硅藻生物多样性对千年尺度气候突变的快速响应:以云南云龙天池湖泊末次冰消期记录为例

湖泊是全球生态系统的重要组成部分。尽管湖泊初级生产力的生物多样性在湖泊生态系统中发挥着非常重要的作用,但对其如何在千年时间尺度上对气候变化做出响应却知之甚少,而千年时间尺度与预测未来变化最为相关。本文以云南云龙天池湖泊为研究对象,以湖泊重要的初级生产力硅藻为研究手段,分析了末次冰消期期间硅藻生物多样性对千年尺度上气候变化的响应。云龙天池硅藻生物多样性表现为暖期高、冷期低。随着全球温度的快速变化,硅藻生物多样性亦对应的快速响应:在转暖时(Bolling/Allerod暖期)快速增加,在转冷时(Herinrich 1和Younger Dryas)快速降低。这些变化主要与温度变化驱动的湖泊环境条件的变化(比如冰封期长短、边岸带水生植被的变化等)有关。研究结果还表明,在末次冰消期期间,云龙天池湖泊硅藻生物多样性与千年尺度的气候变化同步,而且在长时间尺度上,气候变暖对高山湖泊生物多样性可能是有利的。     

云南云龙天池枝角类群落演替对1950s以来人类活动影响信号的识别

从1950s开始, 云南地区部分湖泊受到了水文调控(如筑坝)和鱼类引入等流域开发活动的直接影响, 湖泊水环境与生态系统结构已出现明显改变. 开展浮游动物群落的长期生态响应评价有助于认识气候波动和人为胁迫的影响模式. 本文选取云龙天池进行了沉积物记录分析, 在重建过去100年环境变化历史的基础上开展了枝角类群落的多指标分析(物种组成、个体大小、生物量等), 进一步结合多变量分析识别了枝角类群落构建的关键驱动因子. 结果显示, 云龙天池在过去100年间经历了明显的水位波动, 约1962年以前水位较低, 1950s起的水文调控(筑坝)导致湖泊水位波动上升, 2006年以来略有下降. 枝角类群落随水位波动呈现由底栖种向浮游种占优转变的模式, 并在2006年以来底栖种略有增加. 总体上, 低水位时期底栖枝角类占优, 高水位时期浮游枝角类占优. 水体营养水平也对枝角类群落产生了较为显著的影响. 在沉积物总氮和有机质通量上升时, 长额象鼻溞(Bosmina longirostris)相对丰度和枝角类浓度都明显上升. 枝角类象鼻溞个体大小表明, 1969年鱼类引入后象鼻溞的壳长、壳刺长度、触角长度显著减小, 反映了鱼类捕食压力上升的影响. 本研究进一步揭示了水文调控和鱼类引入对湖泊环境和生物群落结构的驱动影响. 其中, 1960s以前云龙天池处于自然波动的状态, 湖泊环境和枝角类群落变化主要受气候(如降水、气温)的影响; 1960s以来人类活动的影响强度已经掩盖了气候变化的信号, 成为影响湖泊生态演化轨迹的主要因素. 为了开展有效的湖泊保护与生态治理, 有必要综合评估水文调控、鱼类引入等人类活动对湖泊生态健康的长期影响.     

基于Stacked ConvLSTM的时间序列森林火烧迹地检测

确定森林火烧迹地的准确时间点以及空间范围对于森林的受损评价、管理、碳核算以及森林恢复的管理有重要意义。由于森林火烧迹地在空间分布上具有一定的连续性,现有的森林火烧迹地提取方法大都采用先分类再后处理的两步处理策略来抑制虚警像素的影响。本文提出将时空检测方法Stacked ConvLSTM用于时间序列森林火烧迹地的检测,在保持结果具有较好空间连续性的基础上避免了具有主观性的后处理操作,实现端到端提取森林火烧迹地信息,提升了森林火烧迹地的提取精度。采用MODIS时间序列数据,基于2001年—2008年以及2001年—2016年的黑龙江沾河林业局伊南河林场和内蒙古自治区毕拉河林业局北大河林场两个区域的历史时间序列,分别对这两个区域2009年以及2017年发生的特大火灾区域进行火烧迹地检测,利用Stacked ConvLSTM、Stacked LSTM以及bfast算法在两个区域的MODIS时间序列中提取森林火烧迹地,并将火烧迹地检测结果与ESA发布的Fire_CCI 5.1火烧迹地产品进行对比分析。结果表明：首先,从目视效果来看,在研究区域Ⅰ,Stacked ConvLSTM检测的结果比Stacked LSTM和bfast算法错误检测点少,并且在空间分布也保持较高连续性;在研究区域Ⅱ,Stacked ConvLSTM检测到了较完整的火烧迹地区域。其次,在定量的精度评价指标上,在研究区域Ⅰ,Stacked ConvLSTM的精确度比Stacked LSTM和bfast算法分别高出0.120和0.405,并且召回率、准确度和F1-score也更高,Fire_CCI 5.1召回率虽更高,由于错检区域较大,其他精度指标远低于Stacked ConvLSTM;在研究区域Ⅱ,Stacked ConvLSTM精确度达0.924,召回率、准确度和F1-score相比Stacked LSTM和bfast算法以及Fire_CCI 5.1更高。     

长江上游流域面雨量预报系统

以T213数值预报产品降水格点为基础,采用权重方法和逐次订正法计算,然后根据统计、经验、模式等方法订正来预报单站降水,采用泰森多边形法计算长江上游流域面雨量的"四川省气象台长江上游流域面雨量预报系统".     

南极菲尔德斯半岛土壤微生物在富集传代培养中对菲的响应

为揭示富集传代培养过程中南极多环芳烃降解菌群的演替规律,以菲为唯一碳源和能源对南极菲尔德斯半岛不同地理位置的6份土壤样品进行了富集和连续传代培养,并采用高通量测序技术分析了富集传代培养过程中菲降解菌群的群落结构及生物多样性。Alpha多样性分析结果表明,在富集培养阶段南极菲降解菌的物种丰富度显著高于传代培养阶段(P0.05),但传代培养阶段的代际物种丰富度无显著差异(P0.05)。Beta多样性分析结果表明富集培养阶段与传代培养阶段的群落结构具有显著性差异(P0.05),但传代培养阶段菲降解菌群趋于相对稳定,代际间群落结构无显著性差异(P0.05)。大量微生物在富集培养阶段丰度较高,但因不能适应实验室培养条件或不能利用菲而在传代培养阶段被淘汰。反之,假单胞菌属(Pseudomonas)、鞘氨醇菌属(Sphingobium)、贪噬菌属(Variovorax)、甲基娇养杆菌属(Methylotenera)和产碱杆菌属(Alcaligenes)等适应了该选择压力并在传代培养阶段形成了动态平衡的优势种群。此外,Pseudomonas、Sphingobium和Variovorax等在富集传代培养过程中具有显著性差异的优势种在维持群落的动态平衡中也发挥着重要的作用。该研究有助于加深人们对南极土壤环境中持久性有机污染物的降解潜力以及关键微生物动态变化的认识,为下一步充分挖掘利用南极环保功能微生物资源提供重要的依据。     

CP-MS测定饮用水中Fe的方法

通过实验确定了ICP-MS检测饮用水中Fe的质量质量浓度方法。检测方法的检出限(DL)和精密度(RSD)分别达到3.29ng/mL和4.49%(n=12)。     

气候因素变化对许昌烟区的影响及适应性分析

分析了许昌烟区1971—2005年4个年代气候因素变化特点,采用隶属度函数模型和指数和法,估算了许昌各县（市）的气候适生性指数（CFI）,并对其变化原因进行了分析。结果表明：不同年代各县（市）的CFI均在0．80以上,表明各县（市）均属烤烟生产气候适宜区。从4个年代CFI的均值来看,许昌县〉长葛〉襄城〉禹州〉鄢陵;从4个年代CFI变异程度来看,禹州〉长葛〉襄城〉鄢陵〉许昌县。各县（市）不同年代的CFI均呈“低-高-高-低”变化趋势;20世纪80年代以来,许昌县、襄城、长葛、禹州的CFI值及变化趋势基本一致,均明显高于鄢陵。80年代至21世纪初鄢陵的气候适生性指数明显低于其他县（市）,与伸根期温度相对较低,旺长期和成熟期多雨、高湿有关。     

四川省雷电潜势预报系统及其检验分析

四川省雷电潜势预报系统从2007年7月投入运行,在运行期间我们以2008—2011年的四川省闪电定位系统监测数据为检验样本,采用TS评分体系对预报的正确性进行了验证。验证结果表明,四川省雷电潜势预报系统在四川省具有较好的预报效果。同时,在验证过程中,对四川省雷电潜势预报系统不断进行改进,从而达到完善雷电潜势预报系统的目的。     

南沙永暑礁近海面风的特征分析

选用南沙永暑礁1989年1月到2009年12月的水文气象月报表资料,运用概率统计的方法将风向和风速记录资料进行分析,定义了永暑礁的4个风期,通过风向风速的年内变化分析得出永暑礁盛行风风向在年内变化成顺时针向右偏移;无论是东北季风期,还是西南季风期,盛行风平均风速都大于非盛行风。东北季风期主导风向顺时针偏移时风力减小,西南季风期主导风向顺时针偏移时,到南南西风时最大,在西南风时略有减弱,呈现波状发展趋势。通过引入风速不稳定指数概念,发现永暑礁西南季风期风速变化突然,更不稳定。     

基于不同标准的四川强降温时空分布和区域特征

采用近56 a四川省156县(市)逐日平均气温和最低气温资料,按照不同的强降温标准,研究四川强降温过程的时空分布和区域特征.结果表明:强降温频次距平的逐年时间序列基本呈"增加—减少"的年代际变化特征,年际波动较大,整体呈弱减少趋势.强降温频次的突变点在1990年,且自2005年后单站强降温频次的减少十分显著.盆地、攀西...