基于机器学习和全岩成分识别东昆仑祁漫塔格斑岩–矽卡岩矿床成矿岩体和贫矿岩体

东昆仑祁漫塔格成矿带是中国西北地区重要的铜钼铁铅锌多金属成矿带,发育卡尔却卡、野马泉、维宝、乌兰乌珠儿等许多与花岗岩类有关的斑岩−矽卡岩矿床。随着新一轮找矿突破战略行动的开展,进一步加强对祁漫塔格成矿带花岗岩成矿潜力的研究,已成为推动该地区金属矿产储量增长的重要突破口。为此,笔者在系统收集祁漫塔格成矿带典型斑岩−矽卡岩多金属矿床成矿岩体和贫矿岩体（即非成矿岩体）的全岩主量和微量元素数据基础上,选取28种常见的全岩地球化学特征,借助机器学习算法——随机森林,开展机器学习模型训练,建立能够识别该地区斑岩−矽卡岩多金属矿床成矿岩体和非成矿岩体的新方法。根据模型评价指标,笔者训练得到的随机森林分类模型准确率为0.90,证明该方法能够有效识别成矿岩体和非成矿岩体。该研究为祁漫塔格成矿带斑岩−矽卡岩多金属矿床的找矿勘查提供了新思路,将极大地提高找矿效率、降低找矿经济和人力成本,从而更好的服务新一轮找矿突破战略行动。相关机器学习代码已上传至GitHub,地址为https://github.com/ShihuaZhong/2023-Qimantagh-RF-whole-rock-classifier。     

沁蟒河流域(河南段)水生态承载力评价

为有效保护沁蟒河流域水生态环境,确定其水生态承载力迫在眉睫。采用驱动力-压力-抵抗力-状态-响应(driving-force pressure resistance state response,DPRSR)模型对2008—2018年间沁蟒河流域(河南段)水生态承载力进行了分析评价; 之后采用Vensim软件构建与系统动力学模型相融合的水生态承载力系统动力学(system dynamics,SD) 模型对沁蟒河流域(河南段)未来不同发展模式下(常规发展模式、综合发展模式、生态优先发展模拟)的水生态承载力进行了预测分析。分析结果表明: 2008—2018年沁蟒河流域(河南段)水生态承载力处于临界偏好状态; 综合发展模式下的水生态承载力分值处于临界可承载范围内,可兼顾流域生态保护和社会经济发展,推荐综合发展模式作为沁蟒河流域(河南段)水生态与经济社会可持续健康发展的最优方案。研究成果对区域水生态环境保护和社会发展战略制定具有一定的参考价值。     

松嫩平原北部全新世黑土剖面孢粉组合及其对环境演化的制约

古气候和古环境演化是研究黑土形成演化最关键的问题之一。重建古植被、古气候、古环境,预测黑土区气候环境的演变已成为黑土地研究的热点。在松嫩平原北部克山县典型黑土剖面中采集到15件孢粉样品进行孢粉学研究,并对部分相同层位土壤样品中总有机碳进行了AMS14C测年。系统分析、鉴定和研究表明,克山县黑土剖面自下而上可划分为3个孢粉组合,下部孢粉组合以Planted Poaceae-Echinate Asteraceae-Tamarix-Polypodiaceae为代表,中部孢粉组合以Tamarix-Chenopodium-Polypodiaceae-Echinate Asteraceae为代表,上部孢粉组合以Pinus-Chenopodium为代表。综合第四纪地质地貌、孢粉、AMS14C、元素地球化学分析认为,典型黑土主要形成于中全新世7500 a B.P.以来的大暖期,形成于松嫩平原温暖半湿润的气候环境,植被为以草本灌木为主的草原植被。新构造运动是控制典型黑土区自然环境演变的主要内动力,晚更新世黄土状亚粘土为克山县典型黑土的成土母质,黑土发育过程即为成土母质黑化的过程。     

基于融合资料的天津短时强降水环境物理量可信度及特征分析

针对2009—2017年6～9月天津地区140次短时强降水天气过程,将NCEP FNL(1°×1°)全球分析资料与地面气象观测数据融合,计算天津地区短时强降水的融合物理量参数,通过偏差和偏差区间占有率等分析融合物理量的可信度,并在大量样本统计基础上给出不同月份的短时强降水环境参量特征和指标。结果表明：(1)基于NCEP FNL分析资料与地面气象观测数据的融合物理量在短时强降水潜势判断中具有较高的可信度,融合CAPE、LI、LCL平均绝对误差分别为260.7J.kg_^-1、0.9℃、14hPa,与融合前的NCEP FNL物理量相比绝对误差分别降低了58.1%、48.0%、49.0%。(2)不同月份短时强降水发生所必需的水汽、热力和能量等环境条件差异显著,TPW、K、LI、CAPE、LCL和Z₀均呈现明显的月变化特征。(3)若以75%短时强降水发生的环境条件作为预报指标,7～8月TPW、K、CAPE、Z₀、LCL物理量阈值极为相近,短时强降水多发生在TPW>45kg.m_^-2、K>32℃、CAPE>835J.kg_^-1、LCL>882 hPa、Z₀>4300m条件下,6月物理量指标要求明显降低,如TPW>34kg.m_^-2、K>30℃、CAPE>353J.kg_^-1、LCL>880 hPa、Z₀>3900m,9月预报指标要求则最低。     

人工智能技术在数值天气预报中的应用

当前,人工智能迎来第3次发展浪潮并在多个领域大数据分析中取得巨大成功,这为人工智能技术与数值天气预报结合提供了契机。已有大量研究尝试将人工智能技术用于数值天气预报的初值生成、预报和产品应用过程中,涉及观测资料预处理、资料同化、模式积分、后处理以及高性能计算,通过误差估计、参数估计和局部代理等手段使预报结果,得到改进且计算速度大幅提升,展示出良好的应用前景,一些神经网络模型也表现出纯数据驱动预报的可能性,在短时强对流天气、降水以及气候预测中已有较为理想的应用实例。然而,人工智能技术在数值天气预报中的应用与发展仍面临一些挑战,主要包括深度学习的弱解释性、不确定性分析以及两者的耦合等,除了应对这些挑战,未来两者的深度结合还需要在理论指导下的人工智能模型设计、高时空分辨率人工智能预报模型设计以及使用更多新型人工智能技术等方面深入探索。     

越流区开采条件下承压含水层易污染性机理研究——以单井开采为例

地下水易污染性分析是合理开发利用地下水资源、保护地下水环境的一项重要的基础性工作.长期以来针对潜水含水层易污染性的研究进行的较为深入,而对承压含水层易污染性的研究较为少见.同时,易污染性评价方法又以经验方法为主,受人为主观因素影响较大,因此需要通过对承压含水层污染机理进行研究,以减少人为主观因素对评价结果的影响.本文以单井开采承压含水层为例,通过分析承压含水层受污染的原因,以单位面积上越流补给量占开采量的比重为承压含水层易污染性指数,在建立越流区承压水向完整井稳定运动的微分方程的基础上,得到易污染性指数的解析表达式,并分析了各参数对易污染性的影响,使承压含水层易污染性评价有了一定的理论依据,对合理开发利用承压含水层有一定的指导意义.     

东北黑土区近半世纪土地利用变化时空特征分析

东北黑土区作为世界四大黑土区之一,分布着肥沃、珍稀的黑土资源,它的保护和利用历来备受关注。土地利用/覆盖变化影响生态系统的结构、功能和健康,对实现土地资源的可持续利用具有重要意义。本文选取1970年、1995年、2010年和2020年四期土地利用/覆盖数据,应用土地利用转移矩阵、综合动态度、空间变化模型等方法分析东北黑土区近半世纪以来的土地利用变化时空特征,发现:①近半世纪以来东北黑土区建设用地、耕地及草地面积总体增加,湿地、林地及未利用地面积总体降低,地类变化主要集中于三江平原、松嫩平原西北部及西辽河平原地区;②各地类变化均以交变量占主导优势,存在大量空间位置转移;③土地利用程度呈逐年小幅增长的趋势,但仍低于全国水平,土地开发利用的潜力巨大。未来,应进一步研究东北黑土区土地利用变化时空特征、机制及其对生态环境、生态服务功能、碳收支平衡的影响,优化国土空间布局,实现“把黑土地用好养好”。     

利用断错地貌限定榆木山北缘断裂最新地震事件

榆木山北缘断裂位于河西走廊中段榆木山山前,是榆木山隆起与河西走廊之间的分界断裂。研究榆木山北缘断裂的断错地貌与活动特征,有助于进一步了解该地区的地震危险性及历史地震的归属问题。本研究通过遥感影像解译、野外地质调查及无人机航空摄影测量,获得了研究点高精度DEM数据,并利用数据进行了微地貌分析,详细区分了榆木山北缘断裂被断错及未断错的洪积扇,根据断错特征使用14C测年方法对洪积扇进行了定年,对榆木山北缘断裂最新地震事件进行了限定。结果表明,榆木山北缘断裂未断错的早期洪积扇年代为2775~2940 cal.a B.P.,表明断裂最新一次地震活动发生在2775~2940 cal.a B.P. 之前。综合前人研究结果,榆木山北缘断裂的最新一次地震事件限定在约2775~2940 cal.a B.P. 至3940~4155 cal.a B.P. 之间,该结果不支持公元180年表氏(高台)7 级地震发生在榆木山北缘断裂上的观点。榆木山北缘断裂古地震离逝时间较长,已接近或超过地震复发间隔,具有较高的地震危险性。     

中国对虾(Penaeus chinensis)维生素营养的研究-X:——中国对虾对肌醇、氯化胆碱营养需要的研究

用酪蛋白作为蛋白源、制成含肌醇及含氯化胆碱的饲料,对中国对虾进行饲喂试验,通过存活率等指标探讨了中国对虾对肌醇和氯化胆碱的营养需要。结果表明,含肌醇0.4％的饲料饲喂的对虾,有三项指标均为最佳,其中蜕壳率随饲料中肌醇含量的增加而上升,用含氯化胆碱0.4％和0.6％的饲料饲喂的对虾,存活率都为最高,增重率、增长率及蜕壳率以含氯化胆碱0.4％的饲料饲喂的对虾最高,体内含量随饲料中氯化胆碱含量的增加而上升。在本实验条件下,中国对虾饲料中肌醇和氯化胆碱的适宜添加量均为0.4％。还讨论了肌醇及氯化胆碱的缺乏与对虾死亡的关系。     

反映自然灾害时空分布的社交媒体有效性探讨

针对如何将社交媒体的虚拟空间上的变化与现实空间中的灾害关联起来的问题,该文基于新浪微博平台,利用台风达维和海葵受灾地区的相关微博数据,从微博的绝对和相对数量变化、台风相关关键词词频变化以及时空分析3方面论证社交媒体与现实中的台风发展进程和受灾情况的关系。综合3方面的结果来看,微博数据与台风的发展有着相当紧密的关联,甚至可以较为准确地反映台风的实时情况,证明用社交媒体数据来分析台风灾情具有一定的有效性和可行性。