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2015年 第51卷 第1期 刊出日期：2015-01-20

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对NGC5128星系50 kpc内表面亮度轮廓的研究

胥君,彭逸西

2015, 51(1):  1-7. 

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NGC5128是距离地球最近的、可通过地面望远镜直接分辨其中红巨星分支恒星的巨椭球星系。通过分辨并计数该星系外晕中的红巨星分支恒星, 研究其星系晕的表面亮度轮廓, 并对位于该星系外恒星晕主轴方向的内外两个视场的图像进行测光研究, 这些CCD图像来自Magellan/IMACS f/4望远镜的V和I两个波段。通过星等和颜色对红巨星分支恒星进行筛选, 最终在两个视场的图像中分别得到包含4719和980个红巨星分支恒星候选的样本, 并将外场样本用于对内场污染的估计和矫正。采用 Sersic定律对内场表面亮度轮廓进行拟合, 得到的最佳拟合参数为: V波段, r_e = 6.21角分, μ_e = 22.05 mag/arcsec², n = 1.90, 拟合误差为0.37星等; I波段, r_e = 6.57角分, μ_e =20.79 mag/arcsec², n = 1.90, 拟合误差为0.41星等。结果显示V和I波段的拟合结果一致, 并且在数据的精度内, 没有发现轮廓向晕族突变的迹象。

拉曼耦合作用下玻色-爱因斯坦凝聚的磁化性质

贺丽

2015, 51(1):  8-12. 

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研究双分量玻色气体在拉曼耦合作用下的磁化性质。对于宏观占据单一动量态的玻色?爱因斯坦凝聚, 磁化强度和磁化率分别与凝聚动量和有效质量存在普适的线性关系, 这些普适关系不依赖于拉曼耦合的强度、失谐大小及原子间的相互作用。推导出磁化率与有效质量的线性关系, 可以在经典物理图像下描述简谐势阱中凝聚体的偶极振荡, 自旋空间、动量空间及坐标空间的振幅之比可表达为有效质量和自旋磁化率的解析形式。这组振幅关系对于亚稳态附近的小幅振荡也同样适用。

有机气溶胶对中国境内云凝结核数量的贡献研究

邢莉,傅宗玫

2015, 51(1):  13-23. 

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根据κ-K?hler理论, 利用2006年中国境内气溶胶浓度的数值模拟结果, 计算总体气溶胶活化为云凝结核的数浓度, 并评估有机气溶胶对云凝结核数量的贡献。中国境内云凝结核数浓度总体呈东部高西部低的分布, 这与东部受到更多人为源排放影响、气溶胶浓度高有关。假设气溶胶各类化学组分彼此外混合, 则各季节云凝结核数浓度为0.9×10³~1.2×10³ cm^-3, 有机气溶胶对云凝结核数量贡献全年平均为30%。假设气溶胶中有机组分彼此内混合并与其他组分外混合, 则各季节云凝结核数浓度为0.9×10³~1.1×10³cm^-3, 有机气溶胶对云凝结核数量的贡献全年平均28%。尽管有机气溶胶对云凝结核数量的年平均贡献相差不大, 但夏季和冬季的贡献有较大差异, 原因在于夏季有更多的二次有机气溶胶生成, 而冬季更多的是一次有机气溶胶排放。因此, 有机气溶胶是中国云凝结核的重要来源, 并且有机气溶胶的混合状态对云凝结核数量有很大的影响。

飞机测风资料在大气边界层研究中的应用

魏伟,叶鑫欣,王海霞,张宏升

2015, 51(1):  24-34. 

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利用飞机和风廓线雷达2009年8月至2010年6月的连续观测资料, 讨论上海地区飞机测风资料在大气边界层风场研究中的适用性, 探究造成飞机资料偏差的可能原因并给出初步的修正方法。结果表明: 与风廓线雷达观测结果相比, 飞机观测得到的水平风速偏小, 这主要与仪器系统偏差有关; 在300 m高度以下, 1500 m高度以上, 以及气温低于-8℃, 风速小于1 m/s的低温小风情况下, 飞机观测得到水平风速的差异显著增大, 在这些条件下飞机对大气风场的探测具有局限性。用修正后的风速资料分析上海地区低层大气的风场结构, 得到的结果符合风场的一般变化规律。

独立同分布中心极限定理在雨量站网规划中的应用

孙大利,王久珂,刘晓阳,何思远

2015, 51(1):  35-42. 

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将独立同分布中心极限定理引入雨量站网的规划中, 得出面雨量测量精度(测量相对误差或允许误差)与雨量站网密度(平均站间距)呈线性关系, 误差增长的斜率与该区域雨量站观测的随机误差均方差呈正比, 与区域面雨量和区域面积的平方根呈反比。利用模拟降水场以及安徽省梅雨期间高密度的雨量站点资料, 以抽站法为基础进行统计计算, 验证上述结论, 并对这一线性关系的斜率进行讨论, 以期为雨量站网的规划和优化提供一定依据。应用导出的关系式对安徽省2005-2008年梅雨季节降水统计得出, 面雨量测量精度与雨量站密度的相关系数在淮北平原为0.49~0.80, 在皖南山区为0.70~1.41, 如果假定20%的允许误差, 安徽淮北平原和皖南山区的最小平均站间距(最高布站精度)分别为25和14 km。

基于Occam反演算法的微地震速度模型反演

赵忠,谭玉阳,张洪亮,何川

2015, 51(1):  43-49. 

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为了能够对微地震震源进行精确定位, 需要已知压裂井和监测井所在工区内准确的地层速度模型。针对这一问题, 在采用Occam反演算法的基础上, 提出一种利用初至波的走时差信息代替旅行时进行速度模型反演的方法。利用该方法, 可以在无须已知射孔起始时间的情况下反演得到地层速度模型。通过模型数据的处理以及对结果的分析, 表明虽然受到初至到时拾取误差的影响, 采用上述方法反演得到的速度模型会存在一定的误差, 但利用该模型可以将射孔位置定位到其真实位置附近, 表明该速度模型可用于进行微地震震源定位。

内蒙古中部宝力高庙组长英质火山岩U-Pb-Hf同位素特征及其地质意义

贺淑赛,李秋根,王宗起,徐学义,刘树文,陈隽璐,李智佩,胡兆初

2015, 51(1):  50-64. 

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锆石SHRIMP U-Pb定年结果显示: 内蒙古中部白音乌拉地区原宝力高庙组的流纹岩形成时代为300.0±2.9 Ma, 属晚石炭世; 青格勒宝拉格地区原宝力高庙组的凝灰岩结晶年龄为159.6±1.4 Ma, 并获得 3颗捕获锆石的年龄分别为291.8±3.4, 304.0±3.3和734.7±9.2 Ma, 应属于晚侏罗世满克头鄂博组。锆石LA-MC-ICP-MS Hf同位素分析显示: 流纹岩锆石ε_Hf(t) 值为+10.5~+12.9, T_DM^C值为493~645 Ma; 凝灰岩岩浆锆石ε_Hf(t)值为+10.1~+13.1, T_DM^C值为369~563 Ma。研究结果表明, 流纹岩源于晚古生代新生地壳的重熔并混入少量老地壳物质, 凝灰岩源于晚古生代地壳的熔融。Hf同位素特征显示晚古生代流纹岩和中生代凝灰岩源于相似的源区, 揭示了晚古生代的一次重要的增生事件, 并且在约160 Ma时期发生过地壳的再造。结合前人的研究成果表明, 兴蒙造山带在约300 Ma时处于古亚洲洋演化过程中岛弧向碰撞后伸展环境的转换时期, 在约160 Ma受到蒙古?鄂霍茨克构造域的影响。

玉树巴塘断裂晚第四纪滑动速率及其构造意义

黄学猛,田坤,杜义,何仲太,雷惊昊,马保起,谢富仁

2015, 51(1):  65-78. 

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玉树巴塘断裂是甘孜-玉树断裂带玉树段的一条主要的分支断裂, 沿线发育第四纪巴塘盆地、波洛滩和当涌滩。通过遥感影像解译、野外构造地貌填图、断层剖面分析以及断错地貌面的光释光和14C年代测定, 发现该断裂沿线河流阶地、洪积扇断错明显, 是一条以左旋走滑为主, 兼具逆冲分量的全新世活动断裂。该断裂最新活动时代为全新世晚期, 距今2.72 ka。晚更新世晚期以来的左旋滑动速率为2.3~3.7 mm/a, 垂直滑动速率为0.2~0.6 mm/a, 该断裂在甘孜-玉树断裂带玉树段起着变形分解作用, 吸收了玉树段内约1/3的走滑变形。研究结果可以解释甘孜-玉树断裂带内玉树断裂走滑速率偏小的构造现象, 并为评价甘孜-玉树断裂带玉树段的地震危险性提供基础资料。

三维复杂断层网建模方法及应用

李兆亮,潘懋,杨洋,曹凯,吴耕宇

2015, 51(1):  79-85. 

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针对复杂断层网, 提出一种新的路径切割算法, 能够处理各种复杂的断层相交情况, 如Y型、λ型、X型、半Y型、半λ型等削截关系; 避免了Pillar方法和二叉树等传统方法的限制, 提高了断层建模的灵活性和精确度。该方法提高了断面之间接触关系的半自动处理程度, 方便断层网的快速更新。通过实际模型的验证, 解决了复杂断层网的快速构建问题, 提高了建模效率。

基于共享位置数据的最短时间路径算法

朱瀚,李怀瑜,肖汉,陈秀万,王婷婷

2015, 51(1):  86-92. 

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为了满足人们以最短时间到达目的地的出行需求, 同时合理化地分配人流, 更加充分地利用公共资源, 缓解城市高峰期的道路拥堵问题, 提出一种基于共享位置数据(LBPSS)并以最短时间为目标的最优路径算法, 解决路况信息路网覆盖率不足、更新缓慢及其与现实路况不符等问题, 实现结合实时路况信息的路径导航。结合ArcGIS平台和Android平台, 利用数据库的快速查询、索引支持和集合运用方面的优秀性能, 实现基于共享位置数据的最短时间路径算法的应用实例, 并与目前的常用算法进行试验比较, 验证该算法的可行性和有效性。结果表明, 该方法更具实用价值, 在节省出行时间的同时, 更加合理地对高峰期拥堵道路的车辆进行分流。

天顶对流层干延迟模型高程适用性研究

曹艳丰,陈秀万,李伟,肖汉,李怀瑜

2015, 51(1):  93-98. 

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针对天顶对流层干延迟(ZHD)的3种通用模型, 即Saastamoinen模型、Hopfield模型和Black模型, 构建基于探空数据的Radiosonde方法来解算ZHD并将其作为真值, 在北美夏季中纬度地区真实大气和标准大气两种条件下, 通过对比Radiosonde方法与3种通用模型计算的ZHD结果, 对3种通用模型进行高程适用性分析。结果表明, 3种通用模型都适用于0~30 km的高度, Black模型和Saastamoinen模型的精度相近, Hopfield模型精度最差。最后, 构建高气压变化范围的本地化短期ZHD-P模型。

基于SAIL模型模拟的农作物冠层直射与散射光合有效辐射吸收比例特性研究

李丽,范闻捷,杜永明,唐勇,辛晓洲,张海龙,柳钦火

2015, 51(1):  99-108. 

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为明确太阳直接辐射及散射辐射在进入冠层被冠层吸收以及两者对总光合有效辐射吸收比例(FPAR)造成的影响, 利用SAIL模型模拟不同条件下的直射FPAR、散射FPAR以及总FPAR, 分析影响总FPAR变化的主要因素以及直射FPAR与总FPAR之间的差异。结果表明: FPAR随叶面积指数(LAI)的变化存在饱和现象; 能见度为5, 15, 30 km时散射FPAR对总FPAR的贡献分别是52.6%, 29.3%和21.7%, 随能见度的变化, 直射FPAR与总FPAR间相对误差最大达到13.2%; 随太阳天顶角的变化, 直射FPAR与总FPAR间相对误差最大达到10.29%, 这一误差是由散射FPAR引起的。因此, 在进行植被冠层FPAR遥感反演建模时, 直射FPAR与散射FPAR需要单独建模, 总FPAR则需要根据由天气条件决定的直、散射辐射比例计算得到。

TCLP法评价铅锌尾矿库土壤重金属污染:浸提剂的选择及其与重金属形态的关系

岳聪,汪群慧,袁丽,刘阳生

2015, 51(1):  109-115. 

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分析测定河北省涞源县某铅锌矿区污染土壤的重金属(Zn, Pb, Mn, Ni, Cr, Cd)含量, 基于美国法定重金属污染评价方法(toxicity characteristic leaching procedure, TCLP)对土壤重金属污染状况及生态环境风险进行评价, 并对TCLP浸提剂进行比较筛选, 探究TCLP浸提量与重金属化学形态的相关性。比较两种TCLP浸提剂发现, 浸提剂B (用试剂水稀释17.25 mL的冰醋酸至1 L, 配制后溶液pH值为2.64 ± 0.05)比浸提剂 A (加5.7 mL冰醋酸至500 mL 试剂水中, 再加入64.3 mL 1 mol/L氢氧化钠溶液, 稀释至1 L, 配制后溶液pH应为4.93 ± 0.05)能更有效地提取土壤中的重金属, 并且两者之间存在一定的正相关性, TCLP浸提液中的重金属质量分数与重金属的可交换态、碳酸盐结合态存在一定的关系。

平原城市土地利用与河流污染关系分析---以天津市滨海地区为例

孟祥巍,许学工

2015, 51(1):  116-122. 

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以城市排水区替代平原城市河道的流域范围, 选取天津滨海地区11条河流进行河流污染与土地利用的相关分析。根据遥感影像, 利用GIS提取城市排水区土地利用数据, 计算景观指数并与河流水质状况进行相关分析, 为平原城市河流污染研究提供可行的方法支持和理论依据。结果表明, 城市居民点与工矿用地是河流中重金属污染物(如铅、汞)的主要输入源; 在耕地面积较大时增加了河流的有机污染物(如氨氮, 生化需氧量等); 林地、园地、草地和水体对于城市河流污染物有一定的净化作用。

基于物种间浓度相关法估算2012年中国HCFC-142b排放量

韩佳蕊,李力,方雪坤,吴婧,苏?,温新元,吴宇声,胡建信

2015, 51(1):  123-130. 

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利用北京大学定点较高时间频率浓度监测数据, 甄选HCFC-22为估算HCFC-142b排放量适宜的参考物质, 分析认为以往基于背景地区数据的研究中普遍采用的参考物质CO不适用于利用城市地区大气样品进行物种间浓度相关法研究。根据全国四城市(北京、杭州、兰州和广州)四季的HCFC-142b及其参考物质浓度监测数据, 通过物种间浓度相关法计算2012年中国HCFC-142b排放量为16.24 (13.90~18.58) kt, 相当于1.06 ODP kt和37 Tg CO₂-eq, 占2012年中国HCFCs 排放总量的9.78% (ODP), 占全球HCFC-142b排放总量的30.57%。中国HCFC-142b的减排淘汰工作将在未来中国和全球成功履约中占据重要地位。

基于多维状态空间法的漓江上游生态旅游承载力空间评价及提升策略

杨倩,蒙吉军,王晓东

2015, 51(1):  131-140. 

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以生态旅游热点地区漓江上游为研究区, 构建生态旅游承载力评价的指标体系, 基于遥感影像、基础地理信息数据、社会经济统计数据等多种数据源, 借助GIS空间分析技术, 利用多维度状态空间方法, 从生态环境、经济社会、旅游资源3个维度对漓江上游进行生态旅游承载力空间分异评价。结果表明: 生态环境承载力总体较高, 西部、北部和东北部地区生态环境承载力强; 经济社会承载力总体较低, 但区县差异明显, 桂林市区较强, 灵川县中等, 兴安县较弱; 旅游资源承载力中等, 但桂林市区北部、兴安县城周边、北部山区和灵川南部较高。生态旅游承载力达到和优于理想状态的面积仅占29.28%, 空间分布不均衡, 西南部、东北部承载力较强, 北部、东南部承载力较弱。基于上述结果, 提出提升生态旅游承载力的实施途径, 为漓江上游生态旅游开发与生态系统管理提供借鉴。

基于SWMM模拟的快速城市化地区洪峰径流和非点源污染控制研究

王蓉,秦华鹏,赵智杰

2015, 51(1):  141-150. 

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为避免城市内涝、控制非点源污染, 利用现场监测和模型模拟的方法研究快速城市化地区非点源污染的特征和控制。采用SWMM模型(Storm Water Management Model)模拟研究区的暴雨径流过程和非点源污 染负荷, 分析对比下垫面加入LID (low impact development)和BMPs (best management practices)措施的控制效果。结果表明, LID作为一种离散型城市降雨径流控制装置, 可以有效地减小研究区的径流系数、洪峰流量和非点源污染物负荷。BMPs工程性措施(不透水调蓄池)对研究区的洪峰流量和非点源污染物负荷也有较好的控制效果, 但是对径流总量没有影响。在研究区联合使用这两种措施, 可以更大程度地减小洪峰流量和非点源污染物负荷, 同时减小径流系数。

近10年黄河三角洲土地利用/覆盖时空变化特征与驱动因素定量分析

张成扬,赵智杰

2015, 51(1):  151-158. 

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通过解译2000, 2004和2010年三期遥感影像, 从结构变化、转移矩阵和土地利用程度3个方面分析研究黄河三角洲土地利用/覆盖变化时空特征。结果表明: 10年间黄河三角洲总面积处于动态变化过程中, 主要土地利用/覆盖类型由盐碱地转变为耕地, 城镇用地与农村居民点用地增长迅速, 土地利用程度不断增加。运用Logistic回归分析土地利用/覆盖变化与区域自然、社会经济驱动因素间的定量关系, 同时探究区域规划对土地利用/覆盖变化的影响, 以CLUE-S模型进行模拟验证。结果表明: 海拔、坡度、至最近水库、城镇、河流、主要道路距离6个地理因素以及人口密度、地区生产总值(GDP)、财政收入、工业总产值4个社会经济因素是引起研究区土地利用/覆盖变化的主要驱动因素, 区域规划以划定禁止开发的自然保护区的方式对土地利用/覆盖变化产生显著影响。

北京大学学报

土壤呼吸日动态同温度的关系以及最适测定时间

王嘉慧,方圆,王娓,张馨月,杨艳

2015, 51(1):  159-170. 

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一天一次的土壤呼吸测定方式可能会引起结果的偏差, 为了估计这种偏差以及确定土壤呼吸测定的最适宜时间, 2011年6?8月在河北省塞罕坝地区开展4种植被类型(森林、灌丛、草原和草甸)、13个群落类型土壤呼吸速率日动态以及土壤表层10 cm温度和气温的同步测定。结果表明: 在一天内不同时间进行测定, 可导致土壤呼吸速率偏离程度在-26%~68%; 森林在一天内不同时间进行测定, 对土壤呼吸速率的影响较小(距离日平均值的偏离<10%); 草原和草甸通常在早上7:30-10:30和下午17:00-19:00进行测定对土壤呼吸速率的影响较小(距离日平均值的偏离<10%)。土壤呼吸速率的日变化与土壤温度和气温的日变化密切相关。研究表明, 如果忽略土壤呼吸的日动态, 将会对土壤呼吸速率的估算带来显著影响。

南水北调中线水源区土壤侵蚀变化趋势分析

刘远书,刘宇,曾源,王红雷

2015, 51(1):  171-179. 

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为保护区域的生态环境和维护丹江口水质安全, 基于遥感和地理信息系统技术, 以Landsat TM和HJ-1A/B遥感影像和DEM高程数据为数据源, 对南水北调中线水源区2000 年和2011年的土壤侵蚀进行评价, 分析土壤侵蚀的变化趋势。结果表明: 12年来, 研究区土壤侵蚀总面积下降了234.72×10⁴hm² (下降42.15%), 47个县中有46个土壤侵蚀面积均呈减少趋势, 降幅为13.23%~75.92%; 土壤侵蚀强度构成以轻度、中度和强烈侵蚀为主, 轻度、中度、强烈、极强烈、剧烈的侵蚀面积分别下降了24.81%, 50.34%, 47.41%, 48.24%和49.15%。研究结果说明南水北调中线水源区土壤侵蚀有较大改善, 生态环境保护与建设取得显著成效。

组织公平感与员工工作行为: 心理安全感的中介作用

张燕,解蕴慧,王泸

2015, 51(1):  180-186. 

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以来自3家中国服务行业的247位员工为研究样本, 分两个时点进行数据收集, 并采用结构方程模型进行中介作用分析, 验证组织公平感通过心理安全感这一中介路径来影响员工工作行为。研究结果表明: 员工的组织公平感, 包括分配公平感和程序公平感, 都与心理安全感正相关; 心理安全感在程序公平感对任务绩效、组织公民行为的影响中起到中介作用。该结果强调员工心理安全感的中介作用, 为组织公平感对员工工作行为的影响提供新的解释视角。

婆媳冲突成因的混合方法研究---质性与量化的结合

邹鑫,梅泳涵,吴艳红

2015, 51(1):  187-194. 

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为探明引发婆媳冲突的主要成因, 调查了150名婆婆和156名儿媳, 要求她们写出最有可能导致婆媳冲突的5个主要原因, 并按重要程度排序。通过质性分析、描述性统计、相关分析、探索性因素分析和方差检验等一系列的混合方法分析, 发现争夺权力和资源(89.1%)、观念和行为差异(83.2%)、“自己人”和“外人”的区分(64.4%)是导致婆媳冲突最主要的原因。同时, 婆媳角色、住地、经济状况、受教育程度和家庭地位会影响她们对婆媳冲突成因的看法。探明当代中国引发婆媳冲突的主要因素, 对构建和谐家庭、和谐社会具有指导意义。