海洋多道地震拖缆数据实时传输系统的设计与实现

为满足深拖式高分辨多道地震勘探需求,设计并实现了海洋地震拖缆数据的实时传输系统。系统由数传包与地震采集站连接组成,采用推荐标准485(Recommended Standards 485,RS485)串行总线实现了采集站与数传包的物理连接,利用低电压差分信号(Low-Voltage Differential Signaling,LVDS)、预加重/均衡器、8位/10位(8 bit/10 bit)编码等技术实现了数传包之间的通信链路。设计了无等待反馈重传的差错控制方法,提高系统高效性和可靠性;在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)内部采用先进先出(First Input First Output,FIFO)构建多优先级任务队列的多级流水线设计,解决了大容量数据并发而产生的数据漏帧问题。在实验室用已知正弦信号对系统进行了对比测试,结果表明系统能够满足海洋多道地震勘探的数据传输需求,对于海洋多道高分辨率地震资料的可靠获取具有重要的意义。     

从中心地到城市网络——中国城镇体系研究的理论转变

城镇体系核心特征的演变,推动其研究视角由等级制的传统中心地理论向关系制的现代城市网络转变。以已有相关研究成果为基础,简要回顾克氏中心地理论在中国城镇体系研究中的理论和实证进展,通过对中心地理论固有缺陷,以及城镇体系研究逻辑变化的分析,阐明传统中心地理论在解释和解决现代城镇体系问题时的局限性;指出城市网络理论兴起的背景：交通革命带来的时空压缩导致区位论的解释失效、流空间理论的产生、全球化与生产网络的产生、制度与体制演变——中心地组织原则的转化;从企业组织、交通流、信息流三个研究视角,揭示中国城镇体系研究的网络思维端倪;通过研究主体特征的关注由中心性到节点属性、主体关系由等级从属到功能互补、时空尺度由地方到全球三个方面的对比,指出中心地与城市网络应用于城镇体系研究中的理论差异。     

[已撤稿] 三亚珊瑚礁珊瑚藻种类及其空间特征与环境因子的关系

珊瑚藻是珊瑚礁生态系统中重要的功能性群体。2010年通过水肺潜水分析了三亚珊瑚礁区的珊瑚藻种类组成和丰度, 以及群落空间特征与环境因子的关系。共鉴定出3科10属25种珊瑚藻, 其中珊瑚藻科占优势地位。三亚珊瑚礁区的珊瑚藻优势种分别为叉节藻Amphiroa ephedraea、拟中叶藻Mesophyllum simulans、串胞新角石藻Neogoniolithon fosliei、中叶藻M. mesomorphum、圆锥呼叶藻Pneophyllum conicum、孔石藻Porolithon onkodes和布氏水石藻Hydrolithon boergesenii。基于多元统计的分析结果, 将调查采样站位分为近岸型和离岸型2个主要集群, 其中近岸型的珊瑚藻种类以浊度、沉积速率(0~63μm)和悬浮物耐受种类为主, 离岸型则以光依赖-沉积物敏感种类为主。以珊瑚藻种类组成和丰度为基础的群落相似性分析结果表明, 其空间变异处于显著性水平。生物与非生物变量的相关分析结果表明, 最佳两变量组合(浊度和盐度)显著影响三亚珊瑚礁区2种类型调查站位中的珊瑚藻集合。在同一个研究站位, 因受干扰程度不同, 深水处的珊瑚藻的覆盖率比浅水处高。分析结果表明, 在三亚独特的珊瑚礁区中, 自然或人为的物理干扰因素都对调节珊瑚藻群落结构非常重要。     

海上危化品漂移扩散数值模拟研究进展

近几年,海上危化品泄漏事故频发,对海洋生态环境造成了严重影响,而有关海上危化品漂移扩散数值模拟的研究还处于起步阶段。本文依据危险化学品的理化性质及其泄漏进入海水后的扩散行为的不同,将目前常见的海运危险化学品划分为4大类:海面漂移型、溶解扩散型、悬浮输移型和易挥发型。在此分类的基础上,总结归纳了国内外现有的适用于海上危化品漂移扩散的数值模型,对于未来海上危化品泄漏扩散快速预报、精细化预报模型的建立以及危化品泄漏的应急处置具有一定的参考价值。     

西太平洋及其边缘海的浮游动物系统分类、物种多样性及新物种-中国海洋生物分类专著的简要编目

生物多样性的研究和保护首先从认识物种开始,并需要内容全面的的基础资料,这很大程度上依赖于通过现场调查和文献研习所获得的物种编目和分布图集研究成果。由于分类学人才储备不足,重要标本的收集和鉴定变得越来越困难。西太平洋是全球海洋生物种源中心,许多海洋生物类群的最高物种多样性都出现于该区域。本文在西太平洋及其边缘海（105-152°E,0–45°N）701个测站获取的6203份浮游动物样品分类鉴定基础之上,对1965-2008年该区浮游动物主要类群的系统分类、物种多样性和新物种新纪录进行了汇编和总结。本文共记录和编入西太平洋及其边缘海10个浮游动物类群206科686属2657种（含亚种）。包括水螅水母类99科251属697种,栉水母类12科22属59种,浮游软体动物14科36属85种,介形类8科91属416种,桡足类51科156属908种,糠虾类4科60属202种,磷虾类2科8属56种,十足类8科23属105种,毛颚类5科13属48种,被囊类5科26属81种。文中详细列举了10大类群的主要优势种,并记述了筒螅水母科2新种以及棒状水母科1新属2新种。许多赤道热带海、高纬度寒带海、深海深层的浮游动物物种在我国首次记录,较以往我国所记录的1852种增加了806种,增录43.5%,包括赤道热带种增录1.4%,高纬度冷水种增录3.5%,深海深水种增录3.2%。作者还对中国海洋浮游动物研究的5个主要领域进行了展望。本文的定性系统分类信息对海洋浮游动物多样性和生物地理学研究具有重要意义,特别是对2008年以后中国海洋生物种类全面系统总结的专著而言。     

蛇绿岩中金刚石和异常矿物的全球记录

蛇绿岩型金刚石产在地幔橄榄岩和铬铁矿中,是新建立的金刚石产出类型,不同于产在金伯利岩和超高压变质岩中的金刚石。全球已在21个蛇绿岩中发现了该类金刚石,含金刚石的蛇绿岩主要分布在特提斯造山带、乌拉尔- 中亚造山带、日高变质岩带和北美克拉马斯- 阿卡特兰造山带。本文梳理了含金刚石蛇绿岩的全球分布和地质背景以及蛇绿岩中超高压－强还原矿物与其它壳幔矿物组合的特征,讨论了已有的含金刚石铬铁矿和地幔橄榄岩的四种成因机制。金刚石和伴生的超高压－强还原矿物组合产在不同时代的造山带蛇绿岩中,不仅仅揭示了金刚石在蛇绿岩中普遍存在,需要重新思考蛇绿岩和铬铁矿的成因以及它们形成的地质构造背景,还证实了蛇绿岩地幔橄榄岩和铬铁矿是地球深部矿物重要的储存库,为认识地球深部的物质组成和物理化学环境,以及深部物质运移的轨迹和动力学过程等提供了天然样品。     

含钾岩石微生物转化的分子机制及其碳汇效应

岩石矿物的微生物风化是地球表层系统最为活跃和普遍发生的地质营力之一。微生物对含钾岩石(以硅酸盐矿物为主)的风化能够释放其中的钾、硅和钙等元素,并在合适的环境条件下促进矿物元素的碳酸化沉淀,这是地表元素地球化学循环的重要环节之一。微生物对岩石的生物转化作用既涉及微生物的生长繁殖和代谢调控,也与元素的迁移转化和次生矿物的演化序列有关,具有重要研究价值。采用矿物学、微生物学和分子生物学等相结合的研究方法,有助于系统地研究微生物促进含钾硅酸盐矿物的风化并耦联碳酸化过程及其分子调控机制。研究证实,在纯培养条件下,微生物风化含钾矿物主要采用酸解、螯合、氧化还原等多种方式的协同作用,并可通过调控相关功能基因的表达来响应缺钾的环境以实现其对含钾矿物的有效风化,显然这有赖于微生物通过长期进化而形成的精细的分子调控机制。在土壤生态环境中,微生物对矿物风化的显著特征是该生态环境中微生物群落协同互作的群体作用效应。微生物碳酸酐酶参与的硅酸盐矿物风化伴随碳酸盐矿物的形成过程可能是个长期被忽视的地表碳增汇过程,对该问题的深入探索有助于进一步理解地质演化历史中微生物对碳素迁移转化的驱动机制。加入含钾硅酸盐矿粉的有机肥已经显示出其在土壤改良、作物生长和增加土壤碳汇等方面的正面应用效果,这为利用硅酸盐矿物的生物风化作用来延缓大气CO₂浓度的持续升高提供了新的思路。介绍了有关微生物对含钾岩石生物转化释放钾素的分子机理及其碳汇效应方面的研究进展,以期抛砖引玉,推动该领域研究的快速发展。     

赣南白垩纪碎屑岩裂隙水的水文地质及电性响应特征

摘要: 为了进一步研究赣南红层区水文地质特征和电性响应规律,选择赣南典型地区开展综合地球物理勘探工作。通过分析白垩纪碎屑岩裂隙水的水文地质特征,发现该区地下水类型主要为白垩纪孔隙水和裂隙水。该区含水层含泥岩夹层,孔隙水的富水性相对较差; 构造主要为断层和裂隙,裂隙水的富水性相对较好。采用音频大地电场法、音频大地电磁法和激电法对白垩纪碎屑岩裂隙水进行对比研究,发现完整的白垩纪碎屑岩具有相对较高的电阻率和相对较低的极化率和半衰时,断层和裂隙发育处的地层电阻率较低,但极化率和半衰时较大,曲线形态存在明显异常。研究白垩纪碎屑岩裂隙水的电性响应特征,可提高该区找水成功率,对解决赣南地区水资源短缺问题具有重要意义。     

基于R-FCN_ResNet的深海冷泉区生物的识别与分布研究

针对深海冷泉生物数量多、密度大、特征低,人工识别它们的种类和数取它们的数量耗时费力且准确度低这一问题,利用残差学习块,改进了基于区域的全卷积网络算法,用以深海冷泉生物的自动识别与检测。首先,构建了一组包括5类目标生物的深海冷泉生物图像目标检测数据集;然后,在TensorFlow框架下对比了R-FCN_ResNet、Faster R-CNN和SSD_MobileNet三种典型的卷积神经网络算法。从训练耗损时间、平均检测速度、平均置信度三方面权衡,突出了R-FCN_ResNet模型的优势;最后,将测试集图片输入至该模型中检测深海冷泉生物的种类和数量,并且以此复现了生物的分布情况。实验证明,所提方法结合本文数据集进行的深海冷泉生物识别与分布研究,是有效可行的,且具有较高的目标分类和定位准确率。     

基于HHT的结构强震记录分析研究

本文利用HHT(Hilbert-HUang Transform)研究了结构强震记录的时频特性及结构动力特性。介绍了一座7层钢混框架结构及其强震观测台阵概况以及经历的地震情况,选择了在3次有代表性地震中的强震记录,利用一种新的非平稳信号处理方法HHT对记录进行了处理和分析,得到了该结构强震记录的时频幅值三维分布以及边际谱,并将边际谱与傅里叶谱进行了对比,识别了结构的自振频率。研究表明,对结构强震记录这种强非平稳信号,可以利用HHT分析得到能量集中分布的频段与时间范围。HHT边际谱与傅里叶谱相比,在低频部分幅值要大于傅里叶谱,而在高频部分,幅值要小于傅里叶谱。利用结构强震记录识别的自振频率比环境振动测试结果要小。