检索结果-南通市图书馆

基于可解释机器学习的青藏高原草地物候变化多因素影响分析

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环境科学 2024年第6期45卷 3375-3388页

作者：刘慧文刘欢胡鹏彭辉王硕中国海洋大学环境科学与工程学院青岛266100 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100 中国海洋大学海洋环境地质工程山东省重点实验室青岛266100

气候变化背景下,青藏高原植被物候发生显著改变.然而,影响物候的水热因素众多,目前较少有研究关注多因素对青藏高原物候的影响效应,导致对青藏高原物候变化机制认识不足.为此,研究通过遥感数据解译,在对2002~2021年青藏高原草地物候时... 详细信息

气候变化背景下,青藏高原植被物候发生显著改变.然而,影响物候的水热因素众多,目前较少有研究关注多因素对青藏高原物候的影响效应,导致对青藏高原物候变化机制认识不足.为此,研究通过遥感数据解译,在对2002~2021年青藏高原草地物候时空变化特征分析的基础上,聚焦降水、气温、海拔和土壤等多方面,利用可解释机器学习方法(SHAP)揭示物候变化的主导因素,并量化分析多因素对物候的交互影响.结果表明:①青藏高原分别有56.32%、67.65%和65.50%的草地表现出生长季开始时间(SOS)提前、生长季结束时间(EOS)延迟和生长季长度(LOS)延长趋势;②青藏高原草地SOS和LOS主要受水分条件影响,3月0~10 cm土壤水分对SOS提前和LOS延长起促进作用的范围分别在10~25 kg·m^(-2)和15~25 kg·m^(-2)之间,峰值分别在20 kg·m^(-2)和18 kg·m^(-2)左右;EOS则主要受温度影响,9月和10月温度越高对EOS延迟促进作用越强,并分别在高于8℃和-0.5℃时达到峰值;③水热等因素对物候的影响存在非线性交互效应,3月0~10 cm土壤水分达到20 kg·m^(-2)后,更有利于低降水和低海拔地区SOS提前;10月温度高于0℃后较好的水分条件更有利于EOS延迟;3月0~10 cm土壤水分在12~22 kg·m^(-2)之间时,高降水地区LOS更长.研究表明,可解释机器学习方法可为物候变化的多因素影响定量分析提供一种新的方法.

关键词：青藏高原草地物候时空变化极限梯度提升(XGBoost) SHAP 交互影响

冰期旋回中热带西太平洋碳源汇过程、机理与效应

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科学通报 2024年第13期69卷 1742-1758页

作者：李铁刚熊志方秦秉斌贾奇郭景腾自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用重点实验室青岛266061 崂山实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237

冰期旋回是第四纪地球气候变化最显著的特征,热带西太平洋通过水文循环控制全球气候演化,这是“气候演变低纬驱动”理论的核心内容.由于现代热带西太平洋CO_(2)总体上处于海-气平衡,因此基于“将今论古”的思想,长期以来学术界认为热带... 详细信息

冰期旋回是第四纪地球气候变化最显著的特征,热带西太平洋通过水文循环控制全球气候演化,这是“气候演变低纬驱动”理论的核心内容.由于现代热带西太平洋CO_(2)总体上处于海-气平衡,因此基于“将今论古”的思想,长期以来学术界认为热带西太平洋相对于南大洋等高纬海区在大气CO_(2)分压(pCO_(2))冰期旋回中的作用并没那么重要,从而低估了热带西太平洋通过碳源汇演替调控全球气候的作用.在综合分析上新世以来冰期旋回中热带西太平洋碳源汇过程与机制的基础上,总结出了其气候效应模式,发现冰期时海平面降低导致更多的河流营养物进入海洋,致使近海表层有机碳生产和海底有机碳埋藏加强;同时,远洋为了“补偿”陆架珊瑚礁等钙质生物碳酸盐生产的减少,引起其深部CO32和碱度增加,致使远洋深部碳库增强;另外,开放洋区大型硅藻勃发等有机碳生产演化事件在大洋深部形成呼吸碳库,进一步“放大”了上述增强的深部碳库.这些碳循环过程表明冰期热带西太平洋扮演碳汇角色.间冰期时上述碳循环过程发生的方向或强度与冰期相反,但目前还没有证据证明间冰期热带西太平洋是否扮演碳源角色;尽管冰消期,其确实能向大气释放CO_(2).此外,叠加在冰期旋回之上的长尺度记录以及跨越冰期旋回的重大事件记录均显示,热带西太平洋可以通过全球的遥相关或洋际交换,在深部“被动”形成碳库.但这种“被动”形成的深部碳库是否也发生在冰期旋回中还有待于进一步证实.总之,热带西太平洋碳循环也同水文循环一样,通过碳源汇演替对冰期旋回中大气pCO_(2)和全球气候产生重要影响,从而丰富了“气候演变低纬驱动”理论的内涵.

关键词：表层海洋固碳深部海洋储碳海平面风尘碳循环上新世以来

共存电子受体对微米铁-微生物耦合还原地下水中三氯乙烯过程的影响

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环境科学学报 2024年第5期44卷 253-263页

作者：陈丽君王晓慧袁梦姣赵芳王丽涛辛佳中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室中国海洋大学环境科学与工程学院青岛266100

近年来,对氯代烃类污染地下水进行修复是亟待开展的工作.微米铁(microscale zero-valent iron,mZVI)-微生物耦合技术可充分实现化学还原和微生物还原作用的优势互补,具有良好的应用前景.然而,由于实际地下水成分复杂,共存电子受体(如NO_... 详细信息

近年来,对氯代烃类污染地下水进行修复是亟待开展的工作.微米铁(microscale zero-valent iron,mZVI)-微生物耦合技术可充分实现化学还原和微生物还原作用的优势互补,具有良好的应用前景.然而,由于实际地下水成分复杂,共存电子受体(如NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-))可能与目标污染物竞争电子或影响ZVI和微生物的活性,降低体系对目标污染物的修复效果.鉴于此,本研究拟以典型氯代烃三氯乙烯(trichloroethylene,TCE)为目标污染物,以NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)为代表性共存电子受体,依托批量实验探究不同水化学条件下耦合体系的TCE去除效率和电子效率.研究表明相比于TCE为唯一电子受体的对照组,各浓度水平的NO_(3)^(-)均降低TCE去除率和产物的完全脱氯率(CDR),有毒害作用的氯代中间产物(二氯乙烯cis-DCE、trans-DCE、1,1-DCE)占比较大;各浓度水平SO_(4)^(2-)均能提高TCE去除速率,低、中浓度SO_(4)^(2-)共存时TCE更倾向于生成清洁产物(乙烯C_(2)H_(4)、乙烷C_(2)H_(6)、乙炔C_(2)H_(2)和多碳产物C_(3)~C_(6)),而高浓度SO_(4)^(2-)共存组产物脱氯程度低.NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)共同存在时,与各自单一存在时相比,TCE去除率和电子效率进一步下降,但CDR值较高.NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)均占据还原当量使体系的电子效率下降,且共存电子受体浓度越高电子流失越严重.

关键词：微米铁微生物三氯乙烯共存电子受体电子效率完全脱氯率

海底线缆在液化海床中的受力试验及防护固定桩最优间距计算

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中国海洋大学学报(自然科学版) 2024年第8期 142-151页

作者：李猛许兴北田浩许国辉陈志远中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室

为解决海床液化以后埋置线缆被液化土体携带作近似椭圆的运动而导致其位于液化区域边缘处的部分发生弯折疲劳破坏的问题，本文利用波浪水槽试验，对模型线缆的竖向位移和端部受力进行了监测，结果显示土体液化后的波动造成此2项监测数... 详细信息

为解决海床液化以后埋置线缆被液化土体携带作近似椭圆的运动而导致其位于液化区域边缘处的部分发生弯折疲劳破坏的问题，本文利用波浪水槽试验，对模型线缆的竖向位移和端部受力进行了监测，结果显示土体液化后的波动造成此2项监测数据均有增大，表明了液化土可能对埋设其中的线缆有损毁作用。本文提出在海床内埋设桩基固定线缆的方案，从而基于悬链线方程，并根据埕岛海域海洋动力环境特征来计算该海域海底电缆的防护固定桩最优间距。计算结果表明，当土体液化后，埕岛海域电缆在无保护措施的情况下可能会发生断裂，当设置防护固定桩间距为300 m时，可起到保护作用。

关键词：海底线缆粉质土海床波致液化悬链线公式防护固定桩

零价铝还原联合过硫酸盐氧化高效处理DDNP工业废水

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工业水处理 2024年第4期44卷 98-104页

作者：杨震李阳杨世迎中国海洋大学环境科学与工程学院海洋环境与生态教育部重点实验室山东省海洋环境地质工程重点实验室山东青岛266100

二硝基重氮酚(DDNP)是一种应用广泛的高效引发炸药,生产单位质量的DDNP便会产生200~300倍的含DDNP及其衍生物的工业废水。DDNP毒性大且十分稳定,难以生物降解,而且由于其结构中存在强吸电子的硝基结构,具有抗氧化性,单一高级氧化技术也... 详细信息

二硝基重氮酚(DDNP)是一种应用广泛的高效引发炸药,生产单位质量的DDNP便会产生200~300倍的含DDNP及其衍生物的工业废水。DDNP毒性大且十分稳定,难以生物降解,而且由于其结构中存在强吸电子的硝基结构,具有抗氧化性,单一高级氧化技术也难以将其彻底降解。利用改性微米零价铝(C@mZVAl)联合过硫酸钠(Na_(2)S_(2)O_(8))构建先还原后氧化体系,考察耦合体系对DDNP的降解性能。结果表明,无需进行额外稀释或调pH等预处理,C@mZVAl联合Na_(2)S_(2)O_(8)便可实现对实际DDNP工业废水〔DDNP(1 050±15) mg/L〕的高效处理,处理效果明显优于单独的氧化或还原处理体系。增加C@mZVAl的投加量可以加快还原阶段的反应速率,增加Na_(2)S_(2)O_(8)的投加量可进一步提高DDNP和COD的去除率,当DDNP初始质量浓度为(1 050±15) mg/L时,还原阶段投加8 g/L C@mZVAl联合氧化阶段投加10 mmol/L Na_(2)S_(2)O_(8)进行反应,废水中DDNP降解率达96.81%,COD去除率达81.20%,出水清澈。相较于目前其他的DDNP处理工艺,改性微米零价铝(C@mZVAl)联合过硫酸钠(Na_(2)S_(2)O_(8))工艺具有效率高、操作简单、药剂消耗少等特点,为DDNP及其他类型抗氧化有机工业废水的治理提供新的思路。

关键词：二硝基重氮酚工业废水抗氧化有机污染物零价铝过硫酸钠

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基于Pasternak海床模型的椭圆余弦波浪荷载作用下埋置管线动力响应解析解

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工程力学 2024年第1期41卷 76-89页

作者：张治国叶铜张成平 PAN Yu-tao 沈安鑫吴钟腾上海理工大学环境与建筑学院上海200093 自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室福建省地质灾害重点实验室福州350002 国家海洋局北海预报中心山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室青岛266061 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 Department of Civil and Environmental Engineering National University of SingaporeSingapore 119077

通过两阶段分析方法,针对椭圆余弦波作用下埋置管线的动力响应进行了探究。基于椭圆余弦波理论,采用Biot固结方程推导了非线性波浪作用下浅水区埋置管线所受的周期波浪压力;将管线考虑为动力Pasternak海床模型上的Euler-Bernoulli梁,将... 详细信息

通过两阶段分析方法,针对椭圆余弦波作用下埋置管线的动力响应进行了探究。基于椭圆余弦波理论,采用Biot固结方程推导了非线性波浪作用下浅水区埋置管线所受的周期波浪压力;将管线考虑为动力Pasternak海床模型上的Euler-Bernoulli梁,将波浪动荷载施加到管线上获得无限长管线的动力响应偏微分控制方程;利用Fourier变换和Laplace变换并借助卷积定理得到管线挠度、速度、加速度、转角、弯矩和剪力的动力响应解。通过与三维有限元数值算例及既有试验结果对比验证了解析解的正确性与适用性。对椭圆余弦波作用下埋置管线的动力响应特性进行了敏感参数分析,结果表明:波浪高度H显著影响了波面形状与海床内波浪力大小,不同浪高下管线转角、弯矩和剪力的变化更明显,而挠度、速度和加速度响应敏感性则较低。

关键词：非线性波浪埋置管线渗流力管土作用动力Pasternak海床模型

典型水深与海底介质条件下的OBC/OBN多分量地震数据波型特征

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石油物探 2024年第1期63卷 45-60页

作者：王腾飞刘学义程玖兵同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092

海底电缆或海底节点(OBC/OBN)多分量地震是开展海上复杂油气藏勘探的重要手段之一。由于地震波与自由表面及海底界面的互相作用,海底多分量地震记录中波型成分十分复杂。调查其中各类信号与噪声的形成机制及其影响,可为后续数据处理与... 详细信息

海底电缆或海底节点(OBC/OBN)多分量地震是开展海上复杂油气藏勘探的重要手段之一。由于地震波与自由表面及海底界面的互相作用,海底多分量地震记录中波型成分十分复杂。调查其中各类信号与噪声的形成机制及其影响,可为后续数据处理与解释提供关键依据。针对海底多分量地震观测条件下潜在的波场信号,按照不同水深与典型海底沉积物性质构建代表性的弹性参数模型,利用谱元法合成OBC/OBN多分量地震记录,分析各类波型成分的表现特征,揭示水深和海底介质特性对波场运动学及动力学特征的影响。通过与东海浅水区和南海深水区海底地震仪(OBS)采集的实际地震数据的对比分析,确认了水深与海底介质条件对表面多次波与海底界面波的调控机理,为海底多分量地震数据处理方法研究与技术应用提供有益的指导。

关键词：海底多分量地震海底界面效应 P-S模式耦合自由表面多次波海底地震仪 OBC/OBN

东海北部滨海湿地铁氧化细菌的分布及其对不同氧气穿透深度的响应

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微生物学报 2024年第6期64卷 1704-1720页

作者：祁文龙宿蕾马忠霖王鹏李江涛同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092

【目的】滨海湿地生态系统位于淡水与海水交互地带,含有高浓度Fe^(2+)的地下水渗透到沉积物表层形成的湿地径流和周期性潮汐淹水形成的含氧-缺氧界面有利于铁氧化细菌介导的Fe^(2+)的生物氧化过程发生。然而,目前缺乏对滨海湿地生态系... 详细信息

【目的】滨海湿地生态系统位于淡水与海水交互地带,含有高浓度Fe^(2+)的地下水渗透到沉积物表层形成的湿地径流和周期性潮汐淹水形成的含氧-缺氧界面有利于铁氧化细菌介导的Fe^(2+)的生物氧化过程发生。然而,目前缺乏对滨海湿地生态系统中铁氧化细菌类群的全面评估。【方法】以上海崇明西沙湿地公园及浙江舟山市朱家尖岛东沙沙滩两地共5处滨海湿地沉积物为研究对象,分析沉积物的氧气穿透深度等环境参数,并基于16S rRNA基因扩增子测序技术,全面解析不同滨海湿地生态系统中细菌与铁氧化细菌的群落组成与分布特征。【结果】与崇明西沙湿地相比,朱家尖岛东沙沙滩有更深的氧气穿透深度,达到10 mm以上。非度量多尺度分析(non-metric multidimensional scaling,NMDS)统计结果表明,细菌群落结构主要受到区域位置不同导致的环境条件差异的影响,而铁氧化细菌的群落结构则受到采样的区域位置和沉积物氧气穿透深度的共同影响。崇明西沙湿地和朱家尖岛东沙沙滩的优势细菌为蓝细菌门(Cyanobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria);优势铁氧化细菌为嘉利翁氏菌属(Gallionella)、红细菌属(Rhodobacter)、Lepthothrix和Sideroxydans。【结论】通过对崇明西沙湿地和朱家尖岛东沙沙滩沉积物中栖息的铁氧化菌的调查发现,铁氧化细菌的群落组成与湿地沉积物类型导致的氧气穿透深度差异具有密切联系。

关键词：崇明西沙湿地朱家尖岛东沙沙滩滨海湿地氧气穿透深度铁氧化细菌

基于Scholte波频散特性的深海海底横波速度反演

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Applied Geophysics 2024年第1期21卷 13-30,203页

作者：于鹏飞江佳萌耿建华张宝金河海大学海洋学院南京210024 海洋地质国家重点实验室同济大学上海200092 广州海洋地质调查局广州525027

深海环境下海水的声波速度是非匀速的,变速的海水会影响海底Scholte波的频散特性,为了提高利用Scholte波频散特性反演海底横波速度的精度,需建立速度连续变化的水平分层海水-分层海底(HLSLS)模型。本文基于波动理论推导HLSLS模型Scholt... 详细信息

深海环境下海水的声波速度是非匀速的,变速的海水会影响海底Scholte波的频散特性,为了提高利用Scholte波频散特性反演海底横波速度的精度,需建立速度连续变化的水平分层海水-分层海底(HLSLS)模型。本文基于波动理论推导HLSLS模型Scholte波频散方程和振幅深度方程。然后,基于南海海水声速剖面和实际海底弹性介质参数,分析深海环境海水速度变化对Scholte波频散特性的影响。最后,将方法用于南海深水OBS地震数据反演得到一条二维海底横波速度剖面,反演结果很好的指示了海底天然气水合物储层的分布。结果表明:深海环境下,利用海底OBS数据中的Scholte波反演海底浅层横波速度结构是可行的,南海实际深水OBS数据应用进一步验证了方法的准确性和实用性。

关键词： Scholte波频散特性变速海水 OBS 横波速度反演