A biodiversity evaluation framework for restoration of aquatic macrophyte communities in shallow lakes driven by hydrological process management     

Shuhan Li  Tao Sun  Wei Yang  Baoshan Cui  Xinan Yin 《水文研究》2021,35(1):e13983

Macrophyte community diversity and composition respond to ecosystem conservation and local environmental factors. In this study, we developed a multidimensional diversity framework for macrophyte communities, including the taxonomic and functional alpha and beta diversity. We used the framework to explore the relationships among water level regimes and these diversity parameters in a case study of China's Baiyangdian Lake. Analysis of indicators of hydrologic alteration divided the water level from 1959 to 2019 into four regimes (dry, <6.42 m; low, 6.42–7.23 m; medium, 7.23–8.19 m; high, >8.19 m). Alpha and beta diversity were significantly higher in the medium regime than in the low and high regimes. Redundancy analysis indicated that the maximum water depth significantly affected taxonomic alpha diversity, and total nitrogen (TN) and chemical oxygen demand (COD) concentration significantly affected functional alpha diversity, respectively. Mantel tests showed that TN, Secchi depth (SD), and water depth in the high water level regime significantly increased the total beta diversity and turnover components. TN was the main factor that increased total taxonomic beta diversity. Water level regime mainly influenced interspecific relationships by changing the TN and COD concentration. The water level should be maintained between the medium and high water level regimes to promote restoration of the macrophyte community and improve ecosystem stability. The biodiversity evaluation framework would provide a deeper insight into the hydrological process management for restoration of aquatic macrophyte communities in shallow lakes.  相似文献   

Rainfall intensity affects runoff responses in a semi-arid catchment     

Ze Tao  Min Li  Bingcheng Si  Dyan Pratt 《水文研究》2021,35(4):e14100

The source and hydrochemical makeup of a stream reflects the connectivity between rainfall, groundwater, the stream, and is reflected to water quantity and quality of the catchment. However, in a semi-arid, thick, loess covered catchment, temporal variation of stream source and event associated behaviours are lesser known. Thus, the isotopic and chemical hydrographs in a widely distributed, deep loess, semi-arid catchment of the northern Chinese Loess Plateau were characterized to determine the source and hydrochemical behaviours of the stream during intra-rainfall events. Rainfall and streamflow were sampled during six hydrologic events coupled with measurements of stream baseflow and groundwater. The deuterium isotope (²H), major ions (Cl⁻, SO₄²⁻, NO₃⁻, Ca²⁺, K⁺, Mg²⁺, and Na⁺) were evaluated in water samples obtained during rainfall events. Temporal variation of ²H and Cl⁻ measured in the groundwater and stream baseflow prior to rainfall was similar; however, the isotope compositions of the streamflow fluctuated significantly and responded quickly to rainfall events, likely due to an infiltration excess, overland dominated surface runoff during torrential rainfall events. Time source separation using ²H demonstrated greater than 72% on average, the stream composition was event water during torrential rainfall events, with the proportion increasing with rainfall intensity. Solutes concentrations in the stream had loglinear relationships with stream discharge, with an outling anomaly with an example of an intra-rainfall event on Oct. 24, 2015. Stream Cl⁻ behaved nonconservative during rainfall events, temporal variation of Cl⁻ indicated a flush and washout at the onset of small rainfall events, a dilution but still high concentration pattern in high discharge and old water dominated in regression flow period. This study indicates rainfall intensity affects runoff responses in a semi-arid catchment, and the stored water in the thick, loess covered areas was less connected with stream runoff. Solute transport may threaten water quality in the area, requiring further analysis of the performance of the eco-restoration project.  相似文献   

融合POI数据的建成区人口数据空间化方法——以武汉市为例     

杜志强  黄冬宁  丁火平  李翔翔 《地理信息世界》2021,28(1):21-25

人口数据空间化对城市精细化管理具有重要意义,现有的人口数据空间化方法主要采用夜间灯光数据和土地利用数据,鲜有涉及关注点(POI)数据研究.通过多元线性回归构建土地利用分类数据、POI数据与人口统计数据之间的关系得到人口模型进而实现建成区人口数据空间化.并以武汉市建成区为例,进行方法验证.结果表明,不同尺度格网下反映出的武汉市人口分布空间特征不同,并且都与武汉市实际人口分布情况一致,验证了该方法的有效性.  相似文献   

基于约束最小二乘的三维点云墙体重建     

周刚  李霖 《地理信息世界》2021,28(1):26-33

近年来,基于点云的室内三维重建在各个领域得到了越来越多的关注.然而通过点云重建室内模型仍有许多问题需要解决:①重建模型的几何特征约束性较差;②模型几何特征拓扑重构复杂;③模型多为表面模型未构建实体模型.针对以上问题,提出了一种基于约束最小二乘的线特征方法实现室内墙体的重建.首先采用局部最小二乘拟合和全局区域生长的思想从点云提取线特征.然后基于约束最小二乘的思想构造全局约束矩阵约束线特征,通过固定区域线段相交方法重构拓扑关系.最后,构造线段缓冲区确定内外墙线重建墙体模型.通过几组数据进行实验,结果表明该方法重建的墙体模型具有几何结构完整和特征约束性强的特点.  相似文献   

基于双谱滤波的综合脉冲星时算法研究          下载免费PDF全文

周庆勇  魏子卿  张华  刘思伟  孙鹏飞  张奋  姜坤  刘晓刚  李奎 《天文学报》2021,62(2):19-95

毫秒脉冲星的自转频率非常稳定,提供了一种独立的基于遥远自然天体并能持续数百万乃至数十亿年的时间基准,具有稳定性强、运行时间长、服务范围广等特点.为了减弱毫秒脉冲星计时观测中各种高斯噪声对脉冲星时的影响,研究了一种基于双谱滤波的综合脉冲星时构建算法,处理分析了国际脉冲星计时阵(International Pul-sar Timing Array,IPTA)最新发布的4颗毫秒脉冲星(PSR J0437-4715、J0613-0200、J1713+0747和J1909-3744)的观测数据,分析了不同时间尺度综合脉冲星时的稳定性,并与构成国际原子时(International Atomic Time,TAI)的4家授时单位原子钟稳定性进行了比较.结果表明:双谱滤波算法能够较好地抑制观测噪声,提高综合脉冲星时的稳定性.相比于经典加权算法,综合脉冲星时1 yr、10 yr稳定度从7.77×10^-14、8.56×10^-16分别提高到1.50×10^-14、3.50×10^-16,单脉冲星时稳定性的提升也类似.同时发现,综合脉冲星时稳定性在5 yr及以上时间尺度上优于原子钟稳定性,可用于改善当前原子时的长期稳定性.  相似文献   

一种横观各向同性岩体蠕变模型     

李列列  管俊峰  肖明砾  刘海朝  唐克东 《岩土力学》2020,41(9):2922-2930

层状岩体由于层理面或者结构面的存在，在力学上具有横观各向同性的特点，现有的各向同性蠕变模型难以全面反映横观各向同性岩体的蠕变力学特性。为构建能够反映横观各向同性岩体的三维蠕变模型，以能反映瞬时应变、减速蠕变和稳态蠕变特征的黏弹性Burgers模型为基础，基于常泊松比假定，在三维各向同性蠕变本构方程的基础上，按照算子替换的方法，将横观各向同性柔度矩阵代替各向同性柔度矩阵，并考虑了平行和垂直层理方向岩体蠕变力学行为的差异性，推导了横观各向同性岩体的三维蠕变本构方程。根据本构方程的特点，提出了根据平行和垂直方向岩体蠕变试验结果进行三维蠕变本构模型中蠕变参数的辨识方法。将提出的模型应用于三轴蠕变试验参数辨识，从而获得了一套完整的三维蠕变参数，并与试验结果进行对比分析，从而验证了所提模型与方法的合理性和有效性。进一步，指出了传统蠕变试验设计方案的局限性，给出了横观各向同性材料蠕变试验设计建议。研究成果为研究岩体三维蠕变机制提供了新思路，可对岩体蠕变试验设计提供相应的科研支撑。  相似文献   

基于小波变换与神经网络的石羊河流域夏季地温预测模型研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

贾东于  李开明  聂晓英  袁春霞  李清峰  高福元 《冰川冻土》2020,42(2):412-422

地温变化在气候反馈效应中起着重要作用， 理解地温及其与影响因素之间的时空关系对预测全球温度变化至关重要。利用1998 - 2017年石羊河流域的逐日常规气象观测资料， 采用小波分析结合BP（Back Propagation）神经网络构建了石羊河流域夏季地温预报模型， 结果表明： 日平均地温预测效果在不同站点均为最佳， 其中预测值和观测值的相关系数均大于0.87， 3 ℃以内的预测概率均大于84%。其中， 民勤地区地温预测效果最好， 预测值和观测值的相关系数达到0.91， 3 ℃以内的预测概率达到86%。日最高地温的预测值与观测值的相关系数高于0.8， 但误差平方和、 标准差较大。永昌地区日最高地温的模拟效果最好， 3 ℃以内的预测概率达到83%。日最低地温的预测与观测值的平均相关系数高于0.66， 3 ℃以内的预报概率高于83%， 但预测值略低。其中， 武威地区日最低地温的预测效果最好， 预测值与观测值的相关系数为0.72， 3 ℃以内的预测概率达到94%。研究成果可为有效弥补干旱、 半干旱区地温观测资料缺失和探讨其与局地气候的关系提供一些参考。  相似文献   

2020年1月19日新疆伽师MS6.4地震InSAR同震形变场特征及发震构造初步探讨     

温少妍  李成龙  李金 《内陆地震》2020,(1):1-9

基于Sentinel-1 SAR升、降影像,利用D-InSAR技术获取新疆伽师M S6.4地震的同震形变场,结果表明,本次地震引起的同震形变场整体呈近椭圆状分布,形变区东西长约66 km,南北宽约40 km,整个形变场由南部隆升区和北部沉降区组成,南部最大隆升量约7 cm,北部最大沉降量约3 cm。本次地震发生在块体俯冲界面处的低倾角逆冲推覆构造带上,隆升和沉降两个中心均位于逆冲推覆体的上盘,形变主要以隆升形变为主,符合低倾角逆断层中强震的变形特征。在沉降区与隆升区之间干涉条纹连续分布,未出现表征地表破裂位置的空间失相关带,表明地震未引起明显的地表破裂。结合震源机制、余震精定位及区域构造特征,初步推断认为伽师地震的发震构造可能为柯坪塔格推覆构造前缘的N倾的柯坪断裂。  相似文献   

利用爆破事件分析不同速度模型下常规定位方法定位结果     

李兴泉  吴朋  唐淋 《地震地磁观测与研究》2020,(1):25-32

地震定位对速度模型的依赖性很强.四川地区地形复杂,常规工作中可选取多种速度模型进行定位.川西龙门山断裂带为东南部四川盆地和西北部青藏高原东部山区的明显分界线,近年在此断裂带上发生多次较大地震.对发生在该断裂带附近的6个爆破事件和15个天然地震重新定位,并对比结果.研究表明,相同台站包围情况下,川滇3D速度模型稳定性最好,但对浅表爆破不太准确.相比HypoSat(一维速度模型)组合,台站分布对Hypo2000(一维速度模型)和Hypo2000(赵珠速度模型)组合的定位结果影响较大.  相似文献   

黑龙江省地震科学台阵背景噪声特征分析     

胡宝慧  刘双  常金龙  李大伟 《地震地磁观测与研究》2020,41(5):63-68

2019年黑龙江省完成"一带一路"地震科学台阵项目中台址勘选工作，基于科学台阵中136个台址的地面运动噪声数据，通过计算不同频段范围内背景噪声记录的加速度功率谱密度，研究不同环境噪声下科学台阵记录数据的地噪声特征及其台基响应。结果表明：黑龙江西北和东南部地区地面运动噪声水平低，观测环境较好；中部和东北部地区噪声水平较高，大庆地区尤为严重。勘选结果真实反映了黑龙江区域内的背景噪声分布，使我们对本区域地噪声水平和干扰因素有了新的认识。  相似文献