积雪密度演变对北极积雪深度模拟的影响

积雪具有复杂的时空分布,在高纬度地区的气−冰−海耦合系统中扮演了重要的角色。准确的积雪质量平衡计算可以帮助我们更好地理解海冰演变过程以及极区冰雪与大气之间的相互作用。雪密度是影响积雪质量平衡众多因素中的重要因子。现有的一维高分辨率冰雪热力学模型（如HIGHTSI）中,使用常数块体雪密度均值将降雪雪水当量转化为积雪深度。本文参考拉格朗日冰上积雪模型（SnowModel-LG）模式对积雪分层压实的处理,简化为新、旧两个雪层,并在质量守恒条件下同时考虑新、旧雪层深度对压实增密的响应,将该物理过程加入HIGHTSI模式中。利用ERA-Interim再分析数据作为大气强迫,针对北极15个冰质量平衡浮标沿其漂移轨迹模拟了降雪积累期海冰表面雪密度变化对积雪深度变化的影响,在原HIGHTSI设置下分别采用定常块体雪密度均值330 kg/m³（T1试验）、接近实际的常数新雪密度200 kg/m³（T2试验）以及改进后框架下新、旧雪层随时间压实增密的雪密度（T3试验）计算积雪深度,并将模拟结果与浮标观测进行对比。结果表明,本文改进的算法对雪密度变化的处理更为合理,且能较好地再现积雪深度的变化;考虑新、旧雪层深度对压实增密的响应能较好地避免以较低的降雪密度持续过度积累,以浮标观测为标准,分层积雪密度压实计算得到的平均绝对误差相对T2减小了5 cm。     

土壤热参数及其影响因素测试分析

热性质是岩土体基本的物理性质之一,用以评价热量在其中的保持、传导和分布状况,以导热系数、比热容和热扩散系数最为常见,这些参数也是地热能管理与开发、工程冷冻开挖、寒区工程设计与施工的重要参数。已有研究表明,土壤热参数与土质、来源、含水率、密度等因素有关。通过广东湛江某工地粉质黏土和黏土的热参数测试结果分析发现：随含水率的增大,粉质黏土导热系数和热扩散系数的变化趋势是先增加至最大值,然后减小,而比热容基本呈线性增大。干密度对粉质黏土导热系数的影响与含水率大小有关,当含水率不超过20.0%时,其随干密度的增加而增大,而当含水率超过27.5%后,其随干密度的增加有减小趋势;当含水率在24.5%（液限）左右时,基本没有规律可循。干密度对粉质黏土热扩散系数影响规律不明显。黏土的导热系数和比热容都随含水率和干密度的增加而增大;热扩散系数随含水率的升高整体表现为非线性增加至稳定,在低含水率下干密度的影响不明显,在较高含水率下随干密度的增加热扩散系数先增大后减小。较大颗粒的存在导致粉质黏土的导热性较黏土复杂。     

茎柔鱼(Dosidicus gigas)脂肪积累对其4个组织能量积累贡献的研究

茎柔鱼(Dosidicus gigas)是重要的大洋性经济头足类,其性腺组织发育滞后于个体生长,但在性腺发育开始后生殖能量积累显著。为研究茎柔鱼脂肪积累对组织能量积累的贡献,采用组织能量密度测定技术和组织脂肪萃取技术对茎柔鱼卵巢、输卵管卵子、肌肉和消化腺4个组织脱脂前后的组织能量密度、单位质量脂肪含量及脂肪能量进行测定和分析。结果显示,脱脂前各组织的能量密度以消化腺最大,为(27.34±0.85) kJ/g;脱脂后的能量密度则以输卵管卵子的最大,为(20.01±0.56) kJ/g。各组织脱脂后的能量密度值均下降显著,尤以消化腺的下降最大,达31%。消化腺的单位质量脂肪含量最高,为(413.83±96.81) mg/g,其次为输卵管卵子和卵巢,肌肉组织的最低。在生理性成熟后,卵巢组织脂肪积累较大,输卵管卵子、肌肉和消化腺等组织则维持较稳定的脂肪积累水平。4个组织的脂肪能量占比的平均值在10%~32%之间。综上研究表明,脂肪是茎柔鱼卵巢、输卵管卵子、肌肉和消化腺等组织的重要能量物质,在组织能量积累过程中起着重要的作用。     

一种环境敏感型造礁石珊瑚Pocillopora sp.共生虫黄藻和细菌的生态特征

在气候和人类活动的长期影响下,南海珊瑚礁演变出生境各异的珊瑚礁生态系统.珊瑚对特殊生境的适应离不开体内共生微生物类群的调节.分析共生微生物的生态特征有助于了解珊瑚的环境适应机制,同时可以对珊瑚未来的进化趋势做出评估.本研究从南海低纬度的南沙群岛(NS)和西沙群岛(XS)以及相对高纬度的海南陵水(LS)3个珊瑚礁区采集一...     

小球藻对不同盐度海水养殖尾水的净化效果研究

微藻处理养殖尾水已成为热点研究方向,有关一定盐度范围内海水养殖尾水的微藻处理研究较少。本试验调配了两种盐度(16和26)的海水养殖尾水,以空白组作对照,设置小球藻(Chlorella salina)初始接种密度梯度(5×10⁵、1×10⁶、2×10⁶和3×10⁶个/mL),研究小球藻对海水养殖尾水中不同形态氮和磷的去除效果。结果表明,小球藻在海水养殖尾水中生长良好,可有效去除尾水中的氮磷营养盐,16盐度组中各初始藻密度组对NH₄⁺、NO₃^-和总溶解态氮(total dissolved nitrogen,TDN)的去除率分别为85.03%~85.87%、60.87%~63.70%和54.53%~57.64%,组间无显著差异(P>0.05);26盐度组中除5×10⁵组外,其余藻密度组对NH₄⁺、NO₃^-和TDN的去除率分别为87.23%~88.16%、56.70%~57.79%和53.31%~54.62%,且组间无显著差异(P>0.05),表明小球藻初始接种密度对尾水中氮盐的去除无显著影响。除5×10⁵个/mL组外,16与26盐度组中对TDN的去除率无显著差异,表明盐度变化对氮的去除无影响。随着初始藻密度的升高,16和26处理组对总溶解态磷(total dissolved phosphorus,TDP)的去除率均上升,分别为76.13%~99.53%和63.72%~96.83%,表明藻初始接种密度的升高可促进尾水中磷的去除,且盐度升高没有影响小球藻对磷的去除。本研究获得了不同初始接种密度小球藻对一定盐度范围的海水养殖尾水的吸收利用特点,可为海水养殖尾水的生态化处理提供一定的理论基础。     

福建平潭近海赤潮预警模型研究*

本文分析了福建省平潭近海海域2013—2019年水文、水质及气象数据的主成分结果, 筛选出5个气象因子和4个水质因子作为输入指标, 以藻密度为输出指标, 分别演算了KNN (K-nearest neighbor)、RF (random forest)、GBRT (gradient-boosted regression Trees)以及Bagging (bootstrap aggregating)4种赤潮预警回归模型。对2013—2019年的802 组海洋监测数据归一化处理后, 随机选取80%的数据作为模型的训练样本, 剩余的20%作为模型验证数据。其中, 以风速、气温、海平面气压、叶绿素a浓度组合为输入指标时, KNN回归模型演算结果的精度较高(R²=0.624, RMSE=0.821μg·L^-1, MAE=0.836μg·L^-1)。在没有叶绿素a浓度监测指标的海域, 构建了以叶绿素a浓度为输出指标, 气温、日照、风速、AOI(apparent oxygen increase)组合为输入指标的BP神经网络赤潮模型, 该模型也具有较好的预警精度(R²=0.651, RMSE=0.062μg·L^-1, MAE=0.033μg·L^-1)。本研究结果可为平潭海域的赤潮预警研究提供参考。     

全新世年代框架约束下的东北地区土壤有机碳储库时空格局

土壤有机碳储库是全球碳循环的重要单元, 明确土壤有机碳储库的时空分布及其与气候的关系是有效发挥土壤碳封存作用的前提。本研究以东北地区半湿润-半干旱气候梯度带22个全新世实测土壤剖面为对象, 在AMS¹⁴C、OSL年代约束下, 以千年窗口碳密度为框架建立区域全新世土壤有机碳密度的时空分布模式, 从剖面序列和区域尺度分析全新世气候变化对土壤有机碳密度时空分布的影响。结果显示, 东北地区土壤有机碳密度自全新世以来明显增加, 12~9ka、9~6ka、6~3ka和3~0ka时段累积的土壤有机碳密度分别为2.21kg/m²、4.28kg/m²、6.92kg/m²和9.83kg/m²; 在空间上, 全新世土壤有机碳密度整体上自西南向东北呈增加趋势, 东北部高值区为35~50kg/m², 西部低值区为4~9kg/m²。无论在空间分布还是时间分布上, 东北地区全新世土壤有机碳密度均受气候要素(尤其湿度)控制。这表明, 全新世生物生产力较为稳定, 当气候偏冷湿时有利于土壤有机碳的积累, 这也意味着未来气候变暖不利于区域土壤有机碳的积累封存。

     

基于RF-FR模型的滑坡易发性评价——以略阳县为例

滑坡易发性评价是指导区域滑坡初步预警、预报的重要手段。为提高县域滑坡易发性评价的准确性,以随机森林模型（RF）、频率比模型（FR）为基础模型,结合2种模型的优越性,建立随机森林-频率比模型（RF-FR）,进行滑坡易发性评价。以略阳县域为研究区,选取高程、坡向、坡度、地层、地表粗糙度、距断层的距离、曲率、距道路的距离、地形湿度指数、距河流的距离及降雨量等14项影响因子建立数据库,采用Spearman方法对各因子相关性进行分析,剔除地形起伏度等3项相关性较高的评价因子,并基于滑坡相对点密度（LRPD）进行评价因子分析。结果表明：①滑坡灾害点与线状因子的距离呈负相关,即距离越近,灾害点越多。②FR、RF、RF-FR模型预测率分别为84.3%、90.1%、95.0%,RF-FR模型较FR、RF模型预测精度分别提高了10.7%、4.9%。③RF-FR模型的滑坡灾害点在高、极高易发区的比例比FR、RF模型分别提高了15.89%、5.29%。     

膨润土加砂混合物干燥收缩特征及缩裂机制研究

膨润土加砂混合物作为核废料储存库缓冲材料,在库内高温高吸力条件下易干燥收缩,对工程安全运营有着重要影响,研究其收缩特性具有实际意义。以砂-膨润土混合物的饱和压实样为研究对象,采用自制恒温箱控制其收缩进程,分析含砂量及干密度对混合物收缩特性的影响。研究结果表明:干燥―收缩过程水分蒸发可分为减速阶段与残余阶段。减速阶段内水分迁出受控于干密度,而最终残余含水率主要受膨润土含量的影响。增加初始干密度和降低膨润土含量可使混合物变形协调,减少收缩变形的各向异性。膨润土含量M和初始干密度ρ是影响干燥―收缩过程的重要物理量,与Cornelis收缩模型中的拟合参数及最终孔隙比e₀具有很好的相关性。同等干密度条件下,随膨润土含量降低,压实膨-砂混合样的微观结构形态趋于致密化的趋势,从而有效地抑制了干燥收缩过程中裂隙发育与演化程度。