A biodiversity evaluation framework for restoration of aquatic macrophyte communities in shallow lakes driven by hydrological process management

Macrophyte community diversity and composition respond to ecosystem conservation and local environmental factors. In this study, we developed a multidimensional diversity framework for macrophyte communities, including the taxonomic and functional alpha and beta diversity. We used the framework to explore the relationships among water level regimes and these diversity parameters in a case study of China's Baiyangdian Lake. Analysis of indicators of hydrologic alteration divided the water level from 1959 to 2019 into four regimes (dry, <6.42 m; low, 6.42–7.23 m; medium, 7.23–8.19 m; high, >8.19 m). Alpha and beta diversity were significantly higher in the medium regime than in the low and high regimes. Redundancy analysis indicated that the maximum water depth significantly affected taxonomic alpha diversity, and total nitrogen (TN) and chemical oxygen demand (COD) concentration significantly affected functional alpha diversity, respectively. Mantel tests showed that TN, Secchi depth (SD), and water depth in the high water level regime significantly increased the total beta diversity and turnover components. TN was the main factor that increased total taxonomic beta diversity. Water level regime mainly influenced interspecific relationships by changing the TN and COD concentration. The water level should be maintained between the medium and high water level regimes to promote restoration of the macrophyte community and improve ecosystem stability. The biodiversity evaluation framework would provide a deeper insight into the hydrological process management for restoration of aquatic macrophyte communities in shallow lakes.     

青州市表层土壤元素地球化学组合特征研究

聚类分析和因子分析可以获得土壤元素地球化学组合特征及其差异性。对青州市表层土壤样品数据进行分析研究,通过聚类分析,绘制表层土壤元素聚类谱系图,将23种元素或指标分为5个元素组合簇群及2个单元素簇,研究各元素间的组合特征,探讨其相关性、聚集性及其指示意义;通过因子分析,找出有代表性的因子,用其代表变量,绘制典型因子得分等值线图,并从中分析不同元素组合的区域分布基于何种因素,用11个代表性因子的分布特征就基本可以代表青州市表层土壤23项原始变量的分布特征,并对F1,F2,F3主因子进行了地质解释。聚类分析与因子分析相结合,利于表层土壤中元素的共生组合特征及其差异性研究,利于对研究区表层土壤异常进行归纳总结。     

光照、温度对黑鲷(♀)×真鲷(♂)杂交子代受精卵孵化效果的影响

为了研究不同光照强度、温度对黑鲷(Acantho pagrusschlegelii)(♀)×真鲷(Pagrosomus major)(♂)杂交F1代受精卵孵化效果及仔鱼存活的影响,作者采用试验生态学的方法比较不同温度(16、18、20、22、24、26℃)下杂交鲷受精卵的孵化率、畸形率、孵化时间、7日龄仔鱼的存活率;比较不同光照强度下(10、100、300、800、1500、4 000、10 000 lx)受精卵孵化率、畸形率、孵化时间;比较不同光照强度下(200、1 000、2 000、5 000、10 000、15 000、20 000 lx)7日龄仔鱼的存活率。结果表明:在盐度为22条件下,受精卵最高孵化率(34.00%)和最低畸形率(16.65%)的孵化温度为20℃;在16～26℃范围内,温度与孵化时间呈负相关,与7日龄仔鱼存活率也呈负相关。不同的光照强度对受精卵孵化率和孵化时间的影响不显著,孵化率为65.88%～71.88%;但大于800lx的光照会令畸形率上升(大于15.21%);另外,5000～10000lx的光照强度更适宜仔鱼生存,7日龄仔鱼存活率达到38%～40.75%。黑鲷(♀)×真鲷(♂)杂交子代最佳孵化温度为20℃,最适光照强度为5 000～10 000 lx。     

基于连续帧间差分的抛弃式探头三维下沉运动处理方法研究

抛弃式探头由无人机装载,能够在较远目标区域和危险海域开展海洋水文环境剖面参数的测量。通过安装不同传感器,可以实现对温度、盐度的剖面测量,其深度的测量采用数学方法计算得到。针对双摄像机水箱实验获得的5个不同攻角实验结果,分析了常用的运动目标的检测方法,最终选择基于连续帧间差分法,确定探头的三维坐标位置,进而得到探头下沉运动的三维运动轨迹和速度曲线等信息。探头从水面释放后攻角在下沉过程中不断调整,改变运动姿态,同时伴随自身的旋转,抵消水平方向阻力作用,初始攻角产生的深度测量误差主要体现在加速过程,探头达到匀速运动后测量误差不变,在不考虑横流的情况下,探头最后以匀速垂直下落运动。     

一种潜艇装备作战能力比较研究方法

对潜艇装备作战能力评估问题进行了研究，发现运用定量评估方法的过程中存在指标评价所需数据无法完全获取的问题。结合美弗吉尼亚潜艇改进情况，分析了影响潜艇作战能力的一些关键因素，重点基于潜艇武器装载能力，对国外典型潜艇进行了作战能力比较分析，最后对分析结果进行了评价，并讨论了未来潜艇作战能力评估方法的发展方向。     

毛乌素沙区1961-2016年降水特征

基于毛乌素沙区10个气象站1961-2016年观测资料，应用Mann-Kendall方法和t检验法对各气象站年降水量进行了突变检验，借助小波分析讨论了各气象站年降水量的周期特征，根据降水量等值线划分结果对整个研究区分区分析了年、季、月和日尺度上的降水变化特征，并在两个时段上分析了季节性降水的差异。结果表明：毛乌素沙区年降水量空间特征差异明显，东部亚区呈上升趋势，中西部亚区呈下降趋势，但变化趋势不显著且无突变发生；降水年内分配不均，干湿季分明，降水集中在5-9月，夏秋季降水占全年降水比重大，季、月和日尺度降水量存在梯度递减变化；年降水量的年际变化过程存在多重时间尺度的自相似结构；近26年的冬春季降水增加显著，但降水波动幅度小于前30年。     

徐闻南山镇红树林沉积物及红树植物中重金属的累积特征与迁移规律

为探究重金属在红树林沉积物及红树植物中的分布累积及迁移规律，选取了徐闻南山镇红树林为研究对象，通过测定红树林沉积物及红树植物不同部位（根、茎、叶）的重金属质量分数，运用富集因子、生物富集系数、转移系数及相关性分析等方法进行分析。结果表明：1）红树林沉积物重金属质量分数表现为铬（Cr）＞锌（Zn）＞镍（Ni）＞铜（Cu）＞铅（Pb）＞砷（As）＞汞（Hg）＞镉（Cd），为中等变异程度；除了镍（Ni）元素外，其余7种重金属未超过国家一级标准，除了铅（Pb）元素外，其余7种重金属均超过广东省土壤环境背景值，说明研究区沉积物中重金属具有一定的积累效应。2）沉积物中砷（As）、铜（Cu）、锌（Zn）、汞（Hg）、镍（Ni）、铬（Cr）富集因子值均＞1.5，说明受到轻微人为活动影响；各站位镍（Ni）富集因子值均＞5，结合研究区背景，反映了镍（Ni）受到自然和人为输入的共同影响。3）白骨壤体内重金属主要集中在根部，而红海榄体内重金属在根茎叶中分布相对均匀。白骨壤根茎叶部位的大多数重金属质量分数远高于红海榄，说明白骨壤对重金属的吸附能力比红海榄强。汞（Hg）集中分布在植物的叶片部位，且与其他重金属之间相关性不明显；推测汞（Hg）主要通过叶片吸收进入植物体内，与交通运输污染有关。4）不同红树植物对不同重金属富集能力各异，白骨壤对重金属的富集能力表现为：镉（Cd）＞砷（As）＞铜（Cu）＞锌（Zn）＞汞（Hg）＞铅（Pb）＞镍（Ni）＞铬（Cr），红海榄表现为：镉（Cd）＞铜（Cu）＞汞（Hg）＞锌（Zn）＞铅（Pb）＞砷（As）＞镍（Ni）＞铬（Cr）。白骨壤和红海榄对汞（Hg）的运移能力都较强；红海榄对镉（Cd）的富集能力和转运能力都较强，而白骨壤对镉（Cd）富集能力较强，转运能力却较弱，这说明红树植物对重金属元素的富集能力与转运能力不存在正比关系。     

Classification of stellar spectra with SVM based on within-class scatter and between-class scatter

Support Vector Machine (SVM) is a popular data mining technique, and it has been widely applied in astronomical tasks, especially in stellar spectra classification. Since SVM doesn’t take the data distribution into consideration, and therefore, its classification efficiencies can’t be greatly improved. Meanwhile, SVM ignores the internal information of the training dataset, such as the within-class structure and between-class structure. In view of this, we propose a new classification algorithm-SVM based on Within-Class Scatter and Between-Class Scatter (WBS-SVM) in this paper. WBS-SVM tries to find an optimal hyperplane to separate two classes. The difference is that it incorporates minimum within-class scatter and maximum between-class scatter in Linear Discriminant Analysis (LDA) into SVM. These two scatters represent the distributions of the training dataset, and the optimization of WBS-SVM ensures the samples in the same class are as close as possible and the samples in different classes are as far as possible. Experiments on the K-, F-, G-type stellar spectra from Sloan Digital Sky Survey (SDSS), Data Release 8 show that our proposed WBS-SVM can greatly improve the classification accuracies.     

张掖盆地地下水硝酸盐污染与人体健康风险评价

地下水是张掖盆地的重要水资源，其硝酸盐污染尚未得到足够重视。对张掖盆地2004、2015年地下水硝酸盐浓度进行了系统分析，并采用美国环境保护署（USEPA）推荐的健康风险评价模型评估了地下水硝酸盐的健康风险。结果表明：自2004年以来张掖盆地地下水硝酸盐污染日趋严重。2015年硝酸盐浓度最高已达到283.32 mg·L^-1，17.61%的采样点硝酸盐氮浓度超过GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中饮用地下水限量值（20 mg·L^-1）。研究区人群经皮肤接触途径摄入硝酸盐的健康风险在可接受水平，而饮水摄入硝酸盐的健康风险较高，总风险中饮水途径引起健康风险的贡献率占99.40%，远大于皮肤接触途径。儿童经饮水摄入和皮肤接触两种途径的健康风险均显著高于成人，分别为成人的1.544倍和1.039倍。32.39%的采样点地下水硝酸盐对儿童的健康风险超出了可接受水平，14.79%的采样点地下水硝酸盐对成人的健康风险不可接受。甘州区城区、临泽县北部边缘及高台县城区周围硝酸盐浓度最高，这些区域内所有人群都面临硝酸盐引发的高健康风险，其余区域硝酸盐引发的健康风险相对较低。     

民间信仰载体的地域格局及其影响因素——以兰州市榆中县祠庙文化为例

以祠庙祭祀为主体且祠庙保存良好的民间信仰是甘肃陇中地区民间文化的重要组成。甘肃陇中地区的民间信仰具有很强的趋同性，本文以陇中地区的榆中县为例，以各村的祠庙为民间文化载体，通过核密度分析、Logistic回归等方法探讨榆中县民间文化载体的空间分布及其影响因素对于探讨陇中地区人地关系，保护和弘扬民俗文化有着重要意义。研究结果表明：（1）根据已有研究将榆中县民间信仰归纳为山神信仰、水神信仰、天地信仰、女性信仰、英雄崇拜和祖先崇拜，祖先崇拜的祠庙数量占有重要地位；（2）榆中县祠庙主要分布在西北黄河南岸、中部陇海铁路沿线及南部风景名胜集聚区，村级层面空间差异不显著、乡镇空间差异相对较大。通过核密度分析，不同类别民间信仰空间分布热点各有不同；（3）榆中县民间信仰空间分布受到区位条件限制，民间信仰的祠庙多位于海拔高度较低、人口密度较大、交通可达性较好的地区，坡度和到水源的距离成为山神信仰和水神信仰祠庙空间分布显著的影响因子，榆中县祠庙呈现出山神信仰类祠庙“依山”，水神信仰类祠庙“傍水”的空间特点。