温度对赤潮异弯藻生长速率及细胞体积和生化组成影响的研究

在实验室条件下,研究了温度对赤潮异弯藻生长速率、细胞体积和生化组成的影响。结果表明,赤潮异弯藻在10~30℃之间均能正常生长,25℃时生长速率最高,25℃为其最适生长温度;赤潮异弯藻的细胞体积随着温度的升高大致呈逐渐减小的趋势,10℃时细胞体积最大(823.89μm3),25℃时细胞体积最小(387.98μm3)。进一步分析表明,赤潮异弯藻生长速率与细胞体积(对数值)呈显著的负相关关系(P0.05)。在10~25℃之间,赤潮异弯藻单个细胞的碳、氮含量随着温度的升高呈逐渐减少的趋势,其单位体积细胞的碳、氮含量却呈单峰变化(15℃时结果为峰值)现象;叶绿素a含量在单个细胞和单位体积细胞两个层次上随温度的变化趋势一致,即其在整个温度区间内随着温度的升高均呈逐渐增加的趋势。赤潮异弯藻细胞C∶Chl a和N∶Chl a随着温度的升高呈先减小后增加的趋势,均在10℃时最大,在25℃时最小。     

冲绳海槽高分辨率层序地层研究

冲绳海槽为西太平洋内弧盆体系中一个典型的弧后盆地,其形成和发展与太平洋板块、欧亚板块和菲律宾板块活动有关,为海底扩张的结果,具有高的热流值和活火山的岩浆活动。中新世以来的太平洋活化区,沉积物包括海洋的生源物质和陆源碎屑物质,地层中记录了古海洋环境和大陆古气候变化的有关信息,对该区进行高分辨率层序地层研究和计算沉积速率显得尤为重要。在小波变换的基础上建立高分辨率的层序地层格架,以米兰科维奇思想对测井曲线和天文周期进行频谱分析,从而求得地层的沉积速率是沉积时限,另外对测井曲线和天文周期曲线运行调谐,建立起地层的天文年代标尺,从而对地层进行精确的定年。     

红河断裂带闭锁程度和滑动亏损分布特征研究

利用1999~2013年青藏高原东南缘的GPS速度场观测数据,采用DEFNODE程序反演红河断裂带走滑速率、三维闭锁程度和滑动亏损分布。反演结果表明:红河断裂带北、中、南段右旋走滑速率分别约为(5.9±1.2)mm/a,(4.8±0.6)mm/a和(4.3±0.4)mm/a,在地表以下6km的闭锁程度分别为0.43,0.22和0.25,其滑动亏损速率分别为3.3mm/a,2.6mm/a和2.3mm/a,红河断裂带闭锁程度和应变积累程度都比较低,与近年来红河断裂带整体活动微弱的现状相吻合。     

不同卸荷速率下岩石强度特性研究

卸荷条件下的岩石强度特性研究对于分析开挖作用下岩石工程的安全性具有极为重要的意义。卸荷试验中影响岩石强度的因素很多,包括岩性、卸荷点的位置、卸荷应力路径和卸荷速率等,以锦屏大理岩为对象,重点研究卸荷速率对强度的影响。提出用屈服接近速率来统一表征加荷和卸荷下的应力增加或减小的速率,通过比较加荷和卸荷条件下的屈服接近速率表明,当围压卸荷速率为常规试验轴向应力加荷速率的0.2～0.3倍时,两种应力路径下接近破坏时的屈服接近速率相当。通过2D弹塑性细胞自动机的数值试验和大理岩的室内卸围压试验来验证理论分析的结果,表明:围压卸荷速率越大,岩样的强度就越高;当卸荷速率为常规轴向加荷速率的0.2～0.3倍时,卸荷和加荷路径下的强度相当。从而得出结论:对于各种卸荷应力路径,如果卸荷点处于弹性范围内,当接近破坏时的屈服接近速率一定时,应力路径对强度的影响不明显。     

孔隙压力对煤岩基质解吸变形影响的试验研究

煤层气开采过程中,伴随着煤层气不断地吸附、解吸和渗流,煤体产生变形,极易导致煤和瓦斯突出事故。以晋城天地王坡煤矿为例,通过实验室内试验,模拟煤层气在复杂地层漫长的形成和逐渐开采过程,得到了孔隙压力与解吸量、应变的变化关系,并拟合得出其相应关系表达式,揭示了一些新的规律:(1)初期解吸速度较快,解吸量随时间的增长而不断增加,后期解吸速度减缓,解吸量逐渐趋于稳定;(2)孔隙压力与解吸量、应变呈现抛物线曲线关系,随孔隙压力的升高,吸附和膨胀变形占主导,其值均在增大;(3)存在最小孔隙压力值,随孔隙压力的增大,解吸时间增长,孔隙压力越小,吸附解吸规律越不明显,对于晋城天地王坡煤矿3#煤样,该值在1.0MPa左右;(4)不同加载方式对解吸量和变形量影响较大,先部分加载吸附后全部载荷解吸结果同比加全部载荷吸附解吸结果高13%～77%。试验结果可为煤层气(CBM)抽放安全和煤与瓦斯突出防治提供理论依据。     

13X分子筛活化及其对氧气转移时吸附/解吸过程中氧同位素分馏效应的研究

在激光BrF5法分析硅酸盐和氧化物矿物的真空提取流程中,通常采用氧气作为工作气体来测定样品的氧同位素组成。这需要使用分子筛吸附并转移氧气到质谱进样系统,而分子筛的活化对于有效吸附和解吸氧气至关重要,否则会引起分析过程中的氧同位素分馏。通过采用13X分子筛进行多组实验分析,笔者发现用不同活化程度或中毒失活分子筛沸石转移时可能存在氧同位素分馏。在低温下分子筛是不能够活化的(或活化不完全),吸附能力很低,所测定的δ18O值是波动的。在200℃马弗炉中预加热24h,然后迅速转移到温度为100℃、真空度为10-3Pa系统中加热12h的分子筛,对氧气吸附能力很强,氧同位素分析的绝对误差为±0.05‰(1σ),能够满足地球化学氧同位素分析的要求。如果分子筛受BrF5污染,其吸附能力大为降低,测定的δ18O值呈下降趋势,氧同位素分馏高达0.7‰。如果分子筛受水汽污染,质谱接受电压不断地降低,存在解吸温度下的再吸附过程,测定δ18O值呈上升趋势。因此,分子筛在使用前要在适当条件下的活化,在发现污染或测量值发生波动变化时要及时更换,否则难以保证氧同位素分析数据的可靠性。     

基于WOA-BP算法的海底管道腐蚀速率预测

管道腐蚀速率的影响因素众多且各因素协同作用,构成异常复杂的腐蚀体系,很难对其进行准确预测。针对单一BP模型由于初始权值和阈值的选取不当容易陷入局部最优等问题,引入WOA算法优化BP神经网络对海底管道腐蚀速率进行预测,并与GA和PSO算法优化BP预测模型进行对比,验证WOA-BP模型的预测效果和可行性。结果表明：WOA-BP模型的平均绝对百分误差和均方根误差分别为3.689%和0.1537,远低于单一BP、PSO-BP、GA-BP模型,具有较高的预测精度和稳定性,可以为海底管道内腐蚀防护和油气管道流动保障提供决策支持。     

苔藓结皮对土壤风蚀影响的风洞试验和模拟北大核心CSCD

生物结皮在干旱半干旱地区土壤风蚀防控中发挥着重要作用。明确生物结皮对土壤风蚀的影响,对量化风蚀预报模型中的生物结皮因子、提高模型预测风蚀的准确性和可靠性具有重要意义。本研究以苔藓结皮为例,对比了风洞试验和单次事件风蚀评估模型(SWEEP)模拟的风蚀速率与输沙率的差异,分析了苔藓结皮盖度和空间分布对土壤风蚀的影响。结果表明:(1)风蚀速率和输沙率均随结皮盖度的增加而减小,尤其是在较大风速下(15 m·s^(-1)),当结皮盖度从10%增加到80%时,风洞试验的平均风蚀速率和输沙率分别减小了98.3%和99.3%,SWEEP模拟的结果分别减小了93.2%和78.9%。(2)相同结皮盖度下,苔藓结皮分布于上风向区域时土壤风蚀速率和输沙率最小,斑块状分布次之,分布于下风向区域时最大。(3)对比风洞试验和SWEEP模拟结果,不同结皮盖度下SWEEP模拟的风蚀速率和输沙率大多显著(P<0.05)高于风洞试验结果。未来的研究应在风蚀预报模型中构建生物结皮因子影响风蚀速率的定量表达,以提高模型预报风蚀的准确性。     

Historical Sediment Record of ~(137)Cs, δ-HCH,and δ~(13)C Reflects the Impact of Land Use on Soil Erosion

This paper reports the concentrations of 137 Cs, hexachlorocyclohexane(HCH), dichlorodiphenyltrichloroethanes(DDT) and its main degradation products, δ13C, and organic carbon in pond sediments(0-210 cm, sectioned by 2-20 cm interval) and surface soils(the 0-3 cm horizon) collected in 2010 from Chenjia catchment, which is located in Yanting county in the hilly central Sichuan of China. α-, δ-, and γ-HCH, DDT, and DDD were not detected throughout the sediment profile. Trace concentrations of δ-HCH(0.89-29.31 ng g-1) and p,p′-DDE(1.85-6.02 ng g-1) were detected only in top 40 cm sediment. The 137 Cs fallout peak in 1963(corresponding to the 55-60 cm depth), the sedimentary signature left by the last year of HCH use in 1989(an additional indicator at 20-25 cm), and the obvious original channel bed prior to the construction of the pond in 1956 were used as temporal markers to estimate changes in average sedimentation rate between different periods due to changes in land use. Continuous, marked decrease in average sedimentation rate(i.e., 3.79, 1.35 and 1.07 cm year-1 in 1956-1963, 1963-1989, and 1989-2010, respectively)over time was observed, probably due to the reforestation, abandoning of steep sloping farmland for afforestation and natural re-vegetation(implementation of the Grain for Green Program), and the conversion of part of gently sloping farmland terraces to orchard land since the 1980 s, especially since the 1990 s. This was corroborated by the observed decrease(more negative) in δ13C of sediment towards the surface, which indicates increased relative contribution of eroded soil particles coming from slopes with increased tree cover in sediment source area. Combined use of 137 Cs, δ-HCH, and δ13C record in sediments has been demonstrated to be a powerful approach to reconstruction of response in sedimentation rate to historical land use changes.