南极普里兹湾可培养浮游细菌群落结构研究

针对南极普里兹湾内达恩利角附近海域的3个测站共12份海水样品,采用寡营养培养基分离培养极地浮游细菌,通过PCR方法获取其中95株细菌的16S rRNA基因序列。序列分析结果表明,分离获得的95株细菌分属α-变形杆菌纲(Alphaproteobactia)、γ-变形杆菌纲(Gammaproteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)3个类群下的35个不同分类单元,其中α-变形杆菌纲为优势细菌,在不同水层中所占的比例为52.6%—62.5%。通过Shannon多样性指数分析发现,南极普里兹湾陆架区测站P2-14多样性指数较陆坡区两测站P2-11和P2-8的高,细菌多样性与浮游植物量和生产力水平呈现正相关。表层细菌Shannon多样性指数最低,50 m水层最高,100和200 m水层多样性指数变化不明显,真光层水体中细菌垂直分布与营养盐和溶解氧浓度存在关联。此外,采用寡营养陈海水培养基,还获得了一些与已报道的16S rRNA基因序列相似性较低的菌株,它们代表了微生物新物种,可能也是南极真光层特有的细菌。研究工作表明,南极普里兹湾真光层水体中蕴藏着丰富的浮游细菌资源,它们有待保护、开发和利用。     

西南印度洋深海热液硫化物区沉积物微生物群落结构和固氮基因多样性

A sediment sample was collected from a deep-sea hydrothermal vent field located at a depth of 2 951 m on the Southwest Indian Ridge. Phylogenetic analyses were performed on the prokaryotic community using polymerase chain reaction（PCR） amplification of the 16 S rRNA and nifH genes. Within the Archaea, the dominant clones were from marine benthic group E（MBGE） and marine group I（MGI） belonging to the phyla Euryarchaeota and Thaumarchaeota, respectively. More than half of the bacterial clones belonged to the Proteobacteria, and most fell within the Gammaproteobacteria. No epsilonproteobacterial sequence was observed. Additional phyla were detected including the Actinobacteria, Bacteroidetes, Planctomycetes, Acidobacteria, Nitrospirae, Chloroflexi, Chlorobi, Chlamydiae, Verrucomicrobia, and candidate divisions OD1, OP11, WS3 and TM6, confirming their existence in hydrothermal vent environments. The detection of nifH gene suggests that biological nitrogen fixation may occur in the hydrothermal vent field of the Southwest Indian Ridge. Phylogenetic analysis indicated that only Clusters I and III NifH were present. This is consistent with the phylogenetic analysis of the microbial 16 S rRNA genes, indicating that Bacteria play the main role in nitrogen fixation in this hydrothermal vent environment.     

新安煤矿备采区二_1煤R_o差异性分析及其定量表征

选择新安煤矿二1煤为研究对象,在充分调研矿区资料的基础上,系统采集10个备采工作面的58个样品进行了镜质体反射率Ro、煤质测试;收集整理了169口勘探钻孔资料,并统计分析了埋深、地温梯度数据;收集采工图资料,并统计分析了86条断层的断距、长度数据;定性分析了外部因素(埋深、地温、断层复杂程度)和内在因素(煤质参数)对Ro差异性的影响,并运用数量化理论Ⅰ作为数学工具建立了Ro差异性的定量模型,该模型可用于估算煤矿未采区煤的生烃量,指导分析矿区瓦斯赋存规律,进一步指导煤矿的安全生产。研究表明:1备采区二1煤Ro变化范围为2.09%~2.23%,差异性明显;2Ro差异性受外部因素和内在因素的共同控制,根据Ro差异性数学模型分析发现,影响因素权重由大到小依次是埋深、断层复杂程度、水分含量、地温、挥发分产率、硫分含量、灰分产率;3对于煤矿备采区,埋深是控制Ro差异性的重要外因,同一煤层的变质程度随现代垂深增加而增高;由于备采区小断层发育,断层活动对水分含量和Ro影响较大,同一挤压区域的断层活动降低了水分含量,且挤压产生的热量加大了煤变质程度,水分含量成为影响该区备采区Ro差异性的主要内因。     

面向多源遥感影像数据的溯源模型研究

遥感卫星技术的快速发展推动了多层次、多角度、全方位、全天候的对地观测，遥感影像数据极大丰富了起来，已广泛应用于众多领域。然而，影像数据时空分辨率不一、质量参差不齐，从原始遥感数据到数据产品的处理算法多样、业务流程复杂，导致遥感数据处理结果的质量追溯较为困难。针对此，本文对多源遥感影像数据溯源信息模型进行研究，根据遥感影像的分发、处理等特点，构建了遥感影像元数据溯源信息概念模型，图谱化表示遥感影像衍生过程中的事件、实体、关系和属性信息；为了提高遥感影像溯源信息的互操作能力，对W3C（万维网联盟）PROV溯源模型进行了继承与扩展，构建了溯源信息概念模型与W3C PROV溯源模型的映射框架，实现了溯源信息的表达；提出了遥感影像元数据模型扩展方法，以支持溯源信息的嵌入。本研究丰富了遥感影像元数据的溯源信息，支持用户对遥感数据产品追踪溯源，评估其可用性和可靠性；同时，提出了基于溯源信息的遥感数据查询优化方法，提高了数据查询效率。     

深部地质钻探钻进过程流式大数据分析与动态预处理——以辽宁丹东3000 m科学钻探工程为例

深部地质钻探钻进过程数据价值密度低,传统方法难以在钻中流式大数据条件下有效去除尖峰、毛刺等各类钻进过程数据噪声。本文提出一种深部地质钻探钻进过程流式大数据分析与动态预处理方法,并成功应用于辽宁丹东3000 m科学钻探工程。首先,深入分析过程工艺和数据处理需求,建立深部地质钻探钻进过程流式大数据分析与动态预处理框架结构;然后,运用限幅滤波结合过程数据分布特征、司钻/机长人工操作经验去除过程数据中的离群值;接着,引入滑动窗口策略对流式钻进大数据进行动态处理,在每个窗口中运用Savitzky Golay滤波进一步提升数据质量。仿真实验和工程应用结果验证了本文方法具有很好的工程适用性和有效性。     

地质钻探垂钻定向纠偏控制的工程实现与实验分析

理论提出的纠偏方法需反复进行实验验证方可应用于实际工程,然而垂钻纠偏控制过程复杂,操作难度大,所需时间长、资金庞大,直接将所提方法放置现场调试是不可取的,而仅采用计算机仿真对算法进行验证也有一定局限性,因此发展和研究纠偏控制工程实现方法十分必要。本文以地质钻探钻进过程定向纠偏控制的工程实现为导向,首先分析并给出实际纠偏工艺过程以及纠偏控制的特点与目标;然后总结基于模型预测控制的纠偏控制问题与优化目标,结合笔者早期的一些纠偏控制理论研究,分别阐述不同纠偏工况下的纠偏控制方法;其次开发定向纠偏控制系统,用于集成纠偏控制算法,使得算法能够应用于实际工程;最后设计纠偏控制实验,以验证纠偏控制算法的工程适用性。实验表明,所提纠偏控制方法能够有效应用于实际纠偏过程,并应对和完成多种纠偏任务。     

GMT软件显示汉字的技术原理与实现

从分析PostScript显示汉字的原理出发,研究通过修改字体库的方式解决GMT软件显示汉字乱码问题的方法,并给出一个具体程序实例,讨论该方法在应用中应注意的一些问题及解决办法。     

2018年春季西北五省省会城市大气质量与健康风险评价

城市大气污染及其引起的健康效应一直是关注的热点。本研究对2018年春季西北五省省会城市PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO和O3浓度数据进行了系统分析,并采用美国环境保护署(United States Envi‐ronmental Protection Agency,USEPA)推荐的健康风险评价模型评估了PM2.5、PM10、SO2和NO2的健康风险。结果表明:PM2.5和PM10为主要超标污染物。除乌鲁木齐市(该市PM10春季平均质量浓度亦超标)外,其余四个城市PM2.5和PM10的春季平均质量浓度均超过国家二级标准。各城市SO2、NO2、O3和CO的污染水平较低。2018年春季各城市空气质量以良好至轻度污染为主。各城市人群PM2.5和PM10的春季健康风险均在USEPA规定的可接受风险范围内。SO2和NO2的健康风险均未超过瑞典、荷兰等国推荐的可接受风险值。SO2和NO2对老人产生的健康风险最小,儿童最大,儿童为较敏感受体。儿童(<6岁)SO2/NO2的春季健康风险约是成人(18~60岁)的1.2/1.3倍,是60岁以上人群的1.7/1.8倍。不同性别及年龄阶段人群SO2和NO2的健康风险存在差异,6~17岁人群和60岁以上老人的健康风险有女性>男性的特点,6岁以下儿童与18~60岁成人的健康风险则表现为男性>女性。     

火成碳酸岩的实验岩石学研究及对地球深部碳循环的意义

火成碳酸岩是地表出露较少的幔源岩石之一。实验岩石学研究表明碳酸盐化的橄榄岩和循环的地壳物质(如碳酸盐化榴辉岩或泥质岩)的低程度(<1%)部分熔融均可以产生碳酸岩质的熔体,其中碳酸盐化泥质岩具有最低的熔融温度且更加富碱质、CO2和不相容元素;富CO2的霞石质等硅酸盐岩浆也可以通过不混溶或分离结晶作用产生碳酸岩,用于解释碳酸岩在空间中常与碱性硅酸岩的共生关系。由于碳酸岩熔体具有极低的粘度和高的活性,形成后在上升过程中会将二辉橄榄岩转变为异剥橄榄岩,是引起地幔交代作用和地幔地球化学不均一性的重要介质之一。实验表明在俯冲作用过程中,大多数的碳酸盐在位于岛弧之下的含水熔融并不分解而是被带入到深部地幔并且稳定存在,含碳地幔的熔融又会形成碳酸岩质的熔体,这说明俯冲循环物质可能对碳酸岩的成因也起着重要的作用。然而,对于碳酸岩的初始熔体成分、岩浆演化、地幔交代作用、成矿特征以及碳从地球深部返回到地表的途径和过程等都存在着很大的争议。我国火成碳酸岩出露相对较多,分布广泛,因此,加强我国碳酸岩以及伴生硅酸岩的成因研究,同时开展与碳酸岩相关的实验岩石学工作,不仅可以检验现有的成因理论,而且有助于提高我国对火成碳酸岩的研究水平;由于其特殊的成因背景,还可为许多存在很大争议的重大地质事件提供新的科学依据。