雨养泥炭沼泽古水文定量重建的代用指标——有壳肉足虫化石记录的应用与进展

有壳肉足虫是由壳体包裹细胞质的单细胞原生动物,由于它种类多、对雨养泥炭沼泽水文变化反应敏感且其壳体易于保存,成为一种雨养泥炭沼泽古水文定量重建的代用指标。主要阐述了现代雨养泥炭沼泽有壳肉足虫-环境变量数据库建立的方法和具体步骤,及该指标在古水文及古气候重建上的应用和研究进展。在以欧美为主的地区进行的许多研究发现,利用有壳肉足虫恢复的地下水位记录不仅与其他BSW指标(如植物大化石和腐殖化度)记录变化有很好的一致性,而且它与其他陆地古气候指标、冰心指标、海洋指标及太阳辐射指标等都存在良好的对应关系,充分证实了有壳肉足虫是一种雨养泥炭沼泽古水文的有效代用指标,其重建的地下水位记录能够很好地反映区域古气候的变化。然而截至目前,有壳肉足虫分类学研究、现代生态模拟等方面所存在的问题仍是其应用研究的阻碍,相信随着这些问题的逐步解决,有壳肉足虫在雨养泥炭沼泽古水文及古气候重建上将发挥更大的作用。我国在该领域尚未开展研究,存在较好的研究潜力,而且其成果可以对我国泥炭地的生态管理、开发利用提供科学指导依据。     

气候变化背景下北京市短历时暴雨的强度及雨型变化特征

利用1961—2017年北京观象台站逐分钟降雨资料,根据《城市暴雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则》,建立了北京市1961—1990年和1991—2017年两个气候态下的暴雨强度公式和2 a重现期下历时30 min、60 min、90 min、120 min、150 min、180 min以5 min为时间段的设计暴雨雨型。结果表明：1）P-Ⅲ型分布曲线对北京市两个气候态下各历时降雨量的拟合效果最好,暴雨强度公式精度最高。2）对比1961—1990年和1991—2017年暴雨强度公式,整体而言,后者各历时重现期的暴雨强度值较低,但随着重现期的增大,两者的雨强差值也增大。3）1961—1990年和1991—2017年短历时雨型的雨峰位置系数分别为0.436和0.382,2 a重现期下前者的各历时雨峰位置比后者提前,各历时累积降雨均在初期增长较慢、雨峰前后增长较快,之后增速明显减缓。     

离心模型砂雨法制备技术研究与展望

砂雨法是开展砂质土层和构筑物离心试验应用广泛的模型制备技术,以密实程度与均匀性为关键控制对象,直接关系试验结果的准确性和可靠性。针对砂雨装置、控制要素和均匀度测试等几个方面,概况总结了国内外离心模型砂雨法制备技术的研究进展与暴露的关键问题,归纳了现有砂雨装置的基本组成、操控特点和分类方法,阐述了稳态密实度范围及影响关键因素。综述模型空间均匀度的不同量测与评价方法,评述了各自优缺点与归一化评价标准。综合现状与不足,讨论了离心模型砂雨法制备技术的发展方向与趋势。     

雨生红球藻和虾青素研究述评

虾青系作为食品和饲料色素添加剂有着广阔的应用前景,单细胞绿藻雨生红球藻在特定条件下可双大量积累虾青素,有可能成为该色素的良好天然资源,受到微藻学界的重视。但目前雨生红球藻培养还处于实验室阶段,大规模生产尚存在许多问题有待解决,我国这方面的研究处于起步阶段。为此通过微机查阅１９８１￣１９９７年的国内外发表的有关文献,结合我们的实验结果,从该藻的基础生物学特性、虾青素累积的机制、养殖现状进行了综述,并     

不同激素配伍对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)细胞生长和虾青素累积的调节作用、藻株差异及应用

利用生长素(NAA、3-IBA)和细胞分裂素(6-BA、kt)两类植物激素,对比研究了其不同配伍对4株雨生红球藻H0、H2、H3和H4细胞生长以及虾青素累积的调节作用.结果表明,尽管在不同株系之间存在一定的差异,但激素明显促进该藻细胞生长和虾青素累积,而对细胞大小没有产生明显影响.激素对红球藻细胞数量的增加主要是靠加快游动细胞阶段无性繁殖过程来实现的:而激素对虾青素含量的提高却是通过增加细胞数量和细胞内虾青素积累的协同作用结果,其中以细胞数量的增加为主.在激素单因素实验中,3-IBA对H0细胞生长增加效果最好,对H2、H3细胞生长增加效果较好的是kt,对H4细胞生长增加效果最明显的是NAA.与空白对照组相比,上述激素处理后细胞生长速度分别提高了1.95、1.54、4.25和1.78倍.经过激素多因素实验,H0、H2、H3和H4藻株的细胞生长增加效果分别是空白组的1.44、2.62、2.52、1.07倍,而虾青素含量分别为空白组的1.09、1.61、1.37、2-35倍.根据4株藻株的实验结果以及综合考虑各激素的市场价格,建议在规模化生产中,采用1.75mg/NAA和4mg/L 3-IBA以提高红球藻的培养效果.     

Effects of iron electrovalence and species on growth and astaxanthin production of Haematococcus pluvialis

To increase the cell concentration and the accumulation of astaxanthin in the cultivation of Haematococcus pluvialis, effects of different iron electrovalencies (Fe²⁺-EDTA and Fe³⁺-EDTA) and species (Fe-EDTA, Fe(OH)_x^32x and FeC₆H₅O₇) addition on cell growth and accumulation of astaxanthin were studied. Results show that different iron electrovalencies have various effects on cell growth and astaxanthin accumulation of H. pluvialis. Compared with Fe³⁺-EDTA, Fe²⁺-EDTA stimulate more effectively the formation of astaxanthin. The maximum astaxanthin content (30.70 mg/g biomass cell) was obtained under conditions of 18 μmol/L Fe²⁺-EDTA, despite the lower cell density (2.3×10⁵ cell/ml) in such condition. Fe³⁺-EDTA is more effective than Fe²⁺-EDTA in improving the cell growth. Especially, the maximal steady-state cell density, 2.9×10⁵ cell/ml was obtained at 18 μmol/L Fe³⁺-EDTA addition. On the other hand, all the various species of iron (EDTA-Fe, Fe(OH)_x^32x, FeC₆H₅O₇) are capable to improve the growth of the algae and astaxanthin production. Among the three iron species, FeC₆H₅O₇ performed the best. Under the condition of a higher concentration (36 μmol/L) of FeC₆H₅O₇, the cell density and astaxanthin production is 2 and 7 times higher than those of iron-limited group, respectively. The present study demonstrates that the effects of the stimulation with different iron species increased in the order of FeC₆H₅O₇, Fe(OH)_x^32x and EDTA-Fe. Supported by Xiamen Scientific and Technologic Projects (No. 3052Z20031086), Xiamen University Alumni Association Foundation in Singapore, and the First National College Students Innovative Experimental Project     

温度对雨生红球藻叶绿素荧光特性及虾青素含量的影响

研究了不同温度(5～35℃)对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)叶绿素荧光特性及虾青素含量的影响.测定的主要参数有:PSII的最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSII的潜在活性(Fv/Fo)、PSII的实际光能转化效率(ΦPSⅡ)、光合电子传递效率(ETR)、细胞密度、叶绿素相对含量以及虾青素含量.单因子方差分析结果表明:在整个培养周期中,温度对雨生红球藻各叶绿素荧光参数、叶绿素相对含量、细胞密度以及虾青素含量均有显著影响(P<0.05).多重比较结果表明,在本实验条件下,雨生红球藻的最适生长温度是20℃,其单位体积虾青素含量以20℃处理组为最高,而单个细胞中的虾青素含量则以5℃和30℃为最高.相关性分析结果表明:培养天数为3～10天时,叶绿素相对含量与细胞密度均成显著正相关关系.本文还初步探讨了叶绿素荧光技术在筛选耐高温或耐低温微藻品系中的应用.     

利用卷积神经网络开展偏振雷达定量降水估测研究

利用偏振升级改造后的广州新一代天气雷达（CINRAD/SAD）水平反射率ZH、差分传播相移率KDP、差分反射率因子ZDR和广东佛山219个地面气象自动站雨量数据,形成不同偏振量组合的8个数据集。基于卷积神经网络（CNN）,建立雷达定量降水估测网络架构QPEnet, 并将该架构用于雷达定量降水估测（QPE）,评估结果表明：数据集通道数N的增加可降低QPEnet的定量降雨估测的均方根误差（RMSE）,并提高相关系数（CORR）;对于由ZH形成的数据集Z、Z_1~3 km和Z_6 min,随着通道数N的增加,数据集Z、Z_1~3 km和Z_6 min的性能逐步得到提高,数据集Z_1~3 km和Z_6 min的均方根误差（RMSE）分别是4.71和3.78,比数值集Z分别降低了1.3%和18.7%;数据集Z_1~3 km和Z_6 min的CORR分别是0.82和0.88,比数据集Z分别提高了2.5%和10.0%;对于ZH、KDP和ZDR偏振量组成的数据集里面,数据集Z_ZDR_KDP的拟合性能最好,RMSE为3.97,比数据集Z的RMSE降低了14.6%,CORR是0.86,比数据集Z提高了7.5%;分别对0.6～5 mm、5～10 mm、10～20 mm、20～30 mm、30～40 mm、40～50 mm和50 mm以上的7个降水量级的均方根误差（RMSE）、平均偏差比（MBR）、平均误差（AE）和相对误差（RE）等的统计结果表明,数据集Z_6 min降雨精度最高。     

应用长时序NDVI评价雨养农业区冬小麦全生育期受旱状况

为了能够利用卫星遥感数据对不同年份冬小麦受旱状况进行客观定量的评价,以甘肃陇东雨养农业区为研究区域,应用1981-2006年NASA GIMMS NDVI数据以及同期的降水、土壤水分和冬小麦产量数据,通过研究25个冬小麦生长季NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)特征以及与降水、土壤水分和生育期的相互联系,提出了能对冬小麦全生育期受旱状况进行客观定量评价的冬小麦受旱指数WWDI(Winter wheat drought index),并根据气象数据、冬小麦产量和历史年鉴资料对WWDI监测的冬小麦受旱状况的准确性进行检验。结果表明:WWDI能够很好地监测冬小麦的全生育期的受旱状况,应用WWDI确定的1981-2006年间冬小麦受旱最严重的几个年份分别是1995,2000和1992年,这几年冬小麦的受旱程度与其气象条件和农业生产状况非常一致; WWDI与冬小麦产量存在极显著的相关关系(p0. 001),可以作为定量评估冬小麦整个生育期受旱状况的指标。     

基于TRMM PR和VIRS探测的青藏高原夏季横切变线云降水个例分析

利用热带测雨卫星(TRMM)搭载的测雨雷达(PR)和可见光/红外扫描仪(VIRS)探测结果的融合数据,结合ECMWF再分析资料,分析了1998年6月22日(轨道号:03257)和2011年7月3日(轨道号:77642)两个夏季青藏高原横切变线个例的云降水特征。结果表明,高原横切变线降水回波顶高度多分布于4～10 km,局部可达12 km,其降水强度85%以上为0. 5～2. 5 mm·h-1,仅局部达20 mm·h-1以上。云粒子尺度(云粒子有效半径)分布较为均匀,多数尺度分布在10～30μm之间,尺度峰值均为16μm,局部尺度可达30μm以上,液态水路径的峰值均在1. 50 kg·m-2左右。降水回波顶高度最高可达17 km,近地面降水回波强度最大可达50 d BZ,降水回波主要出现在6～10 km高度,其强度大体在17～25 d BZ。横切变线降水中浅薄降水、深厚弱对流降水、深厚强对流降水的垂直结构差异明显,并相应产生不同的近地面降水强度。