中亚热带山区土地利用变化对土壤有机碳储量和质量的影响

Land use/cover change (LUCC) is widely recognized as one of the most important driving forces of global carbon cycles. The influence of converting native forest into plantations, secondary forest, orchard and arable land on stores and quality of soil organic carbon (SOC) was investigated in mid-subtropical mountainous area of southern China. The results showed that LUCC had led to great decreases in SOC stocks and quality. Considerable SOC and light-fraction organic carbon (LFOC) had been stored in the native forest (142.2 t hm⁻² and 14.8 t hm⁻² respectively). When the native forest was converted to plantations, secondary forest, orchard and arable land, the SOC stocks decreased by 25.6%, 28.7%, 38.0%, 31.8% and 51.2%, respectively. The LFOC stocks decreased by 52.2% to 57.2% when the native forest was converted to woodland plantations and secondary forest, and by 82.1% to 84.2% when converted to economic plantation, orchard and arable land. After the conversion, the ratios of LFOC to SOC (0–60 cm) decreased from 13.3% to about 3.0% to 10.7%. The SOC and LFOC stored at the upper 20 cm were more sensitive to LUCC when compared to the subsurface soil layer. Also, the decline in carbon storage induced by LUCC was greater than the global average level, it could be explained by the vulnerable natural environment and special human management practices. Thus, it is wise to enhance soil carbon sequestration, mitigate elevated atmospheric CO₂ and develop ecological services by protecting vulnerable environment, restoring vegetation coverage, and afforesting in mountainous area in mid-subtropics. Foundation: Supported by the Key Project of Ministry of Education of China, No.JA04166 Author: Yang Yusheng (1964–), Professor, specialized in carbon and nitrogen cycles of forest.     

冬季乌拉尔山地区不同生命期阻塞高压的热动量输送特征

冬季乌拉尔山地区阻塞高压（以下简称乌山阻高）是引发东亚地区寒潮天气的重要天气系统,研究其动力机制可为实际业务工作中的极端低温事件的预测提供更多的理论参考。本文利用美国国家环境预测中心-能源部（National Centre from Environmental Prediction-Department of Energy,NCEP-DOE）的再分析数据,采用天气学方法从1979-2018年40个冬季中甄选出21次短中（生命期5～7天）及14次长生命期（生命期等于或大于8天）乌山阻高,对比分析两类阻高过程中定常热（v*T*）、动量（u*v*）通量的输送特征,结果表明：（1）冬季长生命期阻高期间60°N附近v*T*的辐合量及u*v*输送量显著大于短中生命期的,说明定常热、动量输送对阻高的长时间维持有重要作用。且长生命期阻高期间对流层上层（300～150 hPa）20°N-40°N区域u*v*向北输送,短中生命期的则向南输送,说明副热带急流向中纬度输送u*v*为阻高长时间维持提供动量补充。同时冬季长生命期阻高期间70°N极锋急流偏弱,为阻高延长生命期,扩大范围提供有利条件。（2）定常热、动...     

利用“黄海芯1号”55K SNP芯片评估凡纳滨对虾选育群体的遗传多样性与基因组近交水平

凡纳滨对虾的主要选育目标分为两个方面: 一是培育具有较强抗病、抗逆性的“高抗系”(GK),二是培育具有快速生长特性的“快大系”(KD)。然而, 国内缺少针对这两个选育群体的遗传多样性特别是基因组近交水平的调查分析研究。基于液相芯片“黄海芯1号”(55 K SNP)的基因分型数据, 首次分析了GK (1 064尾个体)和KD (564尾个体)选育群体的遗传结构和遗传多样性, 调查了连续性纯合片段(ROH)的基因组分布特征, 并重点评估了两个群体的基因组近交水平。PCA及进化树分析表明GK及KD群体可明确分层, 亲缘关系热图表明KD群体内个体间的亲缘关系比GK群体更近。GK群体包括的家系数量更多, 导致其遗传多样性高于KD群体; 两群体间的F_st为0.09, 存在中等遗传分化。GK和KD群体每个ROH的平均长度分别为(1.70±0.34) Mb和(1.65±0.38) Mb, 每个样本ROH的平均数量分别为1.98±1.30和2.07±1.37。GK和KD群体0.8~1.25 Mb长度的ROH占比分别为11.41%和19.17%, 表明KD群体的选育历史比GK群体更长。两个群体>2.25 Mb长度的ROH片段占比分别为10.26和9.74%, 表明两个群体短期内未发生近亲交配。七种基因组近交系数评估结果表明, KD群体的近交水平高于GK群体。不依赖基础群体等位基因频率的F_ROH和F_HOM方法可准确地评价育种群体的真实近交水平, 而F_VR1、F_YA1和F_LH1等依赖基础群体等位基因频率的方法可以用来比较群体及个体间的相对近交水平。上述结果为准确地评估育种群体的近交水平和优化育种方案提供了重要参考依据。     

基于Weka平台的C4.5算法在影像分类中的应用

遥感图像分类是从复杂的地物类型中提取有效类别信息的过程。在研究区地物类型较为复杂的情况下,借助计算机对遥感数据进行类别预测可以提高分类效率和准确率。本文基于Weka平台,利用决策树C4.5算法构造分类模型,进而对未知类别数据进行预测。实验分析表明,基于Weka平台利用决策树C4.5算法对遥感图像分类是可行且有效的,且分类精度较高。     

基于风廓线雷达的广东登陆台风边界层高度特征研究

针对8个登陆广东省的热带气旋,利用经过数据质量控制的风廓线雷达连续、高时空分辨率的风场观测数据,对热带气旋边界层特征进行了分析。研究结果表明:热带气旋边界层中切向风速大值区垂直范围越大、风速越强、持续时间越久,则热带气旋强度越大、登陆后强度维持时间越久。眼区外入流层厚度越大,入流层气流越强,热带气旋登陆后强度维持时间则越久。风廓线雷达信噪比垂直梯度对大气湍流信息有一定的指示作用,对于入流层高度在2000 m以下的热带气旋,其入流层顶所在高度与信噪比梯度最大值所在高度相近,对于入流层较为深厚的热带气旋,用信噪比垂直梯度确定的边界层高度虽接近入流层顶高,但仍有一定差距。不同特点的热带气旋其边界层高度并不相同,对于登陆后强度迅速减弱的热带气旋边界层高度在500~1000 m;登陆后强度持续时间短的热带气旋,其边界层高度约1000~2000 m;登陆后强度持续时间长的热带气旋,其边界层高度在2000 m之上,最高可达5000~7000 m。这些结果加深了对登陆台风边界层高度演变特征的认识。     

空间加密探空观测资料对西南低涡暴雨天气过程数值模拟的影响

本文基于AREM（Advanced Regional Eta Model）模式,结合中国气象局成都高原气象研究所西南低涡加密观测科学试验得到的探空观测第一手资料,通过对2012年7月3～4日四川区域性暴雨天气过程（20120703过程）进行数值模拟分析,结果表明:（1）降水雨带的分布主要取决于西南低涡移动路径,不同初值会使得低涡路径在磨合协调期产生强摆动,稳定后则在此基础上,随着环境流场继续移动发展。（2）引入4个加密探空站点资料会对整个大气物理量场造成一定影响,最大差值分布在这些站点附近,热力和动力物理量场最大偏差中心并不重合。时间演变直观地说明了初值对局地大气状态的影响时段有限,主要集中在前期,与模式自身调整期相重叠。（3）初始的大气状态必然会随着模式的磨合过程进行调整,不同初值在调整期能对中小尺度低涡系统的位置及强度产生影响,形成各自稳定的低涡系统初态。（4）低涡中心所对应的散度、涡度、垂直速度关系非常密切,但三者强度和发展高度的演变并非完全一致。     

基于移动终端的新生入学导航系统

针对目前在用的高校校园导航系统及新生入学系统地理信息不详、查询功能不足等问题,该文创建了一套面向高校新生的校园导航系统。采用百度地图叠加校园矢量地图覆盖层,实现校园区域地理信息在百度地图中的加载;采用弗洛伊德算法实现了覆盖层路径规划。该系统基于安卓手机操作系统,调用百度地图应用程序编程接口,实现校园地图加载、热点信息查询、分类查询、周边查询、校园内任意两点路径规划和实时导航等功能,为新生快速熟悉校园提供了便利。     

川西南轿顶山地区中—上奥陶统牙形石生物地层和碳同位素地层研究

以上扬子台地西缘轿顶山地区中—上奥陶统宝塔组灰岩为研究对象,连续不间断采集化石样品,识别出牙形石15属20种,并据此识别出3个可与国内外同期地层直接对比的牙形石带,从下到上依次是Amorphognathus tvaerensis带,Hamarodus brevirameus带,和Protopanderodus insculptus带,研究剖面宝塔组下部与邻区同期地层连续的牙形石带相比缺少1~2个带。另外,通过高精度采集碳、氧同位素样品,在研究剖面宝塔组发现δ13C记录序列中存在同位素正漂移异常,且包含3个次一级峰值,峰值范围在2. 0‰~3. 0‰之间,同期正漂移异常也出现在上扬子台地东部和南部,该异常开始发生层位在上扬子台地均在牙形石Hamarodus brevirameus的首现层位,正漂移异常持续时段跨两个牙形石带(H.brevirameus带和P.inscrulptus带下部)。该同位素异常事件除了可以在上扬子台地内部很好对比外,也可对比塔里木盆地西缘柯坪地区其浪组中的三个次一级峰值的δ13C同位素正漂移异常事件,其浪组发育正漂移事件的地层厚度较大,沉积速率较上扬子台地高。研究地层中牙形石记录和碳、氧同位素曲线均显示,研究区宝塔组下部存在地层缺失,与下伏地层呈不整合接触关系,且地层缺失量比中扬子地区略少。     

数值流形法中“质量守恒”的探讨

数值流形法是至少包含流形法(NMM)、有限元法(FEM)和非连续变形分析(DDA)的数值方法体系。将数值流形法中物理单元与数学单元完全重合,去掉接触理论,流形元能够回归到有限元,将通过简单的板压缩数值试验验证这一点。在以前的数值流形法法中,质量守恒问题一直被忽视,物理单元的质量会随着单元体积改变,计算结果存在一定的误差。通过改变计算过程中单元密度实现计算过程中的"质量守恒",完善了现有数值流形法的理论基础。     

2021年5月22日青海玛多Ms7.4地震发震构造分析

精确的余震序列定位及震源机制反演能够提供强震破裂尺度、发震断层面和区域应力场等信息,为震后应急决策和分析发震构造提供科学依据.本研究采用双差定位方法对2021年5月22日 青海玛多Ms7.4地震序列进行精定位,得到震后9天内共1055个事件的精定位结果;同时,利用青海、西藏、四川和甘肃台网记录的波形数据,采用近震全波形矩张量反演方法得到了玛多Ms7.4地震15次中等余震(Ms≥4.0)震源机制解,并进一步反演得到震源区构造应力场.地震定位结果显示,玛多主震位于玛多—甘德断裂与甘德南缘断裂之间,发震断层面较为陡立,余震序列在时间上呈现出不对称的双侧破裂模式,且沿主破裂面的两端均表现出分支破裂特征,说明本次地震触发了分支断层;震源机制结果显示15次中等余震包含12次走滑型和3次逆冲型地震,暗示主断层破裂受到局部异常结构的影响;另外,应力场反演表明震源区为近EW向挤压特征,与该区域最大水平主压应力优势取向一致.结合上述结果以及周边地质构造背景,我们认为玛多地震发震构造为位于巴颜喀拉地块内部一条NWW向的高倾角左旋走滑断裂,主破裂触发了东西两端分支断层活动,断层面的非均匀性控制了余震序列时空分布的差异性.