鄱阳湖水利枢纽工程对湖泊水位变化影响的模拟

水位变化是影响湖泊水文过程和生态环境的重要因素.本研究基于环境流体动力学(EFDC)模型构建了鄱阳湖水利枢纽工程与主湖区的二维模型,模拟水利枢纽工程运行后对主湖区及湿地保护区水位变化节律的影响.模拟结果表明:水利枢纽工程对湖泊水位的影响由北向南逐渐减小,水利枢纽工程提升了大湖北部水位,使南北水位差减小,将影响鄱阳湖枯水期的流速及自净能力.吴城和南矶湿地自然保护区核心区水位变化受水利枢纽工程的影响较小,吴城自然保护区核心区在水位低于13.8 m时与大湖脱离,不再受水利枢纽工程影响,但水利枢纽工程会影响蚌湖与大湖脱离时间;南矶自然保护区位于鄱阳湖南部,水位受水利枢纽工程影响很小.水利枢纽工程条件下,湖泊水位受人工控制,枯水年和平水年湖泊水位的变化基本一致;枯水年水利枢纽工程对湖泊水位的影响大于平水年,但对湖泊南部的水位变化影响仍然较小.模型模拟结果可以揭示在目前调度方案下,水利枢纽工程对湖泊水位变化节律的影响规律,为工程建设提供一定的理论参考.     

珠江下游浮游细菌群落结构的时空分布特征

浮游细菌群落对河流变化具有高度响应性,并可能影响河流生境的生物地球化学过程.因此,了解浮游细菌群落的时空特征,阐明其在河流生态系统中的生态功能具有重要科学意义.于2016年6月和12月对珠江下游浮游细菌群落结构的时空特征进行调查研究,并采用16S rRNA高通量测序技术对样品组分进行分析.结果表明细菌群落主要由变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、抗微菌门(Verrucomicrobia)和蓝细菌门(Cyanobacteria)组成.其中变形菌门相对丰度最高,主要包括β-变形菌纲(Betaproteobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria).季节上,丰水期Shannon-Wiener和Chao 1多样性指数高于枯水期其中芽孢杆菌纲(Bacilli)和黄杆菌纲(Flavobacteriia)差异显著;空间上,珠江下游可分为西江沿线、珠三角河网中部和广州市周边3个区域.采用RDA分析表明水温(WT)、溶解氧(DO)、磷酸盐(PO_4~(3-)-P)、硅酸盐(SiO_4--Si)、总磷(TP)和透明度(SD)是驱动细菌群落变化最显著的环境因子,可影响细菌的增殖代谢.其中WT和SD是影响季节差异的重要因素将丰水期和枯水期区分开;而DO、化学需氧量(COD)和营养盐(PO_4~(3-)-P、SiO_4~(2-)-Si、TP)是影响空间差异的重要因素将西江沿线、珠三角河网中部和广州市周边区分开.PICRUSt功能预测分析表明,转运体(Transporters)、ABC转运体(ABC transporters)、DNA修复和重组蛋白(DNA repair and recombination proteins)等是珠江下游浮游细菌群落所表达的主要功能其中转运体和ABC转运体功能丰水期明显高于枯水期.研究结果可为珠江下游生态环境保护提供科学参考依据.     

辽宁大石桥菱镁矿床的碳氧同位素组成和成因

在2.33~2.06Ga期间,δ¹³C_carb发生了地质历史上最强烈的正异常事件,被称为Lomagundi事件。辽河群形成于2.3~1.85Ga期间,其大石桥组蕴涵超大型的大石桥菱镁矿矿床,在矿区厚约1144m。为检验华北克拉通对Lomagundi事件响应,揭示大石桥菱镁矿的成因,本文报道我们最新获得的地球化学研究结果。大石桥菱镁矿6件下伏白云岩地层样品的CaO/MgO摩尔比为0.87~0.94,δ¹³C_carb和δ¹⁸O_carb值分别为0.6‰~1.4‰（平均1.2‰,V-PDB标准）和16.4‰~19.5‰（平均18.2‰,SMOW标准）;与世界正常海相碳酸盐岩地层相比,δ¹³C_carb较高,而δ¹⁸O_carb较低,表明原始沉积物具有类似于Lomagundi事件的δ¹³C_carb正异常,δ¹³C_carb可能高达4.2‰,但δ¹³C_carb和δ¹⁸O_carb值均在沉积之后的成岩或/和变质过程中显著降低。研究剖面大石桥菱镁矿含矿地层厚逾550m,6件样品的CaO/Mg0摩尔比为0.005~0.23,δ¹³C_carb和δ¹⁸O_carb值分别为0.1‰~0.6‰（平均0.4‰）,9.2‰~12.7‰（平均10.9‰）,均低于下伏围岩白云岩;推测与区域变质有关的流体交代作用导致岩石发生重结晶作用和同位素交换,使δ¹³C_V-PDB和δ¹⁸O_V-SMOW值降低。而对菱镁矿顶板白云岩和网脉状菱镁矿矿石的研究进一步证明了上述解释的合理性。总之,大石桥菱镁矿的形成经历了初始沉积、成岩作用、区域变质和流体交代作用以及成矿后的局部蚀变作用。     

太原盆地重金属元素地球化学分布特征

研究了太原盆地土壤中8种重金属元素As,Cd,Cr,Hg,Ni,Pb,Zn,Cu的来源及分布规律,首次计算了太原盆地区域土壤背景值,分析了盆地中重金属元素的污染状况;认为Hg,Cd,As的污染情况最为严重.用太原市和太原盆地的深、浅层数据作出8种重金属元素的多重分形图,对8种重金属元素在生态环境中的影响作用进行了统计分析,总结了重金属元素的分形规律,得出各影响因素的相对重要性.     

低纬高原地区南支槽强降水中尺度MCS系统的模拟与分析

选取2002年5月11～13日云南地区的一次南支槽强降水过程，利用MM5非静力中尺度数值模式对这次降水过程进行了数值模拟，利用模式高分辨率的输出结果分析了这次强降水中尺度对流系统的结构特征。分析结果表明：强对流系统的低层环境风场为西南和东南气流辐合，高层则为一致的槽前西南气流。低层强正涡度暖湿气流辐合上升区紧邻辐合线的西南侧，槽前西南暖湿气流在辐合线附近冷空气的作用下辐合上升，形成强降水，强降水落区位于低层700hPa强正涡度暖湿气流辐合上升区的西南侧。对物理量要素的时间演变分析表明：在对流发展初期，沿辐合线的正负涡度、辐合辐散、上升与下沉运动在垂直方向和水平方向上相间分布，呈多个模态；当对流发展较强时演变为单一模态分布，即辐合线附近低层为正涡度辐合气流上升区，而高层为负涡度辐散气流下沉区。其中低层辐合较为浅薄，位于地面到600hPa高度，而正涡度和垂直速度较为深厚，可以从地面向上分别伸展到400hPa和200hPa高度。研究还揭示了低纬高原地区中尺度对流辐合系统的垂直轴线随高度向辐合区东北侧（高纬度地区）倾斜的特征，这是低纬高原地区南支槽强降水中尺度对流系统与其它切变线、准静止锋和低涡等中尺度对流系统不同的最主要特征之一。     

2009年广东省汛期降水空间分布不均的气候成因

2009年广东省汛期(4～9月)降水呈现出空间分布不一致性,采用统计方法分析引起这种现象的成因:直接原因是大气环流异常导致了季风爆发偏晚和冷空气偏弱,从而前汛期降水大部分地区偏少;而后汛期期间西太平洋副热带高压偏西偏强,导致热带气旋主要登陆及影响珠江口和粤西地区,从而后汛期降水雨带主要位于粤西南。因而,2009年汛期多种环流因素的共同作用,导致了珠江口及其以西降水偏多,其余地区降水偏少。     

2011年4月17日广东强冰雹天气过程的成因及特征分析

利用广州新一代多普勒雷达资料和Micaps资料,对广东省2011年4月17日强冰雹天气过程进行分析,揭示了强对流天气的环流形势和影响系统,着重分析了各种有利于大冰雹生成的因素和回波特征。研究发现:(1)过程发生在高层有急流、高空槽和切变线、地面有锋面低槽的环流形势下,属西江流域前汛期强对流天气类型的复合型。冰雹发生区域的低层垂直风切变较大,达-4.8×10-3/s。(2)当CAPE突增,SSI>200、K>35℃、Si<0℃时,预示强对流天气发生。(3)边界层辐合线为对流发展提供动力因素,同时大气不稳定和较高的CAPE造成雹暴的迅速发展。(4)本次雹暴几乎具有强烈对流风暴的所有回波特征:反射率因子图上的弓形回波、后侧入流缺口、悬垂结构、有界弱回波区、三体散射,径向速度图上的中气旋及中层径向辐合。(5)雹暴的回波顶高与最大反射率因子演变趋势基本相同,有几次跃增且同步。降雹前最大反射率因子及其高度均出现突降。VIL的跃增特性对于判断冰雹的增长非常有效。(6)本次过程具备适宜冰雹生长的0℃和-20℃层高度条件,且回波核心区高度扩展到-20℃层以上。VIL密度>4 g/m3和上干下湿的垂直分布十分利于大冰雹的产生。(7)三体散射特征可作为发布冰雹预警重要指标。     

相同大尺度环流背景下不同类型强对流天气个例分析

利用常规观测、雷达、卫星和自动站等资料,对2013年3月23日广西一次区域性强对流天气过程中两种不同类型强对流天气现象产生的局地环境条件、触发机制及中尺度等特征进行了对比分析。结果表明：在相同大尺度环流背景下,两种类型强对流天气（即干对流型和混合对流型）在大气层结、湿层厚度、对流有效位能（CAPE值）和垂直风切变等局地环境上存在一定差异;其触发机制不同,广西西部干对流由位于地面锋前暖区的辐合线触发,而北部混合型强对流则由地面锋面触发;雷达和卫星图像上,两类强对流在形态、强度和移速上均存在明显差异,这些差异对广西不同类型强对流天气的监测预警具有一定的参考价值。     

北部湾沿岸三种常见赤潮藻类对浮游微食物网主要类群的影响

本研究向自然海水中接种中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、红色哈卡藻(Akashiwo sanguinea)和球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)游离单细胞进行培养,比较不同赤潮藻类对海洋浮游微食物网主要类群的影响。结果发现,红色哈卡藻和中肋骨条藻均经历了从增殖到衰亡的过程,中肋骨条藻在磷酸盐耗尽后消亡,磷酸盐随之被重新释放到水体中;而无论增殖还是衰亡,红色哈卡藻添加组磷酸盐含量均持续降低。球形棕囊藻游离单细胞在迅速增殖将磷酸盐耗尽后并未衰亡,其密度维持相对稳定。红色哈卡藻添加组和中肋骨条藻添加组的细菌密度显著低于中肋骨条藻添加组(P<0.05)。三种藻类相比,红色哈卡藻添加组中纤毛虫、异养微型鞭毛虫(heterotrophic nanoflagellate, HNF)和含色素体微型鞭毛虫(pigmented nanoflagellate, PNF)的丰度最高(P<0.05),但该组微型鞭毛虫的营养结构(HNF/PNF)与中肋骨条藻添加组无显著差异(P>0.05)。球形棕囊藻添加组含色素体微型鞭毛虫的丰度显著降低(P<0.05...     

基于交通网络的乡村中小学优化布局

合理规划中小学布局是优化教育资源配置、提高办学效益以及实现教育均衡发展的重要途径。本研究针对中国乡村建设的需要和中国多山的地理环境,考虑山地环境对乡村中小学选址的影响,构建多山环境下乡村中小学的区位模型,运用地理信息科学方法,以Visual Studio. Net 2010为开发平台,使用C#语言和ArcGIS Engine 10.0组件库,同时结合MATLAB编程,开发出基于交通网络的乡村中小学区位优化系统。最后将系统应用于贵州省某镇的小学布局优化中,分别在只考虑已有道路、假设道路可升级、假设道路可新建或升级3种情景下,通过改进的模拟退火算法,确定新建学校的最佳位置,以及新道路的修建和原有道路的升级情况,从而得到不同情景下各居民点学生的上学耗时。结果表明,交通网络对乡村中小学布局优化具有重要影响,改善交通网络条件能够有效提高学生的就学效率上学速度。