基于植被分布的河道糙率分区及率定方法

天然河流的河道综合糙率呈现出空间上的差异性和随水位(或流量)变化的动态性,但目前缺乏相关参数化方法来定量描述河道糙率的动态变化规律。尝试通过参数化方法开展受河道植被影响显著河流的糙率反演研究,用以提升模型精度。基于植被分布将河道断面划分为若干糙率不同的子区,通过率定河道断面各分区的糙率,从而反演糙率—水位曲线。在此基础上通过分析河道植被覆盖情况与河道断面特点对糙率曲线变化的影响,推求了基于分区糙率的河道断面综合糙率计算公式,从而定量描述分区糙率与综合糙率的关系。以漓江干流为例,采用该方法率定漓江干流(大溶江至阳朔段)水动力模型。结果表明:漓江干流综合糙率随水位在0. 022～0. 180间变化;在1. 5 m的临界水深下,断面可划分为底床植被区(n=0. 210)与非植被区(n=0. 006),能较好地反演糙率—水位曲线并获得理想的水位模拟效果。漓江底床植被繁茂是糙率随水位变化的根本原因,断面边滩的坡度变化是糙率与水位曲线梯度变化的主要驱动因素,两者的共同作用使得糙率随着水位呈现两段式的非线性变化。

基于差商分析的土裂隙分形无标度区确定方法

为了定量确定土裂隙的分形无标度区、提高分形维数计算结果的可靠性,基于数字图像处理技术提取土干缩裂隙图像,分析了在盒维数计算中拟合区间对土裂隙图像分形特征和分形维数计算结果的影响,并提出了采用差商分析的方法确定分形无标度区。结果表明,就同一张土裂隙图像而言,不同拟合区间的选取会导致分形维数值出现较大差异性,即计算存在不确定性;网格尺寸较小时,土裂隙分形特征较为明显,当网格尺寸增大到一定程度后,分形特征减弱甚至消失;采用一、二阶差商分析的方法可确定裂隙图像的分形无标度区,从而提升分形维数计算的可靠性。

城市人工湖营养盐与抗生素的时空分布特征及生态风险评价

对福州市晋安湖不同点位的上覆水及沉积物中营养盐和抗生素开展了一年监测,重点解析了传统污染物与新污染物引起的时空分布差异,对其引起的生态风险进行了评价。研究结果显示,湖体上覆水总氮浓度全年维持在较高水平(1.88~4.96 mg/L),而总磷在夏季表现出较高的浓度水平(0.15~0.55 mg/L),湖体在夏季呈现中度富营养状态(TLI值介于59.92~66.34)。湖体沉积物总氮含量为30.0~1780.0 mg/kg,总磷含量为81.4~2585.0 mg/kg,显示为中度或重度的富营养化污染。上覆水、沉积物中检测到5种抗生素(磺胺甲噁唑、四环素、磺胺多辛、磺胺林、土霉素)的浓度范围分别为0.49~13.03 ng/L、0.23~4.80 ng/g,抗生素的浓度及生态风险在冬季高于其他季节。针对城市人工湖可能同时存在的富营养化风险和生态风险,需要考虑常规污染物与新污染物的时间、空间分布特征,选择更为有效的技术对关键点位存在的复合污染进行针对性治理。

福州市某人工湖空间异质性和环境因子对浮游植物群落结构的影响

城市人工湖水体的浮游植物群落时空分布特征及其富营养化风险会严重影响其生态景观功能,本研究对福州某人工湖的浮游植物群落结构和环境因子进行聚类(CA),将其分为4个区域,并进一步分析不同区域的富营养化状态和污染成因,以提出针对性控制策略。结果表明,区域Ⅰ、Ⅱ浮游植物生物量分别为0.14 mg·L^(-1)和0.22 mg·L^(-1),优势门分别为硅藻门和隐藻门,且TLI指数(分别为41.46及42.92)及浮游植物多样性指数(分别为2.15及1.96)显示两区域均为中污染型水体。区域Ⅲ、区域Ⅳ为出入湖水体,藻类含量较低,TLI指数为46.08及46.83,为中营养状态,浮游植物多样性指数为1.90及1.75,显示为轻污染型水体。浮游植物群落结构与环境因子相关性分析结果表明影响区域Ⅰ、Ⅱ浮游植物群落的环境因子为水体Cu、Pb、DO含量,而影响区域Ⅲ、Ⅳ浮游植物群落的环境因子为TN、TP及NH4+。针对4个区域的富营养状态和污染特点,提出了相应控制和治理策略,为人工湖开展精准生态治理提供依据和支撑。

流域非闭合特性对岩溶地区水文过程模拟的影响

岩溶地区通常发育有大量岩溶裂隙、管道和洞穴,构成错综复杂的地下输水网络,形成了独特的流域水循环模式。地下岩溶构造的存在会造成地下分水岭与地表分水岭的不重合,流域趋于非闭合状态。为了弄清岩溶流域非闭合特性对水文过程模拟的影响,本文以桂林岩溶地区潮田河(漓江支流)流域为研究区域,采用三水源新安江模型模拟该地区多年降雨径流过程。通过比较几组给定流域面积的模拟结果,分析了流域计算面积选取对潮田河流域水文模拟结果精度的影响,并探讨了流域非闭合特性影响下该地区的水体流动模式。研究结果表明:模型率定时,当流域计算面积由340 km^2变化至460 km^2时,NSE先增大后减小,RE值持续增大,两者在380~390 km^2时可同时达到最优;结合不同时间尺度下径流模拟精度的分析结果,给出了合理的流域计算面积,比基于地表分水岭提取的流域面积约小8.9%~11.2%,故部分水量可能通过地下岩溶构造流向邻近流域。合理的流域计算面积对潮田河流域径流模拟精度提高显著,尤其是提升了枯季径流的模拟。

配子母细胞特异因子gtsf1基因在斑马鱼生殖细胞发育中的功能初探

配子母细胞特异因子1(Gtsf1)属UPF0224蛋白家族,含一个保守的CHHC锌指结构域,对生殖细胞的发育至关重要.小鼠(Mus musculus)和果蝇(Drosophila melanogaster)中Gtsf1的缺失分别导致雄性和雌性不育,高不育风险(HIR)隐睾症患者的睾丸中GTSF1的mRNA和蛋白表达均显著下调,但gtsf1在精子发生中的功能机制尚不完全清楚.利用类转录激活因子效应物核酸酶(TALEN)技术,首次在斑马鱼(Danio rerio)中成功制备了gtsf1突变体.观察发现,突变体的生长、表型正常,但gtsf1纯合突变体(gtsf1-/-)成鱼全为雄性.进一步的组织学观察表明,gtsf1-/-成鱼精巢中初级精母细胞数量基本正常,次级精母细胞显著减少,精细管管腔中精子极少或缺失.提示gtsf1在脊椎动物的精子发生过程中有保守的作用.本研究为阐明gtsf1在精子发育中的作用机制奠定了基础.