人工海岸生态化改造及修复效果评价指标体系研究

海岸作为海洋资源开发、沿海经济发展的重要支撑,大量人口、产业向海岸带区域聚集,高强度的人类活动导致海岸带环境日益恶化、自然岸线严重受损、海岸带资源锐减。海岸整治修复成为保护海岸带生态环境、恢复海岸带资源的重要技术手段。为评价人工海岸生态化改造及整治修复工作效果,基于国内外学者对海岸生态修复的研究成果,综合考虑生态指标、经济指标和功能指标三方面,筛选出50项产出性指标构建人工海岸生态化改造及修复效果评价指标体系,力求科学全面、客观合理地评价人工海岸整治修复效果,为人工海岸生态化改造及整治修复工作的检查、考核以及验收提供参考依据。     

基于双隐层ANN模型的叶绿素a浓度智能预报方法

利用2019年5月WZ02生态浮标监测数据,建立了两种不同隐层人工神经网络(ANN)模型的叶绿素a(Chl-a)智能预报方法,并对单隐层和双隐层模型的预测结果做了对比.结果表明:双隐层结构预测结果精度更高,泛化能力更强,一定程度上说明了深层学习比浅层学习对信息的主要特征提取能力更有优势.同时,对数据样本集合进行了系统预...     

石羊河下游人工梭梭林土壤呼吸变化特征及其与水热因子的关系

土壤呼吸不仅是反映土壤生物活性的重要指标,也是全球碳循环研究中备受关注的热点问题。在地处典型干旱区的石羊河下游,以流动沙丘和去除土壤结皮人工梭梭林为对照,采用LI-8100土壤碳通量监测系统研究了栽植约40 a、30 a、10 a和5 a的人工梭梭林生长季和非生长季的土壤呼吸日变化,并分析了土壤水分和温度对土壤呼吸的影响。结果表明：（1）不同林龄梭梭林生长季和非生长季土壤呼吸速率的日变化均为明显的单峰曲线,且呈现出一定的波动性,日最大排放速率出现在12:00～14:00时,最小值出现在8:00时左右。（2）梭梭林营造和去结皮处理显著提高了沙漠土壤呼吸速率,而且不同林龄土壤呼吸速率大体上随着种植年限的增加而递增,表现为MC >40 a>30 a>10 a>MS >5 a,非生长季表现为MC >40 a>10 a>5 a>30 a>MS。（3）不同林龄梭梭林土壤呼吸速率均具有明显的季节变化特征,生长季（8 月）的土壤呼吸作用明显强于非生长季（1月）。（4）相关性分析表明,生长季和非生长季土壤呼吸均与0～5 cm土壤水分显著相关,且均呈二次曲线关系,分别为Y =-0.205 8X ²+0.946 5X-0.316 6（R ² =0.506 ²,P= 0.041 7）和Y= 0.118 7 X ²+0.156 3X+0.118 8（R ²=0.675 7,P =0.001 1）;但与10 cm土壤温度的相关性不显著,土壤水分是影响人工梭梭林土壤呼吸的关键因素。该研究进一步证明了人工梭梭林的营造有效改善了沙漠土壤的生物活性,提高了土壤碳通量水平,以土壤结皮破坏为基本特征的人工梭梭林退化和沙漠化必然在短期内加剧碳排放。因此,需要在沙漠地区合理营造人工林,并在造林和林业管理过程中注意保护土壤结皮,以减少CO²排放。     

运用人工鱼群算法的3D扫描碎片重建探究

针对传统三维碎片拼接匹配过程中依赖单一特征及存在误差累积的问题,提出了一种运用鱼群算法的全局最优匹配方法。该方法先对碎片点云数据进行多特征提取,结合纹理、专家经验信息对混合在一起的多种类型碎片进行粗糙集分类,之后采用鱼群算法的最优解求得最佳匹配方案。实例验证所提全局匹配方法具有能力强、与初始位置无关及较强的稳健性等特点,为三维碎片的全局匹配提供了一种有效的解决方案。     

Simulation of urban expansion via integrating artificial neural network with Markov chain – cellular automata

Accurate simulations and predictions of urban expansion are critical to manage urbanization and explicitly address the spatiotemporal trends and distributions of urban expansion. Cellular Automata integrated Markov Chain (CA-MC) is one of the most frequently used models for this purpose. However, the urban suitability index (USI) map produced from the conventional CA-MC is either affected by human bias or cannot accurately reflect the possible nonlinear relations between driving factors and urban expansion. To overcome these limitations, a machine learning model (Artificial Neural Network, ANN) was integrated with CA-MC instead of the commonly used Analytical Hierarchy Process (AHP) and Logistic Regression (LR) CA-MC models. The ANN was optimized to create the USI map and then integrated with CA-MC to spatially allocate urban expansion cells. The validated results of kappa and fuzzy kappa simulation indicate that ANN-CA-MC outperformed other variously coupled CA-MC modelling approaches. Based on the ANN-CA-MC model, the urban area in South Auckland is predicted to expand to 1340.55 ha in 2026 at the expense of non-urban areas, mostly grassland and open-bare land. Most of the future expansion will take place within the planned new urban growth zone.     

一例异育银鲫(Carassius auratus gibelio)暴发性出血病病原分析

2016年6月,江苏某异育银鲫(Carassius auratus gibelio)养殖场暴发一种传染性急性出血病,造成养殖银鲫大量死亡。为分析此次疾病病因及流行规律,本研究从发病养殖场采集患出血病的异育银鲫,从细菌、病毒及寄生虫三个方面对病原进行了分析。采用病原菌分离、组织病理学观察、超薄切片电镜观察、病毒核酸分析、回感实验等对病原进行鉴定。结果显示从发病鲫鱼体内分离到病毒一株,未发现寄生虫及细菌感染。经测序及序列分析,该病毒为鲤疱疹病毒Ⅱ型(Cyprinid herpesvirus2,CyHV-2)病毒,组织病理学观察结果显示患病鱼的鳃和肾脏有明显病变,电镜下可观察到病鱼脾脏组织有带囊膜的球形病毒,囊膜直径约为170—200nm,病毒衣壳直径约为110—120nm,核心直径约为60nm,用组织匀浆感染鲫鱼囊胚细胞系(CGB)可稳定地观察到典型的细胞病变,用患病鱼组织匀浆液人工感染异育银鲫的死亡率高达100%,荧光定量PCR检测到该病毒可感染多器官,其中以脾脏中病毒含量最高,其次是脑,肝脏中最少。本研究可为CyHV-2的诊断防控及疫苗研制提供资料。     

岬湾海岸中人工岛建设对岬角涡旋及海湾地形冲淤的影响——以海南岛铺前湾为例

岬湾海岸中一般在岬角的右侧与左侧（面向大海方向）分别发育顺时针与逆时针涡流。这些涡流的存在对泥沙输运、海底地形演变、污染物扩散等都具有重要影响。而在海洋中岛屿的存在将产生局部的岛后尾流。如岛屿与岬角距离较近,岛后尾流可能与岬角涡旋相互作用,反之则相互影响较小。本文以海南岛铺前湾为例,研究在岬湾海岸中湾口处的人工岛建设对湾内涡旋的影响,并进一步分析人工岛建设对整个海湾海底冲淤变化的效应。本项研究主要采用COAWST模型进行研究。结果表明,大潮期在海湾内发育大范围的顺时针涡旋,小潮期涡旋发育不明显,以东向余流为主。人工岛建设并未影响整个海湾的涡旋结构,但人工岛分隔了湾内顺时针涡旋,且在周围产生局部的逆时针与顺时针涡旋。海底冲淤变化的基本格局为湾内以淤积为主,人工岛建设加强了这种趋势,但在人工岛与岸线之间的狭窄通道内,海底出现冲刷。本项研究对岬湾海岸的科学开发管理具有一定意义。     

茅山竹矿断层气定点观测场地勘选

拟在茅山断裂带沿线布设若干个断层气连续观测点,建组断层气观测网。以茅山竹矿地区为例,通过断层气测量的初步结果,结合地质、人工地震、跨断层短水准等多种手段联合分析研究区断层的活动性,从而确定断层气定点观测的点位,为组建断层气观测网的选点提供借鉴和参考。     

一种海洋混合层深度的智能识别方法研究

文章提出了一种识别混合层深度的人工智能方法。该方法在温度(密度)与压强(或深度)间建立线性模型, 并且将其系数和方差做成一组表征廓线特征的统计量。初始时为模型设定一个主观的先验分布, 在一个自海表向下移动的窗口内通过贝叶斯链式法则和最小描述长度原理学习新数据, 得到系数均值的最大后验概率估计。用F-检验识别系数发生突变的位置, 以此确定混合层的存在性及其深度。通过2017年2月太平洋海域的地转海洋学实时观测阵(Array for Real-time Geostrophic Oceanography, ARGO)数据进行测试, 并且以质量因子(Quality Index, QI)值作为判断识别混合层深度结果准确性的依据, 发现该方法相比于梯度法、阈值法、混合法、相对变化法、最大角度法和最优线性插值法在识别结果上具备更大的QI值。表明该方法能够准确识别混合层深度。     

不同开口比人工鱼礁体水动力特性及礁体稳定性研究

为研究方型人工鱼礁体开口比的变化对其水动力特性的影响,利用Fluent软件模拟了边长为3m、开口比为0～0.6之间7种不同方型鱼礁体周围水流场,通过分析水流场变化规律得到了礁体流场效应、阻力系数随开口比的变化情况;基于Morison方程计算了礁体在波流作用下的受力及其抗滑移、抗倾覆安全系数。研究结果表明:当礁体开口比小于0.2时,背涡区范围较大,流场效应明显;随着开口比的增大,礁体产生的上升流范围及竖直向最大速度分量逐渐减小;对于方形开口礁体,阻力系数与开口比的关系式为Cd=0.875φ+1.088(R2=0.963,P<0.01);随着开口比的增大,礁体所受最大波流作用力、抗滑移及抗倾覆安全系数逐渐减小,但礁体不会发生滑移和倾覆,可为实际礁体结构的设计提供参考。