莱州湾沿岸寿光、莱州和龙口地下水的稳定同位素与地球化学

依据地下水咸化机理:蒸发、溶解和混合,海水入侵是地下淡水与较之更咸的海水的混合,海水和淡水的混合包括水分子的混合和溶解盐分的混合。只有溶剂水分子和溶质溶解盐分都发生了相同比例的混合,才能确定二种水体发生了混合。地下淡水变咸并不能都归因于海水入侵,也有可能源于蒸发或溶解。鉴定是否存在海水入侵可运用惰性示踪剂和反应示踪剂来共同识别。惰性示踪剂包括δD、δ~(18)O、Cl~-和Br~-,反应示踪剂包括主要化学成分和微量元素。本研究对莱州湾沿岸寿光、莱州和龙口的地下水进行了化学成分形成过程的对比研究。莱州采集样品6件,龙口10件,寿光9件。莱州和龙口的碎屑沉积物以硅酸盐矿物为主,而寿光的沉积物来源于南部鲁中南山地的碳酸盐岩。根据莱州采样点地理条件和样品的稳定同位素δD-δ~(18)O分布域确定了当地降雨入渗的多年平均值,进而明确龙口样品也源于就地降雨入渗补给,根据高程效应和当地水文情况确定寿光样品补给来自南部山区的降水,经河道排入洼地后入渗地下。Cl~--δ~(18)O关系表明盐分都来源于淡水溶解的蒸发盐,而非与海水混合。Br~-/Cl~-比值证实了蒸发盐溶解,还存在人为污染物和海侵沉积物中有机质分解的影响。从三线图可看出龙口样品经历了离子交换反应。主要成分和微量元素(HCO_3~-,H_2SiO_3,F~-,Li~+,Sr~(2+)和Ba~(2+))的含量与样品所处含水层的矿物组成有关,反映出水岩作用。所有样品都没有淡水和海水混合的现象。惰性示踪剂分析提供了区域地下水补给的框架,明确了大气水源因溶解蒸发盐而咸化,排除了淡水和海水混合的可能性。用反应示踪剂中主要化学成分和微量元素来分析水中化学成分的形成过程,在和海洋盐分输入对比基础上,二者偏差值主要源自水-岩相互作用结果,包括溶解、沉淀、离子交换等,以及局部样品的污染物输入。所以沿海地带研究地下水咸化,先要解决溶剂的混合问题,在此基础上辅以水文地球化学分析,利用水化学的多种示踪剂,主要解决溶质混合以及盐分来源问题。     

武汉中心城区热岛效应模拟

针对传统的模拟热环境时空演变模型欠缺可推广性,该文提出运用CA-Markov模型研究热环境变化趋势,既能有效模拟元胞时空格局变化,又能提高元胞转化预测精度,经验证Kappa指数为73.46%,具有较高的可信度。基于CA-Markov模型模拟的武汉中心城区热环境表明:2009—2018年低温区和次低温区呈现减少趋势,中温区显著增加,热岛略有增长,总体强度增大,热岛效应愈发明显;2009—2018年热岛演变呈西南-东北方向,有向西-东方向发展的趋势,热岛重心南偏西方向移动;2009—2018年热岛区域在景观水平上破碎度较高,热环境趋于复杂化。研究结果对武汉中心城区城市规划、生态环境改善等具有一定的参考价值。     

A support vector machine classifier based on a new kernel function model for hyperspectral data

The kernel function is a key factor to determine the performance of a support vector machine (SVM) classifier. Choosing and constructing appropriate kernel function models has been a hot topic in SVM studies. But so far, its implementation can only rely on the experience and the specific sample characteristics without a unified pattern. Thus, this article explored the related theories and research findings of kernel functions, analyzed the classification characteristics of EO-1 Hyperion hyperspectral imagery, and combined a polynomial kernel function with a radial basis kernel function to form a new kernel function model (PRBF). Then, a hyperspectral remote sensing imagery classifier was constructed based on the PRBF model, and a genetic algorithm (GA) was used to optimize the SVM parameters. On the basis of theoretical analysis, this article completed object classification experiments on the Hyperion hyperspectral imagery of experimental areas and verified the high classification accuracy of the model. The experimental results show that the effect of hyperspectral image classification based on this PRBF model is apparently better than the model established by a single global or local kernel function and thus can greatly improve the accuracy of object identification and classification. The highest overall classification accuracy and kappa coefficient reached 93.246% and 0.907, respectively, in all experiments.     

Solar-, monsoon- and Kuroshio-influenced thermocline depth and sea surface salinity in the southern Okinawa Trough during the past 17,300 years

Factors influencing millennial-scale variability in the thermocline depth (vertical mixing) and sea surface salinity (SSS) of the southern Okinawa Trough (OT) during the past 17,300 years were investigated based on foraminifer oxygen isotope records of the surface dweller Globigerinoides ruber sensu stricto and the thermocline dweller Pulleniatina obliquiloculata in the AMS ¹⁴C dated OKT-3 core. The thermocline depth is influenced by surface thermal buoyancy (heat) flux, in turn controlled by the annual mean insolation at 30°N and the strength of the East Asian winter monsoon (EAWM). Strong insolation and weak EAWM tend to increase buoyancy gain (decrease buoyancy loss), corresponding to shallow thermocline depths, and vice versa. Regional SSS is influenced by the global ice volume, the Kuroshio Current (KC), and vertical mixing. A deep thermocline coincides with a high SSS because strong vertical mixing brings more, saltier subsurface KC water to the surface, and vice versa. Local SSS (excluding the global ice volume effect) became lower in the northern OT than in the southern OT after ~9.2 ka, implying that Changjiang diluted water had stronger influence in the northern sector. SSS show no major changes during the Bølling/Allerød and Younger Dryas events, probably because the KC disturbed the North Atlantic signals. This argues against earlier interpretations of sea surface temperature records of this core. Wavelet and spectral analyses of the Δδ¹⁸O_P-G (δ¹⁸O of P. obliquiloculata minus G. ruber s.s.) and δ¹⁸O_local records display 1,540-, 1,480-, 1,050-, 860-, 640-, and 630-year periods. These are consistent with published evidence of a pervasive periodicity of 1,500 years in global climate as well as EAWM and KC signatures, and a fundamental solar periodicity of 1,000 years and intermediary derived periodicity of 700 years.     

基于层次分析法的德州地面沉降易发区的可拓学划分应用

基于物元模型的可拓学理论分析,提出华北平原德州地面沉降易发区的可拓学划分方法。利用地面沉降易发性分级、分类标准和影响因子分析,构造出经典域物元和节域物元,应用物元和可拓集合中的关联函数,建立了易发性等级综合评判的可拓评价模型,通过基于层次分析法的可拓学评价分析,采用正方形等间距(2km×2km)剖分了135个网格,再将剖分单元转化成面元,经过等值差分,得到了地面沉降易发区划结果。计算结果显示,可拓学方法能够实现定量化、多因子评价地面沉降易发性等级问题,从而科学合理地指导地面沉降综合分区防治。     

津冀海岸线现状、变化特征及保护建议

根据覆盖全区的3期遥感影像和实地调查,以及对滨海新区和滦河口2个典型区更深入的案例研究(包括回溯至1870年、1950年的基准岸线及逐年遥感信息),对津冀沿海海岸线现状进行解译和分类,并分析岸线变化特征及成因。津冀沿海现状岸线总长度894km,可以划分为自然岸线、半开发岸线和人工岸线3类,长度分别为90km、329km和475km。1950年以前为自然因素主导的岸线变化,1950年以后变为人类活动主导的岸线向海推进,逐渐加强的人类活动至2010年达到顶峰。在全球海面上升和区域地面下沉的大背景下,海岸线的自然演化趋势应该是向陆蚀退,但是人类活动主导的岸线变化却表现为违反自然趋势的向海推进。今后,向海推进最前沿的围海造陆区将受到来自海洋越来越强烈的影响,亟需加强监测和防护。兼顾环境保护与开发两方面的长远需求,建议赋予海岸线新的定义与内涵,划定岸线保护红线,恢复部分岸线的自然属性。     

莱州湾南岸全新世相对海平面变化重建

在对莱州湾南岸8个钻孔沉积物沉积结构及有孔虫特征分析基础上,识别相关海面标志层位,辅以加速器质谱AMS14C测年,重建了全新世相对海面变化历史,并讨论了海面变化的沉积响应及控制因素。约9200cal BP以前,海面快速上升,研究区海侵时海面于-21.5m左右;9200~8400cal BP海面上升速率减缓至约2mm/a;8400~8000cal BP海面由-14m快速上升至-5.5m,速率约为33mm/a;8000~7600cal BP,海面持续数百年停滞或微弱下降;7600~7000cal BP海面由-5.5m快速上升至0m以上,速率至少约为13mm/a;7000~6000cal BP海面缓慢上升至+2~+3m位置,速率约为3mm/a;约6000cal BP以后海面缓慢下降至现今水平。约9200cal BP以前、8400~8000cal BP、7600~7000cal BP时期的3次海面快速上升,是MWP-1C融水脉冲、诱发8.2ka冷事件的融水脉冲,以及MWP-2融水脉冲的中纬度地区响应。中全新世全球冰融趋于停滞后,由于研究区沉积盆地沉降速度较慢,在冰川均衡调整效应下,使+2~+3m的相对高海面得以呈现。     

渤海湾西岸QX02孔Ⅱ海的识别及OSL年龄

以渤海湾沿海低地的QX02孔为研究对象,进行了沉积岩石学分析和底栖有孔虫统计,结合加速器质谱~(14)C测年和光释光(optically stimulated luminescence,OSL)测年,探讨了该孔记录的第Ⅱ海相层埋深和形成时代。第Ⅱ海相层厚度11.4m,记录相对海面高度-26.83~-15.43m。AMS~(14)C年龄表明,Ⅱ海形成于MIS 3早期、甚至更早。OSL年代学研究显示,Ⅱ海样品等效剂量离散度较高,并且主要集中在2个区间,计算得到新、老2个年龄阶段。基于OSL测年原理的常规判断,认为较老的83.5~62.6ka阶段系受曝光不充分组分的影响,通常采用较年轻的51.9~39.9ka阶段为QX02孔的Ⅱ海沉积年龄。但是,较老的一组年龄从新的视角,暗示了可能的原始沉积过程及相应的海侵发生时间,因而具有重要的年代学和沉积学意义。     

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.     

便携式高频地波雷达海流探测长周期工作性能试验

2013年1月29日至3月15日在台湾海峡西南部海域进行了OSMAR-S100便携式高频地波雷达与浮标观测海流数据的长周期对比试验,验证了雷达系统在探测海流方面的准确性、可靠性和稳定性.通过实测海流与雷达矢量流的复相关分析,选定3 m层的海流为对比代表层.试验期间实测流速为0.0~120.0 cm/s,雷达海流有效探测区内的矢量流流速、流向的观测误差较小,能够满足实时监测海洋表层流的需要,高精度区流速、流向的均方根误差分别为9.1 cm/s和24.8°,边缘区的均方根误差为13.3~24.8 cm/s和39.4°~39.6°,与国内外达到业务化运行要求的同类产品实际观测精度相当.