春季长江冲淡水在口门外海域逐月变化及其影响因素分析

利用2015年4、5、6月在长江口外开展综合海洋调查获取的实测数据,分析春季口门外海域长江冲淡水（Changjiang diluted water,CDW）时空分布特征及扩散过程,并结合同期的多源环境观测数据,探讨各环境动力因素对春季长江冲淡水分布的影响,深化对冲淡水在口门外海域扩展及其动态变化的认识。观测结果显示,2015年春季长江冲淡水的扩散范围逐月增大,主体最远可到达123°E以东海域,其逐月变化主要受控于口外水文气象环境。长江径流量大小决定了冲淡水出口门后的分布范围以及表层水盐度,风向则控制冲淡水的扩展态势。在风场与径流的共同作用下,春季口门外海域长江冲淡水的扩散呈现三种模式：4月份的顺岸南下型（冬季型）、5月份的东北转向型（过渡型）和6月份的东南-东北双向分支型（夏季型）。春季台湾暖流深层水已到达长江口外海域,与表层冲淡水层相互作用较弱,但随着上升流的逐月增强,其与上层低盐冲淡水之间的跃层效应愈发显著,一方面抑制长江冲淡水的向下扩展,同时上升流的涌升也减薄了冲淡水的厚度。再悬浮泥沙向上扩散的厚度显示出春季潮混合过程难以影响至表层,但在大潮情况下,水位波动变化更为剧烈,使外海高盐海水向陆上溯更远,导致5月份12250E断面的水体盐度整体相对较高。     

城市扩展对趵突泉泉域直接补给区保泉能力影响

直接补给区是趵突泉泉域重要的补给场所之一,随着城市发展其面积逐渐缩小。通过遥感手段解译60多年来济南城市发展趋势,分析揭示其对直接补给区面积及强渗漏小流域入渗功能的影响,采用大气降雨入渗系数法定量计算直接补给区面积削减对泉水保护的影响。结果表明,1954年—2015年,济南城市发展经历了平缓增长、快速增长、爆发式增长3个发展阶段,导致泉水直接补给区面积累计削减130km^2,约占总面积的29%,直接补给区内强渗漏小流域遭受不同程度破坏,6个渗漏功能完全丧失,9个渗漏功能部分丧失,仅9个渗漏功能保存近似完好,直接造成泉水入渗补给量减少约9.7万m^3/d(以多年平均降雨量648mm计)。直接补给区生态功能亟待保护与修复,应统筹管理小流域内山、水、林、土、草,加强小流域内山坡、山脚、山谷局部水循环的系统保护与修复,逐步恢复泉水补给能力。     

基于多源遥感数据的玛纳斯河流域冰川物质平衡变化

冰川物质平衡变化是连接气候和水资源的重要纽带,对河川径流有重要的调节功能。本文采用MOD11C3和TRMM 3B43等多源遥感数据驱动度日模型,模拟了2000—2016年玛纳斯河（简称玛河）流域冰川物质平衡过程,并分析了冰川融水对径流的补给规律。结果表明： ① 通过构建气温及降水反演模型能有效校正气象遥感原数据的精度,且经降尺度后能较精细刻画冰川区气候变化特征。冰川区年均气温和降水量分别为-7.57 ℃和410.71 mm,海拔4200 m处为气候变化剧烈地带,气温直减率以其为界上下分别为-0.03 ℃/100 m和-0.57 ℃/100 m,降水梯度分别为-2.66 mm/100 m和4.8 mm/100 m,海拔大于4700 m后降水又以5.17 mm/100 m递增。② 研究期内流域冰川持续呈负平衡状态,累积物质平衡达-9811.19 mm w.e.,年均物质平衡介于-464.85~-632.19 mm w.e.之间。垂向物质平衡在消融区和积累区分别以244.83 mm w.e./100 m、18.77 mm w.e./100 m递增。2000—2002年、2008—2010年冰川消融减缓,2002—2008年、2010—2016年消融加剧,其中2005—2009年期间冰川亏损最为强烈。③ 年内河川径流对冰川物质平衡变化响应强烈,尤以7月、8月物质平衡亏损最为严重占全年总量的75.4%,使得同期河川径流量占全年径流总量的55.1%。年际冰川融水补给率波动于19%~31%之间,可能是不同年份降水和积雪融水补给率差异较大所致。玛河与天山北坡其他河流冰川融水贡献率非常接近,也进一步证实了本研究物质平衡估算结果的可靠性。本研究可为其他流域冰川物质平衡研究提供借鉴和参考。     

美国荒野风景河流的空间分布特征及其对中国的启示

美国荒野风景河流体系是全球最早建立的河流保护地类型。经过50年发展,其完善的体系呈现出一定空间分布特征。将线状国家荒野风景河流（NWSR）抽象为点状单元,对208个NWSR单元进行空间计算,并与自然生态和社会经济等因素进行叠加分析。结果表明,美国已有40个州分布NWSR,其中以俄勒冈等3个州的数量分布最多,且集中分布于特定的区域：西部的太平洋海岸、落基山脉和山间高地3个自然地理区;极地、温湿润、干旱3个Ⅰ级生态区;太平洋西北部、加利福尼亚、阿拉斯加及五大湖4个流域。NWSR线密度与州域的人口密度、经济水平相关性不强,但与大坝建设密切相关。荒野思想影响了法案制定,法案指导了遴选标准,遴选标准又进一步影响了NWSR的空间分布。研究对中国的借鉴意义在于：应当明确保护地指导思想、关注价值突出区域、确定合适遴选标准、重视保护地系统规划等。     

场域视角下清代北京宣南雅文化核心区范围及空间关联特征

清代北京“宣南文化”是以名人雅士为主体的“雅文化”,宣南地区可视为雅文化大场域。抽提影响雅文化形成的三类核心建筑载体要素：寺庙、名人居所、会馆,在场域视角下用GIS分析三要素微场域的空间分布、关联和聚集,从而递进探析宣南“雅文化核心区”区域性子场域的存在和范围,以及内部要素微场域聚集形成的空间特征和成因。结论包括：① 雅文化核心区范围为清代北京外城西部的中部、中北部“双肾”形区域;其与俗文化区空间临近,没有绝对清晰的边界,投射出雅俗文化间的排斥依存、融渗互补。② 核心区子场域内部的空间关联特征为“三要素、两聚集”的“链条式”“中心-过渡中心”层次性空间结构。③ 量化印证微观街区尺度下“同乡之情”是名人居所与会馆聚集的内在驱动力。在北京“文化中心”战略定位下,为传统文化保护更新策略的提出奠定历史研究基础;在历史文化研究方面,具有方法上的实践创新和借鉴意义。     

垂直重力梯度反演Moho面的频谱域公式及其应用

通过求解引力相等原则下的Fredholm积分方程,可以得到不规则单一密度界面(Moho面)的起伏.本文充分参考了前人的理论研究,推导出扰动垂直重力梯度确定Moho面深度的频谱域表达式,该式具有二次项迭代精度.运用此公式进行了全球Moho面的恢复计算,并将该结果与CRUST1.0模型和GEMMA Moho模型进行了对比和验证.     

基于PCA-RBF神经网络的航空飞行几何参数拟合

采用地面异常线圈对直升机时域航空电磁探测系统进行标定时,发射-接收线圈姿态的变化将导致实测数据产生误差,影响标定的精度.本文基于时间域航空电磁系统,计算了发射-接收线圈姿态任意变化时异常线圈的电磁响应,提出了主成分分析-径向基神经网络(PCA-RBF)的拟合算法,采用主成分分析法提取飞行几何参数的贡献率,利用径向基神经网络法对电磁响应进行了测线剖面的批量数据拟合,并对理论仿真和河南桐柏直升机飞行试验数据进行拟合分析,单一异常体理论数据的绝对误差平均值小于20 nV·m-2,双异常体理论数据绝对误差平均值为160 nV·m-2.野外实测数据在异常线圈中心位置的拟合相对误差小于1%,整条剖面测线的拟合相对误差小于±6%,平均值为2.5%.结果表明PCA-RBF拟合算法能够较好地实现航空电磁系统飞行参数的拟合,为航空电磁系统海量实测数据的快速处理提供了新方法.     

轴对称地层中高分辨率阵列侧向测井信赖域反演法

本文研究轴对称地层中高分辨率阵列侧向测井（HRLA）的多参数信赖域反演方法.首先对前期HRLA的有限元正演方法进行改进,提出基于叠加原理和并行直接稀疏求解器PARDISO的快速正演方案,更适合于反演计算.将HRLA反演问题转化为非线性最小二乘问题,利用信赖域算法求解.为提高反演速度,推导了目标函数对优化参数偏导数的具体计算公式.对典型地层模型,与已有文献中Jacobi预条件共轭梯度法（JCG）计算结果比较,发现PARDIDO比JCG快10倍以上,验证了本文正演程序的正确性与高效性.利用信赖域算法求解了电阻率四参数反演和传统的三参数反演.研究结果表明：并行直接稀疏求解器PARDISO能有效求解此类HRLA正演问题,对6次不同探测深度的测井模拟,所形成的有限元刚度矩阵完全相同,只须进行一次矩阵分解,大大加快了正反演的速度.信赖域算法收敛速度快,且具有全局收敛性. HRLA的信赖域反演结果几乎不依赖于初值的选取,从较差初值出发仍能得到满意的反演结果.另外信赖域算法抗噪能力比较强,即使对测井数据添加信噪比为10dB（甚至5dB）的高斯白噪声,仍能通过反演得到较为准确的地层参数.     

滇池入湖河流磷负荷时空变化及形态组成贡献

研究了2013年滇池主要入湖河流总磷(TP)及各形态磷浓度的时空变化与入湖负荷特征,并探讨了不同形态磷的入湖负荷贡献.结果表明:(1)滇池河流入湖TP浓度在0.11~1.93 mg/L之间,以溶解性无机磷(DIP)和颗粒态磷(PP)为主,溶解性有机磷(DOP)浓度较低;(2)滇池河流入湖磷负荷总量为280.51 t/a,绝大多数河流主要以DIP形态入湖,平均贡献率为43.48%;PP形态入湖负荷次之,平均贡献率为31.64%;DOP入湖负荷较低,平均贡献率为24.88%;(3)DIP入湖负荷贡献率较高值出现在3、4和11月的枯水期,平均入湖负荷贡献率达到55.30%;PP入湖负荷贡献率较高值出现在1和7月,平均入湖负荷贡献率为56.14%;DOP入湖负荷贡献率月变化差异较小,最高值出现在12月,贡献率为21.85%;(4)研究滇池入湖河流污染负荷不仅要考虑溶解态无机磷的贡献,而且需要重视PP和DOP负荷,控制滇池入湖河流污染负荷需要考虑不同河流不同形态磷负荷组成及月变化差异特征,有针对性地采取相应措施.     

太湖流域河流鱼类群落的时空分布

确定河流鱼类群落的时空分布格局及其形成机制是开展鱼类物种多样性保护与管理的科学基础.基于2013年10月和2014年5月共2次对太湖流域57个河道样点的调查数据,初步研究太湖流域河流鱼类群落结构及其多样性的季节动态和空间分布特点.共采集鱼类5051尾,计46种,其中鲤科鱼类26种,占全部物种数的57%.10月份的鱼类多样性显著高于5月份,且2个季度的鱼类群落结构存在显著性差异.5个主要水系间的鱼类多样性差异显著,总体上,沿江水系和洮滆水系鱼类多样性较低,黄浦江水系居中,而南河水系和苕溪水系较高;鱼类群落结构也随水系而显著变化,主要表现为黄浦江水系与洮滆、苕溪和沿江水系呈显著差异.在2个一级生态分区之间,鱼类多样性无显著差异但群落结构显著不同,主要因、鲫、似鳊等优势种及宽鳍鱲、尖头鱥、中华青鳉、食蚊鱼等偶见种的空间分布差异所引起;在4个二级生态分区之间,鱼类多样性和群落结构均存在显著的空间变化.