基于信息量和逻辑回归耦合模型的黄土地震滑坡危险性分析

黄土地震滑坡危险性分析对黄土地区城镇化、工程建设的规划和地震灾害预防具有重要意义。以甘肃省定西市岷县—漳县交界处为研究区域,通过统计分析该区历史地震滑坡灾害数据,归纳并建立包含地震、坡度、坡高、坡向、地层岩性、年平均降雨量、河流流域和地貌类型等8个影响因子的评价指标体系,采用信息量模型、逻辑回归模型和信息量-逻辑回归耦合模型分别分析该区域黄土地震滑坡危险性。结果表明：(1)地震、河流和降雨是诱发黄土滑坡灾害发生的主要因素,其中地震因子贡献率最大;(2)研究区可划分为高、较高、中、低和极低危险区五个等级,其中高危险区主要集中于岷县、漳县与陇西县等地;(3)根据受试者工作特性(ROC)曲线精度检验结果,三种模型的AUC值分别为0.889、0.617和0.898,信息量-逻辑回归耦合模型结果的精确性相比其他两个模型更高。     

浙江舟山近海仔稚鱼时空动态变化及与环境因子的关系

为探明舟山近海海域仔稚鱼丰度的分布、出现概率及与环境因素的综合关系,进一步研究该海域渔业资源的补充机制,根据2019年3、4、7、11月在舟山近海海域开展的4个航次仔稚鱼生态调查资料,研究了舟山近海仔稚鱼的出现概率、群落结构(种类组成及优势种数量)的动态变化,探讨仔稚鱼群落的季节变化和对环境变化的响应,以及环境变化对仔稚鱼补充量的影响。结果显示:空间上,调查海区水深范围5～50 m,仔稚鱼集中分布于水深10～20m的近岸河口岛礁区;时间上的季节变化比较大,春夏季丰度高,冬季少。GLM模型结果显示:近岸河口型仔稚鱼在近岸出现的概率为0.65～0.95,在近海出现的概率为0.26～0.60;近海型仔稚鱼在近岸出现的概率为0.12～0.34,在近海出现的概率为0.32～0.54。仔稚鱼优势种春夏季各出现1种,秋冬季各出现2种,全年仔稚鱼优势种有4种。数量分布为:仔稚鱼种类数春季(19种)、夏季(16种)、秋季(10种)、冬季(5种),具有明显的季节性变化。按种类适温属性划分,调查海区仅出现暖温性和暖水性两种,其中暖温性15种(占已知适温类型种类的60%),暖水性10种(占40%);按生态类型...     

在IONESS系统中浮游介形类的昼夜垂直移动

根据IONESS系统对浮游动物的分层采样结果,研究浮游介形动物的昼夜垂直移动.浮游介形类存在着整个类群的昼夜垂直移动,白天其丰度最大值记录于200～300m层,并往上层水域递减,而夜间则明显往上层密集,丰度最大值提升至50～100m层;就物种多样性而言,由于工作水层(0～1000m)以深水层的众多种类于夜间上升至1000m以浅水层,导致工作水层内总种数由白天的49种剧增至夜间的78种,增幅达60%,各分层的种类数都有较明显的增加,750～1000m层的增幅最大,达150%,其次为50～100m层(增幅达125%);各种浮游介形类有不同的昼夜垂直移动模式,但绝大多数种类属于夜间上升型,少数种类属于不敏感类型,极少数种类却具夜间下降的移动特点.浮游介形类虽具明显的昼夜垂直移动,但这一变动往往局限于一定水深范围,从而反映出介形类的层状分布特点,可划分为广深分布型、上层分布型、中层分布型和下层分布型.     

稳定同位素技术应用于水域食物网的方法学研究进展

稳定同位素技术是揭示食物网中物质的循环路径和探究消费者、生产者间的营养关系的重要方法.但是,不同的样品处理方法可能引起同位素比值的变动,使得食物网模型的建立和各研究结果间的相互比较存在一定的困难.样品的预处理主要分为四个环节,即保存、分离、酸化和干燥.在水域生态系统中,水体中的颗粒,溶解性有机物质、细菌、浮游动物、藻类、水生植物、鱼类及底栖动物等采集后,通过分离纯化,得到目的样品,-20℃冷冻保存.对于含有无机碳酸盐的生物样品,例如沉积物、含有钙质结构的无脊椎生物、部分浮游生物等需要酸化处理以排除无机碳对6"c测定的影响,1mol/L.HCl滴加可以达到很好的去除效果.对于生物样品δ15N的测定则不需要酸化处理.最后,样品经冷冻干燥或40—70℃低温烘干以备稳定同位素的测定.另外,用福尔马林、乙醇等保存在博物馆里的样品,对于长时间尺度上食物网的重建具有重要的生态学意义.本文系统总结了不同研究中样品处理过程的差异,分析其干扰机制,为进一步的方法学研究奠定了基础.     

径潮流变化对长江潮流界位置的影响研究

赤潮流界是表征河口径潮相互作用的关键界面,受各种动力作用在空间上不断上下迁移。本文基于2012—2019年间长江口岸直水道五峰山至南支河段大范围实测资料,分析了46种径潮流组合下,长江主汊河段主深槽潮流界位置的变化。研究结果表明:(1)在径流条件一定时,随着潮差的减小潮流界位置逐渐向下游移动,初始时期潮流界位置下移速度较慢,后期加快。(2)在潮差一定时,当上边界径流量以同样速度增加时,枯水期潮流界向下游移动的速度快,平水期与丰水期潮流界向下游移动的速度会逐渐减慢。(3)潮流界距大通的距离与潮径比呈显著相关的对数关系,可用于今后潮流界位置的定量计算。潮流界位置随着潮径比的减小而下移,当潮径比约为0.56时,潮流界位置在江阴附近。新水沙条件下,长江潮流界位置的研究对"长江大保护"战略下河口海岸地区的开发规划具有重要现实意义。     

Regeneration and utilization of nutrients during collapse of a Mesodinium rubrum red tide and its influence on phytoplankton species composition

High-biomass red tides occur frequently in some semi-enclosed bays of Hong Kong where ambient nutrients are not high enough to support such a high phytoplankton biomass. These high-biomass red tides release massive inorganic nutrients into local waters during their collapse. We hypothesized that the massive inorganic nutrients released from the collapse of red tides would fuel growth of other phytoplankton species. This could influence phytoplankton species composition. We tested the hypothesis using a red tide event caused by Mesodinium rubrum(M. rubrum) in a semi-enclosed bay, Port Shelter. The red tide patch had a cell density as high as 5.0×10~5 cells L~(-1), and high chlorophyll a(63.71 μg L~(-1)). Ambient inorganic nutrients(nitrate:NO_3~-, ammonium: NH_4~+, phosphate: PO_4~(3-), silicate: SiO_4~(3-)) were low both in the red tide patch and the non-red-tide patch(clear waters outside the red tide patch). Nutrient addition experiments were conducted by adding all the inorganic nutrients to water samples from the two patches followed by incubation for 9 days. The results showed that the addition of inorganic nutrients did not sustain high M. rubrum cell density, which collapsed after day 1, and did not drive M. rubrum in the non-red-tide patch sample to the same high-cell density in the red tide patch sample. This confirmed that nutrients were not the driving factor for the formation of this red tide event, or for its collapse. The death of M. rubrum after day 1 released high concentrations of NO_3~-,PO_4~(3-), SiO_4~(3-), NH_4~+, and urea. Bacterial abundance and heterotrophic activity increased, reaching the highest on day 3 or 4, and decreased as cell density of M. rubrum declined. The released nutrients stimulated growth of diatoms, such as Chaetoceros affinis var. circinalis, Thalassiothrix frauenfeldii, and Nitzschia sp., particularly with additions of SiO_4~(3-) treatments, and other species. These results demonstrated that initiation of M. rubrum red tides in the bay was not directly driven by nutrients.However, the massive inorganic nutrients released from the collapse of the red tide could induce a second bloom in low-ambient nutrient water, influencing phytoplankton species composition.     

基于非结构化网格的边界积分方程方法的断层自发破裂模拟

地震自发破裂模拟是震源动力学研究的重要内容,了解复杂的断层动力学破裂过程对深入认识震源特征和解释运动学反演结果具有重要意义.基于边界积分方程方法的破裂模拟已经被广泛使用,大多采用的是平面断层模型的结构化网格划分.由于实际的断层往往具有较为复杂的几何特征,为了更为灵活地刻画断层几何复杂性,我们建立断层模型的三角形网格离散方案,通过精确的解析解形式来计算断层各个单元之间的应力格林函数,联立滑动弱化摩擦准则和非奇异边界积分方程,对断层的自发破裂过程进行了模拟.在简单的平面断层模型下,将计算结果与前人的结果进行了对比,验证了方法的正确性与有效性.对于几种常见的复杂断层模型,例如弯折、阶跃、含障碍体断层等,我们模拟了其破裂过程并对计算结果进行了比较与分析.模拟结果表明,非结构化网格划分的边界积分方程方法能够很好地模拟平面矩形断层或由其组成的规则断层,同时也能成功地模拟具有复杂几何形状的不规则断层上的动力学破裂过程.本研究的结果显示了边界积分方程方法在模拟复杂断层系统的动力学破裂问题上具有较广阔的应用前景.     

新型自复位连梁阻尼器设计及其力学性能数值模拟研究

为改善高层建筑联肢剪力墙抗震性能,消除传统连梁阻尼器残余位移较大或等效阻尼比较小等问题,设计了一种兼具耗能和自复位功能的形状记忆合金粘弹性连梁阻尼器（Shape Memory Alloy Viscoelastic Coupling Beam Damper,SVCBD）,给出了新型连梁阻尼器的构造形式和工作原理。利用拉普拉斯变换得到的粘弹性材料粘性系数以及超弹性形状记忆合金（Shape Memory Alloy,SMA）本构模型,基于ABAQUS仿真平台建立了SVCBD精细有限元模型;对SVCBD滞回特性进行了模拟分析,并与普通粘弹性阻尼器进行了对比。考虑了SMA丝束初始预应力度、横截面总面积和粘弹性材料层剪切面积等参数对SVCBD滞回特性的影响。分析结果表明:与普通粘弹性连梁阻尼器（Viscoelastic Coupling Beam Damper,VCBD）相比,SVCBD滞回曲线更加饱满,耗能能力更强,残余位移减小,初始刚度也大大提高,具有很好的耗能和复位效果;SMA丝束初始预应力大小、横截面面积（即配置数量）和粘弹性材料层剪切面积均对SVCBD的耗能和复位能力具有明显的影响。     

电磁卫星地震应用进展及未来发展思考

法国DEMETER(Detection of Electro-Magnetic Emissions Transmitted from Earthquake Regions)卫星是世界上第一颗专门针对地震电离层扰动监测的电磁卫星, 于2004年发射, 2010年底结束运行, 共在轨飞行6.5年, 获得3万多条整轨数据, 为地震监测及电离层物理研究提供了坚实的数据基础。 全球科学家利用这颗卫星的数据开展了大量的地震应用研究, 发表文章上百篇, 将电磁卫星的地震应用研究推向了新的阶段。 中国第一颗电磁监测试验卫星CSES(China Seismo-Electromagnetic Satellite)于2018年2月2日成功发射, 目前已完成在轨测试并交付使用, 科学数据也已正式对外发布。 如何充分发挥CSES卫星的应用效能, 将空间电磁监测向业务化运行转化, 总结和思考DEMETER卫星的技术进步、 研究成果及曾经出现过的问题, 十分重要。 因此, 本文着重介绍DEMETER卫星在地震监测应用领域的代表性研究进展, 并结合CSES卫星的设计和运转实践, 对未来空间地震电磁探测及科学研究的发展方向进行一些初步讨论。     

一种改进的地理加权回归模型水深反演方法

利用多光谱卫星遥感影像反演浅海水深是水深测量的一种重要方式。提出一种基于主成分分析的地理加权回归模型(PCA-GWR),采用WorldView-2多光谱卫星遥感影像数据,对经过数学变换后的波段反射率数据先进行主成分分析,将得到第一主成分量进行地理加权回归分析,并与双波段比值模型、多波段线性模型和地理加权回归模型(GWR)的水深反演结果进行比较。结果显示,各个反演模型反演水深值与实测水深值的相关系数r均大于0.75,其中PCA-GWR模型水深反演结果最好,r为0.96、RMSE为1.56 m、MAE为1.06 m。研究表明,PCA-GWR模型可有效去除数据变换后的冗余信息,降低数据空间非平稳性,具有较高的反演精度与可靠性,适用于浅海水深反演。