Modelling the effect of changing precipitation inputs on deep soil water utilization

Forests in the Southeastern United States are predicted to experience future changes in seasonal patterns of precipitation inputs as well as more variable precipitation events. These climate change‐induced alterations could increase drought and lower soil water availability. Drought could alter rooting patterns and increase the importance of deep roots that access subsurface water resources. To address plant response to drought in both deep rooting and soil water utilization as well as soil drainage, we utilize a throughfall reduction experiment in a loblolly pine plantation of the Southeastern United States to calibrate and validate a hydrological model. The model was accurately calibrated against field measured soil moisture data under ambient rainfall and validated using 30% throughfall reduction data. Using this model, we then tested these scenarios: (a) evenly reduced precipitation; (b) less precipitation in summer, more in winter; (c) same total amount of precipitation with less frequent but heavier storms; and (d) shallower rooting depth under the above 3 scenarios. When less precipitation was received, drainage decreased proportionally much faster than evapotranspiration implying plants will acquire water first to the detriment of drainage. When precipitation was reduced by more than 30%, plants relied on stored soil water to satisfy evapotranspiration suggesting 30% may be a threshold that if sustained over the long term would deplete plant available soil water. Under the third scenario, evapotranspiration and drainage decreased, whereas surface run‐off increased. Changes in root biomass measured before and 4 years after the throughfall reduction experiment were not detected among treatments. Model simulations, however, indicated gains in evapotranspiration with deeper roots under evenly reduced precipitation and seasonal precipitation redistribution scenarios but not when precipitation frequency was adjusted. Deep soil and deep rooting can provide an important buffer capacity when precipitation alone cannot satisfy the evapotranspirational demand of forests. How this buffering capacity will persist in the face of changing precipitation inputs, however, will depend less on seasonal redistribution than on the magnitude of reductions and changes in rainfall frequency.     

A-FPN算法及其在遥感图像船舶检测中的应用

光学遥感图像船舶检测主要面临两个挑战:光学遥感图像背景复杂,船舶检测易受海浪、云雾及陆地建筑等多方面干扰;遥感图像分辨率低,船舶目标小,对于其分类与定位带来很大困难;针对上述问题,在FPN的基础上,提出一种融入显著性特征的卷积神经网络模型A-FPN (Attention-Based Feature Pyramid Networks)。首先,利用卷积提取图像特征金字塔;然后,利用顶层金字塔逐级构建显著特征层,抑制背景信息,通过金字塔顶层的细粒度特征提高浅层特征的表达能力,构建自上而下的多级显著特征映射结构;最后利用Softmax分类器进行多层级船舶检测。A-FPN模型利用显著性机制引导不同感受下的特征进行融合,提高了模型的分辨能力,对遥感图像处理领域具有重要应用价值。实验阶段,利用公开的遥感目标检测数据集NWPU VHR-10中的船舶样本进行测试,准确率为92.8%,表明A-FPN模型适用于遥感图像船舶检测。     

海洋表层沉积物中金属镉的来源解析

利用2015年8月份对长江口及其邻近海域表层沉积物的监测数据,基于主成分分析/绝对主成分分数(PCA/APCS)受体模型定量解析了重金属元素镉(Cd)的可能来源,并结合地统计学插值了Cd的源贡献量的空间分布状况,结果表明沉积物中镉污染主要存在3个可能来源,源头及贡献率分别为工业污染(18.8%)、陆地径流输入(66.0%)、生物活动等自然因素(13.6%),并且各个源头贡献量具有不同的空间分布状况,其中工业污染的高值区主要集中在靠近陆地区域,陆地径流输入的分布呈现由近岸向外海逐减降低的特征,生物活动等自然因素的高值区主要集中在远离陆地的外海区域。     

非等间距GM(1,1)模型的总体最小二乘算法及其病态问题

在非等间距GM(1,1)模型中，系数矩阵中有无误差的常数项和有误差的随机项，并且系数矩阵与观测向量误差同源，即系数矩阵与观测向量中有相同的元素存在，这些相同元素应该有相同的改正数，为此本文推导了一种适合非等间距GM(1,1)模型求解的总体最小二乘算法。同时，考虑到非等间距GM(1,1)模型中存在病态问题时影响总体最小二乘计算结果的稳定性，提出对系数矩阵常数列乘以某一常数的方法，以改善病态问题。     

岛屿海岸线自动化提取及其时空变迁研究——以大连市獐子岛为例

海岸带是受人类活动和全球海平面上升影响的敏感地带,海岸线的提取和监测是海岸带生态系统研究和社会管理的重要内容。本文在遥感和地理信息系统的支持下,以修正的归一化水体指数(Modified Normalized Difference Water Index,MNDWI)为基础,结合遥感影像处理和直方图均衡化等技术,实现了大连市獐子岛1985—2016年海岸线的自动化提取。结果表明:(1)通过与三位专家目视解译的成果比对,本文提取海岸线的精度能满足后续研究的要求(相对误差分别为0.045%,0.032%和0.023%);(2)近30年来,獐子岛海岸线总体呈现蚀退趋势,岸线长度与岛屿面积分别呈现变短和变小的趋势,獐子岛(主岛)和大耗岛的岸线蚀退速率最大,褡裢岛次之,小耗岛最小;在人类活动较为密集的区域,海岸线呈现出较为强烈的增长趋势,海水养殖和圈海建坝是岸线增长的主要驱动力;(3)獐子岛海岸线具有显著的分形性质,分形维数随时间呈现增大的趋势,獐子岛(主岛)的分形维数最大,褡裢岛的分形维数最小。     

资源三号和天绘一号卫星影像无控联合平差精度分析

近年来国产卫星传感器类型日益丰富，使用自主可控的国产卫星影像进行生产和研究的需求越来越大，多源国产卫星影像联合平差的精度分析显得尤为重要。本文针对在立体测图生产中，资源三号卫星影像在时相较旧、噪声较大、云覆盖和摄影漏洞等特殊困难的条件下，利用天绘一号卫星影像进行补漏生产的情况，最终分析并验证了两者无控联合平差的可行性和成果精度。     

基于噪声谱比法的内蒙古西部地区台站场地响应研究

利用内蒙古西部12个台站的地脉动噪声数据，采用噪声谱比法研究台站的场地响应情况。分析表明，台站场地响应按曲线形态可分为3类，且可能受地形地貌、局部构造和台基状况等条件影响。对比分析噪声谱比法与Moya方法的场地响应结果发现，场地响应曲线形态基本一致，只有极少数台站存在明显差异。结果表明，内蒙古西部区域大部分台站的台基状况总体较好，场地响应曲线较为平坦，无明显频率放大点。     

LHRH-A和hCG对南方鲶血清促性腺激素水平的影响

运用放射免疫分析法测定了促黄体释放激素类似物 (LHRH A)和人绒毛膜促性腺激素(hCG)对南方鲶血清促性腺激素 (GTH)水平的影响 ,结果表明 :LHRH A和hCG都能提高南方鲶一龄幼鱼血清GTH水平 ,hCG与LHRH A结合注射后血清GTH水平显著高于单独注射hCG或LHRH A后的血清GTH水平。LHRH A和hCG结合注射可诱导性成熟南方鲶排卵 ,同时排卵过程中伴随着血清GTH水平的急剧上升 ,在排卵后迅速下降 ;注射同样剂量的药物而未排卵的血清GTH水平虽有升高 ,但升高的幅度不及排卵鱼。这种血清GTH水平的急剧增高对诱导南方鲶卵母细胞最后成熟和排卵具有重要作用。