应用两次展开法求解系泊柱体慢漂运动方程

在深海中系泊的海洋平台,如Spar平台,水下部分为带有系泊的圆柱结构,其水平方向运动响应往往具有较低的自振频率,容易在低频波浪力(源于非线性的差频效应)作用下发生共振响应,使结构发生大幅水平慢漂。当浮体的瞬时位置大幅偏离初始位置时,基于初始平衡位置的摄动展开法会存在较大误差。针对这一问题,采用两次展开方法,对大幅慢漂运动开展时域模拟研究。对双色波作用下自由漂浮圆柱的大幅运动响应问题进行数值分析,并与采用基于初始平衡位置的摄动展开法的计算结果进行了对比。结果表明,采用新的两次展开法可以计算出波浪遭遇频率的变化和波浪漂移阻尼,而这无法从基于初始平衡位置的常规摄动展开法中得到,体现了两次展开法在分析大幅慢漂问题上的优势。     

深海细菌太平洋火色杆菌中α-淀粉酶基因amy608的克隆表达及其酶学性质研究

从来自深海沉积物的太平洋火色杆菌(Flammeovirga pacifica)的基因组中发现了一个全长为1 875 bp的α-淀粉酶基因amy608.该基因在数据库中找不到具有同源性的序列,而所编码的Amy608蛋白与已注册蛋白的氨基酸序列相似性最高仅为56%,但具有α-淀粉酶水解活性所必需的保守基序DXEXD.进化树分析表明其属于糖苷水解酶13(GH13)家族第二亚家族.构建了p ColdΙ-amy608表达载体,在大肠杆菌中进行重组Amy608蛋白的异源表达,并采用镍离子亲和层析柱对重组蛋白进行了纯化.酶学性质分析表明,重组酶Amy608的最适作用温度为40℃,在40℃保温4 d后,仍保留70%以上的酶活,显示出良好的中温热稳定性;最适p H值为7.0,p H值范围在6~9时仍保留60%以上的酶活力,表明该酶具有较宽的p H值作用范围.Ca2+、Na+、K+对α-淀粉酶Amy608有激活作用,尤其是Ca2+可使酶活显著提高40%.薄层色谱分析结果显示该酶水解可溶性淀粉的最终产物以葡萄糖为主,表明该酶是一个糖化型淀粉水解内切酶.这些结果表明Amy608为GH13家族第二亚家族中一个新型的α-淀粉酶.     

深海细菌Pseudomonas sp. IOFA1中甲醛歧化酶FM11的纯化及性质研究

从印度洋深海沉积物中分离出一株能够高效降解甲醛的假单胞菌(Pseudomonas sp.IOFA1),该菌株可在40 min内完全降解100 mg/cm~3的甲醛.通过阴离子交换柱层析对菌株破碎液中的粗酶液进行纯化,得到一条具有甲醛降解活性的单一蛋白条带.经MALDI-TOF/TOF质谱鉴定,该蛋白为甲醛歧化酶蛋白(FM11).序列分析表明FM11与其它物种已知醛脱氢酶的氨基酸序列最高相似性为65%;结构域分析表明FM11含有2个保守的锌结合位点和一个NAD结合位点.酶学性质分析结果显示,FM11的最适反应温度为40℃,在25~50℃范围内能够保留95%以上的酶活力,尤其是在高于70℃的高温环境下仍保有约50%的活力,表现出广泛的温度适应性.FM11具有非常广泛的最适反应pH值范围(pH值为5~9),且在pH值4和pH值10时仍分别保留50%和80%左右的酶活力,表现出广泛的pH适应性.在pH值为5~7的条件下孵育1 h后,FM11仍保有97%以上的酶活,且在pH值为7~10条件下孵育1 h后,仍保留90%以上的酶活,表现出极好的酸性和碱性稳定性.Ca~(2+)、Mg~(2+)在低浓度时(0.5 mmol/dm~3)对FM11有较明显的激活作用.这些研究为我们进一步开发Pseudomonas sp.IOFA1甲醛歧化酶在降解甲醛方面的用途奠定了基础.     

络合剂淋洗Cu污染粉土的土柱试验研究

以当前我国备受关注的土体污染为背景,通过土柱试验研究了不同络合剂对Cu的淋洗效果,结果表明:乙二胺四乙酸二钠二水合物（ethylenediaminetetraacetic acid disodium saltdihydrate,EDTA）淋洗效果最佳,柠檬酸（citric acid,CIT）次之,氨三乙酸三钠盐单水合物（nitrilotriacetic acid trisodium salt monohydrate, NTA）淋洗效果相对最差;使用不同浓度的EDTA淋洗负载量为150 mg/kg的Cu污染土,浓度增大并未有效促进Cu的解吸,而较小浓度（0.005 mol/L）的EDTA是有效且经济的浓度,其对Cu的去除率达84%;0.015 mol/L的EDTA淋洗不同负载量的Cu污染土,随负载量增加,淋洗率下降,最高去除率为84%,但去除量增加;研究结果可为重金属污染土的淋洗修复工艺提供理论参考依据。     

新疆哈密地区早泥盆世珊瑚动物群及其地质意义

新疆哈密地区下泥盆统发育,南部图拉尔根地区下泥盆统为大南湖组,北部三道白杨沟地区为卓木巴斯套组。在大南湖组中共发现四射珊瑚2属5种,床板珊瑚7属12种,并建立四射珊瑚组合Syringaxon moriense和床板珊瑚组合Pseudofavosites giganteus;在卓木巴斯套组共发现四射珊瑚5属7种,床板珊瑚2属2种,并建立四射珊瑚组合Orthopaterophyllum junggarense和床板珊瑚组合Pachyfavosites junggarensis。通过珊瑚在地层中的分布及组合的时代对比,确定前者的时代为早泥盆世埃姆斯期早期,后者的时代为埃姆斯期中晚期。通过与国内外典型的早泥盆世埃姆斯期珊瑚动物群的对比,认为哈密地区的珊瑚动物具有典型的早泥盆世温带动物群特征,在生物古地理区系上属于北方大区准噶尔-兴安省。     

西藏西北部浅变质石英砂岩岩石学特征及其构造意义

羌塘盆地中央隆起带主要由浅变质石英砂岩组成,由于化石匮乏、变形强烈,长期以来对这套浅变质石英砂岩成因的争议颇大,导致了对藏西北地区前中生代构造演化的认识长期模糊不清,其中,何处才是冈瓦纳大陆北界就是一个长期争论的议题。在西藏西北部,近东西走向的布尔嘎错断裂带将北部的查多岗日地块与南部的南羌塘地块分隔开,浅变质石英砂岩广泛出露于这两地块之内。沿近东西走向布尔嘎错断裂带断续产出的冈玛错蓝片岩、蛇绿岩等岩片大体呈南北向逆冲于浅变质石英砂岩之上,因此早期曾认为布尔嘎错断裂带是冈瓦纳大陆之北界。本文的调查与研究发现查多岗日和南羌塘地块内浅变质石英砂岩岩相学特征完全相同,均主要由石英组成,遭受了绿片岩相的变质作用,形成了钠长石+绿泥石+白云母组合,充填于早期石英颗粒之间,钠长石交代钾长石。这两地的浅变质石英砂岩均被未变质钙质胶结的钾长石石英砂岩平行不整合覆盖。碎屑锆石的阴极发光分析与U-Pb定年结果进一步证实了查多岗日与南羌塘地块内浅变质石英砂岩内的锆石来源完全相同。这些证据充分反映了查多岗日与南羌塘地块早期构造演化过程相似,源自同一大陆。碎屑锆石定年结果进一步表明浅变质石英砂岩的最大沉积年龄为520±8Ma,该岩石再被约480Ma的花岗岩脉侵入,因此其很可能形成于晚寒武世,而不整合面之上沉积岩的最大沉积年龄为460±8Ma,表明该不整合面上、下沉积岩之间存在明显的沉积间断,证实了该平行不整合面形成于奥陶纪。不整合面之下的浅变质石英砂岩因此与杨耀等(2014)报道的荣玛组相同,不整合面之上未变质长石石英砂岩则属于中上奥陶统塔石山组。查多岗日地块因此是西藏境内最北端的冈瓦纳大陆的碎块。在西藏西北部,冈瓦纳大陆北界为龙木错-帮达错-(83°40'E、35°N)-红脊山-荣玛乡。布尔嘎错断裂带不是冈瓦纳大陆之北界。     

基于阜新市的土壤多样性与土地利用类型关联性分析

以阜新市为研究对象,将土地利用动态演变的模拟和预测以及关联分析测度方法应用于土壤多样性和土地利用类型关联性分析的研究中。选取1985—2015年间8个时期的遥感影像进行土地利用分类,并基于土壤矢量数据,对阜新市土壤和土地利用的多样性进行初步分析和定量化研究,探究了土壤与土地利用之间的关联性。研究结果表明:对阜新市土壤多样性指数影响因子的关联度从大到小依次是城镇、农用地、林地、水域、其他,关联度值分别为0.850 6、0.747 7、0.779 5、0.803 3、0.641 9,选取城镇、农用地、林地和水域这4个因子作为多元线性回归模型中的自变量参数,对土壤多样性指数进行预测,得到相关系数R=0.990,因此,4个因子对土壤多样性指数影响具有较强的关联性。由此可见,大规模土地利用变化是引起土壤多样性变化的一个首要驱动因子。     

基于地理加权模型的农村居民点空间格局及影响因子分析——以湖北省麻城市为例

以湖北省麻城市2009年和2015年农村居民点为研究对象,采用区位指数和核密度测算法对农村居民点空间分布形态进行分析,运用传统最小二乘法和地理加权模型从全域和局部角度分析自然地貌、社会经济、生态限制等因素影响农村居民点空间演变的作用机制。研究得出:麻城市2009—2015年农村居民点用地面积增长率达6.92%,斑块主要以分散式外延扩张为主,空间结构演变总体上呈现沿沪汉蓉快速铁路和武麻公路向四周扩散的连续分布特征。从全域上看,农村居民点分布格局与坡度、公路、建制镇、风景名胜区、河流呈空间负相关关系;从局部影响程度来看,最大正向影响因子为人均收入和高程,负向影响因子主要是坡度和河流,其他影响因子随地理位置变化正负向影响均存在。     

基于独立成分分析的高光谱图像降维及分割

高光谱图像的高维数给图像的进一步处理带来了困难,为了解决这一问题,本文提出了一种基于独立成分分析的高光谱图像降维分割方法。首先,利用波段子空间划分和标准差对高光谱图像预处理,选择部分波段的高光谱图像作为实验对象;然后利用基于负熵的快速不动点算法对实验数据解混,再根据平均绝对权重系数对波段排序并选取;最后使用模糊C均值聚类算法对降维后的图像进行分割。实验结果表明,该方法能够有效实现高光谱图像降维,并获得较好的分割结果。