Regional debris flow susceptibility analysis based on principal component analysis and self-organizing map: a case study in Southwest China

A method was developed to analyze the susceptibilities of 541 regional basins affected by debris flows at the Wudongde Dam site in southwest China. Determining susceptibility requires information on source material quantity and occurrence frequency. However, the large number of debris flows can hinder the individual field investigation in a each small basin. Factors that may trigger debris flows can be identified using remotely sensed interpretation information. Susceptibility analysis can then be conducted based on these factors. In this study, SPOT5 satellite imagery, digital elevation models (DEM), a lithology distribution map, and rainfall monitoring data were used to identify 12 debris flow trigger factors: basin relief ratio, slope gradient in the initiation zone, drainage density, downslope curvature of the main channel, vegetation coverage, main channel aspect, topographic wetness index, Melton’s ruggedness number, lithology, annual rainfall, form factor, and cross-slope curvature of the transportation zone. Principal component analysis was used to obtain the eight principal components of these factors that contribute to susceptibility results. Then, a self-organizing map method was adopted to analyze the principal components, which resulted in a debris flow susceptibility classification. Field validation of 26 debris flow basins was used to evaluate the errors of the susceptibility classification, as well as assess the causes of such errors. The study found that principle component analysis and self-organizing map methodologies are good predictors of basin susceptibility to debris flows.     

Ground penetrating radar and 2D electric resistivity studies for tracing hydrocarbon leakage site,close to Abha City: a case study

This work presents the application of the ground-penetrating radar (GPR) method and electric resistivity tomography (ERT) technique in outlining a zone of contamination due to the light non-aqueous phase liquid (LNAPL) plume underground in the area of an impacted fuel station, close to Abha City. The GPR has been performed using SIR3000 unit with the 100 and 400 MHz antennas. The main objective of the GPR survey was to evaluate the lateral extension of contamination. The complex GPR signature of the plume was well characterized. Low reflectivity zone corresponds to hydrocarbon vapor phase in the vadose zone. Enhanced reflections are associated with free and residual products in the fractured saturated zone directly above the water table. An electric resistivity tomography (ERT) survey was performed on four profiles within the site to investigate the vertical and horizontal extent of the contamination plume and to define the bottom of the landfill. The 2D electric profiles show the presence of low-resistivity (4O to 37 Ω m) anomalies that refers to the presence of accumulated hydrocarbons. From the interpretation of the GPR and ERT profile, it was possible to locate the top and bottom of the contamination plume of the waste disposal site. The radar signal penetrated deep enough and enabled the identification of a second reflector at approximately 10-m deep, interpreted as the hard basement surface which causes the strong amplitude reflection in the GPR profile. The results of GPR and ERT showed good agreement.     

脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)维甲酸X受体基因克隆及其在温盐胁迫和蜕皮周期中的表达分析

为了明确脊尾白虾维甲酸X受体基因在环境胁迫和蜕皮周期中的作用,本研究通过RACE技术克隆了脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)维甲酸X受体c DNA全长,命名为Ec RXR基因,该c DNA序列全长为1323 bp,开放阅读框(ORF)为855 bp,编码一个284个氨基酸组成的蛋白质,分子量为30.918 k Da,理论等电点为PI为6.788;Ec RXR基因推导氨基酸序列经Blastp在线比对分析显示,Ec RXR与已知甲壳动物RXR的同源性为71%—90%;系统进化树分析结果显示,脊尾白虾Ec RXR的氨基酸序列与日本沼虾RXR的氨基酸序列聚为一支。荧光定量RT-PCR分析表明,Ec RXR基因在各组织中均有表达,而在眼柄相对表达量较高,血淋巴中最低。Ec RXR基因在蜕皮周期中的表达规律表明,Ec RXR基因表达在不同蜕皮时期存在明显变化,在眼柄、肝胰腺、胃和肠中整体呈现上升趋势,在鳃中呈现先下降后上升的趋势,在表皮中呈现逐渐降低的趋势。Ec RXR基因在温度、盐度胁迫过程中的表达规律分析结果发现,温度、盐度胁迫均可显著改变Ec RXR基因在鳃和肝胰腺中的表达模式,温度胁迫下Ec RXR基因在鳃中呈先上升后下降的表达趋势,肝胰腺中整体呈先上升后下降再上升再下降的表达趋势;盐度对鳃和肝胰腺的调控模式相同,均呈先升高后下降的变化趋势。本研究结果表明Ec RXR基因在脊尾白虾蜕皮发育、酶活性调控及渗透压调节中发挥重要作用,为深入研究甲壳动物维甲酸X受体基因的功能提供了重要的基础信息。     

扎龙湿地藻类植物群落结构特征及水质初步评价

扎龙湿地是我国北方同纬度地区保留最完整、最原始、最开阔的湿地生态系统,地处中温带,属大陆性季风气候。为了探究其藻类植物群落的变化特征及其与水环境的关系,本文于2011年春、夏、秋季对扎龙湿地的藻类植物群落进行调查分析,共发现藻类植物349个分类单位(包括变种、变型),隶属于8门105属,藻类植物群落全年均以绿藻为主导,其组成呈绿藻-硅藻型。优势种中绿藻门主要以镰形纤维藻(Ankistrodesmus falcatus)和四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)为主,硅藻门以弯棒杆藻(Rhopalodia gibba)和隐头舟形藻(Navicula cryptocephala)为主,优势种组成具有明显的季节演替现象。藻类植物细胞密度呈现明显的单峰型,夏季最高,平均为10.74×10~4ind./L。湿地研究区域分为开阔型水域、小型封闭水域、湿地型水域和湖泊型水域四个生态类型,不同水域藻类植物群落结构特征明显不同。经聚类和多维尺度分析,将不同采样点的藻类植物群落分为四组,多样性指数表明湿地水体处于轻度污染或无污染状态。综合研究结果可以认为扎龙湿地的水体基本处于贫营养-中营养状态,只有极少数水域处于富营养状态。     

CO2加富对塔玛亚历山大藻叶绿素荧光参数及产毒的影响

由大气中CO_2浓度升高引起的海洋酸化,是全球性的重大环境问题之一。本研究采用实验生态学的方法,以塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)为研究对象,分析其在CO_2加富条件下叶绿素荧光动力学参数及产毒特征的变化。调制叶绿素荧光结果显示,CO_2加富对塔玛亚历山大藻的PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、最大相对电子传递效率(r ETRmax)有显著影响(P0.05),且随着培养时间的增长Fv/Fm、r ETRmax均降低,对半饱和光强(Ik)、快速光曲线初始斜率(α)却无显著影响(P0.05)。结果说明CO_2加富能促进塔玛亚历山大藻的PSⅡ最大光化学量子产量,提高其最大光能转换效率和相对最大电子传递效率。高效液相色谱法分析结果显示,该株塔玛亚历山大藻主要产漆沟藻毒素1(GTX1)、漆沟藻毒素4(GTX4)、N-磺酰氨甲酰基毒素(C1)及N-磺酰氨甲酰基毒素(C2)四种PSTs毒素,CO_2加富不改变主要麻痹性贝毒(PSTs)的种类组成,但能显著提高氨基甲酸酯类毒素(GTX1、GTX4)产量(P0.05),而降低N-磺酰氨甲酰基类毒素(C1、C2)产量(P0.05),说明加富能使塔玛亚历山大藻所产毒素发生转化,进而影响藻细胞的整体毒性。     

白缘(鱼央)5S rDNA的扩增分析及其在染色体上的FISH定位

本文分别对雌雄白缘(鱼央)的5S rDNA进行了PCR扩增和序列分析,并采用双色荧光原位杂交(FISH)技术,以白缘(鱼央)的5S rDNA序列和小麦的45S rDNA为探针,对其在白缘(鱼央)雌雄中期染色体上进行了FISH定位研究。结果表明,白缘(鱼央)5S rDNA序列无雌雄差异;5S rDNA的保守区序列为117 bp;5S rDNA和45S rDNA分别被定位于白缘(鱼央)的性染色体和第5号染色体上。同时从GenBank中获得了22种鱼的5S rDNA,运用DNAman软件构建了23种鱼的系统发育树,对白缘(鱼央)的进化地位进行了初步研究。本研究为阐明白缘(鱼央)在鱼类系统进化中的位置、重复序列在脊椎动物性染色体上的分布状况以及与性别决定与分化的关系,提供了资料积累和分析依据。     

秋季南黄海浮游动物分布及其影响因素

基于2007年秋季在南黄海（32°20'~37°00'N;124°E以西）进行的浮游动物及环境因子大面调查;分析了秋季南黄海浮游动物种类组成、分布特征及其影响因素;主要结果如下:共鉴定浮游动物113种（不包括25种浮游幼体）;中华哲水蚤（Calanus sinicus）、强壮滨箭虫（Aidanosagitta crassa）、磷虾幼体（Euphausia larvae）和小齿海樽（Doliolum denticulatum）是秋季优势种;浮游动物丰度为（156.37±12.04）ind/m3;生物量为（172.57±10.41）mg/m3;与历史调查数据相比;本航次浮游动物丰度和生物量相对处于较高水平;磷虾幼体分布趋势与中华假磷虾（Psudeuphausia sinica）一致;说明秋季是中华假磷虾种群的一个重要的补充时期;小齿海樽在南黄海的大量出现系自身种群补充的结果;精致真刺水蚤（Euchaeta concinna）和肥胖软箭虫（Flaccisagitta enflata）主要分布在深水区;在近岸海区很少出现。中华哲水蚤、强壮滨箭虫丰度高值区倾向分布于海洋锋附近;进一步佐证了海洋锋对浮游动物的积聚作用。     

孟加拉湾海表盐度变化特征的卫星遥感应用研究

本文利用2011年8月至2014年3月Aquarius卫星盐度产品结合Argo等实测盐度资料,探讨了孟加拉湾海表盐度的季节及年际变化特征。结果显示,Aquarius与Argo盐度呈显著线性正相关,总体较Argo盐度值低,偏差为-0.13,其中在孟加拉湾北部海域负偏差值比南部海域更大,分别为-0.28和-0.10。Aquarius卫星与Argo浮标在表层盐度观测深度上的差别是造成此系统偏差的主因。Aquarius盐度资料清晰显示了孟加拉湾海表盐度具有明显的季节变化特征,包括阿拉伯海高盐水的入侵引起湾南部海域盐度的变化以及湾北部淡水羽分布范围的季节性迁移等主要特征。此外,分析还揭示了2011(2012)年春季整个湾内出现异常高盐(低盐)现象。研究表明,2010(2011)年湾北部夏季降雨减少(增加)导致该海域海水盐度偏高(偏低),并通过表层环流向南输运引起次年春季湾内表层盐度出现异常高盐(低盐)现象,春季风应力旋度正(负)距平通过影响盐度垂直混合过程对同期表层盐度异常高盐(低盐)变化也有影响。     

南岭东段含稀土矿花岗岩体中暗色包体地质特征——以陂头岩体为例

在野外地质调查和室内综合研究的基础上,通过研究南岭东段风化壳淋积型矿中含稀土矿花岗岩层中暗色包体的地质特征,发现分布在岩体中的大量暗色包体具流面和流线构造,主要组成矿物为石英、辉石和斜长石,具典型的辉长结构。暗色包体低硅、钾和钠,高钙、铝、镁、铁、钛和锰,属亚碱性—铝不饱和型;富集U、La、Pr、Nd、Sm、Dy,亏损Nb、Sr、Zr、Hf、Ti等微量元素;REE总量低于寄主含矿花岗岩层稀土总量,Ce和Eu具有明显的负异常。这些特征说明暗色包体的原岩可能来自早期基性岩,其形成与燕山早期陂头岩体的分异演化关系密切。与南岭地区花岗岩中此类暗色包体进行对比,有助于在该区寻找稀土矿床和稀有金属矿床。