利用耳石矢平面轮纹宽度度量南极鱼类的生长: 以南极电灯鱼为例

耳石矢平面轮纹宽度可用于指示鱼类的生长特性,这在其他种类中已得到应用,但在南极鱼类中尚无此类研究。为了探究耳石矢平面轮纹宽度在南极鱼类的适用性,本研究以南极电灯鱼(Electrona antarctica)为例,通过2016年1—2月于南凯尔盖朗海域3个站点采集的50尾南极电灯鱼,在对其进行年龄鉴定后,利用赤池信息准则(AIC)选取最适合的测量方向,并对耳石矢平面明暗交替的轮纹进行了宽度测量。在此基础上,本研究分别拟合耳石轮纹中的不透明带、透明带及不透明带和透明带所构成的完整年轮宽度与年龄、体长及体重之间的函数关系,并对轮纹的累加宽度和年龄、体长及体重进行了拟合。结果表明,在轮纹宽度与年龄的关系中, 3龄为轮纹宽度变化的转折点, 3龄之前南极电灯鱼快速生长,之后生长速度有所下降。在轮纹宽度分别与体长、体重的关系中,体长为70 mm、体重为8 g时为轮纹宽度变化的转折点。当体长不足70mm或体重不超过8g时,增长较快,且冬、夏季均有所增长,之后增长减缓,冬季增长十分微小,甚至停止增长。本研究探讨了耳石轮纹宽度随年龄、体长及体重变化的变化趋势,从而得出南极电灯鱼各生活史阶段生长在年龄、体长及体重方面的变化规律。本研究首次针对南极鱼类耳石的轮纹宽度与其生长之间的关系进行了分析,丰富了鱼类耳石研究的范畴。     

博氏南冰耳石外型特征参数及其对体长变化预测的研究

博氏南冰(Pagothenia borchgrevinki)为南极典型的喜冰性鱼种,通常贴近海冰底下生活。博氏南冰耳石形态参数与鱼体外型存在相关性,为了研究其耳石外型特征参数及预测体长,基于体长(SL)范围4.50—17.80 cm和体重(WW)范围1.31—80.79 g的博氏南冰样本,本研究对其耳石形态进行了测量与分析,并利用随机森林模型结合耳石外型特征参数预测了该鱼种的体长。结果表明,博氏南冰耳石长(OL)和耳石宽(OW)分别为0.992—2.814 mm和0.744—1.797 mm,耳石重量范围为0.000 08—0.004 48 g。耳石具有明显的基叶和翼叶,耳石边缘较光滑,无明显缺刻。耳石各形态参数值随着体长的增加,其绝对尺寸不断增加,而相对尺寸逐渐减少,其形态结构的比例基本不变。耳石长(OL)、背长(DL)、背宽(DW)、翼叶长(ARL)、基叶长(RL)、周长(P)与鱼体体长(SL)之间均呈对数关系;耳石宽(OW)与体长(SL)呈乘幂关系;面积(S)与鱼体体长(SL)呈线性关系;耳石长(OL)、背长(DL)、翼叶长(ARL)、周长(P)与鱼体体重(WW)均呈对数关系;耳石宽(OW)、背宽(DW)、基叶长(RL)、面积(S)与鱼体重(WW)均呈乘幂关系;耳石长(OL)与耳石重量(WO)呈乘幂关系;耳石宽(OW)与耳石重量(WO)呈线性关系。耳石宽、背宽和面积对鱼体体长的贡献率较大,且利用随机森林预测鱼体体长的整体效果较好,准确率为93.91%。本研究可为南极鱼类耳石形态研究提供参考,并可根据捕食者胃食物中的残留耳石外型特征预测被食鱼类的体长,为开展摄食生态学研究提供基础资料。     

南极南奥克尼群岛西部水域南极电灯鱼生物学

根据2010—2012年南半球夏季南极南奥克尼群岛西部水域开展的资源调查期间收集的数据,本研究对南极电灯鱼的基础生物学,包括体长（SL）、纯重（DW）、体长-体重关系、性成熟度和性腺指数及摄食强度进行了分析。结果表明：（1）南极电灯鱼体长范围为6.3—8.8cm,平均体长为7.51±0.03cm（平均值±95%置信区间）;体重范围为3.46—10.13g,平均体重为5.96±0.08g;纯重范围为3.11—8.69g,平均纯重为5.17±0.07g。（2）体重与纯重关系为DW=0.8497TW+0.1623（R2=0.9502）,体长与纯重关系为FL=0.0238DW2.6695。（3）调查期间,南极电灯鱼性成熟度处于Ⅰ—Ⅳ级,未发现有Ⅴ和Ⅵ级的个体出现。（4）摄食强度随体长的增加而有所加强,空胃与1级所占比例随体长增加而下降。     

基于形态学及傅里叶分析对两种南极冰鱼耳石外型的研究

根据2014年3—4月以及2015年4—9月在南设得兰群岛以及南乔治亚群岛周边水域采集的裘氏鳄头冰鱼(Champsocephalus gunnari)及雪冰(Chionobathyscus dewitti)样本,对其耳石进行5种基础形态参数测量并转换为7种形态学参数,比较分析了两种冰鱼间的耳石形态学差异,再利用傅里叶分析法选取两种耳石的77个傅里叶系数进行判别。结果表明,两种冰鱼耳石长、高、周长、面积及质量均与体长呈显著的幂指数关系(P0.01)。由形态指标分析可知,裘氏鳄头冰鱼较雪冰耳石环率更低,即更趋近于圆,更为规则,且耳石厚度上略薄。两者各项形态参数间均存在显著性差异(P0.01)。对耳石77个傅里叶谐值进行主成分分析,其中前20个主成分解释总变异的82.491%,两种冰鱼的因子分布图上重叠量较少,可见区分度较好,判别分析选取了其中的6个傅里叶值建立了判别函数,总体判别率为96.15%。总体而言,可利用耳石外型对两种冰鱼进行种类判别,傅里叶分析更为直观清晰且较为准确。本研究可为南极冰鱼耳石形态学研究提供基础数据,并就其种类鉴别提供备选方法。     

南极普里兹湾表层海水中铜、镉、锌的分布

利用中国第24次南极考察获得的水样,研究了普里兹湾表层海水中痕量元素铜、镉、锌的含量及其分布。原子吸收分光光度法(AAS)测得普里兹湾铜、镉、锌的浓度范围分别为0·36-2.86、0.020-0.594、2.9-20.0μg·dm-3,平均值分别为1.15、0.143、11.2μg·dm-3。发现普里兹湾表层海水中铜、镉、锌的含量与南印度洋、南极海洋气溶胶及LarsemannHills湖泊群水体中的含量近似。研究表明,表层海水中铜、镉的含量及分布受悬浮颗粒物、初级生产力及盐度等的影响,锌可能受到了一定程度的人类活动的影响。     

夏季南极普里兹湾碳的生物地球化学循环Ⅰ:DOC的含量与分布

本文通过南极第15次科学考察,对夏季普里兹湾的溶解有机碳(DOC)进行研究.结果表明:调查期间普里兹湾及邻近海域DOC平均含量较高,表层含量在68.23-125.92μM之间变化,平均值为102.32μM,大于典型的大洋表层DOC含量(70-80μM).垂直分布表明水体上层DOC含量高于底层,在25-50m附近含量出现最高值.在普里兹湾及邻近海域难降解有机物是DOC的主要部分,经估算湾内难降解DOC含量92.34μM占总DOC的77%,湾外难降解DOC含量为76.89μM,占总DOC的82%.     

南极菲尔德斯半岛潮间带小型底栖动物初步研究

极地是唯一未被人类活动大量影响的地区,而关于南极潮间带底栖动物的报道很不充分。为评估小型底栖动物的类群组成和分布格局,于2013年1—2月中国第29次南极科学考察期间,对南极南设德兰群岛乔治王岛的菲尔德斯半岛20个潮间带站位的小型底栖动物进行了定量调查及其与环境因子的相关性分析,以期为揭示人类活动和气候变化对南极潮间带小型底栖动物的影响提供参考资料。结果表明,小型底栖动物平均丰度为256.8 ind.·(10 cm~2)~(-1),平均生物量为370.5μg·(10 cm~2)~(-1)。共鉴定出9个小型底栖动物类群,包括自由生活海洋线虫、桡足类、寡毛类、介形类、双壳类、腹足类、涡虫、海螨和其他类。在丰度方面,海洋线虫占绝对优势,为82.7%。在生物量方面,寡毛类占绝对优势,为41.7%,其次为海洋线虫,占22.9%。CLUSTER聚类分析结果表明,小型底栖动物类群组成分组主要与底质类型有关。相关性分析结果表明,小型底栖动物及海洋线虫的丰度和生物量与沉积物有机质和脱镁叶绿酸含量显著相关。     

夏季南极普里兹湾碳的生物地球化学循环Ⅰ:DOC的含量与分布

本文通过南极第 1 5次科学考察 ,对夏季普里兹湾的溶解有机碳 (DOC)进行研究。结果表明 :调查期间普里兹湾及邻近海域DOC平均含量较高 ,表层含量在 68.2 3- 1 2 5 .92 μM之间变化 ,平均值为 1 0 2 .32 μM ,大于典型的大洋表层DOC含量 ( 70- 80 μM )。垂直分布表明水体上层DOC含量高于底层 ,在 2 5- 5 0m附近含量出现最高值。在普里兹湾及邻近海域难降解有机物是DOC的主要部分 ,经估算湾内难降解DOC含量 92 .34μM占总DOC的 77% ,湾外难降解DOC含量为 76.89μM ,占总DOC的 82 %。     

南极欺骗岛土壤细菌群落结构和多样性分析

采用基于16S r DNA克隆文库的非培养方法和传统培养方法相结合的手段,对南极欺骗岛土壤细菌群落结构及多样性进行了初步分析。对来自16S r DNA克隆文库的118个阳性克隆进行测序和序列比对,结果显示细菌来自放线菌门(Actinobacteria)、变形杆菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)3大门的39个操作分离单元(OTU),其中优势菌群为放线菌门和变形杆菌门,分别占65.25%和28.81%。放线菌门的主要优势属为鱼孢菌属(Sporichthya)、类诺卡式氏菌属(Nocardioides)、束缚菌属(Conexibacter)、Gaiella和节杆菌属(Arthrobacter)。变形杆菌门的主要优势属为鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、硫杆菌属(Thiobacillus)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)和热单胞菌属(Thermomonas)。采用6种培养基对细菌进行培养和分离,共得到57株菌,来自放线菌门、变形杆菌门、拟杆菌门和厚壁菌门4大门的13个OTU,其中优势菌群为放线菌门和变形杆菌门,分别占57.89%和31.58%。优势属是放线菌门的节杆菌属(Arthrobacter)、雷夫松氏菌属(Leifsonia)和变形杆菌门的假单胞菌属(Pseudomonas)。本论文为研究欺骗岛土壤细菌多样性以及有益菌种资源的开发和利用奠定了基础。     

北极新奥尔松地区土壤中生物硅含量及形态特征

硅循环与碳循环密切相关,生物硅作为硅的重要载体,在全球硅循环中占有十分重要的地位。目前,人们对陆地生态系统的硅循环做了大量研究,但对极地地区硅的研究却极为少见。利用中国第五次北极考察获得的土壤与植物样品,对北极新奥尔松地区中国黄河站站基表层土壤中生物硅的含量及土壤和植被中生物硅(主要为植硅体)的形态进行了初步研究。主要结论为:北极新奥尔松地区中国黄河站站基附近表层土壤中颗粒有机碳的含量为1.00—69.3 mg·g-1,平均值为13.7 mg·g-1;颗粒有机氮含量为0.11—9.84 mg·g-1,平均值为1.43 mg·g-1;可溶态硅含量为3.90—26.3μg·g-1,平均值为10.7μg·g-1;生物硅含量为5.60—9.97 mg·g-1,平均值为7.56 mg·g-1,且其含量与土壤颗粒态有机碳和颗粒有机氮呈正相关关系,表明三者具有相似来源。北极表层土壤生物硅比温带、热带地区生物硅含量要高。植物样品中植硅体形态以帽形、圆形、平滑棒形、齿形、刺棒形和哑铃形等形态为主,大小在10—100μm之间。土壤样品中的植硅体主要来源于植物,形态分别为平滑棒形、刺棒形、圆形、哑铃形、鞍形、尖形和帽形,另外硅藻也是北极土壤中生物硅的组成部分,其中裸露土壤中藻类(羽纹纲硅藻)占生物硅的多数(93.3%)。对比发现,有植被覆盖的土壤中,土壤有机碳、可溶出态硅、生物硅含量和植硅体形态丰富度往往比无植被覆盖或寡植被区土壤高,这表明尽管该地区植被稀少,但植物生长对该地区土壤硅循环存在显著影响,值得进一步关注。     

Computing least air pollution exposure routes

Personalized routing counts on traveler’s preferences which are usually based on different criteria, such as shortest, fastest, least traffic, or less expensive (e.g., less fuel cost, toll free). However, people are increasingly becoming concerned about the adverse health effects of exposure to air pollution in chosen routes. Exposures to elevated air pollution concentrations particularly endanger children, pregnant women, elderly people, and people with asthma and other respiratory conditions. Choosing routes with least air pollution exposure (APE) is seen as one approach to minimize the level of pollution exposed, which is a major public health issue. Routing algorithms use weights on segments of road networks to find optimum routes. While existing weights are commonly distance and time, among a few others, there is currently no weight based on APE to compute least APE routes. In this paper, we present a weight function that computes weight based on APE. Two different approaches, geostatistical and non-geostatistical, were used to compute APE weight. Each approach was evaluated, and the results indicate that the APE weight is suitable for computing least APE routes.     

一种国际性的地缘经济现象──世界沿海经济系统的特点、功能及其形成与发展

本文主要讨论三个问题：（1）沿海经济系统在本质上是个开放性、外向性和国际性的地缘经济系统；（2）世界沿海经济系统的功能主要体现在国际经济系统中的产业集聚与扩散功能以及推动本国经济起飞中的“龙头”功能；（3）世界沿海经济系统经历了三个发展阶段：即地中海时代的沿海经济、大西洋时代的沿海经济和太平洋时代的沿海经济。     

对黄土磁化率、粒度年龄模型的检验(自检)

利用临夏塬堡剖面高分辨率的黄土记录,将研究剖面土壤地层界线,即剖面2.3m处的MIS1/2的分界线年龄11.5KaBP、剖面21.4m处的MIS3/4的分界线年龄59.8KaBP组成三种节点控制年龄模式,分界线年龄的获得依据南京葫芦洞石笋气候事件年龄确定,即模式1:0KaBP⁵9.8KaBP;模式2:0KaBP¹1.5KaBP和11.5KaBP⁵9.8KaBP;模式3:11.5KaBP⁵9.8KaBP。运用磁化率年龄模型和粒度年龄模型分别计算研究剖面各个层位的地层沉积时间,结合剖面岩性和气候阶段对相同层位的计算年龄对比分析后发现:磁化率年龄模型和粒度年龄模型均存在缺陷,但以模式2作为节点控制年龄时,即在冰期或间冰期内选取合适的节点控制年龄,利用磁化率年龄模型或粒度年龄模型高分辨率确定的地层沉积时间与地层实际的沉积时间较接近,且在冰期或间冰期内节点控制年龄越多确定的地层沉积时间越趋近实际沉积时间。     

热带气旋降水模拟研究进展

中国是遭受热带气旋灾害最为严重的国家之一,准确的降水模拟对于开展热带气旋灾害风险评估有重要意义。本文从热带气旋灾害风险评估的视角,将降水模拟分为基于极值理论的降水极值模拟、基于站点的降水时空模拟和基于热带气旋路径的降水事件模拟3大类;根据风险评估对降水模拟的需求,从模型构建、发展及其特点等方面对3类模型进行分析评述;进而提出面向风险评估的热带气旋降水模拟,应兼顾降水模拟的一般性和热带气旋暴雨模拟的特殊性,平衡处理降水模拟结果的准确性、统计量的可靠性和计算量问题。以极值理论对降水极值模拟为基础,充分发挥降水时空模拟在处理长时间降水序列中的优势,并加强热带气旋降水的理论研究,进一步完善热带气旋降水事件的模拟模型。     

切片采样算法在光释光年龄模型参数估计中的应用

光释光(OSL)年代学模型是基于数理统计学的一类概率密度模型,它根据特定的假设条件对样品等效剂量(De)分布进行数学解释,由此估计具有不同沉积历史或者能够代表样品实际埋藏年龄的De组分。年龄模型参数估计常通过极大似然估计(MLE)算法实现,本文尝试了切片采样算法在年龄模型参数优化中的应用。切片采样属于一种马尔科夫链蒙特卡罗采样(MCMC)算法,能根据测量数据与模型的联合似然函数进行随机采样,由此获得参数的采样分布。本文编写了实现年龄模型切片采样算法的应用程序,并使用模拟及实测De数据验证了该算法估计的可靠性。相对于MLE算法,MCMC算法具有对参数初值依赖性低、误差估计更准确的特点,切片采样算法提供了实现释光年龄模型参数估计的一种新方法。     

新疆3种主要森林类型根系生物量变化特征研究

根系生物量是准确评估森林生态系统碳储量及碳汇功能的一个重要数据。采用标准木全收获法研究了新疆3种主要森林树种根系生物量,并分析了其在垂直梯度上的分配规律和随年龄的变化特点。结果表明：（1）新疆杨、西伯利亚落叶松和阿勒泰冷杉根系总生物量分别为43.409、42.152 t/hm²和16.19 t/hm²;（2）根系生物量随土壤深度增加迅速减少,约88.37%以上的根系生物量集中分布在0～40 cm土层中,在超过40 cm土层中,根系生物量降至较低水平（约为8.3%）;（3）随林分年龄的增长,各林分根系总生物量呈递增趋势,在中龄林根系生物量增长速率达到最大。各级根系中粗根、中根及细根生物量随年龄的增长所占比例呈现递减规律,而其根桩和毛细根生物量差异较大,所占比例随年龄的增大基本呈增大趋势;（4）在表层土壤中各林分在林木的幼龄及中龄阶段根系生物量都处于较高比例,之后呈下降趋势后维持在一定水平基本不变,而深层土壤中各林分在幼龄阶段都处于一个较低的水平,后以一定比例逐渐增长;（5）新疆杨、西伯利亚落叶松和阿勒泰冷杉根系年平均生产力分别为：1.070 8 t·hm^-2·a^-1、1.014 4 t·hm^-2·a^-1和0.910 7 t·hm^-2·a^-1。     

A Chart for Judging Optimal Sample Spacing for Ore Grade Estimation

Mineral deposit grades are usually estimated using data from samples of rock cores extracted from drill holes. Commonly, mineral deposit grade estimates are required for each block to be mined. Every estimated grade has always a corresponding error when compared against real grades of blocks. The error depends on various factors, among which the most important is the number of correlated samples used for estimation. Samples may be collected on a regular sampling grid and, as the spacing between samples decreases, the error of grade estimated from the data generally decreases. Sampling can be expensive. The maximum distance between samples that provides an acceptable error of grade estimate is useful for deciding how many samples are adequate. The error also depends on the geometry of a block, as lower errors would be expected when estimating the grade of large-volume blocks, and on the variability of the data within the region of the blocks. Local variability is measured in this study using the coefficient of variation (CV). We show charts analyzing error in block grade estimates as a function of sampling grid (obtained by geostatistical simulation), for various block dimensions (volumes) and for a given CV interval. These charts show results for two different attributes (Au and Ni) of two different deposits. The results show that similar errors were found for the two deposits, although they share similar features: sampling grid, block volume, CV, and continuity model. Consequently, the error for other attributes with similar features could be obtained from a single chart.     

Palaeomagnetism of a sequence of red beds of the Middle and Upper Sections of Pagnazo Group (Argentina) and the correlation of Upper Palaeozoic-Lower Mesozoic rocks

Palaeomagnetic data from 182 hand samples collected in a rock sequence of about 620-m of red beds of Late Palaeozoic to Early Triassic age exposed in north-western Argentina (30.3° S 67.7° W), are given.
After cleaning, the majority of the Upper Palaeozoic samples (Middle Section of Paganzo Group) show reversed polarity and yield a palaeomagnetic pole at 78° S 249° E (α₉₅= 3°). They also record a polarity transition which we have correlated with the Middle Permian Quebrada del Pimiento Normal Event. The position of the palaeomagnetic pole and the K-Ar age of a basalatic sill at the base of the sequence support this correlation.
Stable remanent magnetization has been isolated in the majority of samples from the Upper Section of the Paganzo Group; it is predominantly reversed and reveals three normal events and also three geomagnetic excursions suggesting an Illawarra Zone age (post Kiaman, Late Tatarian-Early Scythian). The palaeomagnetic pole of the reversely magnetized samples is located at 75° S 285° E(α₉₅= 13°).
The red beds involved in this study are correlated with red beds from the Corumbataí Formation (State of Paraná, Brazil) and with igneous rocks from the Quebrada del Pimiento Formation (Province of Mendoza, Argentina).
The South American Middle and Upper Permian, Upper Permian—Lower Triassic, Lower, Middle and Upper Triassic and Middle Jurassic palaeomagnetic poles reflect a quasistatic period with mean pole at 82° S 244° E, (α₉₅= 4°) which followed the South American Late Palaeozoic polar shift.     

基于蜂群算法的城市土地利用变化建模

通过引入人工蜂群算法用于构建土地利用变化的驱动力模型,分析土地利用变化的驱动力机制。算法原理通过模仿蜜蜂采蜜行为,自动搜索和提取土地利用变化样本中不同土地变化类型所对应的驱动力分类规则。分类规则的构建采用“IF…THEN”形式,并选取3种不同的适应度函数分别进行模拟验证。研究案例基于UCI实验数据集和美国纽卡斯尔市真实土地利用变化数据集。由实验结果可知,采用蜂群算法模型的总体精度和Kappa系数评价优于其它算法,表明蜂群算法应用于土地利用变化建模具有可行性。     

海南橡胶树热带气旋风灾易损性评估

面向橡胶树热带气旋风险评估及保险应用,文章对橡胶树风灾易损性进行了量化评估。基于1971―2010年橡胶树种植及16场热带气旋的橡胶树农场尺度损毁统计数据,计算了每场热带气旋灾害发生时各农场开割、未开割2类橡胶树,倒伏、断主干2 m以下、断主干2 m以上、半倒、全部主枝折断5种类型的损毁率;使用热带气旋参数风场模型,模拟得到1 km栅格分辨率的风速,优选3 s极大风速（V_3s）作为致灾强度指标,建立了6~14级风速区间2类橡胶树5种损毁类型的易损性曲线,并量化表达了损毁率的不确定性。结果表明,开割树（未开割树）自V_3s达6（7）级起开始受到损毁,各类型损毁率在V_3s达到9级后上升速度较快,在V_3s达到14级时,总损毁率达到近70%（55%）;未开割树的易损性低于开割树;易损性的不确定性特征随风速区间、承灾体种类、损毁类型不同而不同。橡胶树易损性曲线的建立及其不确定性的量化为橡胶树热带气旋巨灾风险建模奠定了良好的基础。