学和遥感技术在陆面过程中的应用等方面的进展和动态。     

国家黑河流域综合治理工程生态成效科学评估

黑河是我国西北地区第二大内陆河,2001年国家实施了该流域的综合治理工程。文章基于近10年来对黑河流域自然-经济系统水循环、水过程和生态与环境变化研究成果和阶段认识,对生态治理效果及其生态环境影响进行了科学评估。整体上,黑河流域水资源主要受西风带影响,主要产流区为中高山区。近10年和百年是流域器测记录以来和千年尺度上的丰水期,这为流域分水和综合治理提供了有力的水资源保障,而持续增长的社会经济系统水资源需求压力是导致流域中下游和经济发展-生态用水之间矛盾的主要根源。在中游地表水利用量得到有效控制的情况下,中游地区社会经济系统用水结构产生显著变化,但地表水资源限制和中游耕地面积持续增加导致局地地下水水位及储量呈减少趋势,且面临枯水期水资源严重超载问题。进入下游的水量接近规划要求,下游水系统和生态环境恶化趋势得到有效遏制,但还未全面恢复,并存在较大空间异质性;持续增加的由河岸林地开垦而来的耕地,对下游生态与生产用水分配带来更大的压力,下游需要更为精细的水资源时空管理和调控措施。在未来可能面临的枯水期,流域社会-经济-生态可持续发展目标下的水资源管理将面临更大的挑战。     

黑河流域水-生态-经济系统综合管理试验示范

1 项目首席科学家和执行负责人首席科学家程国栋中国科学院院士,中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室主任,兰州分院院长,中国西部资源环境科学研究中心首席科学家。1965年毕业于北京地质学院水工专业,1984—1986年任美国陆军寒区与工程实验室特聘名誉研究员。长期从事寒区旱区环境、工程与生态经济方面的研究工作。在青藏高原铁路、公路和矿山冻土问题研究中,创造性地提出了厚层地下冰形成的重复分凝机制和冻土三维地带性规律;系统地解决了路基冻害原理、工程措施、养护方法等理论和技术问题,所著《冻土路基工程》…     

黑河流域气候变化的水文水资源效应

利用4个典型气象站近50年的气温降水资料,分析了黑河流域的气候变化特征。在近50年当中,黑河流域的气候发生了显著的变化,主要表现在气温的升高和降雨量的增加。黑河流域气温的升高十分显著,其升温率远远大于同期北半球的平均升温率,尤其是近几年来增温幅度之大是几十年来所罕见的;降水量的增加虽然没有气温增加那么明显,但总的趋势是增加的。在此基础上,进一步分析了黑河流域气候变化对区域水文水资源的影响,主要表现在:①气候变暖造成了上游山区冰川的不断萎缩和雪线的持续升高,尤其是最近两年间,冰川为较大的负平衡,出现强烈亏损;②由于黑河上游山区夏季降水量的增加和冬春季气温的升高,黑河流域各出山口流量近60年来是趋于增加的,尤以莺落峡水文站最为显著;③在走廊平原区,温度上升造成农业消耗水量的增加,温度每上升1℃,可使水资源消耗量增加2.979×108m3/年左右;④变暖也造成了河湖水质的不断恶化。黑河和下游湖泊水体的矿化度逐年升高。     

近10 年黑河流域上游积雪时空分布特征及变化趋势

基于黑河流域上游1960年-2011年降水、气温数据及2000年-2011年MODIS（Moderate-resolution ImagingSpectroradiometer）积雪产品,采用Mann-Kendall非参数检验和累积距平曲线,研究了降水、气温序列的变化趋势和突变点,分析了黑河流域上游积雪面积的年内分布过程和年际变化趋势,探讨了近10a来降水、气温变化对积雪覆盖面积的影响。结果表明：①黑河流域上游年平均气温呈显著的上升趋势,年降水量也呈微弱增加趋势;②黑河流域上游积雪面积年内分布呈双峰型,峰值分别出现在秋季和春季,夏季积雪面积最小;③2000年-2011年积雪面积呈微弱上升趋势,但各季变化不同。春、秋季积雪面积呈上升趋势,夏季为减少趋势,冬季没有明显的变化;④积雪频率有3个高值区,分布在黑河流域上游西岔札马什克水文站周围及以上区域。积雪频率与流域内高程存在显著的相关性;⑤各个季节积雪面积与气温呈负相关的关系;除秋季外,与降水呈正相关的关系。也即较大的降水在较低的气温条件下,有利于积雪的增加,温度的升高则使积雪面积减少。     

气候变化背景下近50年来黑河流域冰川资源变化特征分析

本文运用RS和GIS,基于航空相片、地形图和遥感影像数据分析了近50a来黑河流域冰川资源变化特征。研究表明,1950s/1970s-2003年,该流域的335条冰川总面积缩小了29.6%,平均每条冰川缩小0.10km2,冰川末端平均后退258m,退缩比率达31.0%,且黑河干流以西的冰川面积缩小及末端退缩幅度均强于干流以东。分析认为,气温显著升高是黑河流域冰川快速萎缩的主导因素。与我国西部其它地区冰川变化相比,黑河流域冰川面积缩小幅度明显较大,且祁连山东、中、西段冰川变化存在显著的区域差异性,这是区域气候差异、冰川规模等因素综合作用的结果。     

黑河分水后张掖市水资源供需格局变化及驱动因素

2002年起张掖市开始了节水型社会建设试点,以缓解黑河分水后张掖市可用水量减少的局面。本文通过分析张掖市水资源供需的时空变化及其影响因素,揭示了黑河分水后张掖市水资源供需格局变化的驱动因素及经济学机制。结果表明：建立水权制度、渠道衬砌等工程手段以及农业结构调整等节水型社会建设的措施对于实行＂总量控制＂、保障黑河分水的顺利实施发挥了积极作用。但目前水量向灌区分配时仍然比较粗放,＂定额管理＂也没有得到严格执行,超额灌溉的现象没有得到有效控制,剩余水量回购定价过低阻碍了水权交易。当前张掖市的水量平衡是在上游来水增加的条件下得以保持的,一旦上游来水减少,现行绿洲农业的规模和结构将难以为继,工业化、城市化的推进和生态建设将会面临水资源的制约,亟需重新思考绿洲农业的规模和发展模式,加强和完善农业用水需求管理     

黑河流域地表过程综合观测网的运行、维护与数据质量控制

当前,以全球、区域（流域）为单元建立分布式的观测网已成为陆地表层系统观测的主流方向,而良好的运行与维护、严格的数据质量控制是获取高质量观测数据的前提。本文以中国第二大内陆河黑河流域为例,概述了黑河流域地表过程综合观测网的相关情况,总结了该观测网的运行与维护以及数据质量控制的研究进展,主要包括：日-旬-月-年尺度的运行与维护流程,由仪器比对与标定、数据处理、筛选与审核等构成的数据质量控制流程等。以2018年3个超级站为例展示了观测数据成果,并介绍了黑河流域地表过程综合观测网的成效。本文的研究成果将对“丝绸之路经济带”上许多相近内陆河流域的野外观测与数据质量控制等工作起到借鉴作用。     

黑河流域中游地区近43 年来农作物需水量的变化趋势分析

根据黑河流域中游地区7个气象站点1967年-2009年的逐日气象资料,利用FAOPenman-Monteith模型和所提供的作物系数计算出主要作物不同生育阶段的需水量,采用Mann-Kendall趋势分析法对主要作物需水量的变化特征进行了研究,并对引起作物需水量的驱动因子进行了相关性分析,在此基础上,应用基于分型理论的R/S方法对作物需水量的变化趋势进行了预测。结果表明：近43年来,中游地区春小麦和玉米ETc均呈波动下降趋势,春小麦下降斜率为6mm/10a,玉米下降斜率为8mm/10a;其中,民乐和甘州站春小麦和玉米的ETc呈缓慢上升趋势,其他站点春小麦和玉米的ETc均呈下降趋势,且部分站点下降趋势显著。春小麦和玉米ETc的主要影响因子均为相对湿度、日照时数和平均风速。中游地区各站点春小麦和玉米需水量Hurst指数H均大于0.5,同时分维数D均小于1.5,因此未来一段时间ETc仍然保持与过去相一致的变化趋势。     

黑河流域1950年～2004年出山径流变化规律分析

以黑河流域出山口莺落峡水文监测站1950年～2004年55 年的天然径流序列为基础数据,径流年际变化规律采用滑动平均、累积距平曲线、Mann-kendall非参数统计检验等方法指标,径流年内分配变化规律采用分配不均匀系数、集中度（期）及变化幅度等方法指标,定性与定量相结合,分析黑河流域出山径流年际年内变化规律。结果表明：①莺落峡多年径流量呈现增加的趋势,但是趋势不是很显著。1959年和1979年是莺落峡径流量突变开始的年份,1959年是莺落峡径流量由多变少的突变年份,1979年是莺落峡径流量由少变多的突变年份。累积距平曲线和Mann-kendall突变检验同时验证了这一结论;②受径流补给条件（大气降水）的影响,莺落峡径流年内分配主要集中在汛期,即5月～10月,其径流量占全年平均径流量百分比都超过80％,11月～次年4月所占比重不大;③不均匀性和集中程度1950s最大,2000s最小,其它各年代介于二者之间,但差别不大。集中期最大径流量1970s和2000s出现时间较多年平均的7月30日推迟6～7天,其它各年代出现时间比较接近,前后仅相差一两天,相对变化幅度呈现减小的趋势,绝对变化幅度表现出节律性变化规律;④集中度RCD有比不均匀系数Cv为大的变幅和分辨力,能更充分地反映径流年内分配的特点,用集中度RCD表示径流年内分配更为合适。     

中国科学院2002年生命科学研究重大成果(进展)

中国水稻（籼稻）基因组“精细图”完成单位：中国科学院北京基因组研究所（筹）主要完成人：杨焕明，于军，汪健等详细内容请见本刊2003年第1期29页。完成单位：上海生命科学研究院主要完成人：孔祥银，张永莲等(1)发现大鼠生殖系统中的一个抗菌肽基因附睾功能基因组研究,既能揭示附睾在精子成熟、储存和防御中的作用机制，为雄性生殖调控理论的发展和突破不断作出原创性贡献，又能为男性避孕药的研制、男性不育症的诊治和日趋严重的性疾病传播防治等提供理论指导。张永莲研究组在大鼠和猴附睾一系列新基因（全长cDNA）中发现一个大鼠Bin…     

中国科学院2002年基础科学研究重大成果(进展)

纳米结构/薄膜生长及表面动力学问题研究完成单位：物理研究所主要完成人：薛其坤，王恩哥，贾金锋，刘邦贵随着微/光电子器件性能的多样化程度增加和其尺寸不断减小的发展趋势，具有零维、一维和二维尺度的表面纳米结构/薄膜已成为开拓新一代功能器件的研究前沿。在原子水平上研究生长过程中的表面动力学问题，对于生长初期纳米结构的形成和控制直至应用都是极端重要的。然而，尽管人们在理论和实验方面都进行了长期探索，但仍有很多基本问题没有解决。如，在薄膜外延生长中，常常引入表面活性剂来提高薄膜质量，已建立了20多年的经典扩散…     

中国科学院2002年高技术研究重大成果(进展)

物理有机化学前沿领域两个重要方向———有机分子簇集和自由基化学的研究 该成果获2002年国家自然科学奖一等奖。本刊在“中国科学院获2002年度国家科学技术将成果奖简介”中介绍（见本期109页）。完成单位：过程工程研究所主要完成人：李佐虎，张懿，齐涛，李会泉，郑诗礼等该项目面向我国传统产业绿色化提升的战略需求，以铬化工重污染行业为切入点，开创了铬化工清洁工艺集成技术，建成万吨级产业化示范工程，解决了过程工业资源高效－清洁－循环利用的关键科技问题和产业化放大实施的工程难题。在国内外首次建立高效－清洁转化铬…     

中国科学院2004年度重大成果(进展)

基础科学研究1 数学与系统科学研究 数 学与 系统 科学 研 究院 建立 了 有重 要 应用价值具有二次特征标的 Siegel权公式;给出了 Hausdorff 维数下界的一个非常有 用的估计方法,解决了 Hausdorff 维数渐进公 式的一个猜测;完满地解决了非对称狄氏型与 半狄氏型Beurling-Deny 分 解 这 一 重 要 的 公 开 问 题 ;在超大 规模集 成电 路设 计中的 若干 新 互连 结 构模型 的研究 中,获 多项重 要成 果;首 次提 出 了广义 Stewart 平台的概念,系统地提 出机构组成的 新方法 ,并综 合出大 量的 新机 构;在 反 馈能力研究方面,证明了多参数…     

中国科学院2003年度重大成果(进展)

北京同步辐射装置生物大分子晶体学光束线与实验站建设成功在冼鼎昌院士的领导下,北京同步辐射装置(BSRF)生物大分子晶体学光束线与实验站经过三年多时间的建设、调试和试运行,于2003年通过专家验收,已正式向用户开放使用,并成功实现了多波长异常衍射实验,实验结果达到国际先进水平,标志着我国已经拥有了生物大分子晶体结构分析的主流实验方法。已有来自7个科研单位的16个课题组利用这一先进的实验手段开展了实验研究,测试了数百个生物大分子晶体样品,获得了近4万张衍射图谱、百余套完整数据(包括多套单波长和多波长异常衍射数据)。其中一…     

遥感综合观测与模型集成研究为黑河流域生态环境保护与可持续发展提供科技支撑

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。     

应用型本科高校国贸专业课程模块构建研究——以黑河学院为例

国际经济与贸易专业的课程亟待改革,原因是课程需要根据市场需求和社会形势加以改变,根据在黑河学院经济管理学院国际经济与贸易专业的调研后,本人设置了新的课程模块,该模块的构建机动灵活,构建了考研模块、中俄实验班模块、金融模块、创新创业模块、英美留学模块、自修读书模块、视频观影模块、音体美选课模块、实训课模块.     

塔克拉玛干沙漠北缘地表反照率特征及参数化研究

利用塔克拉玛干沙漠北缘肖塘站观测资料,分析了地表反照率变化特征及影响因子,找出了土壤湿度临界点,分别拟合出地表反照率与太阳高度角、2.5cm土壤湿度经验公式,讨论了地表反照率参数化方案,运用CoLM陆面过程模式进行了Off-line试验,并与观测数据进行了对比。结果表明,肖塘地区地表反照率冬季大、夏季小,年平均值为0.27。太阳高度角≥15°时地表反照率趋于一个常数,且与太阳高度角满足指数函数关系。不同天气下地表反照率不同,雨天减小,雪天增大。晴空指数≤0.3时,地表反照率波动很大。肖塘地区地表反照率与太阳高度角和土壤湿度拟合效果不好;随2m气温和地表温度升高基本呈减小趋势,但不明显。土壤湿度对肖塘地区地表反照率年内变化没有影响,只对日变化有影响,且地表反照率对0.097~0.13范围内的浅层土壤湿度响应敏感。CoLM原模式模拟的净辐射、感热通量和地表温度平均日变化与观测数据有较好的一致性。地表反照率参数化方案改为0.27后,CoLM模式对净辐射平均日变化正午前后的模拟与观测基本一致;对地表温度平均日变化模拟得到改善,平均峰值低估0.51℃;地表反照率参数化后CoLM模式对感热通量平均日变化模拟能力没有提高。