Rock crevices determine woody and herbaceous plant cover in the karst critical zone

The study of the critical zones(CZs) of the Earth link the composition and function of aboveground vegetation with the characteristics of the rock layers, providing a new way to study how the unique rock and soil conditions in karst regions affect the aboveground vegetation. Based on survey results of the rocks, soils and vegetation in the dolomite and limestone distribution areas in the karst area of central Guizhou, it was found that woody plant cover increases linearly with the number of cracks with a width of more than 1 mm, while the cover of herbaceous plants shows the opposite trend(p0.01). The dolomite distribution area is characterized by undeveloped crevices, and the thickness of the soil layer is generally less than 20 cm, which is suitable for the distribution of herbaceous plants with shallow roots. Due to the development of crevices in the limestone distribution area, the soil is deeply distributed through the crevices for the deep roots of trees, which leads to a diversified species composition and a complicated structure in the aboveground vegetation. Based on moderate resolution imaging spectroradiometer(MODIS) remote sensing data from 2001 to 2010, the normalized differentiated vegetation index(NDVI) and annual net primary productivity(NPP) results for each phase of a 16-day interval further indicate that the NDVI of the limestone distribution area is significantly higher than that in the dolomite distribution area, but the average annual NPP is the opposite. The results of this paper indicate that in karst CZs, the lithology determines the structure and distribution of the soil, which further determines the cover of woody and herbaceous plants in the aboveground vegetation. Although the amount of soil in the limestone area may be less than that in the dolomite area, the developed crevice structure is more suitable for the growth of trees with deep roots, and the vegetation activity is strong. At present, the treatment of rocky desertification in karst regions needs to fully consider the rock-soilvegetation-air interactions in karst CZs and propose vegetation restoration measures suitable for different lithologies.     

浙江省测震观测台网井下地震计方位角检测与校正

选取浙江省测震台网景宁、北仑、南麂岛地震台井下地震计观测数据,采用地震数据波形相关性分析法,与地表地震计同步观测数据进行相关性分析,检测并校正井下地震计方位角,结果发现,3个地震台井下地震计方位角实际偏差分别为82.2°、-22.8°、32.2°。分析认为,井下地震计安装易受线缆应力影响,导致方位角与实际偏差过大,应在应力释放完成后固定地震计,并架设地表地震计进行数据相关性分析,以确定方位角可靠性。     

强震动记录H/V谱比法计算处理的若干关键环节

强震动记录H/V谱比法自提出以来,已广泛应用于地震工程各研究领域中。但对数据处理的2个关键环节——Taper预处理及傅氏谱平滑未有详细研究。因此,本文针对强震动记录H/V谱比法计算涉及的重要数据处理过程,对四川地区19个强震动台站在汶川地震余震中获取的642组强震动记录开展研究。研究实例表明:S波H/V谱比振幅在周期 < 1s时高于全时程,论证计算H/V谱比时截取S波窗口的必要性;S波窗口的截断会引起傅里叶振幅谱的边瓣效应,若不加以处理,将显著影响低频部分H/V谱比结果,Taper预处理对于消除这种截断误差具有良好效果;在兼顾平滑效果及卓越周期识别准确度的基础上,通过不同带宽的Parzen窗试算,认为0.5Hz带宽宜用于傅里叶H/V谱比曲线平滑。     

面向地震巨灾保险的建筑特性快速提取方法

房屋建筑分类是抗震设计和地震风险分析的基础,是巨灾保险的纽带环节,也是结构易损性准确、完备分析的前驱保障,快速获取建筑特性参数非常关键。基于影像数据获取结构特性相比传统手段具有显著优势,然而其准确性具有一定挑战性,从影像数据得到实时的、较准确的结构特性成为地震保险数据获取技术的关注焦点。本文采用深度学习方法开展从影像数据中提取面向地震保险需求的建筑特性数据,构建基于深度学习方法的建筑高度识别模型和基于机器视觉的建筑高度识别方法,运用基于Xception神经网络深度学习和机器视觉的模型,对北京地区的建筑高度进行模型测试,该方法可为地震保险分析提供重要的基础数据支持。     

Novel uniaxial concrete constitutive model considering bond-slip effect

A uniaxial concrete constitutive model considering the bond-slip effect is proposed and its finite element analysis (FEA) implementation on a fiber section     

Post-collisional mafic magmatism: Record of lithospheric mantle evolution in continental orogenic belt

Science China Earth Sciences - In order to better understand the role of post-collisional mafic magmatism at convergent plate boundaries in revealing the earth’s evolution, this paper has...     

2003年10月风暴潮的形成及数值模拟分析

2003年10月11日发生在河北省中南部地区的特大暴雨是京津冀近50年来同期所罕见的,同时渤海湾还出现了风暴潮过程.对该过程应用非静力MM5的二重网格双向嵌套进行了全物理过程的数值模拟,并应用天津市多普勒雷达资料和常规气象资料进行了分析研究.结果表明：（1）MM5模式能够较好地模拟出风场、气压场、降水量场,在预报业务实践中有很好地参考价值;（2）海面偏东风的长时间维持,使海水堆积、海平面抬高,加上天文大潮的叠加而引发风暴潮;（3）风暴潮期间速度方位风廓线近地面的E-NE风随时间有增厚现象,在增厚的同时使降水减小,风暴潮发生.     

基于土地利用方式的巢湖流域氮排放情景模拟

土地利用方式及其转移对区域氮素迁移和水体氮负荷产生重要影响,但量化自然发展、耕地保护和生态保护等多情景下土地利用方式氮排放时空变化特征,揭示流域水体氮负荷对土地利用变化的响应机制仍面临挑战。本研究以巢湖流域为研究区,通过遥感解译多时相土地利用类型数据,借助PLUS和InVEST模型探索不同情景下氮排放对各土地利用类型变化的响应机制。结果表明:(1)2000—2020年期间,巢湖流域建设用地面积的增加(626.14 km²)主要占据的是耕地(减少了775.64 km²),城市化建设成为土地利用方式变化的主要驱动力;(2)PLUS模型多情景预测结果显示:2020—2030年间土地利用变化特征与2000—2020年基本保持一致,但各用地间的转换频率降低;(3)经InVEST模拟,耕地面积缩减而导致氮排放的减少量(340.17 t)大于建设用地等面积增加带来的氮排放增加量(170.11 t),使2000—2020年间巢湖流域土地利用所排放的总氮量呈降低趋势,由2000年的4768.04 t降至2020年的4597.98 t;(4)不同情景下,2030年各土地利用方式的氮排放量较2020年均呈降低趋势。其中,生态保护情景既有效地保障了巢湖流域生态功能又展现出较好的氮减排效果(113.36 t);鉴于此,建议流域管理部门应通过合理规划各用地类型的发展,严格控制建设用地对林草地、水域等生态用地的侵占,以期削减流域水体氮负荷、缓解氮素治理压力。     

淄博市区大气颗粒物重金属元素分布特征及其来源分析

为科学认识淄博市区大气颗粒物污染状况,探讨颗粒物的污染水平和元素在颗粒物中的分布与分配特征,对颗粒物中元素的来源进行分析。于2015年冬季和夏季期间分别布设45个和16个采样点采集悬浮颗粒物（TSP）、PM₁₀及PM_2.5样品,分析了颗粒物和18种元素（或化合物）的质量浓度。结果表明：1）大气颗粒物中冬季TSP、PM₁₀及PM_2.5的质量浓度均值高于夏季;PM₁₀和PM_2.5质量浓度均超过国家标准,其中冬季PM_2.5质量浓度是标准限值的1.96倍。2）不同粒径的颗粒物中元素质量分数差别显著,As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等多数重金属元素主要富集在PM_2.5中,且PM_2.5约占PM₁₀的65%（冬季）和73%（夏季）。3）颗粒物PM_2.5中Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃、K₂O、MgO等氧化物主要受土壤扬尘控制;As、Cd、Hg、Pb、Se、Zn等元素主要源于人为污染;Se的富集因子最高,反映了PM_2.5污染主要来源于燃煤;Co、Cu、Ni、Na₂O受土壤扬尘和人类活动的共同作用,而Cr具有混合污染的特点。