海水电沉积作用碳酸钙结晶与珊瑚骨骼晶体的比较

电沉积促进珊瑚生长和岸礁修复技术是国际上常采用的生态修复方法,但电沉积技术中电流条件与沉积晶体之间的关系却鲜有研究,关于其形成的电沉积物的晶体结构的报道更是少有。本文探索了在不同电流密度的条件下海水形成碳酸钙晶体的特点,并与珊瑚骨骼晶体进行了对比。本实验设置了300、600、900和1200 m A/m2四组电流密度,在海水中进行5 d电沉积反应,实验后称量了阴极上形成的电沉积物质量,用扫描电子显微镜和X-射线衍射分析了电沉积物中晶体特点并与珊瑚骨骼进行了比较。结果发现,随着电流密度增大,电沉积物质量增加,电流密度为600 m A/m2条件下电沉积物形成的速率与南海的滨珊瑚的生长速率相当。在各个电流密度梯度条件下形成的晶体均与珊瑚骨骼的晶体结构相似。较低电流密度下电沉积物中碳酸钙比例较高。其中,在电流密度为600 m A/m2的条件下,形成的沉积物碳酸钙文石比例最高,和珊瑚骨骼晶体最为接近。本研究为促珊瑚生长的电沉积技术提供了基础数据和理论。     

南极半岛近岸海域生物化学要素分布特征及影响因素

基于中国第30次南极科学考察在南极半岛(60°~63°S)近岸海域获取的调查资料,分析了该海域生物化学要素中溶解有机碳(DOC)、总氮(TN)和总磷(TP)分布特征并讨论地形和水团对其的影响。结果表明:2014年夏季南极半岛近岸海域水体DOC浓度变化范围为40.5~78.1μmol/L,平均浓度为66.3μmol/L;TN浓度变化范围为4.2~29.5μmol/L,平均浓度为14.9μmol/L;TP浓度变化范围为0.8~2.9μmol/L,平均浓度为2.0μmol/L。表层DOC呈现研究海域西北部D1断面和东南部D5断面浓度较高,中部DOC浓度较低;表层TN与TP浓度高值区出现在研究海域西部D1断面北部以及南部,中部和东部浓度较低;DOC,TN和TP浓度的垂直分布与海底地形和水团交汇密切相关,水团运动受阻于地形致使生物化学要素在垂直方向再分布。DOC,TN和TP空间分布反映了南极半岛近岸海域生物化学要素复杂的流通,将为合理开发和利用南极资源及环境影响评价提供科学依据。     

基于滩涂围垦的海岛城市时空扩张特征研究——以舟山本岛为例

以舟山本岛为研究单元,利用1995年,2005年和2015年的遥感影像,采用生态学分析、空间统计学分析、城市扩张指数等方法来探究舟山本岛滩涂围垦活动和城市用地扩张的特点,并分析两者之间的关联。结果表明:(1)在1995—2015年的20 a间,滩涂围垦的面积不断扩大。(2)1995—2005年的滩涂资源利用以近陆域的海涂为主,2005—2015年逐渐向浅海发展。(3)1995—2015年间,城市用地面积前10 a增长强度为0.53,增长速度为3.01 km²/a,后10 a增长强度为1.46,增长速度为8.11 km²/a。(4)舟山本岛的城市发展重心在20 a间经历了一个自西向东移动而后向北跳跃的过程,各区域间协同发展,使舟山本岛经济整体性和城市功能合理性得到提升。(5)滩涂围垦形成的土地与城市用地扩张之间存在着正相关关系,且从研究数据来看两者之间发生自然演替需要时间,大约为8~10 a,人工干预可以大幅缩短这个过程所需要的时间。     

水环境中的信息有机物与“水域生态讯息学”的提出

信息有机物(或化感物质)系指存在于自然环境,对生物物种或生物类群生存和生长有促进或抑制作用,并能通过调控生物丰度与群落结构来影响生态系统和生态环境的微痕量有机物。目前已知的信息有机物大多是分子质量小于10~4Da的醇、酚、萜、酯、多肽等小分子物质,它们随水体迁移扩散,通过控制酶活性或光合系统等途径影响目标生物生存生长,作用强度受微生物分解和营养水平等多种因素影响。水体中信息有机物一般是通过有机溶剂萃取或固相萃取富集后用色质联用鉴定结构并测定含量。本文系统总结了近年来水环境中信息有机物及其检测方法的主要研究进展,归纳总结了高效灵敏的水体信息有机物检测方法,阐述了水环境中信息有机物种类、结构、作用机制及其对水域生态学的意义,在此基础上,提出了"水域生态讯息学"的新概念,诠释了"水域生态讯息学"的内涵,这对于拓展生态学研究内容,揭示水生生物学发生机制,持续利用水生生物资源具有重要的科学意义和实际价值。     

风向对航母甲板风影响的大涡模拟

采用低速气流运动控制方程组和湍流大涡模拟方法,研究了来风风向对航母甲板风的影响,得到了不同来风风向条件下,艏艉对称面附近、甲板上方低场及航母后方某点处压力和垂向速度随时间的变化关系。结果表明:航母有一定角度的侧向风对舰载机起飞有利,右舷风比左舷风有利;从有利于舰载机着舰角度看,右舷来风较左舷来风有利;从舰载机着舰下滑稳定性上看,来风风向角度越小越有利。     

Principal stress rotation and cyclic shear strength for an elliptical rotation stress path

Based on the analytical solutions for wave-induced soil response in an unsaturated anisotropic seabed of finite thickness, an elliptical, i.e., noncircular rotation stress path is proven to be a more common state in a soil element with the cyclic shear stresses due to the traveling linear wave. The influence of an elliptical stress path on the characterization of failure strength is analyzed using three new parameters representing the shape, size, and the orientation of the ellipse. A series of cyclic rotational shear tests on the reconstituted specimens of Chinese Fujian Standard Sand have been performed to investigate the effect of elliptical stress path. A strength function in term of failure cycles is derived to quantify the failure strength of a given sand within a seabed subjected to regular wave loading. The results provide a basis for the evaluation of liquefaction potential of seabed but also point to a unique backbone cycle shear strength curve for soil under principal stress rotation.     

科学合作地域倾向性研究——以中国雾霾研究为例

科学合作是促进知识传播和共享的重要途径,已有研究表明,地理因素是影响科学合作的主要因素之一。然而,目前针对该问题的研究大多只是从科学计量学的角度,对科学合作强度与地理距离的函数关系进行描述,无法揭示科学合作在空间上的分布特征和内部差异性。因此,本文从地理学的角度,以中国雾霾研究的合作网络为例,通过对文献题录中的位置信息进行解析,将虚拟的科学合作网络映射到地理合作网络。在此基础上,提出了一种考虑地理距离的科学合作网络社区发现方法,挖掘科学合作网络中蕴含的空间聚类特征,从而对科学合作的地域倾向性进行反映。通过比较发现,基于合作频次与地理距离的社区发现算法,能够使社区内部的平均地理距离最小而合作强度最大,既反映了科学合作在地理上的近似性,又体现了科学合作强度特征。该方法能够直观地揭示科学合作中隐含的空间分布模式和联系,对其他复杂网络的地理社区划分也有一定的借鉴意义。     

新疆20世纪80年代末以来耕地与建设用地扩张分析

基于20世纪80年代末、2000年、2005年、2010年、2015年5期中国土地利用数据集（NLUD）中的新疆部分,以耕地与建设用地（城乡、工矿、居民用地）为对象,从土地利用动态数据中提取其扩张图斑,分析了近30 a来新疆耕地与建设用地扩张的时空特征。结果表明：（1）南北疆耕地及建设用地扩张具有明显的时空差异。持续增长、南快北缓、重心南移是新疆耕地扩张呈现的总体特征;提速增长、南缓北快、城市扩张为主是建设用地扩张的基本特征。南北疆耕地面积差距逐渐缩小,建设用地面积差异加大。（2）对比近30 a来不同绿洲区内耕地与建设用地的扩张数量及趋势,可将耕地的扩张模式归纳为双峰型、减速型及阶段增长型,将建设用地的扩张模式归纳为指数增长型、双峰型、缓降型及缓降陡增型。（3）各绿洲区耕地及建设用的扩张特征十分显著。北疆耕地除阿勒泰绿洲区依然保持加速扩张外,其余绿洲区耕地扩张规模均出现下降,而北疆各绿洲区建设用地均呈持续加速扩张趋势,其中天山北坡城市扩张尤为突出;南疆各绿洲区耕地扩张均呈加速态势,建设用地扩张规模相对较小。     

松辽盆地增强型地热系统开发选区评价

干热岩是一种新型清洁能源,其开发利用区的确定十分重要。笔者首先通过对松辽盆地热源、资源量、导热、聚热、地震活动5个方面资料的收集,提出了松辽盆地增强型地热系统开发选区适宜性评价方法;然后选取8项评价因子,利用ArcGIS 10.2平台将松辽盆地划分为26个评价单元,根据打分法和层次分析法(AHP)求取每个因子的权重;最后,对26个选区进行综合评价,将其分成适宜、较适宜、一般适宜、较不适宜和不适宜5个等级。结果表明:松辽盆地干热岩开发适宜区和较适宜区主要集中在盆地中部的大安—大庆一带,确定的适宜选区范围对今后干热岩开发工作具有一定指导作用。     

Distribution,genesis, and pollution risk of ammonium nitrogen in groundwater in an arid loess plain,northwestern China

Nitrogenous pollutants from intense human activities have become serious environmental and health problems worldwide, particularly in groundwater source areas used for public water supply. To investigate the genesis and pollution risks associated with elevated concentrations of ammonium nitrogen in a groundwater source area, investigations were undertaken in the Jinji groundwater source area, located in an arid loess plain in northwestern China where 16 groundwater samples were collected from an aquifer used for water supply. The investigation indicated that high concentrations of ammonium nitrogen originated mainly from: infiltration of water from the Yellow River; livestock; and the discharge of industrial wastes. Measured parameters including pH, the permanganate index and the oxidation reduction potential could be used as important indicators of the genesis of ammonium nitrogen. A modified DRTCLN model was applied to the observed distribution of ammonium nitrogen to assess pollution risk of regional groundwater. The model was optimized by rebuilding the index system, and the analytic hierarchy process was used to calculate the rating scale of each index. A Monte Carlo simulation was performed to analyze the uncertainty of results of the risk assessment. The result showed that the risk value is relatively low in most areas of the groundwater source area. Only an industrial area in the southwestern part of the groundwater source area was classified as high risk; it should be the key factor of pollution control.