碳循環(huán)描述精選(九篇)

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第1篇：碳循環(huán)描述范文

中國(guó)是全球陸地碳循環(huán)研究的重點(diǎn)區(qū)域，探明其生態(tài)系統(tǒng)碳收支不僅具有非常重要的全球意義，而且對(duì)保障中國(guó)國(guó)家安全和有關(guān)環(huán)境問題的外交談判具有重要作用。凈初級(jí)生產(chǎn)力(Net Primary Productivity, NPP)是指在植物光合作用所固定的光合產(chǎn)物或有機(jī)碳(Gross Primary Productivity, GPP)中，扣除植物自身呼吸消耗部分(Autotrophic Respiration，)后，真正用于植物生長(zhǎng)和生殖的光合產(chǎn)物量或有機(jī)碳量，也被稱為凈第一性生產(chǎn)力[1]。它反映植被生產(chǎn)力狀況，是生態(tài)系統(tǒng)能量與物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ)，在研究區(qū)域乃至全球碳循環(huán)和碳存儲(chǔ)中扮演著重要角色。模型模擬是當(dāng)前在區(qū)域和全球尺度上進(jìn)行陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程模擬和碳收支評(píng)估的主要研究方法。陸地生態(tài)系統(tǒng)過程模型的發(fā)展為系統(tǒng)分析、定量表達(dá)和預(yù)測(cè)陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力、碳循環(huán)對(duì)氣候變化和人類活動(dòng)的響應(yīng)等提供了有力支撐[2]。在過去幾十年中，科學(xué)家相繼開發(fā)了眾多適用于陸地碳循環(huán)的動(dòng)力學(xué)模型，這些模型主要分為生物地理模型、生物地球化學(xué)模型、陸面生物物理模型、全球動(dòng)態(tài)植被模型和遙感模型等[3]。中國(guó)學(xué)者先后從國(guó)外引進(jìn)和改良了CEVSA[4-5]、CASA[6-8]、GLO-PEM[9-11]、BEPS[12-13]等多個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)模型，同時(shí)也自主開發(fā)了適用于中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)的AVIM2[14-15]、Agro-C[16]、FORCCHN[17]、DCTEM[18]等模型，對(duì)當(dāng)前氣候狀態(tài)下中國(guó)自然陸地生態(tài)系統(tǒng)的凈初級(jí)生產(chǎn)力和碳儲(chǔ)量、未來氣候變化和土地利用變化對(duì)中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的影響等問題進(jìn)行了模擬分析。

本文收集了不同學(xué)者利用過程模型和遙感模型模擬的中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力及其對(duì)未來氣候變化的響應(yīng)情況，旨在系統(tǒng)分析中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力的變化特征，進(jìn)而為中國(guó)的碳收支研究、區(qū)域和全球尺度的碳循環(huán)模型模擬與發(fā)展提供數(shù)據(jù)支持。

2 中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力及其時(shí)間變化

自20世紀(jì)90年代末開始，中國(guó)學(xué)者利用生態(tài)系統(tǒng)過程模型和遙感模型就中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)NPP的估算先后開展了大量研究工作(表1)。由于所應(yīng)用的模型、研究數(shù)據(jù)和研究時(shí)段等有所不同，不同研究結(jié)果間存在差異。但NPP的估算結(jié)果主要集中在1.43～3.30 之間，占表1中所有研究結(jié)果總數(shù)量的77.78％。年均NPP在3.30～4.00和＞4.00 的數(shù)值個(gè)數(shù)分別只有4個(gè)。就不同研究所應(yīng)用的模型來看，模擬結(jié)果的低值區(qū)主要集中在CASA、BIOME-BGc和BEPS等模型。綜合不同研究者的研究結(jié)果可以得到，中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)NPP平均為(2.828±0.827)。

表1中加粗標(biāo)記的研究結(jié)果除了樸世龍等研究指出，N沉降以及對(duì)農(nóng)作物施加N肥兩者可以共同解釋1961-2005年中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)凈碳增長(zhǎng)的61％，同時(shí)大氣增加和土地利用對(duì)碳儲(chǔ)存起促進(jìn)作用；但臭氧污染和氣候變化降低了這一時(shí)期的碳匯儲(chǔ)量。

3 中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)不同植被類型凈初級(jí)生產(chǎn)力

由于采用的植被類型圖和模型等存在差異，不同學(xué)者利用過程模型和遙感模型對(duì)中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)同一植被類型單位面積NPP的估算結(jié)果差別較大。本文對(duì)收集到的相關(guān)研究結(jié)果進(jìn)行了匯總分析(圖2)。結(jié)果顯示，常綠闊葉林單位面積NPP為745.12 ，顯著高于其他植被類型，但不同研究結(jié)果間變化范圍很大，介于417.9～1086。之間。落葉針葉林、常綠針葉林和落葉闊葉林相差較小，變化在415.62～513.67之間。不同學(xué)者估算的農(nóng)作物單位面積NPP差別很大，最低值不足最高值的1/4，其均值為458.25，低于闊葉林，但高于針葉林。灌叢與落葉針葉林較為接近，前者為365.08 ，后者為415.62。草地和荒漠均位于低值區(qū)，但前者顯著高于后者，分別為217.90和16.52。森林生態(tài)系統(tǒng)單位面積NPP隨林齡的變化而變化。Wang等[51]研究表明，落葉針葉林、常綠闊葉林、熱帶和亞熱帶常綠針葉林和落葉闊葉林單位面積NPP分別在54、40、13和122林齡時(shí)達(dá)到最大值，數(shù)值分別為462、889、620和625。由此可見，中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力具有較大的增長(zhǎng)潛力。

由于不同研究者在進(jìn)行模型模擬時(shí)所用的植被類型圖不同，因此相同植被類型所占面積存在差異。本文統(tǒng)一采用中國(guó)1∶100萬植被類型圖中不同植被類型的面積數(shù)據(jù)應(yīng)用DLEM模型研究表明，如果綜合考慮、氣候、和土地利用的影響，1961-2000年中國(guó)草地NPP僅增 加了0.0003 PgC，但是去除的影響后，NPP則增加0.0143 PgC。同時(shí)，Ren等[47]指出，要想更全面地了解森林生態(tài)系統(tǒng)碳固持能力的變化及其應(yīng)對(duì)氣候變化和空氣污染的能力，在未來研究中應(yīng)考慮對(duì)流層濃度。

4 未來氣候變化對(duì)中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力的影響

IPCC模擬了8種氣候情景下中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)NPP到本世紀(jì)末的變化情況，結(jié)果顯示，NPP將先增加，到2090年左右達(dá)到最大值，此后開始下降，其可能的原因是由于干旱的壓力。

不同植被類型對(duì)未來氣候變化的響應(yīng)存在差異。Ju等應(yīng)用Crop-C模型預(yù)測(cè)了2000-2050年中國(guó)農(nóng)田NPP在A1B情景下將以0.0006 的速度增長(zhǎng)。

圖3 不同植被類型NPP總量

Fig.3 The total amount of NPP in different vegetation types

5 結(jié)語

綜合分析表明，中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)NPP平均為(2.828±0.827) ，但不同研究者的估算結(jié)果差異較大，主要集中在1.43～3.30 之間。其中，CASA、BIOME-BGC和BEPS模型的模擬結(jié)果偏低。1982-1998年，NPP總體上呈現(xiàn)在波動(dòng)中不斷上升的趨勢(shì)，從2.542 增加到2.976，平均每年增加0.027 ，增長(zhǎng)率為1.07％。其中，80年代NPP的變化趨勢(shì)較之90年代平緩。由于各植被類型所占面積不同，其單位面積NPP和NPP總量的大小分布存在顯著差異。單位面積NPP表現(xiàn)為常綠闊葉林顯著高于其他植被類型，但其估算結(jié)果的變化范圍較大，平均為745.12。落葉針葉林、常綠針葉林和落葉闊葉林相差較小，變化在415.62～513.67。之間。不同學(xué)者對(duì)農(nóng)作物單位面積NPP估算結(jié)果的最低值不足最高值的1/4，其均值高于針葉林，但低于闊葉林。灌叢與落葉針葉林的數(shù)值較為接近？草地和荒漠則均位于低值區(qū)，但前者顯著高于后者，分別為217.90和16.52 ?；?∶100萬中國(guó)植被圖計(jì)算得到的不同植被類型NPP總量表現(xiàn)為農(nóng)作物和草地居于前兩位，兩者之和高達(dá)總NPP的58.34％。其他植被類型中除灌叢和常綠針葉林外均不足總量的10％，其中，以荒漠和混交林的數(shù)值為最低。各森林類型NPP總量之和為0.779，占總NPP的29％。

在未來氣候情景下，中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)NPP總體上可能呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢(shì)，但不同研究結(jié)果間差異很大，甚至是完合相悖的結(jié)果。不同植被類型對(duì)未來氣候變化的響應(yīng)同樣存在差異。

盡管過程模型和遙感模型在模擬陸地生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力方面具有諸多優(yōu)勢(shì)，如：適用于區(qū)域和全球尺度的時(shí)空連續(xù)分析、有利于對(duì)未來氣候情景的模擬預(yù)測(cè)等，但在模型應(yīng)用中還存在著一定的不足，如：

(1)模型的不確定性分析

模型的構(gòu)建是基于對(duì)現(xiàn)實(shí)過程的簡(jiǎn)化，在此過程中眾多的假設(shè)和主觀判斷給模型帶來了很多隱藏的誤差。并且，模型參數(shù)和輸入數(shù)據(jù)的不確定性同樣影響著模型模擬結(jié)果的精度。但是，這些誤差因素在傳統(tǒng)的不確定性研究中往往被忽略[64]。盡管人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到對(duì)模型模擬結(jié)果進(jìn)行不確定性分析的重要性，但是在目前的碳收支研究中，定量分析其模擬結(jié)果的不確定性仍然是一個(gè)亟待解決的問題。如表1中不同模型對(duì)NPP的估算結(jié)果差別較大，主要原因可能是模型結(jié)構(gòu)、模型參數(shù)和輸入數(shù)據(jù)的不同，但由此引起的NPP差異卻可能掩蓋真實(shí)NPP的大小，因此，對(duì)模型模擬結(jié)果的不確定性分析對(duì)模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性具有重要意義。

(2)模型過程機(jī)理的深入刻畫

雖然目前的過程模型可以模擬出不同環(huán)境條件下植被冠層生理生態(tài)過程的動(dòng)態(tài)變化，但是對(duì)這些變化的認(rèn)識(shí)多停留在經(jīng)驗(yàn)水平，并且我們對(duì)一些生態(tài)系統(tǒng)的過程機(jī)理還不是很清楚。如現(xiàn)有模型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳、氮、水循環(huán)的耦合關(guān)系還沒有較深入的描述，這需要建立在對(duì)這一關(guān)系的現(xiàn)實(shí)機(jī)理有較充分認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上；對(duì)生態(tài)系統(tǒng)呼吸的模型構(gòu)建往往受限于我們對(duì)其復(fù)雜過程的理解，因此，往往采用簡(jiǎn)化的方程形式[65]。

(3)碳循環(huán)模型與氣候模式、水文模式的耦合

現(xiàn)有的陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)模型只考慮了垂直方向的通量，在空間上是相互獨(dú)立的，并沒有考慮水平方向的通量，如物質(zhì)在大氣中的平流傳輸、土壤水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在水平方向的移動(dòng)等，這些不足均會(huì)給陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支模型的模擬結(jié)果帶來很大的不確定性。

(4)遙感數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

由于遙感數(shù)據(jù)具有易獲取，時(shí)空分辨率高，一些大尺度難于測(cè)量的數(shù)據(jù)信息可以通過遙感反演方式獲得等特點(diǎn)，目前區(qū)域和全球尺度的過程和遙感模型多采用遙感數(shù)據(jù)作為模型的部分或全部驅(qū)動(dòng)參數(shù)。但隨著遙感技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí)也暴露出以往遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題，如，基于不同精度或質(zhì)量的遙感數(shù)據(jù)可能會(huì)獲得完全相反的結(jié)果。因此，基于遙感參數(shù)計(jì)算得到的凈初級(jí)生產(chǎn)力同樣存在著較大的不確定性，這需要我們?cè)谏钊肓私膺b感數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)以往的模型模擬結(jié)果進(jìn)行校正或剔除。而本文在對(duì)不同研究結(jié)果進(jìn)行匯總 分析時(shí)，并沒有考慮這一因素的影響，這將是下一步研究工作關(guān)注的一個(gè)主要問題。

第2篇：碳循環(huán)描述范文

地球竟然有“一大肚子水”

本世紀(jì)初，日本東京技術(shù)學(xué)院的科學(xué)家猜測(cè)，地球不僅僅是地殼的表層有水，很可能在地殼下面的地幔里，也有水。為了證實(shí)這個(gè)猜測(cè)，科學(xué)家做了個(gè)模擬的“下地?！薄Ｏ碌蒯Ｊ蔷嗟乇?50～2900千米的部分，主要成分是硅酸鹽、金屬的氧化物和硫化物，所以下地幔又稱金屬帶。這個(gè)模擬的下地幔是按照真實(shí)下地幔中的元素和各自在地幔中所占的比例，由含鎂、鐵、鈣、硅、氧等元素的混合礦物做成的。因下地幔中的化合物吸收了大量的水，所以礦物的發(fā)射光譜能夠透露出其中的含水信息。根據(jù)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬后發(fā)現(xiàn)，模擬下地幔中的物質(zhì)里水含量占了0.2%。基于這個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，科學(xué)家推測(cè)，地球內(nèi)部的水是地表水的5倍多。

這個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也得到了實(shí)際觀測(cè)的佐證。前不久，美國(guó)華盛頓州立大學(xué)的一個(gè)地震學(xué)小組分析了將近60萬份的震波圖――地震穿過地球時(shí)產(chǎn)生的震波記錄。他們注意到，在亞洲大陸下面地震波表現(xiàn)出了減弱的現(xiàn)象，而且速度也略有減慢。因?yàn)樗梢詼p慢地震波的速度，所以大量的減弱和減慢的跡象可以預(yù)測(cè)那里存在著水。例如上圖中左圖是右圖的一個(gè)橫切面圖，它呈現(xiàn)了下地幔中震波衰減的異常圖像。兩幅圖片中，紅色表示異常松軟和脆弱的巖層，里面可能富含了水分；藍(lán)色表示異常堅(jiān)硬的巖石。根據(jù)這個(gè)發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家推測(cè)在東亞所處位置的下地幔中，存在著一個(gè)非常巨大的水庫，其中的含水量相當(dāng)于一個(gè)北冰洋的水量。

此外，加拿大科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了地球深處有水的真實(shí)證據(jù)，這個(gè)證據(jù)就是一位業(yè)余淘寶者2008年在巴西發(fā)現(xiàn)的一小塊臟兮兮的石頭。科學(xué)家后來鑒定發(fā)現(xiàn)，這微粒竟然是尖晶橄欖石。不過這塊石頭僅僅被稱為微粒，因?yàn)樗睆絻H僅只有3毫米。尖晶橄欖石是一種特殊礦物質(zhì)，它形成于地幔上層和下層之間的過渡層，因?yàn)樵搮^(qū)域具有超高壓力和溫度。如今它竟然出現(xiàn)在地面，不能不說是奇跡。通過進(jìn)一步檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，這塊尖晶橄欖石1.5%的成分是水分子。這個(gè)尖晶橄欖石樣本其實(shí)表明，地幔的過渡層應(yīng)該存在蓄水層，那里的含水量可能相當(dāng)于地球表面水量的總和。

綜合種種證據(jù)表明，地球的地幔區(qū)域應(yīng)該存有大量的水，這改變了以往人們對(duì)地球內(nèi)部成分的認(rèn)識(shí)。

地球竟然能

“吃石頭，吐鉆石”

我們知道，地球上的綠色植物能“吃”二氧化碳，然后經(jīng)光合作用轉(zhuǎn)化為葡萄糖，并“吐”出氧氣，從而完成植物的“碳循環(huán)”。而科學(xué)家推測(cè)，地球地層深處很可能會(huì)在某一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行一次碳循環(huán)，與植物不同的是，地球“吃”的是石頭，“吐”的是鉆石。

早些時(shí)候，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)，地球內(nèi)部的地幔淺層部分，就會(huì)“吃石頭，吐鉆石”，因?yàn)槟壳暗厍虼蟛糠帚@石均來自地表下不到19千米的地方。那里的鉆石有著與地表巖石相同的組成成分，之所以這樣，是因?yàn)榈貧ぷ儎?dòng)，把地表的巖石帶到了較淺層的地幔，在那里，地幔內(nèi)部的特殊環(huán)境把部分巖石“變成”了鉆石，后來部分鉆石又被金伯利巖帶到了地表。金伯利巖是由火山爆發(fā)所產(chǎn)生的，這種巖石一直是人們尋找鉆石的“指標(biāo)巖”，尋找鉆石礦就是由尋找金伯利巖開始的。

最近，美國(guó)的一個(gè)研究小組在巴西一個(gè)地區(qū)的下地幔、地幔對(duì)流上方及它們之間的過渡區(qū)，發(fā)現(xiàn)了6顆來自地幔深處的鉆石。他們研究了這些鉆石中碳原子的各種同位素，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些碳元素多來自火山噴發(fā)的巖漿形成的巖石，即包含有少量碳-13的玄武巖。這說明，地球的下地幔也能“吃石頭，吐鉆石”，下地幔與地表之間在持續(xù)著一種“碳循環(huán)”――而這很可能是地幔大規(guī)模運(yùn)動(dòng)的一種規(guī)律。

最近，美國(guó)華盛頓卡內(nèi)基研究所的科學(xué)家使用實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備，模擬了地球深處的壓力環(huán)境。在加壓的過程中，科學(xué)家在設(shè)備里投入了一種新的巖石材料，這種巖石材料由二氧化碳轉(zhuǎn)化而成，科學(xué)家將其稱為聚合物二氧化碳。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，這種材料變成了一種“超級(jí)鉆石”，這種鉆石比一般鉆石具有更優(yōu)的品質(zhì)特征。這個(gè)實(shí)驗(yàn)從一個(gè)側(cè)面證明，當(dāng)?shù)乇淼膸r石進(jìn)入地幔以后，被地幔加工成鉆石的概率極高，說明地球“吃石頭，吐鉆石”不但有事實(shí)依據(jù)，還有理論依據(jù)。

地球“肚里”

還埋藏哪些驚天秘密？

那么，地球“肚里”還有什么不為人知的驚天秘密嗎？科學(xué)家認(rèn)為，未來可能還會(huì)有新的相關(guān)發(fā)現(xiàn)。例如，科學(xué)家目前正在進(jìn)行的“深碳觀測(cè)計(jì)劃”就包括，地球下面是否存在其他不為所知的生命形式。之所以要進(jìn)行這個(gè)探索，是因?yàn)槟壳翱茖W(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了在地球表面下1600米左右的地方，還存在著微生物，那里的溫度非常高；另外科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，一些細(xì)菌竟然可以生存在高達(dá)2萬個(gè)大氣壓的環(huán)境里，而過去的研究表明，細(xì)菌或者其他形式的生命無法生存在超過幾千個(gè)大氣壓的環(huán)境里?？茖W(xué)家因此懷疑，在更深的地球深處，還藏著存在包括另類生命形式等在內(nèi)的諸多秘密。

第3篇：碳循環(huán)描述范文

1.（2019湖南）“知否，知否？應(yīng)是綠肥紅瘦！”在這個(gè)美好的季節(jié)里，下列屬于生命現(xiàn)象的是（

）

A.流水潺潺

B.春雨綿綿

C.陽光燦爛

D.綠草如茵

2.（2019廣東）造礁珊瑚蟲體內(nèi)的蟲黃藻為其提供氧氣和有機(jī)物，而造礁珊瑚蟲為蟲黃藻提供二氧化碳和氮、磷等無機(jī)物。蟲黃藻和造礁珊瑚蟲之間的關(guān)系是（

）

A.共生

B.競(jìng)爭(zhēng)

C.捕食

D.寄生

3.（2019山東）谷雨是春節(jié)最后一個(gè)節(jié)氣，諺語“谷雨前后，種瓜點(diǎn)豆”。這體現(xiàn)了哪些非生物因素對(duì)生物的影響（

）

A.陽光、溫度

B.土壤、水分

C.水分、溫度

D.空氣、陽光

4.（2018新疆）具有鏡花水月、蓄洪抗旱作用，被稱為“地球之腎”的是（

）

A.農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)

B.森林生態(tài)系統(tǒng)

C.濕地生態(tài)系統(tǒng)

D.湖泊生態(tài)系統(tǒng)

5.（2019江蘇）食物鏈?zhǔn)侵敢欢▍^(qū)域內(nèi)各種生物之間由于食物關(guān)系所形成的的聯(lián)系。有關(guān)食物鏈的敘述正確的是（

）

A.都是由藻類、苔蘚等低等植物開始的

B.位于食物鏈第2個(gè)環(huán)節(jié)的生物通常是植食性動(dòng)物

C.食物鏈遭到破壞不可能危及生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定

D.食物鏈只表示生物之間的食物關(guān)系，

與能量流動(dòng)無關(guān)

6.（2019山東）海帶細(xì)胞中碘離子的濃度遠(yuǎn)大于海水中的碘離子的濃度，起直接作用的結(jié)構(gòu)是（

）

A.細(xì)胞膜

B.細(xì)胞質(zhì)

C.細(xì)胞壁

D.細(xì)胞核

7.（2019山東）2018年10月17日河南商丘一工廠發(fā)生火災(zāi)，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的11名工作人員經(jīng)搶救無效，不幸身亡。事后認(rèn)領(lǐng)遇難者尸體過程中，用到了DNA鑒定。DNA主要存在于細(xì)胞的哪一結(jié)構(gòu)中（

）

A.細(xì)胞壁

B.細(xì)胞膜

C.細(xì)胞質(zhì)

D.細(xì)胞核

8.（2019四川）細(xì)胞室生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，細(xì)胞的生活依靠細(xì)胞各結(jié)構(gòu)的分工合作。下列細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，錯(cuò)誤的是（

）

A.細(xì)胞膜——控制物質(zhì)進(jìn)出

B.線粒體——能量轉(zhuǎn)換器

C.細(xì)胞壁——控制物質(zhì)進(jìn)出

D.葉綠體——能量轉(zhuǎn)換器

9.（2019山東）小明學(xué)習(xí)動(dòng)植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)后，設(shè)計(jì)概念圖體現(xiàn)兩者之間的關(guān)系，如圖所示。則屬于甲部分的內(nèi)容是（

）

①細(xì)胞壁

②細(xì)胞膜

③細(xì)胞質(zhì)

④細(xì)胞核

⑤葉綠體

⑥線粒體

⑦液泡

A.①⑤⑥⑦

B.②③④⑤

C.③④⑤⑥

D.②③④⑥

10.下列關(guān)于細(xì)胞的說法，正確的是（

）

①細(xì)胞都是由細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核組成的；②根毛細(xì)胞和人的神經(jīng)細(xì)胞中的能量轉(zhuǎn)換器都是線粒體；③細(xì)胞分化一般不會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)發(fā)生變化；④人的成熟的紅細(xì)胞的遺傳物質(zhì)主要存在于細(xì)胞核中。

A.②③

B.①③

C.②④

D.③④

11.（2019山東）花生是威海常見的農(nóng)作物。下列有關(guān)花生生長(zhǎng)發(fā)育的敘述，正確的是（

）

A.花生生命的起點(diǎn)為種子的萌發(fā)

B.花生生長(zhǎng)需要根從土壤中吸收有機(jī)物

C.花生結(jié)果要先后經(jīng)歷傳粉、開花和受精的過程

D.花生受精后子房和胚珠分別發(fā)育成果實(shí)和種子

12.（2018內(nèi)蒙古）請(qǐng)你選出對(duì)相關(guān)植物正確的描述（

）

A.腎蕨、墻蘚、滿江紅都靠孢子繁殖

B.苔蘚植物只由一層細(xì)胞構(gòu)成，可以當(dāng)作監(jiān)測(cè)空氣污染程度的指示植物

C.銀杏和卷柏都屬于裸子植物，種子外無果皮包被

D.玉米種子的胚由胚芽、胚軸、胚根、子葉和胚乳組成

13.（2017湖南）下列關(guān)于種子植物的相關(guān)描述全部正確的是（

）

①紅豆杉被譽(yù)為植物中的“大熊貓”

②種子萌發(fā)時(shí)，首先是胚芽突破種皮

③針葉林以松、杉等植物為主

④植物缺氮時(shí)植株矮小瘦弱，葉發(fā)黃

⑤裸子植物的種子沒有胚

⑥導(dǎo)管在植物結(jié)構(gòu)層次中屬于器官

A.②③⑥

B.②④⑤

C.①⑤⑥

D.①③④

14.（2019湖南）走進(jìn)岳麓山，小萌觀察到樹干上長(zhǎng)了很多苔蘚，以下原因分析不合理的是（

）

A.樹干背陰

B.岳麓山空氣質(zhì)量好

C.樹干濕潤(rùn)

D.樹皮能提供有機(jī)物

15.（2019湖南）月球環(huán)境惡劣，是生命的禁區(qū)。但我國(guó)嫦娥四號(hào)搭載的棉花種子順利萌發(fā)，摘下了“月球第一片嫩葉”的桂冠，科學(xué)家不必為種子萌發(fā)提供（

）

A.適量的土壤

B.適宜的溫度

C.一定的水分

D.充足的空氣

16.（2019湖南）如圖一表示某淡水生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈和食物網(wǎng)，圖二表示圖一中某條食物鏈各生物體內(nèi)有毒物質(zhì)的相對(duì)含量，圖三表示該生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的過程。請(qǐng)據(jù)圖回答：

（1）請(qǐng)寫出圖一中具有四個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的食物鏈_______________________________________

_____________________________________________________________________________（答全才給分）。圖二中的1對(duì)應(yīng)圖一中的生物是_____________。

（2）由于生活污水和生產(chǎn)廢水未經(jīng)嚴(yán)格的處理就排放，導(dǎo)致該生態(tài)系統(tǒng)的水質(zhì)發(fā)生了惡化，水體中的生物種類和數(shù)量銳減，說明生態(tài)系統(tǒng)的______________有一定限度。

（3）圖三中字母代表生態(tài)系統(tǒng)的成分，數(shù)字代表推動(dòng)碳循環(huán)的生理過程，則D和E分別代表____________________________，②③分別表示____________________________。

17.（2019江蘇）“四大家魚”混合養(yǎng)殖是世界公認(rèn)的生態(tài)養(yǎng)魚杰作。如圖是“四大家魚”混合養(yǎng)殖示意圖，據(jù)圖回答：

（1）從生態(tài)系統(tǒng)成分分析，水草屬于________，“四大家魚”屬于________，淤泥中的微生物主要屬于__________。

（2）將含草魚的一條食物鏈補(bǔ)充完整：___________________________________人。

（3）“四大家魚”混合養(yǎng)殖在一個(gè)池塘里，其優(yōu)勢(shì)是充分利用水域的________________，以達(dá)到高產(chǎn)的目的。

（4）若氣溫升高，藻類等植物增加，會(huì)引起植食性魚類增加，隨之又導(dǎo)致藻類等植物減少，這一事實(shí)說明生態(tài)系統(tǒng)具有_________________能力。

18.（2018四川）圖一是普通光學(xué)顯微鏡基本結(jié)構(gòu)示意圖，圖二是人血涂片在普通光學(xué)顯微鏡下血細(xì)胞分布模式圖，請(qǐng)分析回答下列問題：

(1)在顯微鏡下觀察人血涂片，看到數(shù)量最多的血細(xì)胞是________(請(qǐng)?zhí)顚憟D中的數(shù)字序號(hào)和細(xì)胞名稱)。

(2)視野中具有細(xì)胞核的血細(xì)胞是________(請(qǐng)?zhí)顚憟D中的數(shù)字序號(hào)和細(xì)胞名稱)。

(3)若想將圖二視野中的細(xì)胞③移動(dòng)到視野中央，應(yīng)將玻片標(biāo)本向________方移動(dòng)。

(4)若想將圖二中細(xì)胞③的結(jié)構(gòu)放大到最大程度，應(yīng)該選用下列哪組鏡頭組合________(請(qǐng)?zhí)顚懻_選項(xiàng)字母)。

A.

①③

B.

①④

C.

②③

D.

第4篇：碳循環(huán)描述范文

關(guān)鍵詞：課程設(shè)置；環(huán)境病毒學(xué)；環(huán)境微生物學(xué)；環(huán)境生物學(xué)；環(huán)境生物技術(shù)與工程；環(huán)境科學(xué)與工程

中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2012）06-0051-02

一、環(huán)境病毒學(xué)的知識(shí)范疇及特點(diǎn)

環(huán)境病毒學(xué)是通過研究病毒在生態(tài)環(huán)境中的行為達(dá)到防治環(huán)境污染目標(biāo)的一門學(xué)科。病毒在生態(tài)環(huán)境中的行為主要包括生存、繁殖、進(jìn)化和傳播，是關(guān)于病毒種類和數(shù)量在空間和時(shí)間上的變化規(guī)律。防治環(huán)境污染的目標(biāo)包括防治和監(jiān)測(cè)有害病毒的污染以及利用病毒消除細(xì)胞生物或化學(xué)污染物。具體來說，環(huán)境病毒學(xué)可包括如下八個(gè)方面的內(nèi)容。（1）發(fā)展簡(jiǎn)史1-4：如病毒的發(fā)現(xiàn)，病毒水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的建立過程以及從環(huán)境中提取病毒方法的建立過程；（2）研究方法1-3，5：如采用培養(yǎng)、免疫學(xué)和分子生物學(xué)方法監(jiān)測(cè)病毒以及從環(huán)境介質(zhì)中提取和分離病毒；（3）環(huán)境中病毒的多樣性3，6-8：如動(dòng)物、植物以及原核生物的病毒；（4）病毒在環(huán)境中的生存和繁衍1-4：如環(huán)境因子對(duì)病毒生存的影響和病毒感染宿主的動(dòng)力學(xué)；（5）病毒在環(huán)境中的進(jìn)化；8：如病毒起源、進(jìn)化機(jī)制以及高危病毒進(jìn)化預(yù)測(cè)；（6）病毒在環(huán)境中的傳播1，9：如病毒在土壤和大氣中的傳播機(jī)制；（7）病毒的消毒1-2：如采用不同的消毒劑在不同的環(huán)境介質(zhì)和條件下對(duì)不同病毒的消毒效果；（8）利用病毒防治環(huán)境污染—噬菌體生物技術(shù)3-4，10-11：如利用噬菌體殺死引起赤潮的藍(lán)藻和引起污泥膨脹的絲狀細(xì)菌以及噬菌體對(duì)地球碳循環(huán)中大氣二氧化碳含量的影響。傳統(tǒng)環(huán)境病毒學(xué)包括病毒的消毒和通過培養(yǎng)及免疫學(xué)方法對(duì)病毒進(jìn)行檢測(cè)。其內(nèi)容是建立在大量的科學(xué)研究基礎(chǔ)之上的確定性的規(guī)律認(rèn)識(shí)?，F(xiàn)代環(huán)境病毒學(xué)主要包括采用分子生物學(xué)技術(shù)研究病毒的生態(tài)行為、消毒機(jī)制以及監(jiān)測(cè)方法以及利用病毒防治環(huán)境污染，特別是通過噬菌體生物技術(shù)消除生物和化學(xué)污染物。其內(nèi)容處在快速發(fā)展中，具有較高的前瞻性，如病毒在土壤和地下水中的傳播以及水生噬菌體的生態(tài)。環(huán)境病毒學(xué)具有涉及知識(shí)面廣，分子生物機(jī)制突出和應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。由于研究病毒在環(huán)境中的行為以及病毒通過專性寄生決定細(xì)胞生物的活性和生存，因此，環(huán)境病毒學(xué)的知識(shí)范疇較廣，涉及不同的生態(tài)系統(tǒng)知識(shí)，如地質(zhì)學(xué)、土壤學(xué)、水文學(xué)和大氣學(xué)等，以及不同的生物知識(shí)，如動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、細(xì)菌學(xué)和真菌學(xué)等。由于病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，其生物過程的描述主要在分子水平上，分子生物學(xué)特征突出。環(huán)境病毒學(xué)不同于病毒生態(tài)學(xué)，其主要目標(biāo)是防治環(huán)境污染，因此應(yīng)用性較強(qiáng)。

二、《環(huán)境病毒學(xué)》課程設(shè)置狀況及原因剖析

盡管眾多高校設(shè)置了環(huán)境生物類專業(yè)，但開設(shè)《環(huán)境病毒學(xué)》課程的院校寥寥無幾。本文作者于2006年在南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院為碩士研究生開設(shè)了《環(huán)境病毒學(xué)》選修課。至今尚不知有其它院校開設(shè)此課程。目前的課程設(shè)置狀況可能由如下三方面的原因所致。其一，環(huán)境生物類專業(yè)的科教人員對(duì)環(huán)境病毒學(xué)在環(huán)境生物學(xué)中的特殊地位認(rèn)識(shí)不足。很多人員偏重于將環(huán)境病毒學(xué)歸于環(huán)境生物學(xué)的分支學(xué)科環(huán)境微生物學(xué)之下的一個(gè)偏狹的、更深層次和更加專門的次分支領(lǐng)域，忽略了病毒在結(jié)構(gòu)、遺傳和進(jìn)化方面與細(xì)胞生物的巨大差別，病毒種群是由異質(zhì)性群體相關(guān)基因組構(gòu)成的準(zhǔn)種并因此極具多樣性和變異性，可直接影響甚至決定各種細(xì)胞生物的活性、生存、繁殖和進(jìn)化的過程并進(jìn)而在生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)和平衡過程中具有關(guān)鍵作用，對(duì)防治環(huán)境污染有特殊意義。其二，師資力量不足。由于環(huán)境病毒學(xué)在國(guó)內(nèi)高校屬于新課程，師資培養(yǎng)尚需一段時(shí)間。一方面，課程會(huì)涉及不同的環(huán)境系統(tǒng)知識(shí)與不同的細(xì)胞生物和非細(xì)胞病毒生物知識(shí)的結(jié)合；另一方面，課程的部分內(nèi)容具有前瞻性，教學(xué)材料需通過對(duì)科技文獻(xiàn)的追蹤和提煉來獲得，增加了授課難度。其三，環(huán)境生物類專業(yè)的學(xué)生在基礎(chǔ)生物學(xué)知識(shí)方面有待加強(qiáng)。這些知識(shí)包括分子生物學(xué)、基礎(chǔ)病毒學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、以及基礎(chǔ)微生物學(xué)、植物學(xué)和動(dòng)物學(xué)。由于病毒的分子結(jié)構(gòu)特征，分子生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)尤其重要，是深入理解病毒生態(tài)行為機(jī)制的基礎(chǔ)。

三、為環(huán)境生物類專業(yè)的研究生開設(shè)《環(huán)境病毒學(xué)》選修課的意義

為環(huán)境生物類專業(yè)的研究生開設(shè)《環(huán)境病毒學(xué)》選修課至少具有如下四個(gè)方面的意義。首先，有助于學(xué)生更好地理解環(huán)境議題。因?yàn)樵S多環(huán)境議題與去除有害病毒的污染和利用病毒消除污染物有關(guān)。如飲用水處理各工序?qū)Σ《镜娜コ苑乐谷梭w感染病毒，污水處理的終端消毒以防治地表水的污染，城市固體垃圾滲濾液的處理以防治病毒對(duì)土壤和地下水的污染，各種水體處理后的水質(zhì)病毒標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)測(cè)，大氣中病毒顆粒通過氣溶膠和飛沫的傳播，醫(yī)療設(shè)施中各種用具和器械的常規(guī)消毒，傳染病爆發(fā)期間公共設(shè)施的消毒，病毒對(duì)規(guī)?；B(yǎng)殖和栽培的威脅，城市化與人口流動(dòng)給防控病毒性傳染病爆發(fā)所帶來的挑戰(zhàn)，水生病毒對(duì)不同水生生物群體數(shù)量的影響，噬菌體通過影響浮游光合細(xì)菌對(duì)全球碳循環(huán)的影響，噬菌體對(duì)污泥活性的影響和污泥減量化，以及噬菌體對(duì)赤潮爆發(fā)的控制等。由于環(huán)境問題的復(fù)雜性，解決環(huán)境問題需綜合考慮多方面的因素，以防止在解決問題的同時(shí)制造出更多的問題。開設(shè)《環(huán)境病毒學(xué)》課程有助于環(huán)境生物類專業(yè)的研究生在思考和解決環(huán)境問題時(shí)將病毒作為影響因素和潛在的技術(shù)選擇，設(shè)計(jì)更加完善的解決方案，提高綜合解決環(huán)境問題的能力。環(huán)境病毒學(xué)有許多前瞻性研究領(lǐng)域，如用分子生物學(xué)手段監(jiān)測(cè)環(huán)境中的病毒，病毒對(duì)環(huán)境中不同生物群體進(jìn)化過程的影響，高危病毒的進(jìn)化，以及用噬菌體控制環(huán)境中的有害生物。因此，開設(shè)《環(huán)境病毒學(xué)》課程將有助于環(huán)境生物類專業(yè)的研究生開拓新的研究領(lǐng)域和創(chuàng)新機(jī)會(huì)。

最后，開設(shè)《環(huán)境病毒學(xué)》課程可以吸引和培養(yǎng)環(huán)境生物類專業(yè)的研究生成為未來講授該課程的師資力量。

參考文獻(xiàn)：

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[9]Ronald W. Harvey，Joseph N. Ryan. 2004. Use of PRD1 bacteriophage in groundwater viral transport，inactivation，and attachment studies. FEMS Microbiology Ecology，（49）：3-16.

[10]G. Bratbak，F(xiàn). Thingstad，M. Heldal. 1994. Viruses and the microbial loop. Microbial Ecology，（28）：209-221.

第5篇：碳循環(huán)描述范文

Abstract: This paper introduces the basics, theory, polarization and interference SAR technology development and various SAR data applications in different industries of radar remote sensing .

關(guān)鍵詞：雷達(dá)；SAR；InSAR；D-InSAR；極化干涉雷達(dá)（Pol-InSAR）

Key words: radar; SAR; InSAR; D-InSAR; polarization interferometry radar（Pol-InSAR）

中圖分類號(hào)：TP73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2010）36-0202-01

1雷達(dá)遙感原理

1.1 雷達(dá)的定義

雷達(dá)是對(duì)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和定位的電磁設(shè)備。

1.2 雷達(dá)工作的基本原理

基于目標(biāo)均反射或散射電磁波，雷達(dá)利用回波信號(hào)的時(shí)間特性探測(cè)目標(biāo)的距離，利用回波信號(hào)的多普勒特性探測(cè)目標(biāo)的速度，利用天線波束的方向性探測(cè)目標(biāo)的角度，利用信號(hào)帶寬特性或相位歷史分別探測(cè)目標(biāo)高分辨率距離或角度信息。

1.3 為什么要采用側(cè)視的工作方式

雷達(dá)在“距離”向上有一個(gè)視覺，所以必須在旁邊進(jìn)行觀測(cè)。如果垂直照射地面，那么總會(huì)有兩個(gè)點(diǎn)具有相同的距離，軌跡的每一邊各有一個(gè)，于是圖像自身就會(huì)折疊，軌跡右邊的點(diǎn)和相應(yīng)左邊的點(diǎn)就會(huì)混在一起。

1.4 電磁波極化特征及其表征

極化的定義：電磁波的電場(chǎng)特性被稱為極化(Polarization)，它與所選擇的空間坐標(biāo)系是無的。通常，在垂直于傳播方向的平面內(nèi)的電場(chǎng)矢量的軌跡為一橢圓，即電磁波為橢圓極化的，在特殊情況下，表征為線極化和圓極化。極化是各種矢量波共有的一種性質(zhì)。對(duì)于各種矢量波來用一個(gè)場(chǎng)矢量來描述空間某一個(gè)固定點(diǎn)所觀測(cè)到的矢量自旋隨時(shí)間變化的特征。

1.5 目標(biāo)特性參數(shù)

幾何特性：粗糙度，幾何形態(tài)，方向方位，點(diǎn)目標(biāo)，面散射，體散射。

介電特性：主要與含水量相關(guān)，也與含鹽量有關(guān)。

1.6 幾何特性

視角、入射角、俯角，局部入射角；

視線向、斜距（近距、遠(yuǎn)距）、距離向分辨率，地距、方位向、方位向分辨率；

透射收縮、頂?shù)孜灰啤㈥幱啊?/p>

1.7 成像模式

Stripmap（條帶式）：隨著平臺(tái)的移動(dòng)，天線的指向保持不變。天線基本上均勻掃過地面，得到的圖像也是不間隔的，該模式對(duì)于地面的一個(gè)條帶進(jìn)行成像，條帶的長(zhǎng)度僅取決于平臺(tái)移動(dòng)的速度，方位向的分辨率由天線的長(zhǎng)度決定。

Spotlight（聚束式）：通過擴(kuò)大感興趣區(qū)域的天線照射波速角度，可以提高條帶模式的分辨率。這一點(diǎn)可以通過控制天線波束指向，使其隨著雷達(dá)飛過照射區(qū)而逐漸向后調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。一次只能對(duì)地面的一個(gè)有限圓域進(jìn)行成像。

Scan(掃描模式)：在一個(gè)合成孔徑時(shí)間內(nèi)，天線會(huì)沿著距離向進(jìn)行多次掃描。通過這種方式，犧牲了方位向分辨率（或方位向視數(shù)）而獲得了寬的測(cè)繪帶寬。

2極化與干涉SAR的技術(shù)發(fā)展

2.1 SAR的概念

合成孑L徑雷達(dá)（Synthetic aperture radar）是一種高分辨率相干成像雷達(dá)。高分辨率在這里包含兩方面的含義：即高的方位向分辨率，足夠高的距離向分辨率。

2.2 InSAR的幾何原理

由于入射角的差異使得兩幅SAR圖像不是完全重合，對(duì)它們進(jìn)行配準(zhǔn)處理后，配準(zhǔn)后的圖像對(duì)進(jìn)行復(fù)共AVE相乘就得到了復(fù)干涉紋圖(interferogram)。

2.3 常規(guī)D-InSAR測(cè)量技術(shù)

對(duì)于多數(shù)的重復(fù)軌道干涉測(cè)量來說，軌道并是完全重合，因此干涉相位信號(hào)同時(shí)包含地形信息和視線向位移信息。將去除地形信息得到目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度或變形量的方法稱為“SAR差分干涉測(cè)量”（DinSAR）。

2.4 極化干涉雷達(dá)(Pol-InSAR)

傳統(tǒng)干涉SAR測(cè)量除了用于獲取高精度的DEM和探測(cè)地表形變外，另外一個(gè)重要的應(yīng)用就是獲取與自然散射機(jī)理有關(guān)的物理參數(shù)。但是，三個(gè)因素限制了傳統(tǒng)的單頻、單極化干涉SAR在這個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用：很難解決哪怕是用最簡(jiǎn)單的散射模型表示的反演問題，因?yàn)閿?shù)據(jù)所能提供的獨(dú)立參數(shù)太少；對(duì)干涉條紋圖的正確解釋有很大的困難，因?yàn)殡y以確定有效散射中心的位置；傳統(tǒng)干涉SAR測(cè)量無法消除一個(gè)分辨率單元內(nèi)由于散射中心高度差引起的譜去相干。

3SAR的應(yīng)用

DinSAR可監(jiān)測(cè)陸地表面和冰雪表面的微?。ê撩准?jí)到厘米級(jí)）形變，監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔從幾天到幾年，可以獲取全球的、高精度、高可靠性的地表變化變化信息，能夠有效益測(cè)地面沉降、火山活動(dòng)、地震。

極化SAR的應(yīng)用?；诓煌臉O化獲取不同的地物特性，極化SAR可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、海冰、森林、水文等方面。如農(nóng)業(yè)方面：作物估產(chǎn)、水文方面：土壤水分評(píng)估、積雪制圖。

極化干涉SAR（Pol-InSAR）的應(yīng)用：基于極化干涉SAR的優(yōu)點(diǎn)可用于森林樹高估計(jì)、植被覆蓋區(qū)的DEM生成、地表土地類型分類。

4總結(jié)

雷達(dá)數(shù)據(jù)能夠彌補(bǔ)光學(xué)影像在時(shí)間和空間上的局限。作為輔助數(shù)據(jù)源，雷達(dá)數(shù)據(jù)能夠提供光學(xué)影像所不能比擬的空間特性，其所提供的地物紋理和形態(tài)信息能夠更好地反映地物相關(guān)布局特性?？蓮V泛應(yīng)用于測(cè)繪及制圖、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、海洋。國(guó)際星載SAR發(fā)射計(jì)劃重視林業(yè)相關(guān)應(yīng)用；日本的ALOS PALSAR，系統(tǒng)接收存檔SAR數(shù)據(jù)，目標(biāo)是為全球碳循環(huán)研究做貢獻(xiàn)；美國(guó)未來衛(wèi)星發(fā)射計(jì)劃DESDynel，InSAR+VCL，主要目標(biāo)之一也是森林生物量探測(cè)；歐洲空間。

未來首選衛(wèi)星發(fā)射計(jì)劃BIOMASS；德國(guó)TerraSAR-X Tandem計(jì)劃，干涉測(cè)量有利于森林參數(shù)定提取。極化、極化干涉、高空間和多頻應(yīng)用技術(shù)是未來的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

第6篇：碳循環(huán)描述范文

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)；環(huán)境監(jiān)測(cè)；應(yīng)用；水環(huán)境監(jiān)測(cè)；大氣環(huán)境

一、水環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

水環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)的任務(wù)是通過對(duì)遙感影像的分析，獲得水體的分布、泥沙、有機(jī)質(zhì)、化學(xué)污染等狀況和水深、水溫等要素的信息，從而對(duì)一個(gè)地區(qū)的水資源和水環(huán)境等做出評(píng)價(jià)，為環(huán)境、水利、交通、航運(yùn)等部門提供決策支持。應(yīng)用遙感技術(shù)，可以快速監(jiān)測(cè)出水體污染源的類型、位置分布以及水體污染的分布范圍等。水體及其污染物的光譜特性是利用遙感信息進(jìn)行水環(huán)境監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)的依據(jù)。

1、水體富營(yíng)養(yǎng)化監(jiān)測(cè)

水體富營(yíng)養(yǎng)化是指氮、磷等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量過多所引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在江河湖泊中稱為水華，在海中則叫做赤潮。水體富營(yíng)養(yǎng)化遙感監(jiān)測(cè)是通過分析水體反射、吸收和散射太陽輻射能形成的光譜特征與富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)參數(shù)濃度之間的關(guān)系 ，建立富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)參數(shù)的定量遙感反演模型，并分析各水質(zhì)參數(shù)之間的相關(guān)性 ，建立適當(dāng)?shù)母粻I(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)模型。利用衛(wèi)星遙感進(jìn)行大范圍湖泊、海洋富營(yíng)養(yǎng)化空間分布及動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，具有監(jiān)測(cè)范圍廣、速度快、成本低和便于長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)，還能發(fā)現(xiàn)一些常規(guī)方法難以揭示的污染物排放源、遷移擴(kuò)散方向以及影響范圍等特征。

2、懸浮固體

水中懸浮固體（ss）含量是水質(zhì)指標(biāo)的重要參數(shù)之一。SS不僅可以作為水體污染物的示蹤劑，其含沙量的多少還直接影響水體的透明度、水色等光學(xué)性質(zhì)。一般來說，對(duì)可見光遙感而言，0.58～0.68um對(duì)不同泥沙濃度出現(xiàn)輻射峰值，即對(duì)水中泥沙反應(yīng)最敏感，是遙感監(jiān)測(cè)水中懸浮物質(zhì)的最佳波段。在實(shí)際監(jiān)測(cè)當(dāng)中，選擇與懸浮物質(zhì)濃度相關(guān)性好的波段，結(jié)合實(shí)測(cè)懸浮物質(zhì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而建立特定波段輻射值與懸浮固體濃度之間的關(guān)系模型，然后進(jìn)行反演得出懸浮固體的濃度。

3、油污染

遙感監(jiān)測(cè)油污染不僅能夠發(fā)現(xiàn)污染源、確定污染的區(qū)域范圍和估算油的含量，而且通過連續(xù)監(jiān)測(cè)，能夠得到溢油的擴(kuò)散方向和速度，預(yù)測(cè)將會(huì)影響的區(qū)域。

4、熱污染

由于人類活動(dòng)向水體排放的“廢熱”引起環(huán)境水體的增溫效應(yīng)而產(chǎn)生的污染稱之為水體熱污染。水體熱污染可直接影響到水生生物的多樣性，導(dǎo)致局部生態(tài)系統(tǒng)的破壞，從而影響人類的生產(chǎn)生活。遙感監(jiān)測(cè)水體熱污染是一種有效的宏觀監(jiān)測(cè)手段，目前主要的探測(cè)方法有熱紅外遙感和微波遙感。

二、大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

1、臭氧層監(jiān)測(cè)

臭氧對(duì)低于0.3微米紫外區(qū)電磁波具有較高的吸收能力，基于此，臭氧層臭氧含量多少的測(cè)定可通過紫外波段進(jìn)行。吸收帶在2.74毫米位置，應(yīng)選用11083MH2頻率的地面微波輻射計(jì)與射電望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行大氣中臭氧垂直分布的監(jiān)測(cè)，如大氣臭氧不斷增加其含量，將導(dǎo)致溫度不斷上升，這種情況下，可選用紅外波段進(jìn)行大氣臭氧層監(jiān)測(cè)。

2、監(jiān)測(cè)大氣氣溶膠

大氣氣溶膠一般是指煙、霧、塵等。這些大氣氣溶膠的形成往往是因?yàn)榛鹕奖l(fā)、火災(zāi)及工業(yè)廢氣等。污染物位置及范圍的確定可以直接通過遙感圖像進(jìn)行分析，同時(shí)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)時(shí)可遵循其位移情況及發(fā)展規(guī)律進(jìn)行分析。如漂浮于低空的塵埃，可利用對(duì)植物受害程度的監(jiān)測(cè)進(jìn)行間接研究。

3、監(jiān)測(cè)有害氣體

二氧化硫氟化物等有害氣體在人為、自然條件下產(chǎn)生，這些有害氣體對(duì)生物肌體將造成嚴(yán)重的危害，一般選用間接解譯標(biāo)志進(jìn)行，受污染后植被反射紅外線的能力將有所降低，與正常植被相比，受污染后植被的顏色、紋理與動(dòng)態(tài)標(biāo)志都發(fā)生了極大的改變，如彩紅外圖象顏色會(huì)變暗，樹木郁閉度降低等，通過這些特性可以對(duì)污染情況進(jìn)行間接分析。

4、監(jiān)測(cè)城市熱島效應(yīng)

城市熱島效應(yīng)是由于城市人口密集、產(chǎn)業(yè)集中，進(jìn)行形成了市區(qū)溫度比郊區(qū)溫度高的小氣候情況。這種現(xiàn)象屬于大氣熱污染氣候，一般對(duì)城市熱島效應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方式都會(huì)選用流動(dòng)觀測(cè)結(jié)合定點(diǎn)觀測(cè)的方式。但這種方式具有較高的成本、其監(jiān)測(cè)范圍較小，同時(shí)很容易受到各種因素的影響，其極限性較大。遙感技術(shù)在城市熱島效應(yīng)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，不僅提高了監(jiān)測(cè)的精確度，還降低了成本。并實(shí)現(xiàn)了定性到定量、靜態(tài)到動(dòng)態(tài)的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了較大范圍同步監(jiān)測(cè)，同時(shí)可以對(duì)城市熱島效應(yīng)內(nèi)部熱信息的區(qū)別進(jìn)行提取與分析。

三、土地環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

目前不斷出現(xiàn)環(huán)境變化問題，如全球碳循環(huán)的量化與氣候變化的生物反饋，要求數(shù)據(jù)對(duì)大面積土地覆蓋特點(diǎn)進(jìn)行描述，遙感技術(shù)主要以人造衛(wèi)星為基礎(chǔ)，是一個(gè)強(qiáng)大的制作陸地覆蓋圖工具，通過光譜的差別對(duì)土地覆蓋類型進(jìn)行分類。從上個(gè)世紀(jì)80年代起，在全球變化、可持續(xù)發(fā)展中遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用。作為全球變化研究項(xiàng)目的重要組成部分，土地利用與土地覆蓋研究在遙感技術(shù)的應(yīng)用下取得了不錯(cuò)的成績(jī)。

作為環(huán)境的主要組成成分，植被可以對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境進(jìn)行反映，還是解譯土壤、水文等因素的標(biāo)志。在大型植被、生物物理及生態(tài)學(xué)參量研究、估算中遙感技術(shù)的應(yīng)用十分有利。應(yīng)用遙感圖像可以進(jìn)行臨時(shí)分析，同時(shí)還可以將附近地區(qū)全面的數(shù)據(jù)提供給相關(guān)部門，隨著遙感技術(shù)水平的提升，可以有效提高植被指標(biāo)的準(zhǔn)確度，如葉面積指數(shù)、單位面積等。

按照氣候、可燃物積累及含水量等因素，促使衛(wèi)星遙感技術(shù)結(jié)合地理信息系統(tǒng)與全球定位系統(tǒng)，可以對(duì)森林火災(zāi)可能發(fā)生的區(qū)域、時(shí)段及等級(jí)進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，這樣可以對(duì)火災(zāi)產(chǎn)生的損失降到最低，并能第一時(shí)間選用行之有效的措施進(jìn)行有效處理。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，遙感技術(shù)作為環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要技術(shù)之一，其監(jiān)測(cè)結(jié)果是否準(zhǔn)確，對(duì)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有關(guān)鍵性的作用。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，應(yīng)對(duì)國(guó)際資源環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行充分利用，加大我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)遙感技術(shù)的應(yīng)用力度，完善環(huán)境監(jiān)測(cè)體系，為人類的發(fā)展及美化環(huán)境提供一份可靠的保障。

參考文獻(xiàn)

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第7篇：碳循環(huán)描述范文

關(guān)鍵詞：生態(tài)足跡；研究進(jìn)展；展望

一、生態(tài)足跡方法簡(jiǎn)析

生態(tài)足跡（Ecological footprint，簡(jiǎn)稱EF），或稱生態(tài)空間占用，是由加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家William Rees等在1992年提出，并由其博士生Wackernagel完善的一種衡量人類對(duì)自然資源利用程度以及自然界為人類提供的生命支持服務(wù)功能的方法。

二、生態(tài)足跡理論研究進(jìn)展

（一）計(jì)算方法改進(jìn)

1.過程分析法

綜合法由Wackernagel提出，后經(jīng)Wackernagel、Monfreda等的改進(jìn)，已趨于完善。綜合法利用整合的國(guó)家級(jí)數(shù)據(jù)，通常用于國(guó)家層級(jí)的生態(tài)足跡計(jì)算，應(yīng)用較為規(guī)范。但是綜合法在計(jì)算過程中，由于受到統(tǒng)計(jì)資料的限制，影響了它對(duì)政策制定的作用。

成分法最早由Simmons等提出，后經(jīng)Barrett等的進(jìn)一步改進(jìn)后也日趨成熟。成分法以人類的衣食住行活動(dòng)為出發(fā)點(diǎn)，通過物流分析（MFA）得到主要消費(fèi)品消費(fèi)量及廢物生產(chǎn)情況，通過生態(tài)足跡計(jì)算了解物流帶來的環(huán)境壓力，適用于省市、地方、企業(yè)、大學(xué)、家庭乃至個(gè)人的生態(tài)足跡核算。但由于數(shù)據(jù)收集困難，我國(guó)采用成分法的研究至今還很少見。

2.投入-產(chǎn)出分析法

Bicknell最早將投入-產(chǎn)出分析法應(yīng)用于生態(tài)足跡的計(jì)算中。Ferng在Bicknell之后，將改良的算法應(yīng)用于臺(tái)灣能源生態(tài)足跡分析之中，建立貨物和服務(wù)的最終消費(fèi)，終端能源消費(fèi)和一次能源需求之間的聯(lián)系。我國(guó)學(xué)者劉建興將投入-產(chǎn)出分析法應(yīng)用于中國(guó)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和環(huán)境影響分析。賴力等綜合了Bicknell和Fering算法的優(yōu)缺點(diǎn)，分析了江蘇省生態(tài)足跡。

3.能值法

能值的概念是由H T Odum于20世紀(jì)80年代后期提出用以分析復(fù)雜的動(dòng)態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)，并作為一種環(huán)境政策評(píng)估工具。Zhao Sheng等應(yīng)用能值分析理論對(duì)生態(tài)足跡計(jì)算進(jìn)行了改進(jìn)，彌補(bǔ)了生態(tài)足跡以土地生產(chǎn)能力為限制的缺點(diǎn)，并以甘肅省為例進(jìn)行了實(shí)證研究。

（二）大跨度時(shí)間序列研究

生態(tài)足跡模型最初是計(jì)算基于某一時(shí)點(diǎn)的生態(tài)足跡，時(shí)間序列的生態(tài)足跡計(jì)算是對(duì)其靜態(tài)性的一種改進(jìn)與完善。Hemult研究了1926-1995年澳大利亞的生態(tài)足跡。Wackernagel討論了澳大利亞、菲律賓以及韓國(guó)1961-1999年的生態(tài)足跡。但是生態(tài)足跡計(jì)算依舊局限在事實(shí)的基礎(chǔ)上，缺乏針對(duì)未來的預(yù)測(cè)。為克服上訴不足，諸多學(xué)者采用趨勢(shì)預(yù)測(cè)法和多情景模擬分析方法對(duì)生態(tài)足跡進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)。

（三）計(jì)算項(xiàng)目完善

生態(tài)足跡分析沒能把自然生態(tài)系統(tǒng)提供資源、吸納廢棄物的功能描述完全，忽略了地下資源和水資源的估算，也沒有考慮污染的生態(tài)影響與污染生態(tài)足跡。Manfred等以澳大利亞為例，增加了CO2、CH4、N2O、CF4、C2F6等溫室氣體因素。賴力等在計(jì)算江蘇省生態(tài)足跡時(shí)加入了污染消納地，加強(qiáng)了對(duì)污染、生態(tài)破壞的衡量。

（四）均衡因子和產(chǎn)量因子改進(jìn)

Monfreda等提出了“global hectares”全球公頃的概念，采用世界平均生產(chǎn)力數(shù)值在計(jì)算具體國(guó)家（地區(qū)）內(nèi)部的生態(tài)足跡時(shí)會(huì)造成很大誤差,對(duì)區(qū)域制定有效的可持續(xù)發(fā)展決策的直接政策意義并不明確。Haberl提出“實(shí)際土地需求”概念，用實(shí)際產(chǎn)量代替世界平均產(chǎn)量或?qū)嶋H土地利用量代替固定的當(dāng)量因子。

（五）復(fù)合模型構(gòu)建

生態(tài)足跡作為一種偏重生態(tài)的可持續(xù)評(píng)估手段，往往難以全面地反應(yīng)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力。張志強(qiáng)等在計(jì)算1999年全國(guó)各省（區(qū)市）生態(tài)足跡時(shí)，引入萬元GDP的足跡。Kurt從全球碳循環(huán)系統(tǒng)與能量?jī)r(jià)值角度出發(fā)，構(gòu)建了生態(tài)價(jià)值附加的生態(tài)系統(tǒng)-經(jīng)濟(jì)投入產(chǎn)出復(fù)合模型，從而彌補(bǔ)了生態(tài)足跡模型的不足。

三、啟示

（一）空間尺度

我國(guó)生態(tài)足跡的研究主要集中于西北和地區(qū)級(jí)尺度的研究，基于小流域或家庭、個(gè)人的生態(tài)足跡計(jì)算在我國(guó)還很少見。研究這種區(qū)域和局部的生態(tài)足跡有利于制定局部可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃。同時(shí)，加強(qiáng)不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平地區(qū)以及城市和鄉(xiāng)村的生態(tài)足跡對(duì)比研究，可以更好地解釋區(qū)域發(fā)展與生態(tài)足跡的關(guān)系。

（二）研究領(lǐng)域

生態(tài)足跡時(shí)間序列研究在我國(guó)并不多見，尤其是對(duì)生態(tài)足跡的預(yù)測(cè)。加強(qiáng)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間跨度的時(shí)間序列動(dòng)態(tài)研究，能夠?qū)Φ貐^(qū)可持續(xù)發(fā)展起到警示作用，從而指導(dǎo)區(qū)域土地利用規(guī)劃與城市規(guī)劃的制定。

（三）研究方法

加強(qiáng)評(píng)價(jià)因子的研究，同時(shí)建立生態(tài)足跡與其他社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相結(jié)合的模式，形成復(fù)合的指標(biāo)體系，使評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)更加合理。同時(shí)，有必要加強(qiáng)學(xué)科之間的合作，進(jìn)一步完善理論和方法中存在的漏洞，使生態(tài)足跡方法更加完善，更好地為可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

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第8篇：碳循環(huán)描述范文

關(guān)鍵詞：園林景觀設(shè)計(jì)；小區(qū)；用途；景觀環(huán)境

經(jīng)濟(jì)水平的飛速上升，提升了人民的生活水平，城鎮(zhèn)居民在居住上也獲得了重大改善。同時(shí)，居住環(huán)境所受的污染也變得更加嚴(yán)重，這些降低了人民生活質(zhì)量，使得生態(tài)系統(tǒng)變得不平衡。出現(xiàn)這些問題后，人民開始慢慢意識(shí)到環(huán)境確實(shí)很重要，因此在買房子時(shí)更重視樓盤景觀與綠化氛圍的營(yíng)造，從“買房子”變成了“買環(huán)境”，這些改變讓住宅小區(qū)的整體水平更上一層樓。

一、 住宅小區(qū)園林景觀設(shè)計(jì)的用途

社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，提升了人民的生活質(zhì)量，人們對(duì)住宅小區(qū)的園林景觀環(huán)境越來越看重，對(duì)住宅環(huán)境也有著越來越高的要求，因此園林景觀設(shè)計(jì)的用途與作用也得到了很好的體現(xiàn)。

1、 生態(tài)效益

城市居住區(qū)就好比一個(gè)完好的生態(tài)系統(tǒng)，而住宅小區(qū)園林就是構(gòu)成它的至關(guān)重要的系統(tǒng)之一，它對(duì)生態(tài)環(huán)境的服務(wù)功能有：降低空氣粉塵；提高環(huán)境濕度與降低環(huán)境溫度；保持供氧平衡與維持碳循環(huán)；安全防護(hù)；將保持水土維護(hù)水循環(huán)；減弱噪音；較少空氣污染等等。城市30%的面積都是用來居住的，它是構(gòu)成城市的主要組成部分。所以，住宅小區(qū)是城市生態(tài)必不可少的一部分，住宅小區(qū)環(huán)境的優(yōu)劣對(duì)城市的生態(tài)質(zhì)量影響頗大。城市化的發(fā)展越來越迅速，使得環(huán)境問題也變得惡劣起來，混凝土森林這個(gè)問題一直打擾這人們，他們極度需要良好健康的住宅條件。近幾年一些 “綠色小區(qū)” 、 “生態(tài)小區(qū)” 不斷涌現(xiàn)， “生態(tài)” 二字成了房地產(chǎn)的一大賣點(diǎn)，這充分反映了人們對(duì)住區(qū)生態(tài)環(huán)境的需求。

2、社會(huì)效益

住宅小區(qū)園林景觀環(huán)境還向居民提供公共活動(dòng)場(chǎng)所。它既可向住戶提供開放的公共活動(dòng)場(chǎng)地， 也可滿足住戶個(gè)人的私密空間需求。住區(qū)公共場(chǎng)所不僅可以通過綠化的環(huán)境、 美化的圍墻、小品設(shè)施吸引住戶走出居室， 為住戶提供與自然界萬物的交往空間，還可以就近為住戶提供面積充足、 設(shè)施齊備的軟質(zhì)和硬質(zhì)活動(dòng)場(chǎng)地，使之加入公共活動(dòng)的行列，提供住戶之間人與人的交往場(chǎng)所，同時(shí)增強(qiáng)居民的家園歸屬感，提高生活文化品位，進(jìn)而從精神上創(chuàng)造和諧融洽的社區(qū)環(huán)境。

3、景觀環(huán)境效益

住宅小區(qū)園林景觀環(huán)境質(zhì)量直接影響著人們的生理、心理以及精神生活。良好的住宅小區(qū)園林景觀環(huán)境會(huì)讓居民領(lǐng)略到鳥語花香、 心曠神怡的美好感受?？释貧w自然，親近自然，注重環(huán)境和綠化，這是消費(fèi)者環(huán)境主義意識(shí)的復(fù)蘇。

4、經(jīng)濟(jì)價(jià)值

加快住宅建設(shè)，不僅是解決人民住房問題的需要，也是開拓住宅市場(chǎng)、 形成消費(fèi)熱點(diǎn)、 培植國(guó)民經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)點(diǎn)的需要。好的住區(qū)環(huán)境有助于提高住區(qū)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力， 增加銷售速度與入住率，提升開發(fā)利潤(rùn)。 隨著人類對(duì)環(huán)境問題的日益重視，良好的社區(qū)內(nèi)外環(huán)境已成為房產(chǎn)市場(chǎng)中的有利因素。因?yàn)榫坝^是活的，景觀隨時(shí)間而生長(zhǎng)、 擴(kuò)大、 美化，與建筑不同，景觀從來都是隨時(shí)間推移而增值。為確保在今后長(zhǎng)遠(yuǎn)期的換房及房產(chǎn)轉(zhuǎn)讓中居于有利地位，就不能不在房屋購(gòu)置時(shí)考慮景觀環(huán)境因素。經(jīng)濟(jì)杠桿使人們切實(shí)體驗(yàn)到了住宅小區(qū)園林景觀的潛在價(jià)值。

二、城市住宅小區(qū)園林景觀設(shè)計(jì)

1、生態(tài)化的設(shè)計(jì) 。所謂生態(tài)住宅小區(qū)就是指：在保證社區(qū)各項(xiàng)功能正常運(yùn)行和維護(hù)社區(qū)內(nèi)居民較好生活質(zhì)量的前提下，盡量減少人均生態(tài)基區(qū)面積的居住社區(qū)。 學(xué)者們一致認(rèn)為：生態(tài)居住區(qū)應(yīng)該達(dá)到節(jié)能、節(jié)地、節(jié)約資源、節(jié)省材料、太陽能運(yùn)用，無害化、減少?gòu)U棄物、注重材料、能量和資源的重復(fù)運(yùn)用和循環(huán)運(yùn)用等要求。生態(tài)居住區(qū)的目的，就是把可持續(xù)發(fā)展思想和生態(tài)學(xué)原理運(yùn)用于居住社區(qū)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃之中，盡量減少對(duì)大自然的破壞，達(dá)到人與自然的和諧共生。

2、體現(xiàn)地方特色， 因地制宜。特色是綠化設(shè)計(jì)中非常重要的一環(huán)，必須根據(jù)不同地域的氣候特點(diǎn)，居民生活習(xí)慣和對(duì)戶外活動(dòng)的要求不同，做出不同設(shè)計(jì)。由于北方四季分明，冬春風(fēng)沙大，因此綠化首先從防護(hù)功能出發(fā)；夏季應(yīng)考慮通風(fēng)，遮陰降溫的作用。樓間綠地應(yīng)有足夠的遮陰喬木。其次，為了方便居民的戶外活動(dòng)，在空間組織上應(yīng)考慮不同年齡段居民的需求；在道路，小廣場(chǎng)的安排上，還必須考慮日常生活上的行動(dòng)方便以及突發(fā)事件發(fā)生后的防災(zāi)及人員疏散問題，因此綠化種植不應(yīng)阻礙交通。例如：重慶龍湖 “香樟林”小區(qū)保留和適當(dāng)移植了基地中原有的數(shù)十棵香樟樹， 營(yíng)造了優(yōu)美的綠化環(huán)境。景觀設(shè)計(jì)還應(yīng)發(fā)揮住區(qū)周圍環(huán)境背景的有利因素， 或是借景遠(yuǎn)山，或是引水入?yún)^(qū)，創(chuàng)造山水化的自然住區(qū)，同時(shí)， 景觀設(shè)計(jì)也應(yīng)與建筑設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合起來。

3、景觀設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合。建筑的風(fēng)格是景觀設(shè)計(jì)風(fēng)格的基礎(chǔ)， 景觀設(shè)計(jì)的風(fēng)格取向必須考慮建筑的特色。如具有巴渝民居特色的住區(qū)，建筑具有典型的地方特色和語匯，景觀設(shè)計(jì)應(yīng)崇尚“自然天成 ”、 “依山就勢(shì)”、 “隨高就低 ”的藝術(shù)效果。如深圳萬科房地產(chǎn)開發(fā)的深圳“第五園”，原創(chuàng)的現(xiàn)代中式住宅打造出前所未有的現(xiàn)代中式住宅院落，讓天井、 前庭、 后院出現(xiàn)在現(xiàn)代人的生活里， 在整體規(guī)劃設(shè)計(jì)上，對(duì)中式傳統(tǒng)住宅形式進(jìn)行現(xiàn)代手法的演繹， 展現(xiàn)了項(xiàng)目對(duì)“實(shí)現(xiàn)人文自然 ”的現(xiàn)代中式居住觀的追求和探索，整個(gè)項(xiàng)目給人一種古樸典雅而又不失現(xiàn)代的親和感。

4、明確居住區(qū)功能要求。根據(jù)居住行為學(xué)的原理， 住區(qū)的公共景觀設(shè)計(jì)應(yīng)具有明確的功能要求， 它的重點(diǎn)功能是針對(duì)嬰幼兒、 老年人， 因?yàn)樽^(qū)戶外環(huán)境是其主要戶外活動(dòng)空間。這一前提是確定空間的大小、 鋪裝的質(zhì)感、 地面的高差等的著手途徑。住區(qū)景觀對(duì)所有住戶具有心理調(diào)適的功能，能給人以家園感，促進(jìn)社區(qū)居民民主和自主精神的形成。居住區(qū)的景觀兼顧了“動(dòng) ”、 “靜”兩大功能， 居住需要的“動(dòng)”包括運(yùn)動(dòng)、 健身，所以居住區(qū)有籃球場(chǎng)、 網(wǎng)球場(chǎng)、 羽毛球場(chǎng)等， 兒童玩耍、 老人跳舞、 健身的集散場(chǎng)都屬 “動(dòng)”的部分， 而人們休息賞景、 下棋等則屬靜的部分。設(shè)計(jì)時(shí)， “動(dòng)”的區(qū)域應(yīng)安排在遠(yuǎn)離住宅建筑物的區(qū)域， 或集中設(shè)置在會(huì)所等地，以免干擾居民的正常休息。

5、深化中心、創(chuàng)造圍合感與層次感。規(guī)劃住宅小區(qū)的景觀時(shí)要強(qiáng)化中心景觀、注重層次清晰、對(duì)住宅小區(qū)設(shè)計(jì)的好壞評(píng)價(jià)中，層次感顯得至關(guān)重要，居住區(qū)景觀設(shè)計(jì)的空間供應(yīng)多種多樣，有私密空間、公共空間、半私密空間，每個(gè)空間還都緊密的聯(lián)合在一起，動(dòng)靜的變化非常有序，人們可以切身體會(huì)到人性化的空間，良好的環(huán)境，并流連忘返。住宅小區(qū)本來就是由人性化的多個(gè)小空間組成，人民從形式、尺度不一樣的空間挑選出自己滿意的空間，劃分空間不但可以從建筑的圍合方面出發(fā)，還能依靠植物創(chuàng)造出“疏而不漏，圍而不閉”的感覺。根據(jù)灌木、喬木的緊密搭建，錯(cuò)綜復(fù)雜，能夠形成多種多層次的空間。

三、結(jié)束語：

經(jīng)濟(jì)水平的飛速上升，提升了人民的生活水平，城鎮(zhèn)居民在居住上也獲得了重大改善。但是由于城市住宅小區(qū)園林景觀設(shè)計(jì)問題能把各個(gè)時(shí)期的不同文化特征與社會(huì)經(jīng)濟(jì)展現(xiàn)出來，因此，其具有巨大的研究意義。而社會(huì)發(fā)展的形式所需，使得這門學(xué)問的研究需要我們的眼光要變得更加開闊。應(yīng)用生態(tài)園林的特點(diǎn)，將滿足用戶居住要求作為己任，創(chuàng)建出景色優(yōu)美的美好生活環(huán)境，這也是所有設(shè)計(jì)者們共同的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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第9篇：碳循環(huán)描述范文

關(guān)鍵詞：探地雷達(dá)；分類；技術(shù)特點(diǎn)；原理；工作流程

中圖分類號(hào)：P631 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.研究背景

探地雷達(dá)作為一種高效、無損、便捷的淺層地表物理探測(cè)儀器，已廣泛應(yīng)用于地質(zhì)探測(cè)、地下石油礦產(chǎn)勘探、橋梁工程、建筑工程、城市地下管檢測(cè)等地質(zhì)領(lǐng)域。它利用地下不同媒介間存在電磁參數(shù)差異的特征，通過向地下發(fā)射高頻電磁波并接收反射信號(hào)，對(duì)比分析發(fā)射信號(hào)與回波的時(shí)域、頻域特性來研究和推斷淺層地質(zhì)結(jié)構(gòu)和物性特征。與反射地震、地震CT、高密度電法、地震面波等傳統(tǒng)的地球物理方法相比，探地雷達(dá)具有快速便捷、操作簡(jiǎn)單、抗干擾和場(chǎng)地適應(yīng)能力強(qiáng)、探測(cè)分辨率高等方面的優(yōu)勢(shì)，尤其自計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)得到飛速發(fā)展以來，探地雷達(dá)的儀器設(shè)備和數(shù)據(jù)處理能力都得到大幅提高，它在工程應(yīng)用中發(fā)揮的作用也日益劇增。本文通過總結(jié)探地雷達(dá)的技術(shù)特點(diǎn)及分類，研究探地雷達(dá)的工作機(jī)理，探討探地雷達(dá)技術(shù)在林業(yè)探測(cè)中的應(yīng)用，以促進(jìn)我國(guó)探地雷達(dá)的發(fā)展。

2.探地雷達(dá)基本組成及分類

探地雷達(dá)主要由天線與收發(fā)單元、雷達(dá)主機(jī)和便攜式計(jì)算機(jī)3部分組成。其中，天線與收發(fā)單元負(fù)責(zé)電磁波的發(fā)射與回波信號(hào)的接收，不同的雷達(dá)機(jī)制可能采用不同的天線類型及收發(fā)單元；雷達(dá)主機(jī)（嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊）負(fù)責(zé)收發(fā)信號(hào)的控制，以及對(duì)回波信號(hào)的預(yù)處理工作；計(jì)算機(jī)主要負(fù)責(zé)參數(shù)設(shè)置、圖像顯示和后期處理工作。

探地雷達(dá)的種類很多，以發(fā)射信號(hào)的不同調(diào)制方式大致劃分為5種類型，它們具有各自的特點(diǎn)，有些體制之間還存在著應(yīng)用上的互補(bǔ)，這5種調(diào)制方式分別如下：

（1）調(diào)頻連續(xù)波

調(diào)頻連續(xù)波方法常用于淺層或表層（2m以內(nèi)）地下目標(biāo)的探測(cè)，如機(jī)場(chǎng)跑道和高速公路等表層中的結(jié)構(gòu)異?；蚩籽ǖ奶綔y(cè)。它的基本原理為：利用收、發(fā)電磁波的差頻分量來推算時(shí)間延時(shí)，進(jìn)而結(jié)合電磁波在介質(zhì)中的傳播速度確定目標(biāo)體的深度。其優(yōu)點(diǎn)為：分辨率高，發(fā)射頻譜易于控制，具有很寬的動(dòng)態(tài)范圍；它的主要缺點(diǎn)為：體積大、成本高、系統(tǒng)比較復(fù)雜，抗干擾能力差。

（2）脈沖展寬-壓縮技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)已成熟的應(yīng)用于探空雷達(dá)中，它的收發(fā)端采用一對(duì)具有寬帶特性的對(duì)數(shù)周期天線或?qū)?shù)螺旋天線。它發(fā)射線性調(diào)頻脈沖，接收端采用匹配濾波器技術(shù)實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮。它的最大優(yōu)點(diǎn)是分辨率高，特別適用于對(duì)地下細(xì)長(zhǎng)目標(biāo)物（如管道等）的探測(cè)。

（3）連續(xù)波

點(diǎn)頻連續(xù)波發(fā)射技術(shù)的發(fā)射信號(hào)可以是點(diǎn)頻，也可以是一些特定間隔的頻率，接收端采用孔徑天線接收，它的分辨率主要由測(cè)量孔徑的大小決定。它的主要優(yōu)點(diǎn)是發(fā)射頻帶窄，天線系統(tǒng)容易設(shè)計(jì)，而且不需要采用高速數(shù)據(jù)捕獲。它的主要缺點(diǎn)為技術(shù)要求苛刻。

（4）極化調(diào)制

根據(jù)收發(fā)天線的設(shè)置不同，極化調(diào)制方法主要分為線極化和圓極化，相對(duì)而言，采用圓極化特性的天線更有優(yōu)越性。然而，隨著極化矢量的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，接收信號(hào)的包絡(luò)與細(xì)長(zhǎng)目標(biāo)的方向無關(guān)，由線極化造成的方向性不靈敏給探測(cè)帶來了困難。

（5）幅度調(diào)制

根據(jù)發(fā)射波的特征，探地雷達(dá)系統(tǒng)采用的幅度調(diào)制方式通常分為兩種：一是脈沖調(diào)制雷達(dá)，它的發(fā)射波是經(jīng)載波調(diào)制后的窄脈沖，載波頻率通常為幾十兆赫茲，發(fā)射帶寬相對(duì)較窄，接收機(jī)采用常規(guī)解調(diào)技術(shù)提取回波脈沖的包絡(luò)，主要用于冰、淡水或地質(zhì)層的探測(cè)。

另一種幅度調(diào)制雷達(dá)是沖激脈沖雷達(dá)，它主要用于淺層（幾米到十幾米）高分辨率探測(cè)，可用于地下埋設(shè)物、結(jié)構(gòu)空洞等探測(cè)。它的基本原理為：發(fā)射機(jī)采用寬帶天線向地下周期性的發(fā)射無載頻沖激脈沖，回波信號(hào)經(jīng)時(shí)域取樣變換為低頻信號(hào)，再經(jīng)圖像處理形成探測(cè)區(qū)域的地下剖面圖。沖激脈沖探地雷達(dá)的脈沖寬度很窄（幾個(gè)納秒），因此它的頻譜寬度很寬，雷達(dá)具有很高的分辨率和較深的穿透深度。此外，沖激脈沖雷達(dá)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、技術(shù)成熟，是目前應(yīng)用最廣的探地雷達(dá)體制。

3.探地雷達(dá)基本工作原理

3.1 電磁波在有耗介質(zhì)中的傳播特性

探地雷達(dá)的核心技術(shù)是獲取電磁波在有耗介質(zhì)中傳播時(shí)所攜帶的有效信息。電磁波的傳播特性由麥克斯韋方程組描述，表1給出了麥克斯韋方程組的積分形式及本構(gòu)關(guān)系。

其中麥克斯韋安培定律①揭示了磁場(chǎng)是由電流或者時(shí)變的電位移矢量激發(fā)產(chǎn)生；法拉第感應(yīng)定律②描述了時(shí)變磁場(chǎng)能激發(fā)電場(chǎng)的基本規(guī)律；高斯磁定律③闡述了磁場(chǎng)是一個(gè)螺線矢量場(chǎng)；高斯定律④闡明了電場(chǎng)是由電荷激發(fā)產(chǎn)生的，即電場(chǎng)的電位移矢量在閉合曲面S上的通量，等于該曲面包裹住的體積V內(nèi)的電荷總量。媒質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系描述了電磁場(chǎng)與材料屬性之間的關(guān)系，不同媒質(zhì)的介電常量、磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率一般不同，探地雷達(dá)就是運(yùn)用了這種特性來獲取地下目標(biāo)物的信息。由麥克斯韋方程組可知：時(shí)變的電場(chǎng)能夠產(chǎn)生時(shí)變的磁場(chǎng)，時(shí)變的磁場(chǎng)同樣能夠激發(fā)時(shí)變的電場(chǎng)，它們相互激發(fā)并向前傳播，就形成了電磁波。通過麥克斯韋方程組可以得到平面電磁波在無耗介質(zhì)（真空）中的傳播方程，如公式（6）所示。其中E0為電場(chǎng)的振幅，w為電磁波的角頻率，k為沿電磁波傳播方向的一個(gè)矢量，其大小如公式（7）所示。

（6）

（7）

3.2 探地雷達(dá)的雷達(dá)方程

電磁波的本質(zhì)是時(shí)變的電場(chǎng)和時(shí)變的磁場(chǎng)相互激發(fā)產(chǎn)生鏈?zhǔn)絺鞑ィ诿劫|(zhì)中會(huì)產(chǎn)生能量損耗。對(duì)于探地雷達(dá)而言，它探測(cè)的媒介一般為土壤、巖石、馬路瀝青等，電磁波在這些媒介傳播的過程中以電損耗為主，它的具體表現(xiàn)為：電磁波在導(dǎo)體中轉(zhuǎn)化為電流而耗散，在不良導(dǎo)體中，極性分子會(huì)在時(shí)變電場(chǎng)的作用下不斷改變排列方向而相互摩擦，電磁波的頻率越高，分子的運(yùn)動(dòng)越劇烈，轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能也越多，造成電磁波的能量損失。此時(shí)，矢量因子k轉(zhuǎn)換為一個(gè)復(fù)數(shù)矢量，它的表達(dá)式轉(zhuǎn)化為式（8），電磁波在傳播過程中，除了相位以傳播常數(shù)β隨距離變化外，其幅值也要以衰減常數(shù)α隨距離指數(shù)衰減。

（8）

當(dāng)發(fā)射的電磁波能量一定時(shí)，探地雷達(dá)接收信號(hào)的能量強(qiáng)度也與目標(biāo)物的形狀、天線的增益等參量相關(guān)，如探地雷達(dá)方程（9）所示。其中Pr為接收功率，Pt為發(fā)射功率，Gt為發(fā)射天線增益，Gr為接收天線增益，λ0為發(fā)射波長(zhǎng)，S為目標(biāo)的雷達(dá)截面積，R為雷達(dá)與目標(biāo)的距離，L01、L10分e表示發(fā)射天與地面的耦合系數(shù)和接收天線與地面的耦合系數(shù)，Ls表示整個(gè)過程中由于介質(zhì)產(chǎn)生的損耗、α則表示地層的衰減因子。由于要保證接收機(jī)接收到的信號(hào)能量不能被噪聲淹沒，因此探地雷達(dá)探測(cè)深度受到了限制，這就是探地雷達(dá)適用于淺層地表探測(cè)的原因。

（9）

此外，探地雷達(dá)的探測(cè)精度與電磁波的頻率密切相關(guān)，頻率越高，分辨率越高。因此，在使用探地雷達(dá)探測(cè)前，需要根據(jù)目標(biāo)物的幾何特點(diǎn)及埋藏深度、地下媒介的屬性等多種因素選擇探地雷達(dá)型號(hào)及特征參量。

3.3 沖激型探地雷達(dá)的工作原理

沖激型探地雷達(dá)應(yīng)用最為廣泛，它的測(cè)距原理如圖1所示。發(fā)射機(jī)發(fā)出周期脈沖電磁信號(hào)，電磁波在行進(jìn)過程中遇到兩種不同介質(zhì)的交界面時(shí)發(fā)生反射，部分反射能量被接收機(jī)接收。若電磁波由發(fā)射到接收相隔的時(shí)間為t，v為電磁波在介質(zhì)1中的傳播速度，則由幾何關(guān)系得到反射面（目標(biāo)體）的深度z表達(dá)式（103.4 探地雷達(dá)的工作流程

通常，探地雷達(dá)的工作流程分如下5步：（1）對(duì)目標(biāo)體特征與所處環(huán)境進(jìn)行分析，建立測(cè)區(qū)坐標(biāo)，布置測(cè)網(wǎng)；（2）選擇測(cè)量參數(shù)。它包括天線中心頻率、采樣率等；（3）建立測(cè)區(qū)各種目標(biāo)體的探地雷達(dá)圖像特征；（4）利用寬角法等方法確定地層的電磁波速度；（5）完成實(shí)地測(cè)量，整理報(bào)告。

4.探地雷達(dá)在探測(cè)植物根系中的應(yīng)用

植物根系在植物的生長(zhǎng)發(fā)育、生態(tài)系統(tǒng)功能以及碳循環(huán)過程中具有重要作用，利用探地雷達(dá)獲取根系的直徑大小、生物量、空間分布和三維構(gòu)造等參數(shù)是目前林業(yè)學(xué)科研究的熱點(diǎn)話題之一，在植物根系的制圖、根徑大小、根系生物量的估算等方面均取得了一定的研究成果。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外常用方格作為布線方式，對(duì)根莖3D圖像的反演過程較為復(fù)雜。根據(jù)樹根由中心向外輻射的生長(zhǎng)特點(diǎn)，在走線布局時(shí)可以改變?cè)械姆叫尉W(wǎng)格布局，而是改用一簇以樹木本身為圓心的同心圓進(jìn)行探測(cè)，得到的數(shù)據(jù)可以繪制成一個(gè)圓形圖，更符合樹根的分布特點(diǎn)。

結(jié)語

探地雷達(dá)作為一種新興的淺層地表探測(cè)技術(shù)，以其高效、無損、便捷的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于地質(zhì)探測(cè)、隧道及堤岸探測(cè)等各領(lǐng)域。本文結(jié)合探地雷達(dá)應(yīng)用背景總結(jié)了它的技術(shù)特點(diǎn)及分類，利用麥克斯韋方程組及雷達(dá)方程闡述了探地雷達(dá)的收、發(fā)電磁信號(hào)在有耗介質(zhì)中的傳播特性，以及沖激型探地雷達(dá)的測(cè)距原理，歸納總結(jié)了探地雷達(dá)5步常規(guī)工作流程，并討論了探地雷達(dá)在探測(cè)植物根系中的應(yīng)用，提出根據(jù)樹根由中心向外輻射的生長(zhǎng)特點(diǎn)，可以使用以樹木本體為圓心的同心圓作為網(wǎng)格布局方式進(jìn)行探測(cè)。

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