Coding and Paper Letter（五十七）

資源整理。接上篇，第二篇Paper。

Paper:

1.Conceptual Model of Loess Landform Inheritance/

本章討論了黃土地貌的概念模型，以及定義，基本特徵，幾何，影響因素，現有條件，類型分類以及表達的方法。湯國安老師的英文書籍《Loess Landform Inheritance: Modeling and Discovery》

2.Crop Structure Changes Altered the Cropland Nitrogen Balance between 2005 and 2015 on the Sanjiang Plain, China/做物結構變化改變了中國三江平原2005年至2015年的農田氮素平衡

已經在許多國家不一樣尺度計算了氮（N）預算，以提升對氮平衡特徵的理解，並評估施用化肥N的環境污染風險。然而，動態特徵，驅動力和潛在的土壤肥力後果與農田氮平衡不多被討論，特別是在土壤肥沃，氮肥利用率低的地區。本研究調查了N平衡的時空特徵，以及農業發展對三江平原農業生態系統的影響，三江平原是中國最大的商品糧生產國之一。 2005年至2015年，用五年間的縣級農業統計數據計算農業氮平衡，氮盈餘強度和氮利用效率。農業發展帶來了耕地面積，化肥消費量的持續增加，氮利用效率（NUE）。氮盈餘強度從2005年的65.0千克/公頃降至2010年的43.5千克/公頃，到2015年降至22.2千克/公頃。然而，2015年13個縣和2010年11個縣的NUE> 90％。 2005年只有5個縣的NUE超過90％，這代表土壤中的氮被做物利用，土壤肥力逐漸降低。做物面積的百分比變化，即玉米麪積百分比的增長，對NUE的增長有顯着貢獻。所以，必須明智地管理知足做物養分需求並確保三江平原農業可持續性的肥料。本研究的結果強調了評估做物結構調整對農業發展過程當中土壤肥力和氮平衡的影響的重要性。做物結構變化如何影響農田氮素平衡以及重要性。N平衡的時空演變對將來農田生態系統的研究具備指示意義。

3.Impact of urban characteristics on cooling energy consumption before and after construction of an urban park: The case of Gyeongui line forest in Seoul/城市公園建設先後城市特徵對製冷能耗的影響 - 以首爾京義線林爲例

城市地區的熱環境變化會影響健康，生活條件和能源消耗。在城市規劃中，城市公園是改善熱環境和節約冷卻能源的方法之一。城市公園建設能夠緩解溫度，但也能夠經過提升當地的吸引力來促進城市發展。爲了經過城市規劃中的公園實現高效節能，本研究的目的是研究城市公園建設先後建築能耗與城市特徵之間的關係。這項研究針對首爾的京義線森林，該森林最近被改建爲前鐵路的線性公園，做爲城市更新項目。咱們使用迴歸模型分析了能源消耗與城市特徵之間的關係，重點關注施工先後的變化。在這項研究中，城市特徵包括環境，建築物理特徵和經濟變量。結果代表，城市公園的建設不只下降了溫度，並且下降了建築能耗。公園的能量減小效果限於邊緣距離。同時，城市公園建設致使土地價格上漲，促進了新的發展，這改變了該地區的城市特徵，影響了能源消耗。儘管城市特徵發生了變化，但城市公園規劃是下降城市地區降溫能耗的有效方法。咱們建議在制定公園政策以下降城市溫度和能源消耗時綜合考慮城市因素。城市公園對於溫度與建築能耗的關係，城市公園是城市綠色空間的重要組成。

4.The definition of remotely sensed reflectance quantities suitable for rugged terrain/適用於崎嶇地形的遙感反射率的定義

地表的各向異性散射行爲以其雙向反射分佈函數（BRDF）爲特徵。然而，對於異質且崎嶇的地形仍然缺少物理上一致的BRDF定義，這些地形約佔地球陸地表面的24％。在這項研究中，咱們從新審視了當前的BRDF定義，並針對具備不多因變參數的崎嶇地形進行了更新：照明和觀察幾何形狀，地形陰影，有效的照明和觀察區域以及亞像素級斜坡的各向異性反射特性。此外，在反射量的當前物理框架內提出了雙向反射係數（BRF），半球方向反射係數（HDRF），方向半球反射係數（DHR）和雙半球反射係數（BHR）。這些反射量已被三維離散各向異性輻射傳輸（DART）模型採用，以提供遙感影像的模擬。爲了強調正確使用這種反射項的重要性，咱們使用DART模擬來顯示這些反射量的地形效應。最後，討論了地表BRDF/BRF的其餘問題，如崎嶇地形的空間尺度，微尺度表面各向異性反射的表徵，導數反射量，地形參數，波長依賴性和互易性，以及將來前景。發表在RSE的雄文，BRDF在異質和崎嶇地形的改進定義，定量遙感關鍵要素BRDF。同時利用DART來實現，這篇文章值得勵志在定量遙感領域深刻研究的同窗研讀。

5.Spatio-temporal variations and factors of a provincial PM2.5 pollution in eastern China during 2013–2017 by geostatistics/利用地統計學分析2013 - 2017年中國東部省級PM2.5污染的時空變化及其影響因素

細顆粒物（PM2.5）是典型的空氣污染物，在世界範圍內對健康產生不利影響，特別是在快速發展的中國，因爲空氣污染嚴重。 PM2.5污染隨時間和空間的變化而變化，因爲地形和睦象，土地利用以及城市化和工業化的特徵等地理條件的差別，PM2.5污染占主導地位，全部這些都經過影響污染造成來控制污染的造成。各類來源和PM2.5的運輸。爲了表徵這些參數和機制，研究了中國東部江蘇省高分辨率的5年PM2.5污染模式。利用地質統計分析（GIS）的克里格插值方法和HYbrid單顆粒拉格朗日綜合軌跡（HYSPLIT）模型，對覆蓋13個城市的國家空氣質量監測網絡110個地點的空氣污染時空分佈進行了研究。儘管年平均濃度從以前的72降至近50μgm-3，但研究區域的PM2.5污染明顯。顯着的時間變化顯示冬季PM2.5水平高，夏季低。在空間上，北部（內陸，重工業）的PM2.5水平高於東部（沿海，平原）地區。工業來源對空氣污染的貢獻最大。後向軌跡聚類和潛在源貢獻因子（PSCF）分析代表典型的季風氣候在氣溶膠運移中起着重要做用。夏季，江蘇的氣團主要受近地區上升氣流的影響，佔氣流總量的60％左右，而冬季，西北地區的長途運輸對空氣污染有顯着影響。結合地統計和後向軌跡對PM2.5污染時空變化和影響因素分析，後向軌跡的模型的使用主要是針對大氣污染的傳輸分析。結果顯示工業源仍然是空氣污染的重要貢獻，而考慮了後向軌跡則重點分析出了氣象條件對於氣溶膠遷移的影響。

6.Increased secondary aerosol contribution and possible processing on polluted winter days in China/中國污染冬季的二次氣溶膠貢獻增長和可能的處理

中國經歷了嚴重的微粒污染，特別是在冬季，肯定污染事件中顆粒物（PM）的特徵對於瞭解污染的來源和緣由相當重要。然而，在報告的研究中，氣溶膠成分，來源和二次加工中發現了不一致。現代Meta分析用於探討中國四個典型地區冬季PM化學特徵和加工過程，初步發現二次氣溶膠造成是PM污染的主要影響因素。在京津冀（BTH）和關中（GZ）地區，四個地區的次生無機物種表現不一樣：硫酸鹽，硝酸鹽和銨含量增長，但珠江三角洲（珠江三角洲）和長江流域只有硝酸鹽含量增長三角洲（YRD）地區。二次有機氣溶膠（SOA）的產量增長多是因爲GZ和BTH區域的水相加工以及珠三角地區的光化學反應形成的。最後，咱們建議將來的AMS / ACSM觀測應該關注中國冬季農村地區的氣溶膠特徵。用Meta分析剖析氣溶膠貢獻增長和可能的應對方案。氣溶膠污染的難點之一就是光化學反應和大氣的二次反應，這篇文章經過對已有文獻的Meta分析，可以系統地提供一些關於氣溶膠污染的機理先驗知識。

7.Three Fundamental Issues on Geography as a Science of the Earth's Surface/地理學做爲一門地球表層科學的三個基本問題

關於地理空間或地球表面有三個基本問題：它的形態，工做原理以及它應該是什麼。就其形態而言，有兩種規律適用於地理要素或城市結構：冪律分佈和Tobler定律。冪律分佈定律適用於從最小到最大的全部尺度，而且它指出在地理空間中存在比大數字更小的東西。 Tobler定律能夠在一個範圍內得到，它代表或多或少相似的事物每每是附近或相關的。地理要素或城市結構（它如何運做）非線性地變化，所以它們本質上是不可預測的。就應有的而言，有兩個設計原則有助於創建更好的建築環境：差別化和適應性，分別符合冪律分佈和Tobler定律。在本次演講中，我將使用天然城市和天然街道兩個概念來展現規模法無處不在，並進一步論證如何在兩個設計原則的基礎上使建築環境更加生存或更具可持續性。與這兩個概念相關的是咱們開發的兩個工具：用於大型街道網絡拓撲分析的Axwoman，以及用於地理特徵縮放分析的頭/尾斷點。我將進一步闡述爲何GIS表示（如柵格和矢量）沒法捕獲地理空間或地球表面的結構，並呈現真正多重尺度的拓撲表示。江斌老師在2018年AAG上的彙報，回顧了地理學的三大基本問題，江斌老師其實更集中在形態的研究上，他提出了scaling law，事實上就是冪率分佈的特徵。做爲一個基礎性對地理學的理解，是值得探究的。

8.Effects of DEM resolution on the accuracy of gully maps in loess hilly areas/DEM分辨率對黃土丘陵溝壑區地形圖精度的影響

溝壑地圖是研究溝壑侵蝕和土地退化的重要先決條件。已經提出了許多基於數字高程模型（DEM）的方法來實現自動溝壑映射。然而，源自DEM的溝壑地圖的準確性不可避免地受到DEM分辨率的影響。本研究調查了DEM分辨率對溝壑圖準確性的影響。一系列分辨率爲0.1-10米的DEM用於繪製溝壑區域。經過迴歸模型描述了DEM分辨率對映射溝壑區域中的偏差和位置偏差的影響。中國黃土高原丘陵地區兩個流域的結果以下。分辨率爲0.5-2米的DEM最適合溝壑測繪。很是高分辨率的DEM增長了局部位置偏差並過分預測了溝壑的範圍，而具備較粗分辨率的DEM致使了溝壑製圖邊界的向下遷移，致使溝壑區域的預測不足。然而，DEM分辨率對溝谷地圖的影響不是恆定的，而是在空間上變化。分辨率效應的空間差別與溝壑形態有關。 V形溝渠中溝壑地圖的分辨率影響強於U形溝壑。本研究的結果可用於爲黃土丘陵地區的溝壑測繪選擇合適的DEM分辨率，並有助於經過使用DEM瞭解溝壑的特徵。不一樣分辨率DEM製做溝壑地圖的影響研究，湯國安老師團隊的成果。不一樣分辨率都存在偏差致使最終制圖的不一樣問題，考慮製圖使用的數據的分辨率須要綜合考慮。

9.A national analysis of the geographic aspects and ecological correlates of PM2.5 in China based on ground observational data/基於地面觀測數據的中國PM2.5地理方面和生態相關性的國家分析

愈來愈多的研究使用近年來中國城市的地面觀測資料研究了小於2.5μm（PM2.5）的細顆粒物的特徵。本文基於對全國367個城市和地區的環境空氣質量觀測，分析了PM2.5的地理方面和生態相關性。全局和局部Moran's I分析的結果代表，PM2.5在全國範圍內存在顯着的彙集模式，熱點主要集中在位於華北平原的城市。空間插值的PM2.5估計代表，除夏季外，中國大部分地區都經歷了不健康的PM2.5濃度，而中國人口比例大得多，整年暴露於不健康的PM2.5。迴歸分析結果代表，PM2.5的空間變化與空氣污染呈正相關，但與氣象因素呈負相關。這項研究的結果能夠爲中國及其餘地區的空氣污染減緩政策和公共衛生工做提供新的看法。這篇文章暫且從摘要看不出特別出色的亮點，大部分結論都是比較明確的，方法也較爲簡單。固然這個與健康的關聯也算是提到的一個政策啓示方向。

10.再論可持續性科學：新形勢與新機遇

近10年來,可持續性科學蓬勃發展,已成爲21世紀全球廣泛關注的一個重要的新科學領域.然而,在大力提倡可持續發展和生態文明建設的中國,可持續性科學還沒有引發科學家和實踐者的足夠重視.爲促進可持續性科學在中國的發展,2014年鄔建國等曾撰文介紹什麼是可持續性科學.本文進一步探討了這一問題,並補充闡述了可持續性科學與可持續發展研究的關係、可持續性科學的科學範式及其8個基本論題.基於對可持續性科學發展動態的分析,做者認爲,一方面,可持續性科學已進入系統推動的成熟發展期;另外一方面,雖然我國可持續發展研究、實踐與教育的熱情高漲,但在可持續性科學領域起步較晚,落後於主要發達國家和南非.爲此,本文在文獻綜述的基礎上,提出促進中國發展可持續性科學的"三位一體"策略:一是"請進來"以服務中國實踐;二是"走出去"以貢獻中國智慧;三是"中西醫結合"以引領學科發展. 鄔建國老師團隊的成果，隨着SDGs的提出，以及Nature Sustainability子刊出現，就我而言，可持續性科學也算到了春天，蓬勃發展的時期。這也是對於可持續性科學過去，如今和將來的一個好總結。

11.Multi-year comparison of the effects of spatial pattern of urban green spaces on urban land surface temperature/城市綠地空間格局對城市地表溫度影響的多年比較

全球城市愈來愈多地將城市綠化視爲減輕城市熱島（UHI）影響的有效措施。儘管人們認識到城市綠地（UGS）的空間格局可能會受到一部分文獻所提的冷島效應的影響，但結果並不一致且不肯定。這多是因爲不一樣數量和類型的景觀指標，不一樣研究中使用的不一樣統計方法，以及指標的尺度依賴性和城市之間的背景差別。咱們相信，使用一致的方法跨時間和空間進行比較研究能夠克服這些挑戰。咱們使用一系列統計和空間方法研究了1973年至2015年新加坡UGS的空間格局和冷卻效果之間的關係。 Landsat圖像用於得出土地覆蓋和陸地表面溫度（LST）圖。咱們的研究結果代表：（1）PLAND，SHAPE AM，PD和ENN AM四個指標能夠有效量化UGS模式及其與LST的關係; （2）除了UGS（組合）的數量外，UGS配置的四個方面多年來對LST有顯着影響，即斑塊大小，形狀複雜性，聚合和分裂以及連通性; （3）組成與配置的相對重要性可能取決於現有的UGS模式; （4）相對較大的斑塊形狀更簡單，鏈接更多，斑塊更少，與較低的LST相關。咱們討論告終果的重要性以及它們在優化UGS模式以提升冷卻效果方面提供的看法。長時間序列新加坡城市綠地與地表溫度的景觀生生態分析，用了一些經常使用指標，迴歸分析。仍是一個比較紮實的工做，也提了一下政策啓示。

12.An Improved High-Spatial-Resolution Aerosol Retrieval Algorithm for MODIS Images Over Land/一種改進的土地MODIS影像高空間分辨率氣溶膠反演算法

（MODIS）數據因爲其較短的重訪時間和長期觀察，在全球範圍內的氣溶膠反演中可發揮重要做用。因爲空間分辨率較差，MODIS氣溶膠光學厚度（AOD）產品在城市或地方尺度的空氣質量研究中受到嚴重限制。所以，本文提出了一種改進的1km空間分辨率MODIS圖像氣溶膠反演算法。該算法基於具備先驗地表反射率數據庫支持（HARLS）的高分辨率氣溶膠反演算法，該算法是在明亮的城市地區開發的，隨後在陸地上進行了修改和驗證。在這項研究中，使用MODIS表面反射和睦溶膠產品構建了一個8天的地面反射數據庫和陸地上的季節性氣溶膠型數據庫。選擇具備不一樣下墊面和睦溶膠類型的四個典型區域（歐洲，北美，北京 - 天津 - 河北和撒哈拉）進行氣溶膠回收實驗。 AOD反演根據AERosol RObotic NETwork（AERONET）版本2 Level 2.0 AOD測量進行驗證，並與3 km分辨率（MOD04 3K）的操做MODIS AOD產品進行比較。結果代表，AOD反演與AERONET AOD測量結果充分匹配，收集的79.56％，72.69％，74.71％和61.01％屬於土地的MOD04 3K預期偏差（EE）[±（0.05 + 20％）]在上面列出的區域中。改進的HARLS（I-HARLS）算法在不一樣的表面條件下表現良好，但數據質量隨着表面反射率的增長而逐漸下降。此外，I-HARLS算法具備較強的誤差，而且能夠提供比MOD04 3K AOD產品提供的更詳細的氣溶膠空間分佈。這些結果代表I-HARLS算法可用於中等或小尺度的空氣污染和睦候相關研究。改進MODIS高空間分辨率氣溶膠反演算法能夠用於城市反演，從結果上仍是比較好的。發表在JGR上。固然是否真的能夠適用於全部城市研究，表示有必定的懷疑度。