基于地理信息系统的数字环境模型研究

本文提出了以遥感与地理信息系统为技术手段,用有序数值阵列的方法建立数字环境模型的新思路,具体阐述了建立数字环境模型的意义、方法和应用范围。并在建立数字环境模型的基础上,对西藏“一江两河”地区的环境综合状况进行了定量评价。     

五里湖富营养化过程中水生生物及生态环境的演变

五里湖是太湖西北部一个小型浅水湖湾,是无锡市的饮用水源和主要风景游览区。50年代时,该湖基本保持着原始状态,全湖以大型水生植物占优势。湖水清澈见底,水质为中营养水平,溶氧接近饱和,对外来的N、P污染冲击具有很强的缓冲能力。底泥的氧化程度较高,磷和有机物含量仅为0.023％和0.75％。浮游藻类受到了大型水生植物的强烈抑制,年均数量为26.7×10~4个/L,以硅藻和隐藻为主;从春季至秋季,随着大型水生植物的增长,浮游藻类数量大幅度减少。浮游动物多达190种,年均数量为5660ind./L。大型底栖动物较多,以日本沼虾和螺、蚌类为主。鱼类资源十分丰富,63种鱼中以凶猛性鱼类占优势,并有较多的底栖性鱼类。 自50年代以来,大约有1/2的湖面被围垦,沿岸带生态条件被破坏,失去了最适合于大型水生植物生长的浅水区。加之60年代后期在全湖放养草鱼,水生植被遭到彻底毁灭。外源污染加剧,引起了水质的严重富营养化。围垦和修建水闸隔断了五里湖与太湖间的通道,限制了两个水体间的水流交换,妨碍了污染物的稀释扩散,使得来自无锡市区的污水成了五里湖的主要补给水源,加速了富营养化的进程。五里湖水质已达重富营养水平,透明度小于0.5m,缺氧较为严重。营养物在底泥中大量积累,TP和TOC含量分别增高了4.17倍和1.87倍。在春末     

古地貌演化对洛阳盆地新石器中晚期至夏商时期水稻种植的影响

水稻是起源于中国南方长江流域的重要农作物,新石器中期以后传播到北方地区。由于北方较于南方相对干旱,因此对水分条件需求较高的水稻在北方地区的种植往往表现为更强烈的地域选择性。本文选取中原地区地形特征较为复杂的洛阳盆地开展了流域调查和浮选工作,结合前人在本区做的炭化植物遗存研究成果,分析了新石器中晚期至夏商时期洛阳盆地不同地貌部位水稻（Oryza sativa）遗存的分布特征,再根据本区平原区和黄土台塬沟谷区全新世地貌演化的不同特点,探讨了古地貌演化对洛阳盆地史前水稻种植的影响。研究表明,裴李岗文化时期暂未发现水稻遗迹,平原区湖沼遍布,不适宜人类居住,古人可能更倾向于居住在黄土台塬沟谷区的稳定阶地面上;仰韶文化晚期古稻主要分布在黄土台塬沟谷区,与当时沟谷区河流夹积形成的富含粘土的湿润冲积平原有关,而此时平原区距今7000~4000年为稳定干燥的T₁阶地面,更适合发展粟（Setaria italica）作农业;龙山时期没有在沟谷区发现水稻遗存,可能与距今4000年前后沟谷区河流下切侵蚀导致的泛滥平原减少有关,而龙山晚期在伊洛河平原区的遗址发现了古稻遗存,推测与龙山晚期降水增多和洪水频发,出现较多水洼低地有关;二里头时期,古稻在平原区和黄土台塬区都有分布且遗址数量较多,可能与距今4000~3800年龙山晚期古洪水事件后,洪水退去遗留的低洼地有关;二里头和二里岗时期,盆地内古稻遗址普遍增多,平原区古稻遗址可能占更大比重,推测可能与古地貌特征、人类文化自身发展,以及农田管理技术的进步等均有关系。

     

用脉冲磁场方法研究现代沉积物中趋磁细菌的趋磁性和趋化性

光学显微镜下直观显示水体环境中趋磁细菌沿磁场方向定向排列和游动,人们对其认识主要来自这些镜下观察的总结。但实际上趋磁细菌主要生活在沉积物环境中,很难对它们进行直接观察。因此,趋磁细菌在沉积物环境中的趋磁性、趋化性、以及在记录古地磁过程中可能起到的作用等方面均尚未得到足够实际观测数据的支持。本研究利用脉冲磁场反转趋磁细菌(Candidatus Magnetobacterium bavaricum)极性的特性,将趋北趋磁细菌(NS)转变为趋南趋磁细菌(SS),并在只含有NS的沉积物中以脉冲磁场反转的SS为"示踪体",分析趋磁细菌在沉积物环境中的趋磁性和趋化性。使沉积物所处的外界磁场与脉冲磁场方向保持一系列角度Φ(0°~180°),利用施加脉冲磁场后出现的SS%与Φ关系估算趋磁细菌在沉积物中沿外界磁场的排列程度,证实了趋磁细菌在沉积物中沿地磁场排列程度非常低(<1%)。将脉冲SS分别置于4种不同的磁场条件(磁场方向指向上、指向下和水平)和生存环境(上部适宜环境和下部不适宜环境),一定时间后SS的垂直分布相对直观地证实了:趋磁细菌游动方向受趋化性决定,趋磁性的优势在于使趋磁细菌更有效地到达其最佳生存环境。脉冲磁场方法在理解和研究沉积物中趋磁细菌趋磁性、趋化性和古地磁应用方面有可观的应用前景。     

钻井局域网实时监控设备研发

为实现钻井指挥部对各钻井站点钻采工艺的远程监控,在前期钻井工艺参数自动实时监测的单机研发基础上,本文应用TIA portal软件进行主站从站组网监控研究,实验设备用Siemens1200PLC做主控机,用Siemens200PLC做从站控制机监控钻采现场工艺参数,通过主控机与各从站点组态,实现主控机对从站主从控制。装机后在钻采现场进行了无线网传输实验,实验结果表明:应用互联网通信技术解决无线网断点续传问题,能够实现了钻采实时监控数据短距离传输。     

绿泥石包壳对碎屑岩储层物性的影响及其形成环境--以鄂尔多斯盆地大牛地气田上古生界为例

以大牛地气田含绿泥石胶结物样品为研究对象,结合国内外研究现状,研究绿泥石包壳的成因及其对储层物性的影响,并探讨其环境指示意义.大牛地气田的绿泥石包壳形成于成岩作用早期,厚10~20 μm,由原生粒间孔的边缘向中心晶形渐好,颗粒渐大.据铁质来源绿泥石包壳可分为原地和异地成因,原地成因由先体黏土矿物和岩屑溶解未排出的富铁流体生成,一般以混层黏土和晶体较小的包壳形式存在;异地成因是富铁矿物及岩屑溶蚀、溶解形成的富铁流体通过河流异地絮凝沉淀生成,结晶充分、晶形好.绿泥石包壳的储层保护机理为:①抑制石英次生加大;②增加矿物颗粒间抗压实强度,抑制压溶作用;③抑制碳酸盐胶结,促进溶蚀作用.大牛地气田的绿泥石包壳主要发育于盒一段(63%)和山二段,当其含量在15%以下时,孔隙度随绿泥石含量的增高呈线性递增.绿泥石包壳可作为三角洲(辫状河三角洲)前缘水下分流河道(水下辫状河道)等强水动力条件的微观相标志.     

吐哈盆地北缘中侏罗世植物化石稳定碳同位素的古环境意义

新疆吐哈盆地北缘三道岭煤田中侏罗统西山窑组的植物化石属于Coniopteris-Phoenicopsis植物群的典型组合。从该植物群中挑选出优势属种,分别为似银杏、拟刺葵、枝脉蕨以及斯堪尼狭轴穗,对其进行稳定碳同位素分析。前3种为叶片化石,它们的δ13C值分布在-21.66‰~-23.83‰,属于典型的C3植物。最后一种为繁殖器官化石,其δ13C值为-20.91‰,比叶片的值高。将δ13C值根据公式转换为大气CO₂的δ13C_a值,发现基于银杏类叶片获得的现代和中侏罗世的δ13C_a值与其他方法获得的值相似。这说明银杏类叶片是重建地质历史时期δ13C_a的一类可靠植物,为今后研究中生代-新生代δ13C_a变化提供了一个简便而可行的方法。C_i/C_a比值是一重要的植物生理生态特征值,因此进一步将银杏类化石叶片的δ13C值换算成C_i/C_a。化石似银杏的C_i/C_a值为0.6,而现生银杏的C_i/C_a为0.63,二者相似。虽然三道岭地区中侏罗世的CO₂浓度约为现在的4.5倍,但是化石和现生银杏类植物的C_i/C_a值仍然保持恒定,表明银杏植物的气孔参数对CO₂变化比较敏感,是重建古CO₂浓度的良好指示植物。这也为判断一种植物能否用来重建古CO₂浓度提供了一种简便而有效的检测方法。     

白令海大型底栖动物群落结构及其空间分布格局

Due to its unique geological location, the Bering Sea is an ideal place to investigate the water exchange and ecosystem connectivity of the Pacific Ocean–Arctic Ocean and subarctic–Arctic region. Based on a number of summer surveys(July to September, 2010, 2012 and 2014), macrobenthic communities and their spatial-temporal patterns are exhibited for the majority of the Bering Sea(53°59′–64°36′N). The results show that the macrobenthic communities were dominated by northern cold-water species and immigrant eurythermic species, and the communities assumed a dispersed and patchy distribution pattern. Polychaetes(Scoloplos armiger), crustaceans(Ceradocus capensis) and sea urchins(Echinarachnius parma) were the main dominant groups in the shallow shelves; the sea star(Ctenodiscus crispatus) and the brittle star(Ophiura sarsii) were the main dominant groups in the continental slope; whereas small polychaetes(Prionospio malmgreni) dominated the basin area. Sediment type, water depth, and currents were the major factors affecting the structure and spatial distribution of the macrobenthic communities. Compared with other seas, the shallow areas of the Bering Sea showed an extremely high-standing biomass. In particular, the northern shelf area(north of St. Lawrence Islands and west of 170°W),which is primarily controlled by Anadyr Water, is an undersea oasis. In contrast, a deficiency in the downward transport of particulate organic carbon has resulted in a desert-like seabed in the basin area. By comparing our results to previous studies, we found that macrobenthic communities of the Bering Sea have undergone significant structural changes in recent decades, resulting in a decrease in abundance and an increase in biomass.In addition, populations of amphipods and bivalves in the northern shelves have decreased significantly and have been gradually replaced by other species. These changes might be associated with advanced seasonal ice melting,changes in organic carbon input, and global warming, indicating that large-scale ecosystem changes have been occurring in the Bering Sea.     

松辽盆地长岭凹陷乾安地区青山口组一段沉积相特征与古环境恢复——以吉页油1井为例

松辽盆地上白垩统青山口组一段富有机质泥页岩岩发育,层系内部滞留烃富集,具有可观的页岩油资源潜力。沉积古环境控制了泥页岩的分布、有机质发育特征及滞留烃富集程度。因此,恢复青一段泥页岩沉积古环境,明确沉积特征,对揭示青一段泥页岩中页岩油富集规律具有重要意义。本文基于长岭凹陷乾安地区青一段取心井——吉页油1井的岩心观察及测井曲线组合特征,划分了青一段泥页岩沉积微相,应用自然伽马能谱测井、岩性扫描测井数据,选取环境评价参数,对青一段沉积古环境及其演化过程进行了恢复,分析了古环境参数与泥页岩中滞留烃含量的相关性。结果表明:松辽盆地长岭凹陷乾安地区青一段泥页岩是在三角洲外前缘-浅湖-半深湖-深湖沉积体系中形成的,主要发育半深湖-深湖泥、浅湖泥沉积微相。青一段泥页岩沉积古环境经历了水深由浅变深,气候由半潮湿到潮湿,水体由淡水-微咸水,还原性由弱到强,水动力条件由中等到弱的演化,在青一段地层中存在明显的沉积环境变化界面,上下层段沉积环境不同。青一段泥页岩中滞留烃含量主要受沉积古气候、古氧化还原条件控制,潮湿气候还原条件下形成的泥页岩有机质类型好,以腐泥质为主,生油能力强,滞留烃含量高。