基于随机森林的光子计数激光雷达点云滤波

新一代星载激光雷达卫星ICESat-2首次采用了微脉冲光子计数激光雷达技术,由于单光子探测的灵敏性导致数据在大气和地表下层产生了大量噪声,因此对光子计数激光雷达点云数据实现信号和噪声的分离是开展进一步应用研究的前提和基础。本文选择美国俄勒冈州和弗吉尼亚州2个研究区,采用MATLAS数据,根据光子点云数据的特点构造了12个光子点云特征,对所构造的特征利用随机森林进行变量筛选,用机器学习方法对光子点云进行分类,并将建立好的模型推广到整个研究区。研究结果表明,本文构建的分类器分类总精度达到了96.79%,Kappa系数为0.94,平均生产者精度和用户精度分别为97.1%和96.8%。在相对弱噪声、平坦地形区域和强噪声、复杂地形区域都取得较好的分类结果。本文结果显示了基于少量样本通过机器学习的方法构建模型,可以推广到较大范围区域的光子点云分类应用中。     

闽东滨海湿地土壤有机碳含量分布格局

为了揭示闽东滨海湿地土壤有机碳的分布格局,对闽东滨海不同类型湿地土壤有机碳含量进行了测定和分析.结果表明,不同湿地类型0～60 cm土壤有机碳含量介于5.34～12.94 g/kg之间,平均值为7.78 g/kg.其中,红树林的有机碳含量为12.94 g/kg;稻田的有机碳含量为8.67 g/kg;水产养殖场的有机碳含量为6.64 g/kg;水域的有机碳含量为5.81 g/kg;潮间裸滩的有机碳含量为5.33 g/kg.土壤有机碳含量垂直分布格局为裸滩和水域由表及里逐渐减少;稻田呈现先减小后增大的趋势;而红树林与水产养殖场的土壤有机碳含量都在20～40cm土层达到最大值.闽东滨海湿地土壤有机碳水平分布格局为霞浦县最大,蕉城区次之,福鼎市最低.不同湿地类型土壤有机碳储量也不同,红树林的有机碳储量为5.66 kt/km2;稻田的有机碳储量为3.42 kt/km2;水产养殖场的有机碳储量为2.75 kt/km2;水域的有机碳储量为2.69 kt/km2;潮间裸滩的有机碳储量为2.11 kt/km2.土壤有机碳含量与全氮含量、碳氮比呈显著正相关(p＜0.01),与pH呈显著负相关(p＜0.01),表明在土壤中的氮主要以有机氮的形态存在.     

闽江河口盐沼湿地沉积物有机碳含量及储量特征

以闽江河口最大的鳝鱼滩湿地为研究区,选择远、近潮沟2个不同潮水水淹区域设置样线,对研究区3种建群植物芦苇（Phragmites australis）、短叶茳芏（又称咸草）（Cyperus malacceusis）和蔗草（Scirpus triqueter）下18个沉积物剖面分层取样,研究闽江河口湿地远、近潮沟区不同植物下沉积物有机碳含量和储量的垂直分布特征。结果表明,芦苇下沉积物有机碳含量及储量最大,咸草下沉积物次之,蔗草下沉积物最小;芦苇、咸草和蔗草下0～60cm沉积物中有机碳储量平均为10045．7t／km^2、9706．9t／km^2和5303．9t／km^2;湿地沉积物有机碳含量及储量与植物种类及生物量密切相关;近潮沟区蔗草下沉积物有机碳含量和储量大于远潮沟区,而远、近潮沟区芦苇和咸草下沉积物有机碳含量波动变化,且差异不明显,其近潮沟区有机碳储量小于远潮沟区。3种植物下沉积物有机碳含量与容重呈显著指数负相关关系（n=36,r=-0．8041,p〈0．001）,其与盐度、pH不相关。     

扬子地台北缘晚震旦世微古植物特征及意义

本文着重研究了扬子地台北缘上震旦统陡山沱组、灯影组及下寒武统下部岩家河段的微古植物组合特征。初步建立了Ⅰ、Ⅱ两个微古植物组合，分别与陡山沱村阶和灯影峡阶相对应，分析了微古植物组合在地层划分与对比及在震旦系－寒武系界线的划分上所起的作用。     

铜陵新桥层状菱铁矿成因的矿物学证据及成矿意义

安徽铜陵新桥矿区二叠系栖霞组底部和石炭系黄龙组—船山组之间产出层状、似层状菱铁矿矿层。开展菱铁矿矿层成因研究对于深入剖析区域层控矽卡岩型铜铁矿床成矿机制具有重要意义。本文利用粉晶X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）对菱铁矿矿石进行矿物学研究,结果发现菱铁矿矿石主要由菱铁矿、石英、伊利石和有机质等组成,菱铁矿颗粒粒径较小,表面具有成岩自生的自形石英硬模的微结构,SEM原位微区成分分析显示菱铁矿中除了主量元素铁,还含有大量的锰、锌和钙。矿石中存在两种微结构和不同成因的石英：表面具菱铁矿硬模和次生加大结构的碎屑石英;具六方双锥、单锥以及生物成因球形的自生石英。菱铁矿矿石的组成和矿物表面微结构表明其为沉积成因,非岩浆热液起源。富有机质和亚铁的沉积菱铁矿层和沉积胶状黄铁矿层协同作用,可能是铜陵地区乃至长江中下游成矿带层状铜铁矿床层控性重要制约因素,以及可能作为燕山期中酸岩浆演化的氧化性含铜成矿流体卸载成矿的地球化学还原障。

     

Storage and density of soil organic carbon in urban topsoil of hilly cities: A case study of Chongqing Municipality of China

Rapid urbanization results in the conversion of natural soil to urban soil,and consequently,the storage and density of the soil carbon pools change.Taking Chongqing Municipality of China as a study case,this investigation attempts to better understand soil carbon pools in hilly cities.First,the vegetated areas in the study area were derived from QuickBird images.Then,topsoil data from 220 soil samples(0-20 cm) in the vegetated areas were collected and their soil organic carbon(SOC) densities were analyzed.Using the Kriging interpolation method,the spatial pattern of SOC was estimated.The results show that the SOC density exhibited high spatial variability in the urban topsoil of Chongqing.First,the SOC density in topsoil decreased according to slope in the order 2°-6° < 25°-90° < 0°-2° < 6°-15° < 15°-25°.Second,the newly developed areas during 2001-2010 had a lower SOC density than the areas built before 1988.Third,urban parks and gardens had a higher SOC density in topsoil,residential green land followed,and scattered street green land ranked last.For hilly cities,the variability of terrain affects the distribution of SOC.The Kriging results indicate that Kriging method combining slope with SOC density produced a high level of accuracy.The Kriging results show that the SOC density to the north of the Jialing River was higher than the south.The vegetated areas were estimated to amount to 73.5 km2 across the study area with an SOC storage of 0.192 Tg and an average density of 2.61 kg/m2.     

极端降雨事件对不同类型生物土壤结皮覆盖土壤碳释放的影响

于2011年5-8月,选择腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区藻类、藓类和混生结皮覆盖的土壤为对象,研究了极端降雨量(降雨量44.7 mm、强度0.04 mm,min-1)、极端降雨强度(降雨量8.3 mm、强度0.55 mm·min-1)及普通降雨(降雨量16.3 mm、强度0.02 mm·min-1)条件下的碳释放过程.碳释放量的测定采用Li-6400-09土壤呼吸室,降雨结束后立即开始观测,直到呼吸速率恢复到降雨前水平时停止观测.结果表明:极端降雨(降雨量和降雨强度)结束初期藻类和混生结皮覆盖土壤的呼吸速率受到明显抑制,藻类结皮覆盖土壤呼吸速率分别为0.12 μmol·m-2·s-1和0.41 μmol·m-2·s-1,混生结皮覆盖土壤呼吸速率分别为0.10 μmol·m-2·s-1和0.45μmol·m-2·s-1;而极端降雨对藓类结皮覆盖土壤的影响不明显,呼吸速率分别为0.83 μmol·m-2·s-1和1.69μmol·m-2·s-1.这说明处于演替高级阶段的藓类结皮能够很好地应对短期的极端降雨事件.     

近20年海南岛森林生态系统碳储量变化

热带森林在碳循环研究中有重要作用。根据目前森林碳储量的计算方法和海南森林资源二类调查数据 ,估算了不同时段的碳储量 ,并分析其动态变化特点。结果表明 :海南森林碳储量从 1979年的 30 4 5TgC增加到 1998年的 37 74TgC ,年均增加 0 36 4 5TgC ,增长率为1 19% ,是全国平均增长率的 2 5倍 ;海南森林在碳循环中起不断增强的碳汇作用 ;森林碳密度呈加速减少趋势 ,储碳潜力将很大 ;随着海南全面禁止采伐和封育等林业措施的实施 ,森林面积扩大 ,林龄结构改善 ,储碳能力将进一步提高 ,海南森林在全国或全球碳循环中的作用和社会价值与意义将日渐突出。通过对碳储量计算不确定性的分析和讨论 ,提出应加强对森林群落各层次生物量的实测与实地监测研究 ,统一计算方法 ,以提高碳储量计算的精度     

油源对比常规方法的使用误区

通过采用不同方法得出不同认识的三个实例 ,说明油气地球化学研究中较常采用的正相关系数法、分布指纹对比法以及碳同位素类型曲线法存在误区与使用不当之处 ,应该提倡采用多参数、多指标的散点图法以及多元统计分析等来进行油源综合对比     

岩溶区地表水体惰性有机碳研究

岩溶作用所产生的岩溶碳汇对全球碳循环有着重要的影响。岩溶水生生物通过CO₂富集机制（CCM）固定岩溶水中的HCO₃^-,将其转化为有机碳。惰性有机碳（RDOC）为水生生物和微生物不能利用和降解的溶解性有机碳。RDOC长时间滞留水体,形成稳定碳汇。多次培养实验发现可以用原位微生物法对岩溶区地表水中的RDOC进行检测。以桂林漓江为对象,研究由外源水补给并流经岩溶峰林平原区的岩溶地表水中的RDOC及其相关因子,结果显示：1）漓江水中Ca²⁺,HCO₃^-浓度从上游到下游逐渐升高,表明外源水进入岩溶区,发生了岩溶作用。漓江水的C/N为6.29~10.50,表明水中有机碳的来源为外源水和水生生物作用。受岩溶作用和水生生物光合作用双重影响,δ¹³C-DIC值从上游到下游逐渐偏正,水生生物优先利用无机碳中的¹²C使得δ¹³C-POC从上游到下游逐渐偏负。C/N与δ¹³C-DIC、δ¹³C-POC的变化以及相关性体现了岩溶地表水体中无机环境和有机环境相关联;2）岩溶区地表水中检测出RDOC且浓度远大于非岩溶区,RDOC浓度的时空变化与水生生物利用岩溶作用所产生的HCO₃^-有关。漓江地表水中DOC、BDOC、RDOC浓度与HCO₃^-浓度变化趋势一致,从上游到下游逐渐升高,下游L6（岩溶区）RDOC浓度为上游L1（非岩溶区）的3倍,在季节上表现出秋季>冬季>夏季>春季,RDOC的含量平均占水体中DOC含量的78%左右,体现了岩溶作用强度和水生生物活动对岩溶地表水中RDOC的影响;3）结合流量数据计算RDOC通量：桂林水文站RDOC的通量为0.75×10⁷ kg/a,阳朔水文站的RDOC通量为1.3×10⁷ kg/a,是桂林水文站断面的1.7倍。