基于二次场电导率分块连续变化的三维可控源电磁有限元数值模拟

从电偶源三维地电断面可控源电磁法的二次电场边值问题及其变分问题出发,采用任意六面体单元对研究区域进行剖分,并且在单元分析中同时对电导率及二次电场进行三线性插值,实现电导率分块连续变化情况下,基于二次场的可控源电磁三维有限元数值模拟.这个新的可控源电磁三维正演方法可以模拟实际勘探中地下任意形状及电性参数连续变化的复杂模型.理论模型的计算结果表明,均匀大地计算的视电阻率误差和相位误差分别为0.002%和0.0005°.分层连续变化模型的有限元计算结果表明,其与对应的分层均匀模型解析结果有明显差异.三维异常体组合模型以及倾斜异常体等复杂模型的有限元计算结果也有效地反映了异常形态.     

Morphometric variation of the oriental river prawn (Macrobrachium nipponense) in Taiwan

Morphometric differences were used to elucidate the stock geographic variations and phylogeography of Macrobrachium nipponense in Taiwan. Eight samples were collected from three estuaries (Tamsui River Estuary [TSE], Kaoping River Estuary [KPE], and Houlung River Estuary [HLE]) and five reservoirs (Shimen Reservoir [SMR], Mingde Reservoir [MDR], Deji Reservoir [DJR], Tsengwen Reservoir [TWR], and Chengqing Lake Reservoir [CLR]). Twelve morphometric measurements were size-standardized by the allometric method and via Cluster Analysis and Canonical Variate Analysis (CVA). Randomisation tests were used to verify the morphometric variation between groups. The results clustered the eight samples into a minimum of three groups. The first group included four reservoir samples (i.e. DJR, MDR, CLR, and TWR); the second included the SMR sample, and the third comprised the remaining estuarine samples (i.e. TSE, HLE, and KPE). Morphometric variation among the three groups was significant for each sex. Significant differences between these three groups may be derived from evolutionary origins, geographic events or environmental adaption which was discussed in the paper. The difference between multivariate allometric coefficients in both sexes and sites were also tested based on the eight group data sets, and the result showed that the difference between sexes was significant.     

Hydraulic properties of concentrated flow of a bank gully in the dry‐hot valley region of southwest China

To quantify spatiotemporal variation in hydraulic properties of bank gully concentrated flow, a series of scour experiments were run under water discharge rates ranging from 30 to 120 l min^?1. Concentrated flows were found to be turbulent and supercritical in the upstream catchment area and downstream gully beds. As discharge increased, values of the soil erosion rate, Reynolds number (Re), shear stress, stream power, and flow energy consumption (ΔE) increased while values of the Froude number (Fr) and the Darcy–Weisbach friction factor (resistance f ) did not. With the exception of gully headcut collapse under discharge rates of 60, 90, and 120 l min^?1, a declining power function trend (P < 0.05) in the soil erosion rate developed in the upstream catchment area, headcuts, and downstream gully beds. However, increasing trends were observed in temporal variations of hydraulic properties for downstream gully beds and the upstream catchment area. Despite significant differences in temporal variation between the soil erosion rate and hydraulic property values, relative steady state conditions of the soil erosion rate and ΔE were attained following an initial period of adjustment in the upstream catchment area, headcuts, and downstream gully beds under different discharge rates. A logarithmic growth of flow energy consumption per unit soil loss (ΔE_u) was observed in bank gullies and the upstream catchment area as the experiment progressed, further illustrating the actual reason behind the discrepancy in temporal variation between soil erosion rates and ΔE. Results demonstrate that ΔE can be used to estimate headcut erosion soil loss, but further quantitative studies are required to quantify coupling effects between hydraulic properties and vertical variation in soil mechanical properties on temporal variation for bank gully soil erosion rates. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

中国大陆西部重力场变化与强震危险性关系

本文基于中国大陆西部流动重力测量获得的区域重力场变化数据, 尝试对其进行多种位场变换, 在一定空间尺度约束下定义了6种区域重力场变化指标量. 在此基础上, 以中国大陆2002年、 2005年和2008年等3期数据为研究对象, 计算并统计了中国大陆西部M_S≥6.0地震震中位置处震前重力场变化及各种导出参数值, 尝试初步构建以地震预报为目的的地震重力学科指标体系参数. 研究结果表明, 震前区域重力场变化与地震发生位置没有显著的统计关系, 但是重力场变化的垂直梯度和解析信号模量具有一定的地震预报意义, 适合作为地震前兆异常使用.      

未来气候情景下我国北方地区干旱时空变化趋势

干旱是我国北方地区最为突出的环境问题。根据WCRP耦合模式输出的未来气候变化逐月资料,基于降水-蒸发力标准化干旱指数（SPEI）,分析了IPCC SRES A1B、A2和B1三种情景下,2011-2050年我国北方地区干旱状况的时空变化趋势。结果表明：中国北方地区未来40 a呈现干旱化倾向,其中轻度和中度季节性干旱发生频率降低,重度和极端季节性干旱发生频率增加,增温引起的地表蒸发增加是极端干旱频发的主要原因。A1B、B1和A2情景下,2040s整个北方地区极端干旱频率增加、强度增强、影响范围明显扩大。极端干旱的增加可能给农业生产带来风险,采取有效应对措施,将有利于区域农业的可持续发展。     

21世纪以来青藏高寒草地的变化特征及其对气候的响应

利用遥感数据和气象观测资料探索气候因子对区域植被变化的驱动作用具有重要意义。以1980-2012年气象数据和2000-2012年MODIS-NDVI数据为数据源,借助线性回归和相关分析分别分析了青海和西藏两个地区21世纪以来气候变化对青藏高寒草地的影响机制。结果表明：（1）1980-2012年,青海和西藏地区均呈暖湿化的发展趋势。但21世纪以来,西藏地区降水呈不显著的减少趋势;整个青藏高原中部和西部地区增温趋势明显（>0.05 ℃·a-1）。（2）在年际尺度（2000- 2012年）上,青海地区NDVI呈显著增加的趋势,增长率为0.003·a-1（P<0.05）;西藏地区NDVI无变化趋势,区域尺度统计中植被退化与改善相互抵消。在空间上,青藏高原东北部地区NDVI呈良性趋势,部分区域增长斜率超过0.01·a-1。青藏高原南部地区NDVI呈变差趋势,变化斜率为0.008·a-1。（3）区域上的相关分析显示,在青海地区,降水量的增加和温度的升高共同促进了该区域植被的良性发展趋势;在西藏地区,降水量的减少和温度的升高可能是南部地区植被变差的重要原因。     

塔里木河流域TRMM降水数据精度评估

利用塔里木河流域24个气象站降水数据,分析了2000-2013年TRMM多卫星降水数据(TRMM 3B43 v7)在塔里木河流域的适用性。检验结果表明:全年来看,TRMM数据对研究区所有站点的年均降水量拟合较好(R²=0.8846),流域内24个站点平均年降水量相对偏差为19.02%,其中60%的站点表现为TRMM年降水量高于地面实测年降水量;月降水方面,除个别站点(于田、且末、乌恰)较差外,大部分站点的拟合度都较好;就季节而言:春季拟合效果最好,夏、秋季的TRMM数据存在低估问题,而冬季则偏高估;流域降水量由东南向西北递增,并在西北部边缘地区增加较显著,形成一个相对丰水带;而向沙漠腹地方向延伸的降水量则呈减少趋势。同时流域最大降水区域在一年中变化存在一定的规律。     

鄂尔多斯市2005-2014年地下水位变化

鄂尔多斯市地处半干旱区,水资源缺乏,监测地下水位的变化对于地区生态和经济发展具有重要意义。本研究利用鄂尔多斯市6个地下水位监测井2005-2014年的监测资料,分析了该地区地下水位变化特征。结果显示:(1)本地区地下水位2005-2006年有所下降,2007-2010年逐年抬升,2011年受严重干旱影响,地下水位为近10年来最低值,从2012年开始至2014年,以每年0.14 m的幅度抬升,2014年为近10年最高值,地下水位的年际变化主要与煤炭开采和经济发展有关。(2)地下水位的年内季节变化明显,与降雨量、蒸发量和农业灌溉用水的相关性较高。3-7月,水位持续下降,7月地下水位为年内最低点;8-10月,水位逐步回升;11月至次年2月水位总体呈略微抬升状态,次年2月为年内最高值。     

科尔沁和毛乌素沙地灌丛“虫岛”效应比较

选择科尔沙地和毛乌素沙地豆科与非豆科灌丛为研究对象,以灌丛外裸沙地为对照,通过手拣法调查了不同灌丛微生境中土壤动物群落组成与多样性,依据相对相互作用强度指数(RII)分析比较了不同水热地带沙地灌丛"虫岛"差异性及影响机制。结果表明:(1)在科尔沁沙地和毛乌素沙地分别获得36和28个类群,平均个体数分别为76只·m^-2和125只·m^-2。优势类群分别包括拟步甲科及其幼虫和步甲科,蚁科,常见类群分别为12和20个类群,稀有类群分别为22个和6个类群。(2)土壤动物个体数、丰富度和Shannon指数的灌丛"虫岛"RII值,均表现为毛乌素沙地显著高于科尔沁沙地(p<0.05),并且2种类型灌丛均呈现出正向作用(即聚集作用,RII>0)。(3)在2个沙地所有样地中,只有园蛛科、鳃金龟科幼虫和拟步甲科幼虫3个类群完全表征出灌丛"虫岛"现象。园蛛科和拟步甲科幼虫的灌丛"虫岛"RII值不同地带沙地间无显著差异性(p>0.05),而鳃金龟科幼虫RII值则均存在显著差异性(p<0.05)。豆科与非豆科灌丛在不同地带沙地中对"虫岛"表现出相反的作用结果。(4)群落水平上,毛乌素沙地灌丛"虫岛"作用强度高于科尔沁沙地,与水热等沙地气候条件密切相关,而与灌丛功能特性无关。种群水平上,不同土壤动物类群具有不同的灌丛"虫岛"现象,灌丛功能特性、沙地水热条件或者二者交互作用是其原因。     

1970—2000年青藏高原内流区冰川储量变化的初探

青藏高原内流区特殊的地理位置和自然环境使得对本区域冰川体积变化的研究相比中国西部其他冰川发育区难度大很多.而作为本区域重要水源补给,同时又是区域气候变化重要指示器的冰川,其储量的变化又是迫切需要获知的信息.在此前提下,本文基于RS、GIS技术平台提取了本区域冰川面积变化数据,并结合冰川目录数据、本区域冰川面积变化的研究资料,采用冰川体积与面积之间的统计关系模型,探讨了本区域冰川自1970年至2000年的体积变化.结果表明在这30年间,区域内冰川体积大约减少了36.25亿m³,相比整个高亚洲区域的冰川退缩速度,本区域冰川的退缩表现的更缓慢.然后,对内流区6个二级流域的冰川体积变化做了详细的对比分析,发现整个内流区冰川体积变化有较大的区域差别：其中5Z3流域冰川体积的退缩率最大,年均退缩率达-11.19%,而变化最小的5Z1流域年均变化率仅为-0.79%.各二级流域在体积变化方面的相同点是,体积退缩率均大于面积退缩率.通过对冰川面积、体积变化特点及其原因的分析,认为气候变化的区域差异是该区域内各二级流域冰川变化存在差异的主要原因.最后根据本文得到的结果,讨论了冰川体积变化对本区域的生态环境造成的影响.