基于SWAT模型的森林分布不连续流域水源涵养量多时间尺度分析

为解决森林分布不连续流域森林水源涵养功能及其多时间尺度特征的定量评价问题,根据分布式水文模型（SWAT）的特点,提出了反映森林斑块空间分布的水文响应单元划分方法,以及基于水量平衡法的森林不连续分布流域森林水源涵养量计算公式。以东南沿海的晋江流域为例,构建了2006年土地利用条件下的日时间步长SWAT模型,统计分析了2002—2010年降水条件下森林水源涵养量的时空变化规律。结果表明：① 构建的晋江流域SWAT模型精度较高,面积阈值为零生成的水文响应单元比较准确地反映流域森林斑块分布,提出的森林水源涵养量计算公式适用于森林空间分布不连续流域森林水源涵养量的多时间尺度分析,为流域森林水源涵养功能评价提供了一个新的方法。② 晋江流域森林水源年涵养量271.41~565.25 mm;月涵养量-29.15~154.59 mm;日尺度的极端降水期皆为正值,极端枯水期都为负值。表明年际之间不存在森林水源涵养的蓄丰补枯调节作用,但在年内的部分月份得到体现,而日尺度的森林蓄丰补枯功能充分发挥。从而揭示了不同时间尺度森林水源涵养量及其蓄丰补枯功能的差异。     

Terrestrial heat flow and lithospheric thermal structure in the Chagan Depression of the Yingen-Ejinaqi Basin,north central China

The Chagan Depression in the Yingen-Ejinaqi Basin, located at the intersection of the Paleo-Asian Ocean and the Tethys Ocean domains is an important region to gain insights on terrestrial heat flow, lithospheric thermal structure and deep geodynamic processes. Here, we compute terrestrial heat flow values in the Chagan Depression using a large set of system steady-state temperature data from four representative wells and rock thermal conductivity. We also estimate the “thermal” lithospheric thickness, mantle heat flow, ratio of mantle heat flow to surface heat flow and Moho temperature to evaluate the regional tectonic framework and deep dynamics. The results show that the heat flow in the Chagan Depression ranges from 66.5 to 69.8 mW/m², with an average value of 68.3 ± 1.2 mW/m². The Chagan Depression is characterized by a thin “thermal” lithosphere, high mantle heat flow, and high Moho temperature, corresponding to the lithospheric thermal structure of “cold mantle and hot crust” type. We correlate the formation of the Yingen-Ejinaqi Basin to the Early Cretaceous and Cenozoic subduction of the western Pacific Plate and the Cenozoic multiple extrusions. Our results provide new insights into the thermal structure and dynamics of the lithospheric evolution in central China.     

降雨量、土壤蓄水量对流动沙地土壤水分深层渗漏的影响

土壤水分深层渗漏是陆地近地层水分循环的重要环节。利用土壤水分深层渗漏记录仪对毛乌素沙地典型流动沙丘不同深度土层的土壤渗漏水量连续进行两年定点监测。结果表明：（1）2016年生长季（4月1日至10月31日）降水量为2017年的1.93倍,但50、100、200 cm沙层的渗漏水量分别是2017年同期的4.53、5.53,5.22倍。同时,渗漏水量与降雨量及土壤蓄水量的波峰较一致。（2）强降雨对深层渗漏水量的影响较大,土壤蓄水量的变化也与深层渗漏水量密切相关;降雨量较小时,土壤蓄水量与深层渗漏水量之间的关系更为密切。在连续降雨过程中,越往深处,渗漏的产生通常是多次降雨过程累积的结果,将土壤蓄水量作为中间变量,能更好地分析土壤深层渗漏过程。（3）当天蓄水量与次日渗漏水量的相关系数较高,土层越深,深层渗漏水量与土壤蓄水量的相关系数增加,二者之间的线性拟合的R²也相应增加。     

Influence of Stress on Void Ratios of Compacted Crushed Rock Masses in Coal Mine Gobs

The transfer and evolution of stress among rock blocks directly change the void ratios of crushed rock masses and affect the flow of methane in coal mine gobs. In this study, a Lagrange framework and a discrete element method, along with the soft-sphere model and EDEM numerical software, were used. The compaction processes of rock blocks with diameters of 0.6, 0.8, and 1.0 m were simulated with the degrees of compression set at 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, and 25%. This study examines the influence of stress on void ratios of compacted crushed rock masses in coal mine gobs. The results showed that stress was mainly transmitted downward through strong force chains. As the degree of compression increased, the strong force chains extended downward, which resulted in the stress at the upper rock mass to become significantly higher than that at the lower rock mass. It was determined that under different degrees of compression, the rock mass of coal mine gobs could be divided, from the bottom to the top, into a lower insufficient compression zone (ICZ) and an upper sufficient compression zone (SCZ). From bottom to top, the void ratios in the ICZ sharply decreased and those in the SCZ slowly decreased. Void ratios in the ICZ were 1.2–1.7 times higher than those in the SCZ.

     

Analysis of Spatial–Temporal Evolution of Mining-Induced Fracture Field: A Case Study Using Image Processing in the Shaqu Coal Mine,China

Natural Resources Research - Mining-induced fracture plays a key role in gas drainage for gas burst-prone underground coal mines, especially for closely multilayered coal seams. The layout and...     

多时相Landsat影像的平原河网区不透水面信息提取方法与应用

不透水面是衡量城市生态环境的重要指标,针对平原河网区不透水面与水体、裸土等地物较难区分的问题,以苏北里下河平原快速城镇化区为研究对象,利用多时相Landsat影像为数据源,基于像元光谱特征及其季节性变化分析,构建了基于时序NDWI、NDVI和NDBI的决策树模型,并利用GIS空间分析技术对不透水面的时空变化特征进行了分析。结果表明：多时相光谱信息可有效改善水体、裸土和稀疏植被等像元与不透水面的混分,2005年和2016年的不透水面分类总体精度和Kappa系数均在0.85以上,合理反映了不透水面以向东和向南扩张为主的趋势特征,年均扩张速度约为6.7 km²。研究成果为该区城镇化下的生态环境效应研究提供数据基础,同时可为其他平原河网区不透水面信息提供借鉴和参考。     

中文村名俗称与规范名称的匹配算法

随着数字化的发展,越来越多的应用要求通过采用自然语言文字描述直接找到对应的详细的地址信息,并能够在空间位置上进行显示,即地名地址匹配空间化过程。然而,现今在地名的规范化角度还存在着很多问题,在乡镇或街道办及以上的行政等级的命名中都已基本规范统一,但是在村庄级的命名中还有待进一步的完善。所以本文通过对国内外文献研究,规范村名命名规律,匹配算法研究进一步加深中文村名俗称与规范名称的匹配算法的研究。     

基于MODIS数据的湖北省地级以上城市城区地表温度变化分析

基于MODIS数据,以湖北省地级以上城市城区为研究对象,通过对湖北省13个地级以上城市城区边界矢量数据与地表温度因子进行套合处理,采用叠置分析方法对2000、2015、2017年湖北省地级以上城市城区的地表温度进行统计,并分析城镇化建设对城区地表温度产生的影响。     

基于多分辨率分析的GF-5和GF-1遥感影像空—谱融合

针对空间分辨率比率较大尺度差异下的高分五号(GF-5)与高分一号(GF-1)卫星影像的空—谱融合问题,提出多传感器影像融合策略:一方面,通过现有空—谱融合方法的分步融合得到融合影像;另一方面,在分步融合理论基础上,推导得出一体化融合基础框架,并进一步提出基于多分辨率分析的多传感器一体化融合方法,缓解现有方法因空间分辨率比率过大导致影像空、谱互补信息难以有效集成的问题。其中,提出的一体化融合方法基于调制传递函数MTF (Modulation Transfer Function)滤波对多传感器影像空间(高频)和光谱(低频)分量进行分解提取,并充分考虑多传感器高空间分辨率影像与高光谱分辨率影像之间的关系,以及高光谱分辨率影像波段间关系,设计合理的融合权重,最终可得到具有最高空间分辨率和最高光谱分辨率的融合影像。通过GF-1全色影像、GF-1多光谱影像、GF-5高光谱影像数据对提出方法进行实验验证,结果表明:本文方法可有效集成多传感器影像间的空、谱互补信息,得到较优融合结果。     

底栖硅藻生物膜附着基对扇贝幼虫附着和变态的影响

为了建立生态、高效的扇贝幼虫附着和变态诱导技术,采用底栖硅藻生物膜附着基对栉孔扇贝和海湾扇贝开展了附着和变态诱导的现场实验。实验围绕底栖硅藻在扇贝幼虫培育池内的数量变动、存活状态、在栉孔扇贝食谱组成中的贡献以及其对两种扇贝附着和变态的诱导效果开展。结果表明,底栖硅藻附着基能极显著提高海湾扇贝和栉孔扇贝幼虫的附苗量和变态率(P<0.01)。在海湾扇贝实验中,底栖硅藻处理组比对照组附苗量提高220.19%(P<0.01),变态率和壳长两组差异不显著(P>0.05)。在栉孔扇贝实验中,底栖硅藻处理组比对照组附苗量提高43.02%(P<0.01),变态率提高87.31%(P<0.01),底栖硅藻处理组壳长和对照组差异不显著(P>0.05)。对照组附着基比对照组早3d检查到变态的稚贝。底栖硅藻附着基在进入幼虫培育池的黑暗环境后光合作用受限,对于扇贝幼虫的日常管理导致底栖硅藻脱落,数量有一定的下降,但丰度最终能保持为56.0-183.9个/mm2。使用基于混合模型对栉孔扇贝稚贝食物来源进行分析结果显示金藻Isochrysis galbana对稚贝的食物贡献较高,底栖硅藻的贡献较低,其0.95水平的置信区间的贡献率为0%-44%,表明底栖硅藻也是扇贝物来源之一。本研究为底栖硅藻生物膜在贝类幼虫附着变态过程中作用的研究奠定了良好的基础,并为生态、高效的商业化苗种培育提供理论和技术支撑。