针对现有的零售连锁门店选址方法存在人力与时间成本高、忽略地理空间交互关系以及高维非结构化特征处理粗糙的问题, 提出一种融合多源时空知识图谱与图神经网络(GNN)的连锁门店智慧选址模型(SmartSite)。首先, 搭建多源时空数据库(MSSTDB), 完成多源时空数据的采集与规范化治理; 然后, 构建多源时空知识图谱(MSSTKG), 实现时空实体与时空关系的精准抽取, 并依托图卷积网络(GCN)挖掘地理数据的深层特征表示; 最后, 引入注意力机制动态分配特征权重, 构建智能化选址模型。通过标准数据集对比实验与消融实验验证模型性能, 并将该模型应用于头部新零售连锁企业的门店选址场景。结果表明, 相较于传统的人工选址及常规数据驱动选址方法, 该模型可充分挖掘地理空间数据的关联特性, 显著地降低选址成本, 产生良好的经济效益, 可为零售连锁企业门店选址决策提供决策参考。

现有知识图谱表示学习方法大多仅将知识简单地表征为实体和关系, 忽略复杂关系学习和多关联知识链, 导致无法准确地搭建学科知识体系, 并影响学习路径的生成。针对这一问题, 提出一种基于BERT的结构化双向编码的数学知识图谱表示学习模型(SBE), 通过图数据增强, 将实体和关系表征为初始化向量序列, 结合结构化双向编码和解码, 精准地表示知识在上下文的位置信息和复杂关系链, 并提出基于反事实链路生成的推理策略。实验结果表明, 模型可提升链路预测和知识推荐的准确度。以中学数学知识为案例的分析结果表明, SBE模型可以根据学生需求生成对应的学习路径, 并能够提升数学知识学习路径的精度、完备性和可解释性。

为了探究基于RDF-MT的联邦查询框架性能, 分析其对实际数据冲突问题的应对机制, 针对多源异构场景, 基于RDF-MT技术构建虚拟化全局视图, 针对用户自定义的SPARQL全局查询, 结合虚拟化全局视图实现自适应的查询定位与跨源数据访问。在真实数据上的实验结果表明, RDF-MT技术可实现对多源异构数据的虚拟化跨源查询和统一表示, 能很好地适应数据规模的增大。通过命名空间隔离, 可区分不同来源但语义相同的冲突数据。在计划执行阶段, 对匹配到的多个底层数据源先合并再连接, 能够克服冲突数据对查询进程的影响, 具有明显的时间成本优势。

为探究旱区河流浮游植物群落特征及环境驱动机制, 于2023年5月对窟野河流域3个主要河段(上游: 乌兰木伦河; 支流: 悖牛川河; 下游: 窟野河干流)开展浮游植物调查。共鉴定出浮游植物60种, 隶属于6门41属, 其中硅藻门(Bacillariophyta)和绿藻门(Chlorophyta)为优势门。3个河段的物种多样性存在显著差异, 乌兰木伦河多样性最高, 而悖牛川河多样性最低。水质质量指数(WQI)评价结果显示, 悖牛川河水质最佳, 乌兰木伦河水质最差, 螺旋纤维藻(Ankistrodesmus spiralis)和针形纤维藻(Ankistrodesmus acicularis)可作为评估窟野河流域水质的指示物种。冗余分析结果显示, 电导率(COND)、水温(WT)、溶解性有机碳(DOC)和pH值是窟野河流域浮游植物群落构建的关键理化因子。栅藻(Scenedesmus)是窟野河干流的优势类群, 主要受溶解氧(DO)和硝态氮(NO₃⁻-N)影响; 小环藻(Cyclotella sp.)和异极藻(Gomphonema sp.)是乌兰木伦河的优势物种, 主要受NO₃⁻-N, 氨氮(NH₄⁺-N)和氮磷比(N/P)影响; 等片藻(Diatom)是悖牛川河的优势属, 主要受COND影响。

综合运用宏基因组测序技术和多元统计的方法, 系统地分析灞河15个断面的真核微生物群落结构及其氮代谢基因的空间分布特征和环境驱动因素。结果表明, 灞河上、中、下游真核微生物的α多样性呈现显著差异, 且下游河段的真核多样性显著高于上游河段。在群落组成方面, 硅藻门(Bacillariophyta, 48.3%)为优势类群, 中下游河段的纤毛亚门(Ciliophora)丰度显著增加。真核生物的氮代谢功能在上游河段以同化作用为主导, 中游河段转运相关基因丰度逐渐升高, 下游河段则是反硝化作用增强。此外, 总磷、铵氮和硝态氮显著地影响真核微生物群落结构, 铵氮、硝态氮、叶绿素a、电导率和盐度是氮代谢基因分布的关键性驱动因子。

针对强化生物除磷(EBPR)活性污泥处理体系中原位代谢状态微观监测滞后及关键功能菌株分离困难的瓶颈问题, 构建融合单细胞拉曼光谱(SCRS)与微流控细胞分选技术的“原位诊断–靶向分选”一体化策略。通过对5个典型稳态好氧微生境进行原位光谱采集与智能阈值扫描分析, 建立磷代谢表型与环境磷负荷的生态响应模型。基于模型确定的生物学阈值, 对富集培养后的污泥实施靶向分选与16S rRNA基因鉴定。结果表明, 原位聚磷菌(polyphosphate-accumulating organisms, PAOs)群落表现出显著的单细胞水平代 谢异质性。通过确定拉曼多聚磷酸盐(Poly-P)与苯丙氨酸峰强度比值(Ratio)的阈值, 可以精准地区分高活性聚磷菌亚群。该亚群的相对丰度及单细胞代谢强度均与环境实时溶解性正磷酸盐(SOP)浓度显著正相关, 证实了聚磷菌群落为适应环境底物波动而采取的数量调控与活性调控双重生态响应机制。以 Ratio>2.6 为筛选阈值, 通过分选获得15株具备高聚磷活性的纯培养聚磷菌, 经鉴定, 涵盖反硝化聚磷菌(Microvirgula aerodenitrificans)、兼性聚磷菌(Pseudomonas protegens)及经典聚磷菌(Acinetobacter spp.)。研究结果实现污水脱磷体系代谢状态的微观定量诊断, 并为难培养功能微生物资源的定向获取提供了精准途径。

基于ERA5再分析数据和CMIP6模式的降尺度数据, 分析中国东部季风区1981—2020年湿球温度的变化和湿热天气情况, 并预估 SSP2-4.5和SSP5-8.5排放情景下2046—2055年湿热天气的变化情况, 结合人口数据评价人群高湿热暴露风险。结果表明, 1981—2020年, 中国东部季风区湿球温度总体上呈现升高的趋势。白天, 研究区西部和东部沿海地区湿球温度年最大值显著上升, 南方局部区域下降; 夜晚, 研究区内湿球温度年最大值以上升为主; 昼夜湿球温度年平均值整体上为上升趋势。白天, 湿热天气主要出现在研究区南部, 北部次之, 中部最少, 高湿热天气则呈现北多南少的空间格局; 夜晚, 湿热天气主要出现在研究区北部和东部, 高湿热天气极少出现。在SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下, 未来各类湿热天气的发生频率和分布范围变化情况复杂, 华中、华东、华南和研究区西南部将出现湿热天气减少、高湿热天气增加的变化趋势; 其他区域的湿热天气和高湿热天气均会增加, 北方每年将增加0~50天, 南方大部每年将增加50~100天。未来, 研究区北部高湿热暴露风险较低, 南部面临中度甚至高度的高湿热暴露风险, 亟须采取应对措施。

基于多源环境气象资料, 量化2022—2024年夏季京津冀及其周边地区的热指数以及地面臭氧浓度的时空特征, 发现高温与臭氧污染的复合事件频繁发生于河北南部山前平原。采用自组织映射方法, 对850 hPa天气形势场进行环流分型, 识别出两类典型环流形势与复合事件的高发显著相关。这些环流会在边界层顶部引发暖平流并抑制垂直混合, 同时引导南部暖湿气流在京津冀地区的半包围地形中积聚, 造成高热风险与污染的共同增强。研究结果揭示了区域大气环流与地形协同调控下高温与污染复合过程的边界层物理机制, 对加强复合气象灾害的预警与风险防控具有重要参考价值。

针对煤炭、水利和地铁等地下工程超前探测中地震资料信噪比低、目标体识别困难等问题, 提出一种基于时延叠加的超前探测逆时偏移成像方法。该方法通过设计震源阵列中各震源之间的相对时延, 使各震源产生的地震波场沿特定方向或在目标点处实现同相叠加, 进而增强逆时偏移成像中的相干信号。上述相对时延既可通过控制各震源的实际激发时刻直接实现, 也可通过对独立激发的各炮记录施加相应时移等效实现, 前者为物理实现, 后者为数学实现。采用后一种方式开展的数值实验结果表明, 与常规叠前逆时偏移方法相比, 所提方法能够进一步提高偏移结果的信噪比, 并增强绕射波信号, 为强噪声条件下的超前探测成像提供一种潜在方法。

选择准噶尔盆地南缘博格达地区岩浆岩为研究对象, 通过岩浆岩地球化学分析和锆石U-Pb定年, 揭示出博格达山南北两翼晚石炭世和早二叠世火山岩的岩性及分布具有明显的差异, 推测博格达地区晚石炭世构造活动为后碰撞伸展, 早二叠世构造活动为拆沉作用导致的强烈伸展。地球化学分析结果表明, 博格达地区晚石炭世基性岩高场强元素(HFSE)中Nb和Ta明显亏损, Ti轻微亏损, Zr轻微富集, Nb/Ta和Zr/Hf比值均接近原始地幔, 显示典型的幔源岩浆特征, 说明博格达地区晚石炭世和早二叠世基性岩的陆壳混染作用不强, 岩石圈混染作用的影响更强烈。与早二叠世玄武岩相比, 晚石炭世玄武岩更加亏损大离子亲石元素, 并且具有较高的Mg#值。Zr-TiO₂构造判别图解说明晚石炭世玄武岩具有洋中脊玄武岩特征, 而早二叠世玄武岩更加富集大离子亲石元素和稀土元素, 具有板内玄武岩特征, 说明二者动力学机制存在差异。推测北天山洋晚石炭世闭合后, 由于板片断离作用, 进入后碰撞伸展作用, 博格达地区整体上呈现弱伸展的构造背景。进入早二叠世, 后碰撞伸展的机制发生变化, 博格达地区俯冲板片发生拆沉作用, 随着大量板片流体的加入, 部分地区基性岩中微量元素逐渐富集, 部分基性岩地球化学指标显示板内玄武岩特征。博格达地区晚石炭世和早二叠世存在的两期动力机制不同的伸展作用对准噶尔盆地南缘盆地属性有重要的约束作用。

利用激光剥蚀–电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)方法, 对内蒙古乌努格吐山矿区二长花岗斑岩和石英斑岩中岩浆锆石进行U-Pb 定年和原位微量元素分析, 厘定成矿岩浆性质, 探讨斑岩成矿的主控因素。结果表明, 研究区二长花岗斑岩锆石U-Pb年龄为180.9±0.67 Ma, 与前人报道的辉钼矿Re-Os年龄(≈180 Ma)一致; 石英斑岩锆石U-Pb年龄为202.6±1.4 Ma, 属成矿前岩体。成矿期二长花岗斑岩锆石具Ce和Eu显著正异常和高氧逸度值(ƒ_O2 = −14.6 ~ −12.9, ΔFMQ = +2.3 ~ +3.5)特征, 不成矿的石英斑岩Ce 和Eu异常值以及氧逸度值(ƒ_O2 = −17.1 ~ −9.8, ΔFMQ = −0.5 ~ +2.0)较小。二长花岗斑岩和石英斑岩锆石均显示较高的10000×δEu/Y 值和低Dy/Yb值, 反映二者相似的岩浆水含量。锆石地球化学特征表明, 研究区成矿二长花岗斑岩的初始岩浆具有高氧逸度且富水的特性, 不成矿石英斑岩的初始岩浆水含量相对较高且氧逸度低, 揭示了岩浆氧逸度对斑岩成矿潜力的关键性控制作用。结合区域大地构造演化, 乌努格吐山矿床成矿期的早侏罗世可能受蒙古–鄂霍茨克洋俯冲作用影响, 所触发的部分熔融形成成矿必需的高氧逸度且富水的岩浆。

选取蒙古巴彦峡谷埃迪卡拉系–寒武系界线(E-C界线)剖面为研究对象, 系统地采集埃迪卡拉系顶部至寒武系底部的碳酸盐岩样品, 开展稀土元素(REE)、主量元素、微量元素和无机碳氧同位素等多指标地球化学分析, 评估 REE 的原始海水信号保存程度, 重建研究区古海水氧化还原状态的演化过程。结果显示, 寒武纪幸运阶早期, 研究区发生一期短暂的海洋氧化事件, 随后进入氧化还原频繁波动阶段。氧化还原指标(Ce/Ce*)_SN在BACE(basal Cambrian carbon isotope excursion)事件后显著下降(最小值为 0.57), 指示海水发生快速氧化, 之后该值逐渐上升(最大值接近 1.0), 指示海水逐步还原。Th/U比值与Ce异常的变化趋势高度一致, 进一步印证海水氧化还原状态的快速响应与阶段性变化。研究结果首次提供蒙古西部地区埃迪卡拉系–寒武系界线附近高分辨率的古海水氧化还原记录, 揭示研究区海洋氧化过程的区域时序特征, 可为寒武纪生命大爆发的海洋环境背景研究提供新的地球化学证据。

在回顾能源地理学发展历程, 结合能源转型背景的基础上, 从地理学学科视角, 提出发展新能源地理学的若干构想。首先, 给出新能源地理学的定义。承续传统能源地理学的学科内涵, 将其定义为主要研究风能和太阳能等新能源资源时空特征、开发潜力及影响因素、生产和消费过程与格局及其社会经济和生态环境效应的部门应用地理学。其次, 阐述构建新能源地理学的科学逻辑。与传统化石能源相比, 风能和太阳能资源及其开发利用受大气环流、太阳辐射和下垫面等因素影响, 具有高度的时空异质性, 是最具地理特色的研究本体。再次, 提出包含尺度依存和区域分异在内的新能源关键地理学特征。尺度依存体现在风能和太阳能资源的形成和分布具有多尺度时空特征、不同尺度的大气过程与风电场具有不同的互馈效应, 同时对生态环境、经济性和社会接受度等方面的影响程度和范围具有规模效应。作为一种物理实体, 新能源基础设施总是处于特定的地理环境中, 无论是产生的气候与生态环境效应, 还是受大气过程制约的运行过程, 均呈现显著的区域分异特征。在此基础上, 提出新能源地理学框架下的一些优先研究议题, 主要包括风光能源时空分布特征形成的地球表层过程机制、风光能源生产和消费的地理空间特征、新能源供给的韧性和鲁棒性对社会经济系统的影响、未来气候变化对新能源的影响、大规模新能源建设的气候效应、新能源建设的生态环境和健康效应以及新能源景观与文化感知等。最后, 提出包括地理时空反演、气候模式分析、能源模拟仿真、生态环境响应分析、多尺度动态模拟和人工智能技术在内的新能源地理学研究的技术和方法。

针对冀北山区弃耕加剧威胁粮食安全的问题, 以河北省张家口市为研究区, 基于Google Earth Engine平台, 利用Sentinel-2遥感影像数据, 通过CCDC算法, 识别2019—2023年弃耕的时空格局、发生频次及演变轨迹, 并挖掘弃耕的驱动因素, 得到如下结果。1) 研究时段内张家口市弃耕面积总体上呈波动上升趋势, 从329.12 km²增至449.41 km², 年均弃耕率为4.18%。弃耕主要出现在坝上高原区, 中南部河谷盆地区次之, 东部山地丘陵区最少, 并表现为以“高–高”集聚为主的空间正相关格局。2) 张家口市弃耕频次以二次弃耕为主, 三次弃耕次之, 一次及三次以上的弃耕较少。弃耕频次在纬度方向呈现“两峰一谷”的特征, 在经度方向呈现“西多东少、多峰多谷”的特征。3) 张家口市弃耕轨迹以新增弃耕类为主, 东部山地丘陵区分布居多。弃耕复垦类面积次之, 集中于蔚县–阳原盆地区域。波动性弃耕类与规律性弃耕类面积分别排在第三、四位, 主要分布于坝上高原区。4) 高程、坡度与GDP在多数区域对弃耕表现为促进作用, 人口数量和与道路距离则以抑制作用为主。各驱动因子的影响强度按GDP、人口数量、高程、坡度、与道路距离的顺序依次递减。

基于Web of Science核心合集数据库, 分析1992—2024年碳收支与土地利用相关研究的现状与发展趋势。结果表明, 碳收支与土地利用研究经历从基础理论构建到多学科交叉融合的转型过程, 研究主题由“碳收支”和“碳封存”等核心概念逐步拓展至“碳中和”和“城市化”等政策驱动议题。森林碳汇、土壤碳储量、遥感监测和区域土地利用优化是核心研究方向, 研究范式由单一学科向综合治理和应用实践演进。未来, 随着碳中和战略与全球气候治理需求的加深, 该领域的研究将更加依赖遥感技术、大数据建模与多学科协同, 以便推动土地利用优化与碳减排路径的系统设计, 为实现低碳可持续发展提供科学支撑。

基于1986—2016年云南省6期滑坡数据, 构建一个融合地理探测器的加权信息量–逻辑回归模型(WIV-LR), 并对生成的 6 期易发性评价结果进行时空演化分析, 得到如下结果。1) WIV-LR模型对各期滑坡数据均表现出良好的预测性能(AUC=0.781~0.873); 2) 滑坡易发性的时空演化呈现清晰的规律性, 风险面积持续扩张(高易发区占比从35.52%增至50.27%), 高度集聚于滇西、滇中和滇南, 且风险重心呈现南移–东移–回归西北的规律性迁移; 3) 地理探测器分析结果揭示, 上述演化的驱动机制如下: 关联最显著的影响因子具有阶段性演化特征(如T1期震级影响突出, T4期降雨量影响增强), 且后期人类活动影响加剧; 4) 滑坡易发性的时空演化与关键影响因子的动态变化过程表现出高度一致性。研究结果可为类似复杂地质环境区域的滑坡风险动态识别与防控提供科学参考。

基于黄河流域典型5级子流域水系, 结合流域气候下垫面信息与径流数据, 识别水系结构对河道径流分级特征的影响。基于霍顿水系定律的分析结果表明, 黄河5级子流域不同级别河流的河道径流比(R_Q)在1~3 级范围内呈现较为显著的自相似特性, 与水系结构参数分支比(R_B)、河长比(R_L)和面积比(R_A)的自相似范围一致。其中, R_A是河道径流分级特征的重要参照模板, 有75%的子流域 1~5级R_Q平均值与R_A平均值的比值()在0.95~1.05范围内。同时, 65%的子流域 <1, 说明在半干旱气候条件下, 大部分子流域河道径流随河流级别的增速小于所对应各级子流域面积的增速。水系的 与流域降水量、干旱指数和土壤含水量显著正相关(R>0.5, p<0.05), 意味着降水量较大且地下水补给相对充沛的子流域的河道径流量随河流级别与汇水面积的增加更为显著。研究结果凸显水系结构与流域特征要素对河道径流分级特征的协同影响, 可为干旱气候区流域水资源管理提供科学依据。

为了构建宅基地利用效能形态(EMHU)与生态关联形态(EAM)测算模型, 基于镇域和村域两个尺度, 从政策、资源和区位导向3个视角探讨宅基地EMHU与EAM的空间分异, 为宅基地资源的可持续利用提供思路。以天津市静海区235个村庄为例, 采用非期望产出超效率SBM模型、生态环境指数和耦合协调度模型开展实证分析, 得到如下结论。1) 从政策引导角度来看, 静海区特色城镇的EMHU 均值优于一般城镇, EAM反之。特色城镇的EMHU和EAM集中于低等级, 一般城镇的EMHU分布较均衡, EAM主要分布于高等级。2) 从资源导向角度来看, 静海区产业主导型城镇的EMHU均值优于文化主导型城镇, EAM反之。产业主导型城镇的EMHU分布均衡, EAM集中于低等级, 文化主导型反之。3) 从整体来看, 特色城镇中文化主导型城镇的EMHU高于一般城镇中的产业主导型城镇, 而一般城镇中产业主导型城镇的EAM最强, 特色城镇中产业主导型城镇的EAM最弱。4) 从村域划分来看, 区位优势的增加使EMHU和 EAM呈U型分布。因此, 宅基地利用效能形态及生态关联形态在不同尺度不同视角下的趋势均有迹可循, 且呈现出明显的空间分异, 为促进农村生活–生态的和谐共生, 应考虑不同尺度不同视角下存在的差异, 因地制宜地实现乡村振兴。

针对中国西南地区跨境河流甲烷(CH₄)观测资料较为缺乏的问题, 聚焦伊洛瓦底江云南段, 于2022年10月至2023年12月开展为期一年的跨季节采样, 通过顶空平衡法测定河流表层CH₄浓度, 结合浮箱法测定水−气界面CH₄扩散通量, 系统地分析其时空分布特征及其影响因素。结果显示, 河流CH₄浓度范围为5.6~476.5 nmol/L, 平均浓度为64.0±98.4 nmol/L, 相对于大气为过饱和状态(162%~17024%, 均值为2213%±3498%)。CH₄扩散通量范围为0.004~1.22 mmol/(m²∙d), 平均通量为0.26±0.22 mmol/(m²∙d)。CH₄浓度春夏季较高, 秋冬季较低; 扩散通量则表现为春季高、夏季低的特征。环境因子分析结果表明, 作为碳源, 溶解性有机碳(DOC)的浓度较低, 限制CH₄的产生; 同时, 水体中悬浮泥沙抑制CH₄的扩散和释放。与其他亚热带河流的CH₄观测结果相比, 伊洛瓦底江云南段河流的CH₄浓度和扩散通量整体上偏低, 表现为大气CH₄的弱源。

针对当前人智协作研究中存在的协作模式体系碎片化、未能与任务特征系统关联的问题, 构建以任务过程模型为基础的模块化人智协作设计框架, 针对10项关键任务特征, 提出覆盖任务输入、处理和输出3个环节的11种基础协作子模式, 并明确其组合规则。以新产品开发和多学科诊疗等6个典型团队任务为例, 演示如何根据具体任务在多环节、多维度上的特征, 依次选择协作子模式。通过提出全过程、多特征、可组合的协作模式, 整合碎片化的协作模式, 将协作设计推进至操作化层面, 为组织系统规划和优化人智协作工作流程提供理论支撑与实践路径。