融合随机森林模型和6种水体指数的上海市水体信息提取

为快速、准确地掌握水体分布信息,本文以上海市为研究区,基于多时相Sentinel-2卫星数据构建水体提取特征集,并采用效率高、稳健性好的随机森林模型,对研究区内的水体进行提取。水体提取特征集在现有光谱波段特征的基础上加入6种水体指数,分别为NDWI、MNDWI、AWEI_sh、WI₂₀₁₅、SWI和RWI,旨在提高水体提取精度。针对10个光谱波段特征及6种水体指数,设计了8种试验方案探究加入水体指数对于水体提取的作用。结果表明,将6种水体指数全部加入的方案精度最高,为97.910%;NDWI和RWI能提高水体提取精度、降低漏提率和误提率。     

豫北“21·7”极端暴雨过程特征及成因分析

利用探空、地面自动站、多普勒雷达等观测资料及ERA5再分析产品,对2021年7月17—22日豫北地区的极端暴雨过程进行分析。结果表明,极端暴雨过程具有强降水持续时间长、降水强度极端及地形影响明显等特征。极端暴雨过程发生于稳定的大尺度天气形势下,在日本海高压西伸及台风烟花(2106号)、查帕卡(2107号)西北行背景下,黄淮低涡外围加强北上的东南急流/偏南急流为强降水的发生提供了异常充足的水汽、能量条件,对流层中低层暖湿平流强迫、叠加地形影响的强动力辐合抬升作用及低空弱冷空气扩散南下是形成强降水的重要条件,而大气“强-弱-强-弱”的对流不稳定层结特征转化说明强降水过程中存在着两种互补的物理机制。不同阶段极端短时强降水(小时降水量≥50 mm)对流系统的形态结构和发展演变特征不同,但从雷达回波的垂直分布来看,系统均具有“低质心”特征,质心强度≥55 dBz且≥50 dBz强回波垂直伸展至5～8 km、持续时间1 h以上。强降水对流系统在太行山前30 km左右范围内的后向发展特征明显,一方面与地面西行偏东风/东北风在太行山绕流作用下形成的地形辐合线不断南伸有关,另一方面也与强降水冷池效应促使...     

湖北牛山湖高体鳑鮍的年龄、生长与繁殖

研究了牛山湖高体鳑鲏的年龄、生长和繁殖特征. 鳞片上年轮清晰,主要呈现疏密特征.种群年龄结构简单,仅由一个世代组成;雄与雌的比例为1.59∶1(n= 332),显著不同于1∶1(Xc2 ＝16.94, p<0.005)而符合2∶1的类型(Xc2 ＝3.82, p> 0.05). 两性最大寿命不超过2a.雄、雌体全长与体重、全长与体长的回归方程差异显著. 在繁殖期间,雌雄鱼均出现第二性征.雄鱼最小成熟个体的全长和体重分别为26mm、0.216g,雌鱼则分别为32mm、0.393g. 性成熟年龄为1a,属分批产卵类型.成熟卵粒呈葫芦状,长度平均3.31mm. 每尾雌鱼平均繁殖力为61粒,繁殖力与全长及体重均呈显著相关(p＜0.001).     

2018年9月8日墨江地震及周边地区构造应力场特征分析

2018年9月8日,云南省墨江县发生MS5.9地震并伴随一系列余震,探究该地震周围的应力场对于理解该地震的发生机制和后续地震的发展趋势具有着重要的参考意义.本研究收集了震源及其邻区中前人研究和Global CMT所给出的震源机制资料,对该地区进行了构造应力场反演,并同时利用反演得到的应力张量模拟墨江地区的震源机制解表现.结果表明:(1)在应力轴整体分布上,自西向东σ1轴(压轴)从NNE-SSW向逐渐转向NNW-SSE向,σ3轴(张轴)从WWN-EES向逐渐转向WWS-EEN向,张轴呈弧形分布,压轴呈放射状分布.(2)在应力轴倾伏角上,研究区域内的压应力轴和张应力轴倾伏角都比较小,即两轴均接近水平.(3)R值分布大体是在东南部相较于西北部大,结合当地地质背景分析得到,物质逃逸自西北向东南呈逐渐变缓的趋势.(4)利用反演得到的应力张量和应力状态计算墨江地震震源区的相对剪应力和相对正应力大小.由此推测,墨江地震恰好发生在相对剪切应力值和相对正应力正值最大的节面上.从而可以确定墨江地震的发震节面的基本参数:走向216.32°,倾角86.91°,滑动角0.27°,相对剪应力值0.9,相对正应力值0.3.本研究为此次墨江地震的发震背景和地震动力学研究提供了基础性资料.     

金鱼藻(Ceratophyllum demersum)调控浮游植物捕获磷与生长的策略

水体浮游植物具有捕获利用磷的能力以及沉水植物能够显著抑制水体中藻类生长已得到国内外广泛共识,但相应的潜在机制尚缺乏深入了解.本研究选取金鱼藻(Ceratophyllum demersum)为研究对象,基于室内模拟实验,探讨了沉水植物调控浮游植物捕获磷与过度生长的机制.结果显示,尽管未种植金鱼藻的对照组上覆水中总磷、总溶解态磷和可溶性活性磷的平均浓度均显著高于种植金鱼藻的实验组(约4倍),但是两个系统中这3种磷浓度随时间的变化趋势均符合S形的对数曲线.实验组藻类密度、有效光量子产量、总碱性磷酸酶活性(TAPA)以及细颗粒碱性磷酸酶活性(细颗粒APA)也远低于对照组.此外,对照组中粗颗粒碱性磷酸酶活性(粗颗粒APA)占TAPA的44.7%,显著高于细颗粒APA.结构方程模型结果表明,对照组水体藻类密度对TAPA具有直接的正向作用,而金鱼藻的生长显著弱化了不同形态磷与APA、藻类密度、细菌动力以及光量子产量之间的相互作用.这说明沉水植物对水体浮游植物生长的调控具有多种策略.     

富营养化对湖泊消费者群落碳源和氮源的影响——以白洋淀为例

富营养化对湖泊生态系统能流和物流的影响具有不确定性,多数研究仅关注富营养化对浅水湖泊食物网结构和功能的影响,而富营养化对消费者群落碳源和氮源的影响及其时空分异特征较少关注.鉴于此,本研究选取华北平原最大的浅水富营养化湖泊——白洋淀为研究区,依据生境理化参数将白洋淀划分为3类生境（生境1（Ⅰ和Ⅱ区）主要遭受上游府河废水排放影响;生境2（Ⅴ、Ⅶ和Ⅷ区）主要遭受水产养殖和生活污水的影响;生境3（Ⅲ、Ⅳ和Ⅵ区）遭受人为干扰较小）.在2018年4月和8月分别收集了浮游生物、底栖生物和鱼类样品,运用碳、氮稳定同位素技术定量估算3类生境中底栖和浮游生物对消费者群落碳源和氮源贡献百分比的时空分异特征;同时收集水体和沉积物样品进行常规理化参数分析,明晰富营养化对白洋淀消费者群落碳源和氮源贡献百分比的影响.结果表明：1）就水体和沉积物理化参数季节变化而言,除pH相对稳定外,化学需氧量（COD）、沉积物氨氮（NH₃-Ns）、总氮（TN）和沉积物总磷（TPs）4月高于8月,而其他理化参数则8月高于4月;就空间分布而言,温度（T）、水深（WD）、溶解氧（DO）和沉积物总碳（TCs）值在生境3中最高,而其他理化参数的值则在生境1中最高;2）就δ¹³C和δ¹⁵N空间分布而言,对于同一群落,δ¹³C和δ¹⁵N在3类生境中富集程度呈现显著差异;就时间分布而言,不同季节消费者群落的δ¹³C值存在显著差异,而δ¹⁵N值未呈现显著差异,且消费者群落的δ¹³C和δ¹⁵N呈显著负相关;3）就消费者营养级的空间分布而言,3类生境存在显著差异,同一消费者营养级在生境1中最高,在生境3中最低;就时间分布而言,消费者营养级未呈现显著差异;4）浮游生物对消费者群落碳源和氮源贡献百分比4月高于8月,生境1高于其他生境;而底栖生物对消费者群落碳源和氮源贡献百分比则8月高于4月,生境3高于其他生境;5）通过相关分析,结果表明白洋淀消费者群落的δ¹³C与总磷（TP）、TCs、沉积物总氮（TNs）、总有机碳（TOCs）、TPs呈现负相关关系;δ¹⁵N值与TP、TCs、TNs、TOCs、TPs呈正相关关系.因此,湖泊富营养化会影响消费者群落的碳源和氮源,进而改变湖泊生态系统的能流和物流.     

中国南方暴雨野外试验中尺度气象分析场的建立及其质量评估

利用武汉暴雨研究所从美国引进的LAPS中尺度分析系统,将2008年和2009年5-7月中国南方暴雨野外科学试验(SCHeREX)中所采集的观测资料进行融合、同化,生成了华南、华中、江淮和长江三角洲4个观测区的空间分辨为5 km、时间分辨为3 h的SHCeREX中尺度气象分析场.文中从两方面对SCHeREX中尺度分析场的...     

直接消除电磁耦合的发送端去耦方法

针对频率域激电应用中的电磁耦合问题,提出了一种矩形波经低通滤波后放大输出并对大地供电的发送端去耦方法;建立了数学物理模型,通过调节低通滤波时间常数进行的仿真实验结果表明,本方法可以显著衰减接收回路耦合尖峰幅值,且时间常数越大耦合尖峰幅值越小,大于10 ms后衰减量增长缓慢.进一步以5 m收发距为例的仿真结果表明,本方法...     

甘肃省张掖市甘州城区和外围地下水位上升的原因 及其诱发地质灾害的防治对策

根据对地下水的均衡状况、水文地球化学、环境同位素、气象水文条件、地下水流场、区域地质构造变化的研究结果,确定张掖市甘州城区及其外围地下水位上升的主要原因是,地震错断了上部第四系松散层内的隔水层,使中心地带的基底与祁连山区相连的北西向深大断裂带变为导水通道,增大了越流补给量,盆地地下水补给量增加,地下水位大面积上升。关于地下水位上升诱发的地质灾害治理方案的总体思路是,为达到“长治久安”的效果,在城区范围内实施水平排水工程措施,在急需解决城区地下建筑物降水的地段和城区东北部的重灾区实施垂直管井排水工程措施。     

福建锦城187Ma花岗岩的发现——对华南沿海早侏罗世构造演化的制约

本文对福建沿海福清地区的锦城花岗岩和牛头尾花岗闪长岩进行了岩石地球化学、锆石U-Pb-Hf同位素分析.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示锦城花岗岩的年龄为187±1Ma,为福建沿海首次发现的早侏罗世岩浆活动;牛头尾花岗岩形成时代为130±1Ma,代表燕山晚期(白垩纪)的一期岩浆活动.锦城花岗岩具有高5iO2、偏碱、高Fe2OT3等特征,为高钾钙碱性系列,岩石相对富集轻稀土,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,富集Ba、Sr等大离子亲石元素,具高Rb/Sr( 1.31 ～ 1.93)比值及低Rb/Ba(0.26 ～0.29)、Eu/Eu*(0.30 ～0.56)、La/Yb(5.69 ～ 18.39),Sr/Y(2.24 ～2.29)比值,为典型的Ⅰ型花岗岩,且具有火山孤花岗岩的地球化学特征,很可能形成于与俯冲相关的构造背景.牛头尾花岗岩相比锦城花岗岩低SiO2,贫钾,而富镁、钙,属于花岗闪长岩.其更亏损Nb、Ta及富集Ba、Sr,具较低Rb/Sr(0.27)、Rb/Ba(0.09)比值和较高的Eu/Eu*(0.98)、La/Yb( 16.87),Sr/Y( 19.08)比值,同样为具有弧特征的钙碱性Ⅰ型花岗岩,也形成于与大洋俯冲有关的构造背景.锦城花岗岩和年头尾花岗闪长岩具有相似的锆石Hf同位素组成,εHf(t)分别为2.18～4.73和1.25 ～4.15,tDMC均为～ 1.0Ga,表明二者起源于相同的新元古代新生地壳.结合已有的资料,本次研究发现锦城花岗岩与南岭地区同时代岩浆岩( 194 ～ 172Ma)在成因上有密切的联系,暗示古太平洋板决的俯冲很可能自早侏罗世开始.这样,华南古特提斯构造域向古太平洋构造域的转换很可能发生在早侏罗世之前,大致在205 ～ 190Ma期间.