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2017年 第53卷 第1期 刊出日期：2017-01-20

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一种基于特征的复杂平房顶建筑化简算法

葛磊, 武芳, 李建胜, 马智刚

2017, 53(1):  1-7.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2016.111

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基于特征分析的方法, 对复杂平房顶建筑的综合算法进行研究, 将建筑特征分为双边特征、三边特征和部件特征三类。根据各类特征的特点, 设计具体的化简算子, 在分析各算子之间关系的基础上, 设计化简算法的一般流程。以两类典型建筑和建筑群为基础, 对所提出的算法进行实验验证, 当采用不同阈值进行化简时, 建筑的主要特征均保持良好, 综合结果合理, 算法效率较高。

近51年云南滇中地区地面气象要素变化特征的统计分析

郑亦佳, 缪育聪, 刘树华, 何萍, 王姝

2017, 53(1):  8-18.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2016.098

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利用1963—2013年4个国家基本/基准站(昆明、楚雄、玉溪和曲靖)的近地面温度、相对湿度和降水量的观测资料, 对云南滇中地区近 51 年来的气象要素的变化特征进行统计分析。结果显示: 近 51 年来, 滇中地区增温趋势明显, 冬季的增温幅度最大, 昆明市作为上述滇中城市中发展最快的城市, 年增温趋势是 4 个城市中最明显的; 滇中地区年降水量呈波动减少趋势, 冬、春季降水量增加而夏、秋季减少, 昆明市年降水量的降幅最大, 楚雄市只呈微弱的上升趋势; 4 个城市年均及各季节的相对湿度均呈显著下降趋势, 各季节的降幅差别不大。通过小波分析, 发现滇中地区不同气象要素的周期变化具有一定的相关性: 在 36年时间尺度上, 相对湿度的干(湿)中心与气温的暖(冷)中心对应; 在 16~32 年时间尺度上, 相对湿度的干(湿)中心与降水量的弱(强)中心对应。

超虚干涉法压制瑞利波研究

王宇航, 安圣培, 王为中, 胡天跃

2017, 53(1):  19-25.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2016.048

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常规的瑞利波压制方法是利用瑞利波和有效波在频率或视速度方面的差异, 对瑞利波进行分离和压制, 在差异较小时, 压制效果不理想。针对这一问题, 引入超虚干涉法实现瑞利波压制。该方法是一种数据驱动的方法, 不依赖频率和视速度信息, 且对于复杂地表有较好的适用性。与传统干涉法只能预测检波点间的瑞利波并要求检波点附近存在真实炮点相比, 超虚干涉法可以直接得到炮点至检波点的瑞利波, 进而通过多道L₁范数自适应相减法去除瑞利波。通过合成数据处理, 利用该方法压制瑞利波取得一定的效果。

虚同相轴法预测地震层间多次波在实际应用中的可行性分析

刘璐, 胡天跃, 安圣培, 吴静

2017, 53(1):  26-36.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2016.089

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针对虚同相轴法在实际应用中存在多次波的高效匹配、其他噪声的干扰以及观测系统的影响等问题, 通过对模型数据的研究, 提出一种基于高阶高分辨率Radon变换的高效匹配方法, 在匹配时间和效率两方面有很大提高。对传统范数匹配方法中的滤波矩阵、时窗长度进行定量分析和优化选取, 对虚同相轴方法的抗噪能力以及观测系统的影响进行定量分析, 并讨论其适用范围。研究结果对该方法的实际应用有一定的参考意义。

柴达木盆地扎哈泉地区致密油新类型的发现及其特征

周宾, 关平, 魏恒飞, 张永庶, 付玲, 于川淇

2017, 53(1):  37-49.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2017.008

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运用沉积学、储层地质学和有机地球化学等手段, 对最近在柴达木盆地扎哈泉地区新发现的致密油藏进行研究。扎哈泉地区沉积相以滨浅湖的滩坝砂为主体, 为致密油的形成打下了沉积学基础。本区致密油的产状特征是油层薄, 与烃源岩呈薄互层产出, 为近源自生自储关系, 提供了非常有利于致密油形成的源储共生组合条件。致密油储层致密, 具有微米级孔隙和纳米级孔隙, 储层平均孔隙度为5.8%, 平均渗透率为0.45 mD, 属于典型致密油藏。与致密油储层互层的古近系烃源岩的有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ₁型为主; T_max在311~461ºC之间, 处于低熟至成熟阶段。有机碳含量主要分布在0.29%~4.42%之间, 但多数低于1.0%, 比现阶段致密油烃源岩的标准明显偏低, 属于一种特殊类型。与其他盆地相比, 虽然柴达木盆地扎哈泉地区致密油烃源岩有机质丰度偏低, 但该地区咸化湖泊环境使其具有生烃转化率高的典型特点, 因此, 同样可以生成较多的液态烃类, 预示柴达木盆地致密油勘探具有很大的潜力。

钨酸钠与天然土状石墨在高温氩气氛围中的转化过程

魏霖荫, 传秀云, 黄杜斌, 苏双青, 金时运

2017, 53(1):  50-56.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2016.052

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以 Na₂WO₄为钨源, 天然土状石墨为碳源, 研究二者在高温氩气气氛下的转化过程及规律, 利用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及电子能谱(EDS)对产物进行分析。结果表明, Na₂WO₄ 与石墨的混合样品在氩气气氛下经高温处理, 可以生成不同的碳钨化合物。首先, 石墨与 Na₂WO₄ 在接触界面发生还原反应, 将Na₂WO₄还原为α-W₂C和β-W₂C; 然后, 随着石墨增多, 当Na₂WO₄与石墨的质量比小于1:1时, 石墨开始将 α-W₂C 还原为 α-WC, 直至 Na₂WO₄ 与石墨的质量比为 1:5 时, 石墨可以将 α-W₂C 完全转化为 α-WC。

内蒙古大青山晚中生代以来的隆升‒剥露过程

徐芹芹, 季建清, 赵文韬, 于祥江

2017, 53(1):  57-65.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2016.096

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对大青山东段 4 件基岩样品进行磷灰石裂变径迹研究, 获得该区晚中生代以来的隆升-剥露历史, 并探讨大青山现代地貌的形成。样品的磷灰石裂变径迹年龄为 57.7±3.8~50.4±3.3 Ma, 封闭径迹长度分布在10.7±0.4~9.9±0.1 μm之间。热历史模拟结果表明, 大青山地区存在晚白垩世(约 100~90 Ma)和中-晚中新世(13.5~7 Ma)以来两个快速抬升冷却阶段, 13.5~7 Ma 以来是本区剥露最快的时期, 这一阶段的隆升造就现今大青山的地貌格局。

华南上扬子区奥陶纪特马豆克阶的海平面变化

孙永超, 刘建波

2017, 53(1):  66-80.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2016.123

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在较为精细的生物地层学研究基础上, 对位于华南上扬子区 4 条剖面的沉积相组合以及沉积相序列进行分析, 建立上扬子区特马豆克期高分辨率相对海平面变化曲线。识别出 10 个沉积相, 划分出 3 个沉积相组合, 分别沉积于浅潮下带、深潮下带和页岩盆地带; 识别出 5 次重要的海侵事件, 分别发生在 TS.1a 早期、TS.1a 晚期、TS.1c 早期、TS.1c 晚期和TS.1d 晚期, 其中 TS.1c 早期的海侵为特马豆克期最大海侵事件。通过与其他板块海平面变化曲线的对比, 发现上扬子区海平面变化主要受全球海平面变化的控制。

内蒙古鄂托克旗查布地区恐爪龙类足迹的发现及其意义

王宝鹏, 李建军, 白志强, 常洁琼, 张永强

2017, 53(1):  81-90.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2016.099

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内蒙古查布地区下白垩统中保存大量的兽脚类和蜥脚类恐龙足迹以及鸟类足迹化石, 2014年再次对内蒙古鄂托克旗野外地质遗迹博物馆(8A 和 8B 化石点)周边的地层进行系统考察, 发现两个恐爪龙类恐龙(Deinonychosauria)的二趾型兽脚类足迹, 这在鄂托克地区是首次发现。经对比研究, 将其归入奔驰龙足迹属(Dromaeosauripus)。与奔驰龙足迹一起发现的还有其他两种兽脚类足迹(Asianopodus robustus和Grallator), 反映了恐爪龙类恐龙的生活习性。此类足迹的发现不仅填补了内蒙驰龙足迹(Dromaeopodidae)的空白, 增加了世界二趾型足迹的记录, 也为鄂托克地区古生态与地层对比提供了素材。

我国污染密集型产业的显性转移与隐性转移研究

王奇, 刘巧玲, 李鹏

2017, 53(1):  91-100.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2016.110

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从生产与消费相结合的视角出发, 基于“谁消费、谁生产”的原则, 构建资源占用变动的指标来定量评估产业转移, 进一步将产业转移分为传统的基于生产份额变动的显性转移和考虑消费变动的隐性转移。对我国30个省份3个主要水污染密集型产业转移量的实证研究结果表明, 2002—2007年期间造纸及纸制品业主要向东部地区转移, 且主要为生产份额扩大的显性转移; 化学原料及化学品制造业也主要向东部地区转移, 但以生产产品更多地为其他地区所消费的隐性转移为主; 农副食品加工业则主要向中、西部地区转移, 且显、隐性转移均较明显。不同产业表现出不同的产业转移特征, 未来应制定差别化的产业转移管制政策。

京津冀地区农业劳动生产率的分异特征及其影响因素

刘玉, 郑艳东, 陈秧分

2017, 53(1):  101-110.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2017.001

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以京津冀地区 171 个县域为研究单元, 利用GIS空间分析等方法, 分析1994, 2000, 2006 和 2012 年农业劳动生产率的空间分异特征, 并借助地理加权回归模型揭示2000和2012年县域农业劳动生产率空间分异的影响因素, 得到以下结果。1) 县域农业劳动生产率发展不均衡, 空间分异显著。京津唐地区的农业劳动生产率较高, 但近年来北京所辖区县的农业劳动生产率提升较慢, 高高集聚单元数明显减少; 石家庄市周边出现新的高高集聚类型区; 张家口、承德、保定和邢台所辖多数县域的农业劳动生产率处于较低水平。2) 县域农业劳动生产率快速提升, 并且两极分化趋势不明显; 4 个年份中, 县域农业劳动生产率存在显著的正向相关性, 但空间集聚程度减弱。3) 地理加权回归模型的拟合结果明显优于普通最小二乘法。171个县域各控制变量的参数估计结果和回归系数均不相同, 县域农业劳动生产率的驱动因素呈现非均衡联动的局域性特征, 其中, 上期农业劳动生产率的影响最显著。因此, 应结合县域农业劳动生产率的现状和影响因子的效应, 因地制宜地采取相应措施, 优化和提升区域农业劳动生产率。

北京地区PM_2.5浓度与气象要素的相关分析

周一敏, 赵昕奕

2017, 53(1):  111-124.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2017.002

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利用美国驻中国大使馆2009年以来的PM_2.5浓度监测数据、MODIS 光学厚度数据和NCEP边界层气象要素数据, 对近年来北京地区 PM_2.5 和边界层内气象要素进行分析。结果表明: 2009—2011 年夏、秋季以及 2012 年夏、冬季北京地区 PM_2.5 污染情况较为严重, 2013 和 2014 年污染情况稍有转好; 北风为有利于PM_2.5 扩散的气象条件, 且随着北风增强, 扩散效果更好; 南风为有利于 PM_2.5 堆积的气象条件, 且随着南风增大, 堆积效果略微增加; 边界层高度越高, 越有利于PM_2.5的扩散; 相对湿度越大, 越有利于PM_2.5的堆积; 降水对 PM_2.5 有明显的驱散作用。21 世纪以来, 北京地区的平均边界层高度有明显的降低趋势, 从 2500 m降低到 1500 m 以下, 其他气象要素没有明显的年际变化。

北京市售食用菌的重金属含量及其对Pb的吸附特性研究

姜源, 郝瑞霞, 杨诗琴

2017, 53(1):  125-134.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2017.003

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分析几种常见食用菌(平菇、口蘑、木耳和蟹味菇)的重金属含量, 结合国家卫生标准对其安全性进行评估。结果表明, 常见食用菌子实体的重金属(Pb, Mn, Co, Ni, Cr, Zn, Fe, Cd, V, Cu)含量均低于国家食用菌卫生限量标准。利用不同种类食用菌作为生物吸附剂, 通过实验, 研究各种食用菌子实体对 Pb (Ⅱ)的吸附特性、吸附模型以及吸附动力学特征。平菇、口蘑、木耳、蟹味菇的匀浆以及木耳活体的吸附过程均可用Langmuir 方程进行拟合; 平菇活体适合 Frendlich 方程。平菇、口蘑、木耳和蟹味菇对 Pb (Ⅱ)的最大吸附量可达91.7, 123, 58.5和120 mg/g, 与其他生物吸附剂相比, 吸附效果更好。动力学研究发现, 准二阶模型更符合食用菌对Pb(Ⅱ)的吸附过程。研究结果揭示了食用菌用于治理重金属污染的可行性。

一种含铜固体电极在新型无膜生物电化学系统中的应用研究

陶虎春, 于太安, 张晓, 石刚, 李金波

2017, 53(1):  135-141.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2016.109

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采用壳聚糖修饰电极吸附溶液中 Cu(Ⅱ)制得含铜固体电极, 将其用做新型无膜生物电化学系统(MACMCB)阴极。研究固体电极 Cu(Ⅱ)质量和外阻对 MACMCB 电压的影响。结果表明, 系统电压与含铜固体电极 Cu(Ⅱ)质量及系统外阻正相关, 最大输出电压达 0.6346 V。该系统 Cu(Ⅱ)还原效率高于 92.75%, 表明 Cu(Ⅱ)做电子受体得电子能力强, Cu(Ⅱ)几乎被全部还原。MACMCB 与微生物燃料电池(MFC)的效率对比结果表明, 在一定时间内, MACMCB 在底物降解效率和产能输出方面明显优于 MFC, 推荐含铜固体电极更换时间为 10~30 小时。含铜固体电极中 Cu(Ⅱ)主要以 CuSO₄ 分子形式存在, 放电后 Cu(Ⅱ)的主要还原产物为单质Cu, 含少量Cu₂O, 另外掺杂部分Cu元素的磷化物和氯化物沉淀。

我国北方温带草地土壤微生物群落组成及其环境影响因素

方圆, 王娓, 姚晓东, 彭晓茜

2017, 53(1):  142-150.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2017.017

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选择我国北方温带草原中的草甸草原、典型草原、荒漠草原 3 种类型共 13 个样点进行调查, 对土壤微生物磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acids, PLFAs)进行测定。对土壤微生物群落进行无量度多维标定排序(nonmetric multidimensional scaling, NMDS), 排序后的样点空间异质性显示 3 种草原类型微生物群落结构差异明显。结合 10 种环境因素, 对土壤微生物群落组成进行冗余分析, 解释率达到 79.87%。研究结果表明: 土壤含水量、土壤总碳和土壤总氮影响草甸草原土壤微生物群落组成; 典型草原土壤微生物群落组成主要受到土壤轻组碳和土壤轻组氮的调节; 影响荒漠草原土壤微生物群落组成的因素为年均温和土壤pH值。

基于DEA 方法的我国省际绿色全要素生产率评估—— 不同模型选择的差异性探析

冯杰, 张世秋

2017, 53(1):  151-159.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2016.119

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基于对我国省际绿色全要素生产率的实证研究, 发现使用不同的 DEA 模型会显著地影响省际绿色全要素生产率的时空分布特征, 不同效率测度指标的选择对于结果的影响远远小于不同的生产前沿面假设。进一步分析发现, SBM 模型更符合绿色全要素生产率的现实含义。基于 SBM 模型的研究结果表明, 我国绿色全要素生产率表现出从东部沿海地区到西部地区递减的趋势, 虽然 2005—2013 年期间在整体上有所改善, 然而省际之间的绿色全要素生产率差异却越来越大。

土地利用与景观格局对 PM_2.5 浓度的影响—— 以深圳市为例

谢舞丹, 吴健生

2017, 53(1):  160-170.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2016.120

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以深圳市为研究区, 利用空气质量监测站点PM_2.5浓度数据, 选取类型水平的景观类型所占比例(PLAND), 边缘密度(ED), 以及景观水平的蔓延度(CONTAG), 斑块数量(NP)和斑块平均面积(AREA_MN)共5 个景观指数, 并结合道路长度、餐饮点分布数量、海拔和土地利用类型等影响PM_2.5浓度的因子, 运用相关分析和多元逐步回归分析方法, 探究深圳市土地利用和城市景观格局对PM_2.5浓度的影响。结果表明: 1) 土地利用中, 植被对 PM_2.5浓度的削减起着至关重要的作用; 2) 城市各类型景观格局特征中, 组成特征(PLAND)和结构特征(ED)对PM_2.5浓度的影响显著; 3) 城市整体景观中, 景观水平的破碎度与PM_2.5浓度关系密切。研究结果可以加深对景观生态学中过程-格局相互作用的认识, 为大气污染防治和城市景观格局的规划管理提供参考和借鉴, 同时在监测数据缺失的情况下, 提供一种借助景观指数估算PM_2.5浓度的方法。

温暖化加剧青藏高原高寒草甸土非生长季冻融循环

林笠, 王其兵, 张振华, 贺金生

2017, 53(1):  171-178.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2016.121

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在2013年10月至次年4月, 首次利用微根管直接观测和土壤温度间接观测相结合的方法, 研究增温对青藏高原高寒草甸土壤冻融循环过程的影响。结果显示: 1) 全年增温和冬季增温均显著增加非生长季 5, 10, 20 cm 的土壤温度, 而且冬季增温处理下的 5~20 cm土壤非生长季月平均温度比全年增温处理下的高0.01~0.18^oC; 2) 全年增温和冬季增温显著降低了完全冻结期和冬春解冻期的冻土层厚度, 而对秋冬始冻期的冻土层厚度没有影响; 3) 全年增温和冬季增温显著减少了完全冻结期的持续天数和增加冬春解冻期的持续天数, 而对秋冬始冻期的持续天数没有影响; 4) 冬季增温比全年增温对冻土层厚度和冻融循环持续天数的影响更加显著。研究表明, 在青藏高原高寒草甸气候温暖化的趋势下, 非生长季土壤冻融交替天数的增加, 可能会进一步对高寒地区的地下碳氮循环产生重要的影响。

非资源消费型野生动物旅游风险感知研究: 澳大利亚班布里海豚探索中心实证

丛丽, 吴必虎, 张玉钧, David Newsome

2017, 53(1):  179-188.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2016.040

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通过对前往澳大利亚班布里海豚探索中心的访客进行调研, 运用因子分析、K-means 聚类分析、方差分析等定量方法, 分析游客对在野外生境中接触海豚的风险感知程度及差异性。通过探索性因子分析, 共识别和提取野生动物旅游风险感知量表的 3 个维度: 体验质量风险、舒适性风险和身体安全风险。受访者感知程度最强为体验质量因子, 其次为舒适性, 最后为身体安全。运用 K-means 聚类分析方法, 依据量表均值得分, 将受访者分为 3 类: 弱风险感知、强风险感知和中等风险感知, 而样本总体对接触海豚风险感知程度归属为弱风险感知, 认为接触海豚是相对安全的活动。通过独立样本t检验和方差分析, 对比不同游客特征对野生动物旅游风险感知的差异性。结果发现, 人口社会学特征中, 除性别外, 不同年龄、收入和家庭状况在风险感知程度上均存在显著性差异; 旅游行为中, 旅游经历、旅行同伴、消费额和停留时间对风险感知具有显著性差异, 信息来源途径无显著性差异; 满意度和重游意愿对风险感知都具有显著性差异。

突变论尖角模型在树材积估算中的应用研究

李伟, 陈秀万, 毛海颖, 李飞

2017, 53(1):  189-196.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2016.092

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为了研究树木的生长是否也存在突变的问题, 将突变论的尖角模型理论应用于我国北方——内蒙古赤峰市旺业甸林场 10 个常见树种单木材积的测定和计算。选取 10 个北方常见树种, 对其树高(H)、胸径(D)、材积(V)、地径(D₀)等参数进行测定, 并以此作为真值, 利用改进差分进化算法对建立的“材积-树高-胸径”模型进行内符合精度检验, 利用边缘树种对模型进行外符合精度检验, 比较模型计算值与仪器测量值之间的差异。在经过一定的迭代之后, 结果表明: 模型的总体相对误差 RS 在[0.001, 0.05]范围, 平均相对误差 E 在 [-0.11, 0.02]范围, 总体预估精度 P 大于 80%, 说明模型拟合较好, 即突变论中的尖角模型理论适用于我国北方 10 个树种单木材积模型的建立, 同时说明随着树木的不断生长, 当树高达到一定高度时, 材积将遵循突变论的尖角模型理论。这是突变论的尖角模型理论首次应用到单木材积的测定, 并得到较好的拟合结果。同时, 在不连续的测量状态下建立的突变低维模型为树木材积的研究和各树种间的空间竞争研究提供了一定的理论和实践依据。