基于地统计学南海北部近海竹荚鱼空间分布特征

竹荚鱼(Trachurus japonicus)是我国南海北部近海主要渔获物之一。根据2014—2017年对南海北部开展的8个航次近海渔业资源和环境调查数据, 采用地统计学方法分析竹荚鱼时空分布特征和相关生态动力过程。结果表明, 竹荚鱼总体布局以低密度为主, 高密度海域较少, 季节性集聚特征明显, 依次为夏季>春季>秋季>冬季。竹荚鱼空间分布具有极强的空间异质性, 空间结构性比例均在75%以上, 变异模型以高斯模型为主, 空间相关距离(变程)大约在0.52°左右, 且季节性特征明显。对地统计参数值和单位捕捞努力量(catch per unit effort, CPUE)的相关关系研究发现, 竹荚鱼资源密度越大, 空间异质性特征越明显。通过统计各向分维值分析竹荚鱼各向异质性特征, 发现西北—东南向的空间异质性较为显著, 表明该方向的海洋动力过程将对竹荚鱼洄游分布产生重要影响。此外, 基于克里格插值分析, 发现竹荚鱼呈西南—东北向洄游分布规律, 空间布局呈片状和斑块状, 且易受极端气候(厄尔尼诺和拉尼娜等事件)影响。     

一种全天相机云图的自动处理方法

使用全天相机拍摄云图是现在天文界广泛使用的监测天空云量的方法。云量的估算结果对望远镜观测有重要的影响,目前对云量的估算完全由人工处理,费时、费力而且准确度不够高,判别过程也完全依赖个人的经验。为此,提出一种针对全天相机云图的云量自动计算方法。首先针对多云和少云云图分别使用时间分割法和差分法去除云图中月亮影响区域;然后对去除月亮影响区域后的多云云图进行二值化处理,将云与背景进行分割,并使用基于灰度值的聚类算法对少云云图的云的厚薄进行量化分类;最后计算总云量,并依据30 m口径望远镜(Thirty Meters Telescope,TMT)判读全天相机云图的方法对云图进行自动分类。实验结果表明,该方法可提高云图判读效率,在有效解放人工的同时,也达到了平均值为76. 67%的识别准确率。     

星载SAR近岸海上风能遥感研究进展

星载SAR已成为近岸海上风能资源研究的新技术手段之一。本文回顾了SAR近岸海上风能遥感研究进展,特别是国内外星载SAR近岸海上风能遥感探测技术研究、遥感应用研究以及SAR风机尾流遥感探测研究的发展。同时针对星载SAR近岸海上风能遥感研究目前存在的问题和今后有待研究的方向进行了探讨。     

不同Legendre函数递推公式对计算球谐函数定积分的影响

针对球谐函数定积分计算中Legendre函数递推问题展开研究,分析了标准向前列推法、Belikov法、跨阶次法、X数法以及顾及麦克劳林级数展开式对球谐函数定积分计算的影响。利用Eigen6c-4地球重力场模型计算扰动引力梯度径向分量,分析不同方法之间的差异。实验表明,不考虑麦克劳林级数展开式时4种方法的相对精度在高纬度地区较差,但计算模型扰动引力径向分量的精度一致,结合麦克劳林级数式可提高高纬度地区定积分计算的相对精度,但会降低中低纬度地区定积分计算的精度,并且对高纬度地区扰动引力径向分量的影响极小,但会严重降低低纬度地区扰动引力梯度计算的精度。     

镜泊湖春、夏两季浮游生物群落结构及其与环境因子的关系

本研究于2015年在黑龙江省镜泊湖选取7个典型采样点,对镜泊湖春、夏两季间浮游生物群落结构的演替及其与环境因子关系进行分析。在调查期间共鉴定浮游植物152个分类单位,浮游动物38个分类单位,种类组成上浮游植物主要以绿藻门和硅藻门藻类为主,浮游动物以轮虫和原生动物为主。研究期间浮游生物优势种主要包括:河生集星藻(Actinastrumfluviatile(Schroed.)Fott)、梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana Kütz.)、谷皮菱形藻(Nitzschia palea (Kütz.) W.Smith)、前节晶囊轮虫(Asplanchna priodonta)、螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)和瓶砂壳虫(Difflugia urceolata)。在研究期间水温、pH、电导率、和总氮在春、夏两季之间变化明显(P0.05或P0.01)。春、夏两季的浮游生物丰度呈现明显下降趋势(P0.05)。Spearman相关分析揭示镜泊湖水体浮游生物丰度与水温和电导率极其显著相关(P0.01)。冗余分析(RDA)表明,水温和电导率是驱动镜泊湖水体浮游生物群落生态分布的主要环境因子。与近10余年间镜泊湖相关研究对比发现,镜泊湖水体浮游植物群落结构较为稳定,浮游动物优势类群略有改变。综合营养状态指数评价表明镜泊湖水体为中营养状态,与前期研究结果相似,说明水体目前无进一步恶化的趋势。     

马氏珠母贝贝壳基质蛋白基因Pm-PNU7的克隆和功能研究

【目的】研究马氏珠母贝(Pinctada martensii)贝壳基质蛋白(Shell Matrix Proteins, SMPs)基因(Pm-PNU7)表达与功能。【方法】利用马氏珠母贝基因组和蛋白质组信息分析和RACE技术克隆获得壳基质蛋白新基因Pm-PNU7全长序列,通过原位杂交对其进行定位,RNA干扰检测其对贝壳形成的影响。【结果】Pm-PNU7的cDNA全长为797 bp,编码145个氨基酸,具有特殊的"KGG"重复序列和富含天冬氨酸(Asp)序列"DDDDDDHDD"。qRT-PCR分析表明,Pm-PNU7基因在外套膜边缘区和套膜区显著高表达(P<0.05);ISH检测显示,Pm-PNU7主要定位于边缘区外褶外侧和内侧上皮细胞、中褶内侧上皮细胞以及套膜区外侧上皮细胞。RNA干扰后,Pm-PNU7在外套膜边缘区和套膜区的表达量均显著下调,贝壳棱柱层和珍珠层微观结构均出现不同程度的紊乱。【结论】Pm-PNU7参与了贝壳棱柱层和珍珠层的形成。     

青藏高原地表土壤水变化、影响因子及未来预估

土壤水分是地表和大气连接的纽带,在水文循环中扮演着重要角色。青藏高原作为“第三极”和“亚洲水塔”,其土壤水分对周边地区的气候如亚洲季风的形成和维持产生重要影响,也深刻影响着亚洲水资源的可利用量。基于分布在青藏高原3个气候区的100个站点的实测土壤水数据,对ECV、ERA、MERRA、Noah数据集进行评价,选择对土壤水分评估效果最好的数据集,分析各种气象要素对土壤水分时空格局的影响,并预估未来100年内青藏高原土壤水变化,探讨可能气候成因。结果表明：① Noah数据集对青藏高原历史时期土壤水分评估效果最好,相对其他地区,各数据集对那曲地区土壤水分评估效果最优;② 在各种气象因子中,降水是影响大部分地区土壤水分时空变化的最主要因子,但在喜马拉雅山脉地带,尤其山脉北坡,温度和太阳辐射有较高的影响;③ 1948-1970年土壤水分有明显的下降趋势,1970-1990年土壤水分呈波动变化,无明显趋势,1990-2005年土壤水分有一定的上升趋势,2005年后至今土壤水分有明显快速下降趋势：④ 不同未来情景,土壤水分有下降趋势,其中在CRP 8.5情景下,土壤水分下降最为明显,在2080年之后有更加显著的下降趋势;⑤ 未来降水和温度均呈上升趋势,其中干旱指数变化在RCP 8.5情景下呈下降趋势,在RCP 2.6和RCP 4.5情景下无明显变化,干旱指数在一定程度上能解释未来土壤水分的变化格局。     

黑龙江黑河段水域藻类植物群落结构及其环境相关性的初步分析

于2006—2007年5—10月间在黑龙江黑河段水域设置了六个采集点,同时进行藻类植物调查,经鉴定共发现藻类植物146个分类单位,包括110种31变种5变型,分别隶属于5门7纲15目31科57属。对藻类植物的种类组成、优势度变化及其环境相关性进行了初步分析,结果表明,黑龙江黑河江段藻类植物的群落组成表现出种类多样性丰富,群落结构复杂的特征;各采集点的藻类植物大多为淡水普生种类,有一些属于寡盐种类,中性偏弱碱性种类,还出现了一些冷水种和山区特有的种类,这些种类的出现与黑龙江黑河江段属于明显的高寒山区性河段这一地域特征相吻合。藻类植物的分布与环境因子有一定的相关性,黑龙江黑河江段pH值变化呈中性偏弱碱性,pH值年内变化趋势不明显(6.7—7.4之间),水域水温的季节变化差异显著(P0.01),呈现夏季高,春季和秋季低的现象。藻类植物的个体丰度变化受水温变化的影响显著,其分布也呈现明显的季节变化趋势。从优势种群看,黑龙江黑河段水域的藻类植物主要为贫至中营养型水体的指示种类,只在个别采样点出现少量的耐污种类,但并无向富营养化转变的趋势,说明黑龙江黑河江段整体水域环境目前无显著污染,处于贫至中营养状态。     

广东“龙舟水”降水量成因分析

利用NCEP再分析资料、NOAA的OLR资料及GLDAS/NOAH的陆面资料对"龙舟水"前后的特征进行分析,结果表明:"龙舟水"期间,北半球中高纬度维持稳定的大气环流形势,有利于将冷空气引导至华南沿海;副热带高压加强西伸、孟加拉湾维持稳定的槽区,使得华南沿海暖湿气流加强,强暖湿气流为"龙舟水"过程的强降水提供充足的水汽和能量;旺盛的对流为降水提供动力条件;"龙舟水"过程前后的广东地区下垫面状况(陆面过程)的差异,对"龙舟水"期间该地区一些具体对流事件的启动和发展也有影响。     

浅海水下地形的SAR遥感仿真研究

结合连续性方程和布拉格后向散射模型,在准一维简化浅海水下地形情况下,建立了浅海水下地形SAR海面相对后向散射强度仿真模型,将浅海水下地形区域的SAR海面后向散射强度的相对变化与大尺度背景流场、海面风场和雷达系统参数等联系起来.海上实验和研究结果表明,浅海水下地形的SAR成像主要由通过受水下地形影响的海表层流场对海表面风引起的微尺度波的水动力调制而获取浅海水下地形信息,其中潮流与水下地形的相互作用过程改变海表层流场,变化的海表层流与海表面微尺度波之间的相互作用改变海表面波的空间分布,雷达波与海表面波之间的相互作用决定雷达海面后向散射强度.因此SAR图像中浅海水下地形或水深信息量的多少不仅与海表层流场和海面风速有关,而且与雷达工作波段、雷达波束入射角和极化方式也密切相关.认为由水下地形变化引起的缓慢变化的表层流场中海表面定常微尺度波谱能量密度的变化满足波作用量谱平衡方程;而在波数空间中,海表面微尺度波谱的成长过程也可以用波数谱平衡方程描述,在此基础上,得出了海表面波高频谱(毛细-重力波)形式的解析表达式.众所周知,浅海水下地形信息是由于水下地形影响下SAR海面后向散射强度与背景海面后向散射强度的相对差异而在SAR图像上的呈现,从而在建立浅海水下地形SAR海面相对后向散射强度仿真模型的基础上,仿真计算了浅海水下地形SAR海面相对后向散射强度相对于海表层流场、海面风场等海况参数和SAR工作波段、SAR波束入射角、极化方式等雷达系统参数的数值仿真结果,分析得到了有关浅海水下地形SAR海面相对后向散射强度的特征和SAR浅海水下地形遥感的最佳海况参数与最佳雷达系统参数,为研究和开展SAR浅海水下地形遥感研究提供了有价值的参考.