GIS技术在地震学研究中的应用

地理信息系统(Geographic Information Systems，简称GIS)是处理空间信息的强大工具.目前GIS技术广泛应用于地震分析预报、地震灾害预测和辅助决策、地震区划等地震学研究领域.我国目前已开始进行这方面的研究，并取得重大进展和成果.本文具体论述了GIS在我国地震学中的应用状况，分析了目前存在的问题，给出了解决问题的方法.     

寻找相似天气过程的一种数学模型

该文介绍了一种寻找相似天气过程的数学模型，利用Saaty论述的方法[1]构造判别矩阵进行判别，从而计算出相似排序及相似度。该方法在3年多的预报业务中应用，效果良好。     

WRF模式与Topmodel模型在洪水预报中的耦合预报试验研究

基于空间分辨率90 m×90 m的湖北荆门漳河水库数字高程模型（DEM）地形数据,并从2012-2015年选取了20场洪水过程（其中16场用于模拟,4场用于检验）,将华中区域数值天气预报业务模式WRF提供的三重嵌套空间分辨率3 km×3 km、9 km×9 km和27 km×27 km预报降雨与集总式新安江模型以及半分布式水文模型Topmodel耦合进行洪水预报试验。通过对比试验得到以下结论：当流域降雨的时、空分布比较均匀时,集总式新安江模型可以较准确地预报出洪峰流量和峰现时间,而当降雨时、空分布差异较大时,预报误差也会随之增大。基于DEM数据建立的Topmodel模型可以反映不同降雨时、空分布下洪水预报结果的差异,试验结果表明,3 km×3 km和9 km×9 km洪水预报的输出结果比较接近,且在确定性系数和洪峰相对误差上要优于27 km×27 km的洪水预报结果,而在峰现时差的预报上,则是27 km×27 km的洪水预报结果与实测较吻合。通过研究还发现,虽然当流域降雨的时、空分布存在一定差异时,3种空间分辨率的WRF预报降雨均无法预报出与实测一致的降雨分布,但是在某些情况下,当降雨的时间分布误差和空间分布误差相抵消时,仍然可以得到较为准确的洪水预报结果。因此,高时、空分辨率的模式预报降雨并不一定就能对洪水预报结果产生正贡献,需要通过反复尝试寻找水文模型和数值模式耦合的最佳时、空分辨率。     

基于ICESat/GLAS高度计数据的SRTM数据精度评估——以青藏高原地区为例

为全面了解航天飞机雷达测图计划(shuttle Radar topography mission,SRTM)高程数据的精度及误差特征,利用精度更高的ICESat/GLAS激光高度计数据(简称ICESat高度计数据)为参照数据,以具有多种地貌类型的中国青藏高原地区为实验区,采用双线性插值算法分析了SRTM在中国青藏高原地区的高程精度,以及SRTM高程数据与地形因子(坡度和坡向)间的关系。实验结果表明:在青藏高原地区,ICESat高度计数据与相对应的SRTM高程数据高度相关,相关系数高达0.999 8;SRTM的系统误差为2.36±16.48 m,中误差(RMSE)为16.65 m;当坡度低于25°时,SRTM高程数据精度随坡度增大而显著降低。此外,相对于ICESat高度计数据,SRTM在青藏高原地区N,NW和NE方向的测量值偏高,在S,SE和SW方向的测量值偏低。     

西秦岭北缘断裂宝鸡—武山段活动触发滑坡分布规律与成因机制

西秦岭北缘断裂沿"一带一路"交通廊道展布,是南北活动构造带强震丛集发育的节点之一,地震地质灾害风险极高。基于地质调查、测绘与数值分析,查明了断裂在天水地区触发的地震滑坡分布特征,探讨了断裂触发滑坡的形成机制。研究表明:(1)西秦岭北缘活动触发的巨、大型滑坡为断裂地貌过程的一部分,易在断裂的阶区聚集发育,其枢纽部位也有零星的分布;(2)巨大型滑坡集中于历史极震区内,断裂破裂过程中的近场惯性滑移、远场地震动是主要触发因素,二者耦合作用导致巨大型滑坡在断裂带两侧具有对称分布特征,活动强度由近及远而逐渐变弱;(3)断裂水平滑移、破裂引起的斜坡滑动变形以结构面贯通为主要表现形式,具有强烈的方向效应、近直立断层的区域地震动效应及地震波的山体地形放大效应,这些力学效应在滑坡破坏过程产生断裂结构面、次级羽裂结构面与滑动面,它们协同控制了滑坡的运动;(4)极端降雨触发的泥流是巨大型滑坡堆积体复活运动的主要形式,是现今防灾减灾重点。     

北塘口近岸海域水环境质量时空变化分析及预测

通过分析2005年-2010年北塘口及其邻近海域水环境现场调查资料,同时结合历史数据进行对比,结果表明:(1)北塘口河口水体中COD和BOD5超标严重,整体污染态势以2008年为界呈现先降低后升高的趋势;邻近海域水体中无机氮为最主要污染物,其中硝酸盐是无机氮中最主要组成部分,但丰水期时亚硝酸盐氮和枯水期时铵盐氮所占比例逐年升高,说明区域水体氧化还原环境的潜在变化;N/P比值远高于正常的Redfield 16比值表明,区域水体已处于潜在严重P限制状态,同时,区域严重富营养化状态也极易诱导区域赤潮爆发;(2)丰水期陆源无机氮大量输入,使区域水体大部分时间超该区域功能区划要求的Ⅳ类海水水质标准,但底质沉积物环境相对比较稳定,各监测项目全部符合一类海洋沉积物质量标准要求;(3)丰水期和枯水期时,活性磷酸盐含量1983年-1998年分别增加了16.6倍和17.2倍,1998年-2010年由于监控措施的加强,极大地降低了P排放,丰水期和枯水期时活性磷酸盐含量最大增幅分别降到了5.84倍和2.33倍,无机氮含量增幅也呈现明显减小趋势,1983年-1998年丰水期和枯水期分别增加了8.37倍和13.7倍,而1998年-2010年丰水期和枯水期最大增幅也仅为3.52倍和3.28倍;整体看来水质和底质环境有缓和趋势,但潜在威胁仍然严重.     

20世纪南极菲尔德斯半岛毛皮海豹食谱比例变化的同位素混合模型比较分析

稳定同位素比值分析已成功用于示踪动物的食物来源研究,近年来已发展了多个同位素混合模型用于计算混合物中多来源物质的组成比例。本文以过去百年来南极菲尔德斯半岛南极毛皮海豹(Arctocephalus gazella)毛发的C、N同位素数据为基础,运用同位素混合模型中的欧几里得距离法、线性模型和贝叶斯模型进行计算、分析和比较,得到毛皮海豹食谱中南极磷虾(Euphausia superb)、南极电灯鱼(Electrona antarctica)和尼氏裸灯鱼(Gymnoscopelus nicholsi)所占比例随时间的变化趋势。各模型计算得出的结果可分为两组,分别是欧几里得距离法公式(1)和(2)的结果,表现为近百年来毛皮海豹食谱中Euphausia superb比例与其毛发稳定N同位素比值呈同步上升的趋势;第二组为欧几里得距离法公式(3)、线性模型和贝叶斯模型的结果,Euphausia superb比例与毛皮海豹毛稳定N同位素比值呈反相关关系。综合对比研究区域气候、海冰环境变化背景和已有的南极磷虾种群密度调查资料分析,第二组模型结果与实际情况较为相符,可用于讨论食物比例的时间变化趋势。近百年来,菲尔德斯半岛毛皮海豹食谱中Euphausia superb的比例显著下降,很可能是由于区域气候快速变暖和海冰的消退造成的。本文的计算结果指示西南极半岛气候变暖已显著影响到区域海洋食物链变化。     

利用限制性最大似然方法和贝叶斯方法估计大菱鲆生长性状的遗传参数。

Bayesian and restricted maximum likelihood(REML) approaches were used to estimate the genetic parameters in a cultured turbot Scophthalmus maximus stock. The data set consisted of harvest body weight from 2 462progenies(17 months old) from 28 families that were produced through artificial insemination using 39 parent fish. An animal model was applied to partition each weight value into a fixed effect, an additive genetic effect, and a residual effect. The average body weight of each family, which was measured at 110 days post-hatching, was considered as a covariate. For Bayesian analysis, heritability and breeding values were estimated using both the posterior mean and mode from the joint posterior conditional distribution. The results revealed that for additive genetic variance, the posterior mean estimate( δ_a~2=9 320) was highest but with the smallest residual variance,REML estimates( δ_a~2=8 088) came second and the posterior mode estimate( δ_a~2=7 849) was lowest. The corresponding three heritability estimates followed the same trend as additive genetic variance and they were all high. The Pearson correlations between each pair of the three estimates of breeding values were all high,particularly that between the posterior mean and REML estimates(0.996 9). These results reveal that the differences between Bayesian and REML methods in terms of estimation of heritability and breeding values were small. This study provides another feasible method of genetic parameter estimation in selective breeding programs of turbot.     

中国沿海多鳞四指马鲅(Eleutheronema rhadinum)与四指马鲅(E. tridactylum)形态与遗传位点差异分析

多鳞四指马鲅(Eleutheronema rhadinum)与四指马鲅(Eleutheronema tridactylum)是四指马鲅属(Eleutheronema)中的名贵经济鱼类,具有良好的养殖开发前景。本文对中国沿海多鳞四指马鲅与四指马鲅群体的26个形态特征值进行了多变量比较分析,提取了7个主成分,累计贡献率达到91.112%,前三个主成分贡献率分别为28.759%、21.467%、15.469%。多鳞四指马鲅与四指马鲅形态差异主要体现在头背部、尾柄部、背腹轴及头尾轴的特征。利用4个形态学参数建立了2群体判别公式,综合判别准确率高达100%,可作为多鳞四指马鲅与四指马鲅物种资源的初步判定方法。另外,利用简化基因组测序开发出多鳞四指马鲅与四指马鲅SNP标记69207个、In Del标记12884个,丰富了四指马鲅属鱼类遗传结构研究数据。本研究为进一步开展四指马鲅数属物种资源评估与保护、选育、功能基因研究提供基础资料。     

海洋污损生物防除的现状及展望

综合论述了污损海洋生物防除的方法与技术,并结合海洋生物学和附着机理研究及生物技术在污损生物防除中应用的最新进展,从经济实用、操作简便、高效环保等方面,探讨了海洋污损生物防治技术与对策及应用发展前景。