青藏高原柴达木盆地湖泊长链烯酮和中位酮的研究及其意义

柴达木盆地地处西北干旱区、青藏高原和东部季风区三大自然区域交汇地带,生态环境极其脆弱,是开展古气候研究的理想场所。本次以青藏高原柴达木盆地湖泊沉积物为研究对象,利用先进的前处理方法和气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）,探讨该区长链烯酮和中位酮的分布特征及指示意义。研究表明,青海湖、尕海湖、托素湖和可鲁克湖的湖泊表层沉积物中均含有长链烯酮系列化合物,并显示出C37优势模式。其中,尕海湖、托素湖和可鲁克湖具有相近的烯酮比值（C37/C38）,暗示这3个湖泊可能具有相同的烯酮母源藻。而柴达木盆地湖泊中C37四不饱和烯酮含量（% C37：4指标）与盐度呈正相关关系,这与青海湖和已发表的结论相矛盾,可能是由于湖泊中藻类群落结构的差异性而导致的。在可鲁克湖湖边湿地钻取了520cm的沉积物岩芯,将岩芯的烯酮数据与可鲁克湖和青海湖已发表的烯酮记录进行对比,发现存在一定的差异性,可能与采样的位置、烯酮母源藻物种效应和柴达木盆地湖泊的特殊自然条件有关。特别的是,本次研究在湖泊表层沉积物和沉积物钻孔中均检测出长链中位酮系列化合物（C31-16-one、C33-17-one和C35-18-one）,且其表现为随着碳数增加,化合物丰度明显减小的变化趋势,即C31>C33>C35。通过与正构烷烃参数进行对比,发现C31-16-one可能来源于沉水植物,而C33-17-one和C35-18-one可能来源于高等植物贡献。在"8.2ka"和"4.2ka"冷事件中,C31-16-one的含量显著减小,而C33-17-one和C35-18-one增加,暗示中位酮系列化合物可能是指示古气候环境变化的潜在指标。     

1960?2017年北部湾珊瑚礁区海洋热浪增强原因分析

在全球气候变化、区域气候因素的共同作用下,海洋热浪频发,北部湾珊瑚礁正处于快速退化之中。探究海洋热浪逐年增强的机制,对预测珊瑚礁未来生长环境具有重要意义。根据北部湾东部4个海洋站(北海、涠洲、海口、东方)实测海表温度历史资料和该海域的相关气候资料,选取SSTA、DHM、DHW、DHD 4种指标,采用相关分析和对比分析法探讨该海域近58年海洋热浪的变化趋势及原因,结果表明:(1)1960?2017年北部湾东部珊瑚礁区海洋热浪爆发的强度及频率逐年波动上升;(2)海洋热浪逐年增强源于全球性的厄尔尼诺事件增多、区域性的高压系统增强及风场减弱等多因素共同作用;(3)全球变暖背景下造成的海洋热浪爆发对北部湾东部海域的珊瑚礁生态系统已经造成不利影响。     

江苏省地震应急专题图快速产出系统设计与实现

为满足江苏地震应急工作对地震应急专题图的需求,结合本地区地震特点及应急实际情况,设计并实现了地震应急专题图快速产出系统。该系统构建一套专有数据库及专题图模板,采用Python编程,可在数据库中自动创建震中点位置、地震影响场及震中距等地震事件要素,并实现专题图模板的要素更新、图面整饰及多进程并行出图。测试结果表明,使用该系统可显著缩短制图时间,提升图件产出效率,为江苏地震应急响应提供有力的技术支撑。     

基于多特征多核学习的全极化SAR溢油提取方法

全极化合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)数据具有丰富的极化信息,能够提取出大量异构性特征。核学习方法在解决小样本、高维特征分类问题上具有优势,但异构特征对不同核函数具有响应差异。本文利用一种引入先验标签的多核学习方法进行全极化SAR的溢油信息提取,即基于分析结果对特征集进行遴选与组合,分别在每个特征组合中训练得到一个预备层核函数,以新获取的预备层核函数作为新的底层核函数,对全部特征进行学习分类。通过提取与分析溢油和海水的统计特征、物理散射特征和纹理特征,建立溢油全极化SAR特征谱,并利用引入先验标签的多核学习分类器进行溢油提取实验。结果表明,该方法能够利用全极化SAR多维异构特征的互补特性有效提高溢油分类提取精度。     

基于DRLSE模型的SAR溢油提取方法

为提高海上溢油轮廓SAR提取精度,验证了FCM(Fuzzy C-Means Algorithm)与DRLSE(Distance Regularized Level Set Evolution)模型结合的方法提取SAR溢油信息的有效性;鉴于其无法避免细小噪音的影响以及薄油膜提取效果不好的问题,提出了阈值和DRLSE模型结合的溢油信息提取方法,通过阈值构建溢油区域初始轮廓,克服了图像细小噪声对溢油提取的影响,更有利于提取薄油膜信息,溢油提取精度优于H/A/alpha-Wishart非监督分类方法和FCM与DRLSE模型结合的方法。     

纳米TiO2对菲律宾蛤仔消化腺中Cd的蓄积与生化响应的影响

随着纳米科技的发展及纳米颗粒在纺织、食品、太阳能及水处理等各行业的应用,进入水生环境的纳米颗粒对其中痕量金属的生物地球化学循环及其生物学效应的影响受到关注。本文研究了水环境中分布最广泛的纳米二氧化钛(n-TiO2)对镉(100μg·L^-1)在海洋双壳类菲律宾蛤仔体内生物利用性及生物效应的影响,通过14d的暴露实验,在环境真实浓度下研究Cd在蛤仔体内的蓄积量及毒性。暴露期间测定了蛤仔消化腺中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)、丙二醛(MDA)和金属硫蛋白(MT)等生物标志物的活性或含量,同时分析了消化腺中Cd的蓄积。暴露3d后,Cd处理组及n-TiO2+Cd处理组均观测到蛤仔消化腺内Cd含量显著升高(p<0.05),并随时间延长而不断升高。各处理组SOD活性在整个暴露周期内与同期对照组相比均无显著差异。CAT(3d)和GST(7、14d)活性仅在Cd处理组出现显著升高(p<0.05)。Cd处理组在暴露结束时出现MDA含量的显著增加;n-TiO2单独及联合处理组MDA含量显著上升出现在7d后,至暴露结束时与对照组无显著差异。随暴露时间的延长,只有Cd处理组中蛤仔消化腺MT的含量呈现显著升高。结果表明,相同浓度条件下,Cd对蛤仔的亚致死毒性高于n-TiO2,而n-TiO2能够通过抑制Cd的生物积累而减轻后者对蛤仔的毒性,这种影响与n-TiO2对Cd的吸附作用有关。     

时空聚集性探测方法在极端高温事件聚集分析中的应用研究

极端高温是灾害性气候的研究热点之一,进行其时空聚集性探测对极端高温灾害的深入研究与危险性评价至关重要。传统温度阈值法从超越概率角度进行极端事件提取,无法实现时空一体化分析,缺少对时空聚集程度的量化评价。该文引入扫描统计量,构造时空柱体扫描窗口对研究区进行时空一体化粗探测,通过相对危险度定量评价聚集程度,最后对探测结果进行局部Moran′s I热点分析,结合热点置信度优化聚集区的空间定位。以中国大陆地区2013年7月的温度数据为例,采用上述方法,探测出研究区的6个显著时空聚集区,相对危险度最高为3.99,最低为2.60,范围覆盖华北、华中、华东、西北的部分地区,最后以当年的气象资料及报道验证探测结果。结果表明,时空扫描和局部Moran′s I分析的集成是一种有效探测极端高温事件时空聚集区的方法,不仅能实现极高温事件准确可靠的时空定位,还能给出极高温区域的时空聚集指标。     

济南地铁2号线沿线地表沉降监测与分析

地铁沿线的稳定性关乎人民生命财产安全,对地铁沿线沉降监测,有助于聚焦异常形变区域,及时采取人工干预措施。本文基于差分干涉测量短基线集时序分析技术（SBAS-InSAR）,利用20幅Sentinel-1A数据对2019—2021年间济南地铁2号线沿线1 km缓冲区进行地表沉降监测与分析。结果表明：在监测期内地表呈现不均匀的沉降,平均沉降速率为0.26 mm/a,最大沉降速率为-18.27 mm/a,最大累积沉降量为-68.51 mm。其中,腊山站至老屯站段、济泺路站至七里堡站段存在明显沉降现象。     

镉同位素分馏及其在示踪土壤镉来源和迁移转化过程中的应用进展

土壤镉污染已成为危害人体健康的主要因素之一,要实现精准、快速和有效地防治土壤镉污染,首先必须厘清土壤中镉的来源及其迁移转化行为。近年来,随着镉同位素分析技术的进步及其分馏机制认识的深入,镉同位素在土壤镉示踪中展示出了巨大的应用潜力。本文在前人研究的基础上,归纳了土壤样品镉同位素分析前处理方法以及测试技术的研究进展。对于基质复杂的土壤样品,高温高压密闭消解和微波消解可以满足其镉同位素测试要求。在分离纯化镉回收率足够、干扰元素去除彻底的情况下,应用多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)分析镉同位素并采用标准-样品匹配法、外标法或双稀释剂法进行质量歧视校正,均可获得较高精度的土壤镉同位素组成数据。同时,本文概括了土壤多个潜在镉源的镉同位素组成以及典型过程(风化淋滤、吸附、沉淀/共沉淀、络合)镉同位素分馏方向与程度。结合最新研究成果,总结了镉同位素在示踪土壤镉来源及其迁移转化过程中的应用。在未来的工作中,需进一步开发和优化高精度镉同位素分析方法,建立土壤镉同位素指纹图谱,揭示土壤多组分、多界面过程中的镉同位素分馏机制和特征。     

华南汛期降水与南半球关键系统低频演变特征

利用1960—2008年华南地区71个站逐日降水量和NCEP/NCAR南半球逐日海平面气压 (SLP) 场再分析资料,采用多锥度方法-奇异值分解 (MTM-SVD) 统计诊断方法,重点分析了华南地区4—9月汛期降水及同期南半球关键系统低频演变特征。MTM-SVD的LFV谱分析表明:华南汛期降水具有30~60 d低频振荡和5~7 d的变化特征;南半球澳大利亚高压系统具有30~60 d低频振荡、10~20 d双周振荡及5~7 d和2~3 d的变化特征;马斯克林高压系统则具有30~90 d低频振荡和双周振荡特征; 跟踪华南汛期降水与南半球SLP场的30~60 d低频振荡的时空耦合演变过程显示,南半球马斯克林高压和澳大利亚高压系统由强 (弱) 到弱 (强) 的演变过程对应华南降水的多雨带由西南 (东北) 向东北 (西南) 的转移。华南南部多雨带的变化与马斯克林高压和澳大利亚高压变化趋势及位相一致,而北部多雨带则和马斯克林高压和澳大利亚高压SLP场的变化趋势相反。