Growth pattern of reed in Caogang Lake,Huanghuaihai Plain,China

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＲｅｅｄ（Ｐｈｒａｇｍｉｔｅｓｃｏｍｍｕｎｉｓ）ｉｓａｋｉｎｄｏｆｉｍｐｏｒｔａｎｔａｑｕａｔｉｃｐｌａｎｔｒｅｓｏｕｒｃｅ．Ｎｏｔｏｎｌｙｉｔｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｒａｗｍａｔｅｒｉａｌ，ｂｕｔａｌ...     

旅游景区(点)系统空间分布的分形发育及演化特征——以四川省为例

论文以四川省为例,借用分形理论中的网格维测算方法分析旅游景区(点)系统的空间分形特征,用位序-规模双对数拟合方法研究旅游流的规模分布规律,得到以下结论:①旅游景区(点)系统分形是演化的分形,分形结构是逐步进化而来的。1980年以前,四川省旅游景区(点)的空间分布尚未发育分形结构,直至1990年,分形结构才逐渐形成;②旅游景区(点)空间分布的分形发育与旅游流流量规模分布的分形演化在总体趋势上是一致的,但具体过程有不同步性;③旅游景区(点)空间分布的分形发育为旅游业发展提供了良好的载体平台,但并不意味着旅游流的规模分布就一定会发育成理想的分形结构,还需要对相关要素进行调控,才能使旅游流的规模分布也具有分形特征。     

引入分形维数的混凝动力学方程数值求解

运用Smoluchowskj基本原理,建立了引入絮凝体分形维数的混凝动力学模型.该模型在絮凝过程中考虑了不同时刻形成的絮凝体中引入的初始颗粒数目和空隙率,并以此来推求不同时刻形成的絮凝体所对应的分形维数.采用有限差分法对建立的混凝动力学模型进行了数值计算.结果表明,初始颗粒的结构特征和碰撞效率是影响絮凝体粒径分布的主要因素.初始颗粒的分形维数和碰撞效率越大,絮凝体粒径分布越宽泛,大尺寸的颗粒所占的份额越多.同时计算结果表明,絮凝体的分形维数有随其粒径增大而逐渐降低的趋势,其原因是絮凝体的成长粒径与絮凝体中所包含的初始颗粒增长速度不成比例.以腐殖酸为混凝对象,采用硫酸铝作为混凝剂进行混凝实验,并以其初始絮凝条件作为数值计算初始条件,研究表明数值计算分析结果和模拟结果吻合较好.     

两种土壤粒径分形模型的对比研究

本文从两种土壤粒径分布分形模型的推导入手,分析得出的土颗粒质量-粒径分布分形模型(模型二)仅是在土颗粒密度相同的假定条件下对土颗粒数量-粒径分布分形模型(模型一)的近似替代,并以某滑坡滑带土为例,分别运用这两种模型对该滑带土样进行粒度分形特征的试验研究,结果表明:由模型二计算的粒径分布分维数和相关系数均比模型一的小,其误差产生的原因是土颗粒密度由于矿物成分的不同而存在差异;但是模型二的计算结果可以较好地反映试样的分形特征,其原因是各粒组的各种矿物的相对含量相差不大,土颗粒的平均密度近似相等,假定条件适应性较好。     

活性污泥絮体粒径分布与分形维数的影响因素

絮体粒径分布和分形维数是活性污泥的重要参数.应用激光粒度仪测量了好氧活性污泥絮体在絮凝过程的粒径分布,研究了速度梯度、VSS/SS、EPS含量及Zeta电位对絮体粒径分布的影响.结果表明,絮体平均粒径与速度梯度显著负相关(R2>0.80),与Kolmogorov尺度数量级基本相当,其间差异性与污泥VSS/SS、絮体强度等有关;相同的速度梯度下,絮体平均粒径与VSS/SS或EPS含量显著正相关(R2>0.85),与Zeta电位负相关.有机质和EPS在活性污泥絮凝中作用明显,会增强絮体强度,提升絮凝效果;EPS中蛋白质比多糖对絮凝的促进作用更明显.基于显微图像分析方法,得到了好氧活性污泥絮体二维分形维数为1.28~1.72,三维分形维数为1.70~2.69.絮体分形维数随VSS/SS或EPS含量的增加而减小;对于相同的活性污泥,絮体三维分形维数随粒径增大而减小,符合幂函数关系式.     

断裂构造的分形研究及其地质应用

文章详细总结了断裂构造分形研究的理论基础及其在地质研究中的应用。断裂构造的分维值可以定量描述断裂分布的复杂性和构造演化的成熟度 ,它是断层数量、规模、发育程度、组合方式及动力学的综合体现。断裂的分形结构特征与流体流动、油气运移成藏和矿床的形成有着十分密切的关系 ,断裂的分维值越高 ,断裂连通性越好 ,越有利于流体流动汇聚和矿床的形成。此外 ,还可以从活动断裂的分形分析来研究断层的活动性及其与区域地壳稳定性 ,进行地震预测。文中总结了目前断裂分形研究中存在的一些问题和改进方法以及今后研究的主要方向     

Growth and nutrient accumulation of Phragmites australis in relation to water level variation and nutrient loadings in a shallow lake

Shallow lake eutrophication is a global environmental issue. This study investigated the effects of water level variation and nutrient loadings on the growth and nutrient accumulation of Phragmites australis (reed) by field samplings in Baiyangdian Lake, the largest shallow lake of northern China. The field samplings were conducted in two sites of different nutrient loadings during the whole growth period of reeds, and three types of zones with different water depths were chosen for each site, including the terrestrial zone with water level below the ground, the ecotone zone with the water level varying from belowground to aboveground, and the submerged zone with water level above the ground. The result showed that reed growth was more limited by water level variation than nutrient loadings. The average stem lengths and diameters in terrestrial zones were about 26.3%-27.5% and 7.2%-12.0% higher than those in submerged zones, respectively. Similarly, the terrestrial status increased the aboveground biomass of reeds by 36.6%-51.8% compared with the submerged status. Both the nutrient concentrations and storages in the aboveground reeds were mainly influenced by the nutrient loadings in surface water and sediment rather than the water level variation of the reed growth environment, and the nutrient storages reached their maxima in late August or early September. It was observed that the maximum nitrogen storage occurred in the terrestrial zone with higher nutrient loadings, with the value of 74.5 g/m 2 . This study suggested that water level variation and nutrient loadings should be considered when using reeds to control and remediate eutrophication of shallow lakes.     

腐殖酸铝盐絮凝体的动态特性

通过显微摄影分析研究了腐殖酸铝盐絮凝体成长的动态过程以及在混凝过程中絮凝体构造(分形维数)的变化规律.结果表明,在腐殖酸混凝过程中,随搅拌历时延长,絮凝体粒径不断成长变大,最终达到平衡状态.随着絮凝体的成长,其构造呈现由密实逐渐向疏松过渡的过程,空隙率变大,二维分形维数由初期的1.8左右下降到1.4左右.絮凝体分形维数D_f和粒径d_f之间具有D_f=Ad_f^-     

大渡河上游丹巴地区地质灾害的地貌分维特征解析

地貌对地质灾害的分布、类型、规模与危害等特征具有重要的影响,宏观及微观地貌指标均能在一定程度上刻画其作用特征。应用高分辨率遥感影像详细解译崩塌和滑坡灾害,采用高精度DEM和滑动窗口技术提取地貌分维特征,并用其解析灾害分布的地貌特征。结果表明:灾害体的内部与后壁、前缘、侧壁和邻区均表现出较为明显的分异性,崩塌的微地貌分异特征较之滑坡显著,大型、厚层、老(古)崩塌及滑坡分异特征更为突出。计算地貌分维值可有效识别与其同时期的或更早的地质灾害,也可间接挖掘新发生灾害的微地貌复杂性和离散性。     

基于GIS和分形理论的土地利用空间格局分析——以闽侯县为例

以闽侯县1994年、2004年和2015年三期遥感影像为数据源,在RS、GIS和统计分析工具的支持下,运用分形理论研究时间序列上土地利用类型形态的复杂度与结构的稳定度,分析土地利用空间格局的变化,从而阐述不同土地利用类型的空间分布规律。结果表明:(1)研究期间内闽侯县的土地利用类型形态有了很大的变化,林地、耕地和未利用地面积大幅度减少,建设用地面积持续增加,水域面积变化不大;(2)整体分形维数保持下降趋势,从1994年的1.3504降到2015年的1.3333,说明空间格局总体向简单化、稳定化方向发展;(3)闽侯县各主要地类的分形维数和稳定性指数变化特点存在较大差异,耕地、林地和未利用地的分形维数持续下降,土地利用类型形态趋向规则;水域的分形维数先减后增,结构趋向稳定;建设用地的分形维数先增后减,空间结构整体趋于稳定,布局趋向合理化。土地利用的复杂性和稳定性受到人为因素的影响强烈,通过对土地利用空间格局演变的研究,可以为政府协调水土开发、区域土地合理利用以及优化土地利用结构提供支持。     

近30年鸭绿江口滨海湿地景观格局演变及其社会驱动力研究

为揭示鸭绿江口滨海湿地景观格局动态,支撑滨海湿地资源保护利用与科学规划,本文以1990、2000、2010和2019年遥感影像为数据源,利用景观格局指数和多元回归分析,对鸭绿江口滨海湿地景观格局变化及其社会驱动力进行分析。结果表明:近30年来芦苇湿地和林地显著萎缩,动态度分别为?1.00%和?1.22%,而水库坑塘、养殖场和建设用地面积大幅增加,动态度分别为5.95%、0.83%和5.29%;与1990年相比,2019年水稻田、养殖场、水库坑塘等人工湿地和建设用地斑块数量和密度增大,芦苇湿地斑块面积和密度、破碎化指数及平均分形维数减小;根据景观多样性指数、均匀度指数等整体景观格局指数,湿地景观动态变化可以以1995年和2010年为节点分为3个阶段,景观多样性指数和均匀度指数的降低以及最大斑块面积指数和蔓延度指数的升高反映了人类活动对景观格局的深刻影响;国民生产总值和水产养殖产量等社会经济指标的提升是景观变化、天然湿地面积减少及景观斑块趋于规则化的主要关联因子。     

柴油机排气颗粒表面特征与吸附能力分析

利用全自动比表面积与孔隙分析仪和光学接触角测量仪,分别对炭黑和柴油机排气颗粒的比表面积与孔隙以及接触角等表面特征参数进行了测量,并对炭黑和柴油机排气颗粒的分形维数和表面张力进行了计算,对比分析了炭黑和柴油机排气颗粒的吸附能力,探讨了柴油机排气颗粒表面特征参数与吸附能力之间的关系.通过检测与分析,炭黑和柴油机排气颗粒的比表面积分别为78.003和65.408m²/g,平均孔径分别为13.845和14.483nm,分形维数分别为2.5885和2.5515,在0.985s时刻的表面张力分别为51.1和56.6mJ/m²,结果表明炭黑与柴油机排气颗粒的比表面积,孔径分布,分形维数和表面张力均相似.炭黑和柴油机排气颗粒均表现了极强的亲油性,轻微亲水性.柴油机排气颗粒亲水性略强,表面更为光滑,吸附能力略低于炭黑.     

一种异养生物膜(heterogeneous biofilms)活细胞生物量的空间变化

根据文献数据研究了一种正常发育的异养生物膜中活细胞生物量的空间变化特征,运用双自然对数相关分析和分形几何学分析方法发现：异养生物膜中活细胞生物量与生物膜的表面积或面积之间具有显著的双自然对数正相关关系;活细胞生物量在空间上呈现异速生长特性和分形几何学生长特征;活细胞生物量的分维值（D）指示了活细胞生物量在生物膜中空间分布的非均匀程度,并因随生物膜发育阶段变化而能够指示生物膜系统的发育演化进程,将生物膜活细胞生物量和分形几何学结合起来,提供了一种相对目前流行的像素分析法更为简便的认识生物膜空间结构及其变化的新方法。     

引入分形维数的絮体粒径分布规律及其守恒关系

采用显微摄影技术,通过混凝实验分析了腐植酸絮凝体的粒径分布规律.结果表明,腐植酸絮体的粒径呈现对数正态分布.从混凝动力学基本方程出发,考虑到腐植酸絮体构造的不规则性(分形维数),分析了颗粒数量、颗粒平均体积和标准偏差之间存在的守恒关系,该守恒关系可以大大简化基本方程的求解,更简便地预测混凝过程中絮体的粒径分布.     

甘孜—玉树断裂东南段分形特征及活动性研究

基于分形理论,使用网格法估算了甘孜—玉树断裂东南段断裂系统不同走向、不同区域断层的分维值,借助等值线图对断裂的分形特征做出分析,结合相关资料探究研究区断裂的活动性。研究结果表明:研究区断裂系统在1~10km的标度区间内具有良好的自相似性,整体断裂分维值为1.5443,NW向断层分维值远大于NE向断层,以甘孜—玉树断裂为主的NW向断裂在研究区内具有较强的控制作用;甘孜—玉树断裂SW盘分维值大于NE盘,表现出更强的活动性和更复杂的断裂分布;研究区分维值的大小能有效反映断裂的活动性及其空间分布情况,研究区内甘孜—玉树断裂尚处于发育的活跃阶段,各段均存在较大的发震可能性     

长江口湿地景观镶嵌结构演变的数量特征与分形分析

鉴于国内湿地研究对象大多为块状湿地。而对狭长形湿地鲜有研究，本文利用1990年和2003年遥感影像作为基本信息源。在GIS技术支持下。选取长江口狭长湿地，建立长江口湿地植被空间数据库。选取斑块大小、分维数、景观破碎度、景观多样性和优势度等指标，研究区域景观的数量特征动态变化；运用分形理论建立各种景观类型形态的分形结构模型，以分维数为依据分析各种景观形态的复杂性；探讨控制和影响区域景观格局的主要因素。结果显示，1990—2003年期间，在自然与人为双重因素作用下该地区的湿地景观发生了显著变化，景观趋于破碎化。植物群落的演替由于人为的原因加速，一些地区景观呈自然变化趋势。一些地区由于围垦的原因。人为扰动大。呈现衰退趋势。     

聚合氯化铁-腐殖酸(PFC-HA)絮体的粒度和分形维数的动态变化

通过采集PFC-HA絮体的单个样品和拍摄它们的二维图像,研究了在不同混凝条件下絮体的粒度和分形维数的变化.结果表明,原水pH的下降滞后了PFC-HA絮体的出现.原水pH≥7.0时,随着投药量的增加,PFC-HA絮体的分形维数D2(lgA-lgdL)和D3(lgV1-lgdL)随之降低,表明絮体的结构越来越疏松;而原水pH=5.0时,PFC-HA絮体的分形维数存在波动.在PFC的最佳投药量时,水力条件的优化可以提高HA的去除效果,但随着原水pH的下降,HA去除效果的提高程度也随之减小.在最佳水力条件下,PFC-HA絮体的粒度为数百微米,其分形维数值较大,表明絮体的结构较为密实.此外,PFC-HA絮体的粒度分布具有(类)分形特征,最佳水力条件下正的D.值表明絮体的粒度分布趋向平稳.在整个混凝搅拌过程中,PFC-HA絮体的分形维数的变化是与混凝的溶液化学条件、搅拌时间和分形维数类型有关,其D2具有先上升后下降的趋势,这一过程中絮体结构先趋向密实,然后趋向疏松.而且慢速搅拌过程中絮体的尺度也是先增加后下降.     

PFU微型生物群落监测中异养性指数的应用研究及其分形分析

对常德和汉江的异养性指数(HI)进行了分形分析,表明异养性指数在二维空间分布具有自相似性.异养性指数数据点与化学综合污染指数(P)数据点在双对数坐标中分段拟合时,当常德和汉江的LogP分别小于0 602和0 493时,常德和汉江的分形维数分别为0 39332和0 74110;当常德和汉江的LogP大于0 602和0 493时,常德和汉江的分形维数分别为0 30678和0 27239.拐点的出现表明异养性指数的变化在两个尺度域内遵从着不同的规律.拐点尺度以前,分维数较高,表明群落组成复杂,群落所受污染压迫较小.拐点以后,分维数较低,表明群落组成逐渐简单,群落所受的污染压迫较大.因此对异养性指数的分形研究,可以较好的反映微型生物群落在受到不同的污染压迫时,群落组成从复杂到简单演替过程中的动力学过程.另外,在水质微型生物群落监测方法(PFU)的4个生物参数中,除异养性指数外,其它3个参数都要求有原生动物分类基础,在显微镜下用活体鉴定种类,要求仔细观察,不能遗漏种类,对分析人员的技能要求高.但异养性指数(HI)靠仪器测定,易于掌握.     

晋陕蒙接壤区典型生态过渡带景观变化遥感研究

晋陕蒙接壤区是典型的生态过渡带,生态环境具有波动性、脆弱性和敏感性.笔者采用2个时期遥感影像作为基本信息源,在GIS的支持下,建立空间信息库,选取斑块大小、分维数、形状指数、景观破碎度和景观优势度等指标,对景观空间格局的动态变化进行了分析.同时利用马尔柯夫模型对该区的景观要素转换进行了模拟.结果显示,1988～2000年期间,该区的景观格局发生了显著变化,景观趋于破碎化.