软土地区人工冻土无侧限瞬时抗压强度的试验研究

冻结法施工在上海隧道建设中(如隧道旁通道、地下泵房等的设计与施工)得到广泛应用,也曾引发过严重的地质灾害(如上海地铁4号线外滩段的地质灾害)。因此安全、经济、合理地将冻结法用于上海软土地区隧道建设中已经成为上海工程建设中的一个重要的研究课题。本文以上海复兴东路越江隧道旁通道冻结法施工中遇到的第⑥层粉质粘土及第⑦层粉细砂为研究对象,针对设计冻结壁重要强度参数无侧限瞬时抗压强度,进行了室内试验研究,揭示了两种土的冻结强度随温度的变化关系,同时研究了粉细砂的冻结强度随含水率的变化规律。     

Winter cover crops in Dutch maize fields: Variability in quality and its drivers assessed from multi-temporal Sentinel-2 imagery

Planting a cover crop between the main cropping seasons is an agricultural management measure with multiple potential benefits for sustainable food production. In the maize production system of the Netherlands, an effective establishment of a winter cover crop is important for reducing nitrogen leaching to groundwater. Cover crop establishment after maize cultivation is obliged by law for sandy soils and consequently implemented on nearly all maize fields, but the winter-time vegetative ground cover varies significantly between fields. The objectives of this study are to assess the variability in winter vegetative cover and evaluate to what extent this variability can be explained by the timing of cover crop establishment and weather conditions in two growing seasons (2017–2018). We used Sentinel-2 satellite imagery to construct NDVI time series for fields known to be cultivated with maize within the province of Overijssel. We fitted piecewise logistic functions to the time series in order to estimate cover crop sowing date and retrieve the fitted NDVI value for 1 December (NDVI_Dec). We used NDVI_Dec to represent the quality of cover crop establishment at the start of the winter season. The Sentinel-2 estimated sowing dates compared reasonably with ground reference data for eight fields (RMSE = 6.6 days). The two analysed years differed considerably, with 2018 being much drier and warmer during summer. This drought resulted in an earlier estimated cover crop sowing date (on average 19 days) and an NDVI_Dec value that was 0.2 higher than in 2017. Combining both years and all fields, we found that Sentinel-2 retrieved sowing dates could explain 55% of the NDVI_Dec variability. This corresponded to a positive relationship (R² = 0.50) between NDVI_Dec and the cumulative growing degree days (GDD) between sowing date and 1 December until reaching 400 GDD. Based on cumulative GDD derived from two weather stations within Overijssel, we found that on average for the past three decades a sowing date of 19 September (± 7 days) allowed to attain these 400 GDD; this provides support for the current legislation that states that from 2019 onwards a cover crop should be sown before 1 October. To meet this deadline, while simultaneously ascertaining a harvest-ready main crop, in practice implies that undersowing of the cover crop during spring will gain importance. Our results show that Sentinel-2 NDVI time series can assess the effectiveness and timing of cover crop growth for small agricultural fields, and as such has potential to inform regulatory frameworks as well as farmers with actionable information that may help to reduce nitrogen leaching.     

2007-2016年四川省土壤干旱时空动态分析

四川作为农业大省,旱灾是导致农业减产最主要的因素。通过遥感和GIS手段进行四川省土壤干旱程度的时空分析,提高干旱的空间可视化程度,加强干旱监测的时效性尤为重要。本研究基于四川省2007—2016年逐季度的MODIS数据和1961—2011年40个气象站的月降水资料,采用温度植被干旱指数(TVDI)计算得到四川省干旱等级分布情况,辅以标准化降雨指数(SPI)进行相关性分析,并通过线性回归、反距离权重空间插值、GIS空间分析模型重建等方法,分析近十年来四川省地区以季度为时间尺度的土壤干旱时空变化特征,制作各时相土壤干旱分布图展示其微变化。结果表明:(1)在月时间尺度上,SPI-1与TVDI呈中等至强负相关关系,即TVDI值越小,SPI值越大,干旱程度越轻;验证结果表明TVDI都能够较好地对四川省的干旱空间分布状况进行反映。(2)四川省各区域、各季节干旱分布不均:空间上,干旱频发的区域集中在四川盆地及攀西南部区域。时间上,在春季,四川盆地区域的土壤干旱程度大致呈现加剧—持续—减缓的趋势;夏季,四川盆地的干旱变化趋势是加剧—减缓—加剧;秋季,四川盆地的干旱变化趋势是加剧—减缓—持续减缓;冬季,全川干旱程度变化不明显。本文的研究结果对四川省开展农业防灾减灾,引导农业灌溉具有指导意义。     

冲绳海槽浮岩包裹体的测温试验

对浮岩中斜长石斑晶中的包裹体及玻璃基质中的包裹体首先进行双面光薄片的镜下观察，然后进行了系统的均化法与爆裂法测温试验。观察与试验结果表明：(1)斜长石中的包裹体均为玻璃质+气泡的两相包裹体，未发现气—液包裹体。固化包裹体为玻璃质，非晶质的固化包裹体外即是大量的气泡，特别是基质当中气泡更为发育，说明熔浆中含有丰富的挥发性组分，同时也说明包裹体形成于较浅的地质条件下。(2)长石中包裹体的均化温度不受包裹体特征不同的影响，均化温度分布范围从910—1250℃，峰值明显，计算的均化温度为Tz=(1081.4±177.9)℃，但还存在有高于1250℃的均化温度峰。包裹体均化法测试结果说明浮岩中斜长石的形成过程至少有两个阶段：第一阶段的岩浆温度在1200—1300℃左右，在此温度下形成的是An值较高的基性斜长石，同时结晶的还有辉石等矿物，斜长石结晶第二个阶段时的熔浆温度在1100℃以下，这一阶段持续的时间长，跨越的温度范围大，应是岩浆在近地表和岩浆喷出过程中的岩浆快速冷却期，同时伴随有矿物大规模晶出。(3)包裹体中的气相部分均聚合成圆形或近圆形，说明温度下降速度较快。斑晶斜长石中部分包裹体与基质玻璃中包裹体的形成温度是连续变化的，这一事实应该与冲绳海槽特殊的地质条件有关     

中肋骨条藻和新月菱形藻对营养盐的吸收速率及环境因素影响的研究

于１９９５年３月－－１９９６年１月,通过实验室模拟培养,研究了中肋骨条菏和新月菱形藻对磷酸盐和硝酸盐的吸收速率,以及温度、光照等环境因素对新月菱形藻吸收磷酸盐的影响。结果表明,用Ｍｉｃｈａｅｌｉｓ－Ｍｅｎｔｏｎ方程处理,求得中肋骨条藻和新月菱形藻吸收磷酸盐的半饱和常数分别为０．６１μｍｏｌ／Ｌ和０．４８μｍｏｌ／Ｌ,吸收硝酸半饱和常数分别为７．８μｍｏｌ／Ｌ和６．０μｍｏｌ／Ｌ,新月菱形藻对磷酸盐     

基于空间自回归和空间聚类的渔情预报模型

作者针对远洋渔场渔情预报精度偏低的问题,提出一种基于空间自回归和空间聚类的渔情预报模型。该模型利用空间自回归对收集到的渔业历史数据进行预处理,然后通过空间聚类将所有数据样本根据地理位置分划成若干个区域,最后研究每个区域中环境数据与渔获数据之间的数学关系,各自建立栖息地适宜性指数模型(Habitat Suitability Index,HSI),并以印度洋大眼金枪鱼(Thunnus obesus)为例进行验证。结果表明,本模型的均方差为0.1742,与传统线性回归方法的均方差0.2363相比,能更好地表达海洋环境数据与渔获量之间的关系,预测精度显著提高。     

不同盐度、温度及光照对漂浮浒苔生理生态的影响

为研究不同盐度、温度及光照对漂浮浒苔生理生态的影响,我们将实验室内培养的浒苔置于不同盐度、不同温度及不同光照强度条件下培养,测定藻体光合参数。不同盐度条件下,对浒苔叶绿素荧光参数测定结果表明,在盐度为0的条件下,浒苔样品实际量子效率Fv/Fm快速降低,随后Fv/Fm维持在较低水平,在盐度10‰~40‰范围内,在前5天各处理样品Fv/Fm没有明显变化,之后样品Fv/Fm有不同程度的降低。不同实验温度条件下,对浒苔叶绿素荧光参数测定结果表明,在5℃~25℃,浒苔Fv/Fm呈现先上升后下降趋势。不同光照条件下,对浒苔叶绿素荧光参数Fv/Fm进行测定,其数值都在第一天发生了显著降低,之后稍有波动。藻体Fv/Fm变化有所不同,处理的前2天中,所有条件下样品都有相同幅度的降低,处理第三天时,光强400μmol/(m²·s)下比其他光强下的要显著低14%~16%;到培养后期,则以160μmol/(m²·s)下要明显较高,即160μmol/(m²·s)下藻体Fv/Fm的降低总体较为平缓。光照实验表明,浒苔在低光照条件下的实际量子效率要高于高光照条件,且最大量子效率的测定也进一步证实了该结果,表明高光照条件会引起浒苔光合作用能力下降。     

基于深度学习的赤潮发生预报方法研究

赤潮作为海洋灾害,对海洋渔业、生态、经济,以及人类生产、生活造成了严重影响。一直以来,赤潮受到研究者的广泛关注,但由于它的形成机制比较复杂,使得赤潮预报极具挑战性。针对赤潮预报的研究问题,本文收集了厦门海域赤潮发生前后的海洋监测数据,结合皮尔逊相关系数、散布矩阵、复相关系数方法,分析多环境因子与赤潮发生多要素的关联情况,重点采用基于深度学习的LSTM与CNN融合方法,挖掘环境因子的时序依赖,发现序列数据的局部特征,对赤潮发生进行预报。在厦门一号和厦门二号数据集中,本方法在预报未来12 h内的赤潮情况时,RMSE、MAE误差分别达到0.521 8、0.504 3。通过协同对比模型进一步确定赤潮发生的预报概率,在两个数据集上的最终预报准确率分别为67.58%和63.49%。本研究为赤潮的分析预报提供了探索经验,证明了将深度学习方法应用于赤潮预报的可行性。     

体重和温度对华贵栉孔扇贝(Chlamys nobilis)耗氧率和排氨率的影响

采用室内实验生态学方法对华贵栉孔扇贝的耗氧率和排氨率进行了研究。旨在为华贵栉孔扇贝养殖容量的调查及生态生理的研究提供参考,并可为海洋生态系统动力学和贝类能量学研究提供科学依据。实验结果表明,在实验温度(13—33℃)范围内,华贵栉孔扇贝的耗氧率(OR)和排氨率(NR)与体重(W)都呈负相关,可以用Y=aW-b表示。华贵栉孔扇贝的耗氧率和温度的关系可以表示为OR=-c+b1T-b2T2。在13—28℃温度范围内,华贵栉孔扇贝的耗氧率随温度的升高而增加,28℃时,耗氧率达到最大值,温度升高到33℃时,耗氧率反而下降。而排氨率与温度的关系可以表示为1NR=c1edT,在实验温度范围内,排氨率随温度的升高则呈持续升高趋势。华贵栉孔扇贝呼吸和排泄Q10值范围分别为0.466—2.471和1.129—2.437。在23—28℃温度范围内,不同规格华贵栉孔扇贝的耗氧率和排氨率的比值(原子数O:N)较高。方差分析表明,体重、温度及二者的交互作用对华贵栉孔扇贝的耗氧率和排氨率均有极显著的影响(P0.01)。华贵栉孔扇贝的日常代谢明显高于标准代谢,耗氧率和排氨率平均值分别提高29.9%和69.4%。     

帕劳群岛附近海域延绳钓渔场大眼金枪鱼(Thunnus obesus)的环境偏好

2005年8—12月,利用金枪鱼延绳钓渔船对帕劳群岛附近海域进行调查,研究大眼金枪鱼的环境偏好。所获数据包括:①温度、盐度、溶解氧垂直分布,测定的钓钩深度;②作业参数;③渔场气象数据;④渔获统计数据。分析方法和步骤为:①应用逐步回归的方法,建立钓钩预测深度计算模型;②根据温度、盐度、溶解氧垂直分布曲线、预测深度、取样数据,利用统计和聚类分析的方法分析大眼金枪鱼的环境偏好。结果表明:①在帕劳群岛附近海域,大眼金枪鱼偏好的水层为180.0—219.9m、水温范围为11.0—12.9℃、盐度范围为34.50—34.99、溶解氧范围为3.00—3.99mg/L;②一般情况下,水温及其体温的变化决定成熟大眼金枪鱼的活动水层,其偏好的水温为10.0—14.0℃;③大眼金枪鱼的适盐性较广;④溶解氧高于门限值(0.8mg/L)时,大眼金枪鱼的分布由其它环境因子决定。