水土流失地区生态系统健康评价——以五华县为例

生态系统健康是一门研究人类活动、自然生态系统、社会经济组织和人类健康的跨学科综合性学科。由于生态系统健康研究是一个新领域,有关它的概念、评价等方面还存在各种争论,在综合分析国内外生态系统健康和水土流失研究进展的基础上,联系对五华县的实地调查,提出水土流失地区生态系统健康的概念,运用“压力状态-响应”模型对其生态系统健康进行分析评价,表明五华县的生态系统处于不健康的状态,进而提出水土流失地区新的修复方法,以优化水土流失地区的生态系统健康。     

黄河流域煤矿区生态环境修复关键技术与战略思考

蒙陕接壤区煤炭高强度开采诱发的煤层顶板水害问题日益凸显,高效智能地判别煤层顶板涌水水源是顶板水害防治的关键。以蒙陕接壤区3个典型矿井为研究对象,将无机指标K⁺+Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl⁻、SO₄ ²⁻、HCO₃ ⁻、TDS和有机指标UV₂₅₄、TOC、溶解性有机质(DOM)的荧光光谱作为判别指标,利用主成分分析法(PCA)对80组地下水水样数据进行主成分提取,提出一种人工鱼群算法(AFSA)改进随机森林(RF)的PCA-AFSA-RF顶板涌水水源智能判别方法。首先,建立PCA-RF判别模型,其准确率(A_c)、精确率(P_r)、召回率(R_c)和F-measure指数(f₁)分别达到了83.00%、83.17%、80.42%和79.57%;其次,通过AFSA对PCA-RF判别模型中决策树数目、树深和内部节点分裂所需的最小样本数进行寻优,在AFSA中引入遗传机制以避免陷入局部最优,建立基于PCA-AFSA-RF的煤层顶板涌水水源智能判别模型,该模型A_c、P_r、R_c、f₁分别达到92.18%、91.11%、87.58%和88.82%,较PCA-RF分别提高9.18%、7.94%、7.16%和9.25%,回代准确率达到97.50%;最后,利用该模型对12个矿井水水样进行判别,结果与现场实际相一致,表明AFSA改进后的PCA-RF模型具有更好的准确性和泛化能力。研究结果可为煤层顶板涌水水源的准确判别提供新方法。

     

黄河下游河道输沙水量及计算方法研究

根据黄河下游1950年以来的水沙、河道冲淤及洪水观测资料,系统分析了黄河下游主要控制站输沙水量与来沙量、洪水量级、水沙搭配、区间引水引沙及河道允许淤积度等因子间的相互关系。在探讨泥沙输移规律和机理的基础上,引入水沙搭配参数,建立了适用于黄河下游主要控制站汛期及洪水期计算输沙水量的数学表达式,量化了水沙条件及河道允许淤积度变化对河道输沙水量的影响程度。该研究对维持黄河健康生命及黄河水资源的规划利用具有重要的理论和实际意义。     

不同去趋势方法对格尔木地区胡杨宽度年表的气候意义影响分析

基于2014年采自柴达木盆地南缘格尔木地区的胡杨树轮样本,采用三种不同去趋势方法(样条函数法、负指数拟合和区域曲线去趋势方法)建立树轮标准化序列,结合格尔木气象站气候资料,分析不同去趋势方法下胡杨径向生长对气候的响应。研究表明,利用区域去趋势方法建立的树轮年表包含有较多的气候环境信息,胡杨树轮年表与逐月气候因子相关表明,树轮年表对降水响应不显著,与生长季的平均气温和平均最高气温有较好的相关性,最高相关系数达0.411(p0.01),格尔木胡杨树轮的区域去趋势年表与组合相关的6—10月平均最高气温相关性最好,生长季的平均最高气温对胡杨径向生长有一定的限制作用并具有树木生理学意义。用区域曲线去趋势方法得出的格尔木胡杨树轮年表对气候的响应最好。     

基于最大主曲率的煤储层渗透性预测方法

阐述了最大主曲率法用于煤层气藏储层裂缝渗透率预测的原理,运用三维地震沿层最大主曲率属性对构造裂缝进行了预测。通过分析裂缝间距、构造最大主曲率值、岩层厚度及渗透率之间的相关关系,建立了基于最大主曲率的煤储层渗透率计算模型,该模型对某区煤层气渗透率预测的结果与测井和实验室岩心分析结果吻合较好,表明基于最大主曲率的煤储层渗透率预测方法在煤层气藏裂缝渗透率预测中的可行性和合理性。     

地震资料相位差异分析方法与应用

为了适应复杂多变的地表条件,地震采集一般采用不同的激发、接收因素联合施工,由于各种激发方式与接收方式的工作原理不同,造成了地震子波相位特征各不相同,严重影响了同相叠加效果。根据高阶统计理论,研究并实现了双谱相位重构子波提取方法,得到了具有真实相位的地震子波;对两个相同位置的地震子波进行互相关,当两个地震子波的波形完全一致时,互相关结果就表现为零相位,而当两个地震子波波形不一致时,它们的互相关结果表现为非零相位,通过确定非零相位与零相位子波的相位差异,也就确定了两地震数据之间的相位差异。研究发现:可控震源与炸药震源存在90°左右的相位差,速度检波器与压电检波器存在90°相位差,可控震源与气枪震源资料相位差异不确定。     

岩石物性与岩体结构物性研究进展

利用地球物理属性定量化研究岩体结构的成果在国内外较少见。由于风化和构造等原因,浅层岩石与一定范围内岩体的地球物理性质有很大的差别。本文从Archie公式出发介绍岩石物性研究现状,在岩体结构和工程物探研究的基础上,除了介绍岩体结构物性的概念和研究现状外,还分析了以岩心为约束条件下电阻率与波速联合的研究现状,初步探索后认为在工程上能用各种地球物理参数帮助精确描述岩体结构,因此岩体结构物性是一个新的研究方向。     

豫西金矿集区矿业活动对周边农田土壤重金属影响研究

矿业活动会促进重金属向生态系统扩散,并在周边农田土壤中累积而引发潜在生态风险。豫西金矿集区矿业生产历史悠久,但在长期的矿产资源开采、选冶、加工生产过程中,缺乏对矿区周边农田土壤重金属元素的累积、空间分布和生态风险的关注,矿业活动对环境的影响程度尚不清楚。为掌握该矿集区矿业活动对周边农田土壤重金属的影响程度,支撑服务矿集区生态修复和周边农业安全生产,本文在金矿集区周边农田采集375件土壤样品,采用冷蒸气原子荧光光谱法(CV-AFS)、氢化物发生原子荧光光谱法(HG-AFS)、电感耦合等离子体发射光谱/质谱法(ICP-OES/MS)检测了样品中Cu、Pb、Zn、Ni、As、Hg、Cd、Cr重金属元素含量。用地累积指数法和潜在生态风险指数法研究了矿集区周边农田土壤中重金属元素的累积特征、空间分布和生态风险,分析评价了矿集区矿业活动对周边农田土壤重金属的影响。研究结果表明：①矿集区周边农田土壤中Cu、Pb、Zn、Ni、As、Hg、Cd、Cr含量平均值都低于国家农田土壤重金属污染风险筛选值,但均高于背景值,分别是背景值的1.47、3.24、2.06、1.05、1.03、1.52、2.77、1.07倍,但都低于农田土壤重金属污染风险筛选值。②区内重金属元素空间变异系数(CV)顺序为：Pb(90.72%)＞Hg(85.25%)＞Cd(65.65%)＞Zn(44.0%)＞Cu(33.66%)＞As(31.72%)＞Ni(24.23%)＞Cr(13.61%)。Pb、Hg、Cd具有相对较高的变异系数,且分布位置均在矿业活动场所周边,显示矿业活动等外缘因素是引起重金属元素累积的主导因素。③ 8种重金属地累积指数分别为-0.1、0.74、0.33、-0.56、-0.60、-0.29、0.62、-0.49,其中Cu、Ni、As、Hg、Cr元素未累积,Cd、Pb、Zn元素为中等累积。④ 8种重金属单因子潜在生态危害指数平均值介于2.06~83.62,综合潜在生态风险指数平均值为192.07,整体表现为中等潜在生态风险。本研究揭示：①长期的矿产资源开发是造成Cd、Pb、Zn局部累积的主要因素,Ni、Cr、Cu、As、Hg以自然背景因素为主。②虽然研究区农田土壤重金属污染程度目前尚不严重,但仍需加强源头防控,避免重金属元素在土壤中进一步累积。     

陕西延安觉德遗址两周时期植物资源利用研究

陕北高原作为中原农耕区与内蒙古草原游牧地区的过渡地带,一直以来都是研究历史时期华夷互动关系的重要区域。两周时期是华夏族群主体形成的重要时期,了解这一时期陕北高原先民对植物资源的利用情况,揭示该地区先民的生业经济特征,对理解华夏族群的形成过程有着重要意义。本研究选取陕北高原南部延安地区觉德遗址两周时期33份浮选样品进行分析,共发现15种炭化植物遗存,共计1279粒,其中农作物有粟（Setaria italica）和黍（Panicum miliaceum）,非农作物有狗尾草（Setaria viridis）、藜属（Chenopodium sp.）、地肤（Kochia scoparia）、猪毛菜（Salsola sp.）、虫实（Corispermum sp.）、草木樨（Melilotus officinalis）、胡枝子（Lespedeza sp.）等。该时段农作物包括粟1046粒,占出土植物总数的81.8%（出土概率72.7%）;黍65粒,占出土植物总数的5.1%（出土概率48.5%）,表明觉德遗址两周时期先民从事以粟为主,以黍为辅的旱作农业;此外,觉德先民对非农作物的利用集中于藜科（数量百分比7.7%,出土概率51.5%）和豆科植物（数量百分比2.6%,出土概率24.2%）。觉德遗址出土两周时期农作物与非农作物种子比例为6.6：1,远小于关中盆地东周时期的数据,但高于陕北高原北部的遗址数据,显示出此时该遗址的农业开发范围和农田管理居中的水平。

     

冲绳海槽地区地球物理场特征及地壳结构分析

利用冲绳海槽地区最新的调查资料,系统地总结和分析了冲绳海槽地区地震波场、重力场、磁力场、热流场的特征,通过居里面的反演和莫霍界面的计算,结合编绘的图件对该地区的居里面深度和莫霍面深度的分布特征进行了研究。居里面的深度为4~15 km,莫霍面深度在4~28 km之间,综合分析以往OBS的调查结果和地震资料解释成果,对该地区的深部地壳结构进行了探讨。