Relationship between strain localization and catastrophic rupture

In order to explore a prior warning to catastrophic rupture of heterogeneous media, like rocks, the present study investigates the relationship between surface strain localization and catastrophic rupture. Instrumented observations on the evolution of surface strain field and the catastrophic rupture of a rock under uniaxial compression were carried out. It is found that the evolution of surface strain field displays two phases: at the early stage, the strain field keeps nearly uniform with weak fluctuations increasing slowly; but at the stage prior to catastrophic rupture, a certain accelerating localization develops and a localized zone emerges. Based on the measurements, an analysis was performed with local mean-field approximation. More importantly, it is found that the scale of localized zone is closely related to the catastrophic rupture strain and the rupture strain can be calculated in accord with the local-mean-field model satisfactorily. This provides a possible clue to the forecast of catastrophic rupture. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Structures on sliding base subject to horizontal and vertical motions

In this paper particular investigation is directed towards the combined effects of horizontal and vertical motions of real earthquakes to structures resting on sliding base. A simplified method is presented to treat the nonlinear effects of time dependent frictional force of the sliding base as a function of the vertical reaction produced by the foundation. As an example, the El Centro 1940 earthquake record is used on a structural model to show the structural responses due to a sliding base with different frictional and stiffness characteristics. The study shows that vertical ground motion does affect both the superstructure response and the base sliding displacement. Nevertheless, the sliding base isolator is shown to be effective for the reduction of seismic response of a superstructure.

汶川8级地震前加卸载响应比的大尺度异常

孕震初期加卸载响应比(LURR)通常在1左右涨落,然后逐渐上升至峰值点。但强地震并不在峰值点上发生,而要滞后一段时间(T2)。T2与震级有关,震级越大,T2越长。对于8级地震,T2的计算值为28±8个月,汶川8级地震实际的T2是23个月。对于大地震,T2很长,峰值点后LURR通常迅速下降,在大地震前夕LURR常常降得很低,而预测的地震又迟迟没有发生,这种情况下很容易误导人们怀疑,甚至放弃原来的预测,殊不知,这时大地震正在迫近。这正是汶川8级地震给予人们血的教训。大地震不仅孕育时间长,孕震区面积也很大。大地震的前兆在时空上都是大尺度。基于这种认识,根据LURR的演化,中国大陆西南地区可能正在孕育一个特大地震。

陆地植物对环境变化的响应

陆地植物起源以后，地球上的环境发生了巨大的变化。大气CO2浓度自泥盆纪早期的2000-4OOOμml•mol_1下降至石炭一二叠纪的300μml•mol_1左右，02浓度在泥盆纪至石炭一二叠纪时期，由20-30μml•mol_1上升到70-80μml•mol_1，随后又下降到目前的水平。陆地植物登陆后，形态结构也发生了显著的改变，气生部分表而分化出了通气结构--气孔器和保护结构--角质层。泥盆纪首选标志植物刺镰蕨（Drelpanophycus spinaefrmis）在整个泥盆纪，广布全世界。刺镰蕨的气孔器类型一直存在两种观点，一种认为刺镰蕨的气孔器是平列型，即气孔器山两个保卫细胞和两个副卫细胞组成：另一观点认为刺镰蕨的气孔器为不规则型，即气孔器仅有两个保卫细胞构成，不具副卫细胞。我们借助于扫描电镜、石蜡制片技术和叶表皮离析法，细致地研究了现代石松（Lycopodium japonicum）叶的横切而、表皮及气孔器的内外表面结构，并同刺镰蕨的表皮和气孔器进行了对比。认为刺镰蕨的气孔器和所有的化石石松类及现代石松类的气孔器一样，均属于不规则型。从而解决了关于刺镰蕨气孔器类型的长期争论的关键性科学问题。 胡桃科青钱柳属植物起源于晚白垩世的环北太平洋沿岸，化石植物最早发现于北美古新世和早始新世的Motana,，Wyoming，North Dakota，north Colorado地区，欧亚地区仅出现在渐新世至上新世的Kazakhstan、Germany、Romnania、Russia、Japan、中国云南远谋和四川米易地区。我们将采于吉林省珲春组始新世的叶化石鉴定为一青钱柳相似种，该化石成为东亚地区出现最早的青钱柳属植物，这一发现也支持晚白垩至早第三纪时期环北太平洋两岸曾经相连的观点，青钱柳属在晚白垩由北美起源，在始新世经东亚向欧亚大陆扩散，由于环境变迁，第四纪以后，青钱柳属仪剩一种植物分布于中国的亚热带地区。文中还利用共存分析方法估测出始新世吉林省珲春地区属于暖温带至亚热带气候。 统万城遗址位于我国黄土高原向毛乌素沙漠过渡地带的北缘，属于暖温带森林草原向温带干草原、温带荒漠草原过渡的地区，同时又是东部季风区向西北干旱区过渡的生态环境敏感带。今天统万城地区的自然景观属于沙漠，仅存稀疏的次生灌丛和草本群落。但是，通过对统万城城墙内的孢粉和木材进行的综合研究表明，在约1600年前，当地为温带草原，在塬面或山丘上分布有侧柏林，沟谷、河岸边生长喜温湿的乔木，河流、湖泊、沼泽中水生植物繁盛，在丘间低洼处或盐碱土上分布有灌木和草本植物。当时该地区的年均温为7.8 ℃-9.3℃，最热月平均温度23.0℃-24.9℃，最冷月平均温度-12℃-5.6℃，年较差28.5℃-3 8.2℃，年降雨量403.4-550．Omm，最大月降雨量83.8-123.9mm，最少月降雨量4.4-12.2mm，当时气候比现在温暖湿润，年均温比现在高出0.2-0.7℃，年降雨量也高出60--lOOmm。而如此的历史景观今天已经向南迁移，侧柏林或森林草原退缩至延安以南地区。在此近1600年的时间里，毛乌素沙漠分布范围不断扩大，其南部边缘推进了约200 km，推测沙漠扩展的速率达到平均125m/a。

陕西关中出土木材的研究

研究人类历史时期遗留木材是一项涵盖植物解剖学、植物地理学、环境科学和考古学等多学科的综合工作。通过对历史时期木材的研究，一方面可以了解当时的植物类群组成、地理分布和植被面貌，并可通过植物作为气候代用指标，重建历史时期环境，反映气候变迁。另一方面可以了解人类对木材的认识、选择和使用的历史，并反映当时的人类活动、及其在建筑、文化艺术和风格等诸多方面的建树。 本工作对陕西关中地区出土的神禾塬战国古墓木椁、秦始皇陵兵马俑坑棚架和凤栖原西汉古墓木椁、木炭的原木材进行识别和鉴定，研究结果如下 1、古木组成 神禾塬战国古墓木椁全部由裸子植物松科中的冷杉属（Abies）、云杉属（Picea）、铁杉属（Tsuga）和松属（Pinus）木材组成；秦始皇陵兵马俑棚架木材由裸子植物松科冷杉属、云杉属和铁杉属木材，以及被子植物樟科楠木属（Phoebe）木材组成，包括前人在兵马俑坑中发现了榆科的木材，综合分析可以看出，秦始皇陵兵马俑坑棚架主要是以裸子植物为主，占木材总量的95%，被子植物仅占5%。凤栖原西汉古墓木椁为松科松属木材组成，在其木椁周围填充的木炭中发现有胡桃科化香树属（Platycarya）的木材。 2、木材来源 1）木材类群的分布 冷杉属、云杉属和松属现仍然分布在秦岭北坡、关中地区及其以北的地方，而铁杉属、楠木属和化香树属植物类群则是亚热带成分，现分布在秦岭以南的地区。不过也有报道，铁杉属在秦岭北坡还能看到它残留的个别植株，枯枝以及保存在过去地层中的花粉。这似乎可以说，历史时期铁杉属植物在秦岭北坡有过分布。 2）、气候的影响 各种气候记录、考古数据显示，中国5000年来发生过多次冷暖变化。春秋至秦汉时期、唐朝初期均是历史上温暖湿润的适宜时期，那时关中地区的温度比现在要高出1-2°C。最近有人在兵马俑坑中，报道野桐属（Mallotus）的孢粉，该类群现在广泛分布在亚热带及热带地区。这似乎说明兵马俑坑修建时，关中地区的气候较现在温暖。秦岭现在南北坡的温度之差恰好也是2°C。可以设想现在分布在秦岭以南的亚热带植物的成分，如：楠木、化香树等亚热带植物在历史上温暖湿润的时期有可能分布到了秦岭的北坡和关中地区。 3）、用材的特点 在兵马俑坑棚架中出土的木材粗细不均，长短不一，种类不同，这种种迹象表明秦人在修建兵马俑坑时有可能是就近取材。另外，在兵马俑坑出土的楠木和其他种类的木材一样作棚木用，并没有见到其特殊的用途。而同样在关中地区出土的汉代、唐朝的楠木也未见其特殊的作用，与其他木材混在一起使用。此外，凤栖原西汉古墓防潮用的木炭中的化香树也未见其特殊的用途。因此推测包括楠木和化香树在内的所有木材都有可能是就地取材。

陕西秦岭平河梁自然保护区小型兽类的组成与分布

2005年9月利用铗日法辅以陷阱法对位于秦岭山脉南坡东段的平河梁自然保护区及牛背梁自然保护区小型兽类进行了调查,共设置采集点10个;2 460铗日中共捕获小型兽类689只,隶属于3目6科19属27种(另有两种鼢鼠和一种鼯鼠系其他手段捕获),平均捕获率28.01%.对捕获的27种小型兽类生态和垂直分布进行分析结果表明:平河梁保护区3个群落的Shannon-Weiner多样性指数在2.9288-3.3639之间,Pielou均匀性指数在0.7669-0.8602之间.在上述调查的基础上,结合前人对邻近地区的调查,据一些物种的分布特点,订出平河梁自然保护区小型兽类的名录,计48种,结果显示秦岭南坡东段小型兽类的物种多样性和丰富度要高于秦岭其他地区.另在考察中采集到白尾鼹(Parascaptor leucura)、小纹背鼩鼱(Sorex bedfordiae)、斯氏鼢鼠(Myospalax smithⅡ)、川西白腹鼠(Niviventer excelsior),在秦岭山区尚属首次记录.还整理了秦岭南坡小型兽类名录,认为秦岭南坡有小型兽类55种,在动物地理区划上应属于西南区.

Determination of 266 pesticide residues in apple juice by matrix solid-phase dispersion and gas chromatography-mass selective detection

A macro matrix solid-phase dispersion (MSPD) method was developed to extract 266 pesticides from apple juice samples prior to gas chromatography-mass selective detection (GC-MSD) determination. A 10 g samples was mixed with 20 g diatomaceous earth. The mixture was transferred into a glass column. Pesticide residues were leached with a 160 mL hexane-dichloromethane (1:1) at 5 mL/min. Two hundred and sixty-six pesticides were divided into three groups and detected by GC-MSD under selective ion monitoring. The proposed method takes advantage of both liquid-liquid extraction and conventional MSPD methods. Application was illustrated by the analysis of 236 apple juice samples produced in Shaanxi province China mainland this year. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

田间含碎石土壤水分入渗及再分布试验研究

为探明碎石存在于田间土壤中如何改变土壤水分运移通道、影响土壤水分运动,揭示田间含碎石土壤水分运动的复杂过程,采用便携式针头降雨器在铜川崾岘梁修建的临时小区进行模拟降雨实验,测定含碎石浅层土体的入渗和水分再分布过程,采用土壤水分运动通量法计算浅层土体不同深度各截面面积的水量在雨后不同时间段的变化,分析含碎石土壤再分布特征及碎石含量对浅层土体入渗和水分再分布的影响。结果表明:碎石有利于田间浅层土壤入渗和蓄存;室内较田间测定的含碎石土壤入渗率小一个数量级以上;降雨后较短时段,碎石含量相对高的林地小区的浅层土体水分在降雨停止后呈增加趋势,表现了蓄水过程,碎石含量较低的撂荒地则表现了释水过程;降雨后较长时段,多数小区浅层土体(0-30 cm)水量变化呈现了"排水-存储交换-排水"过程,少数小区仅呈现了"排水"过程;雨后16 h左右的土体各截面面积的水量与碎石含量呈现了以直线y=0.4873为轴对称的递增和递减的指数为1/2的幂函数关系,说明碎石对黄土区典型土石区土体水分运动具有促进和阻滞双面影响。本文的研究结果可为含碎石土壤的水分利用及水分循环提供参考。

基于GIS和CSLE的陕西省土壤侵蚀定量评价方法研究

通过对陕西省土壤侵蚀的定量评估,探索省域尺度上土壤侵蚀定量评价制图方法,以期为第四次全国土壤侵蚀普查提供技术支撑。利用陕西省日降雨数据、土壤类型图、土地利用图、DEM、植被覆盖图,选择CSLE模型,在ArcGIS平台上计算研究区2006年土壤侵蚀量,并与水利部标准评价结果进行对比分析。探索了坡度坡长变换对土壤侵蚀的影响。定量化的评价结果能较好的反映气候、土壤及水保措施对土壤侵蚀的影响,比水利部标准评价结果更能反映实际侵蚀。坡度坡长变换后对土壤侵蚀有明显影响。在GIS支持下,通过土壤侵蚀模型进行定量评价,可高效、客观反映土壤侵蚀情况及其主要影响因子,对区域治理和有关决策有极其重要参考价值。为了准确真实的反映土壤侵蚀程度,必须进行坡度坡长变换。

陕西省米脂县耕地动态变化与粮食安全研究

根据米脂县1990—2007年粮食生产的相关数据,对该县耕地、人口和粮食生产动态变化以及粮食总产与其影响因素进行了灰色关联度分析。结果表明,退耕还林还草工程是耕地总面积迅速减少的主要原因;提高粮食单产保障粮食总产是实现粮食安全的最关键因子;持续增长的人口造成耕地的承载压力越来越大,并对该区实现粮食安全提出了更大的挑战。最后,根据分析结果提出了增加科技投入,提高单产,保护耕地,挖掘耕地潜力等措施以保障该区域的粮食安全,为政府部门制定相关粮食安全政策提供科学的理论依据。

70年来陕西省纸坊沟流域农业生态经济系统耦合态势

"农业生态经济系统耦合"的研究与实践对于实现农业产业与资源相一致,建立持续、高效的农业生态经济系统具有重要的意义。耦合度可以阐明农业经济系统与农业生态系统互动关系,判定农业生态经济系统耦合态势。在分析陕西省纸坊沟流域农业生态经济系统耦合关系的基础上,参照系统科学等理论及相关研究结果建立了农业经济系统与农业生态系统耦合度模型,并计算和分析了该流域70a来的耦合度。结果表明,农业生态经济系统的耦合过程可以划分为4个阶段:Ⅰ.经济系统依赖生态资源进行原始化农业生产阶段;Ⅱ.农业生产掠夺式利用生态资源,生态系统供给能力不断减少阶段;Ⅲ.农业经济系统与生态系统协调化发展阶段;Ⅳ.降低农业发展速度,促使生态系统重建阶段。纸坊沟流域从1938～2008年先后经历了第Ⅰ阶段、第Ⅱ阶段和第Ⅲ阶段。目前处于第Ⅲ阶段,但在"系统发展"过程中已潜伏了越来越大的危机,到2018年系统耦合突破"协调"界限,"相悖态势"将明显表现出来。为此,纸坊沟流域必须调整产业布局,发展草畜产业,进行产业升级,优化产业结构,实现农业生态经济系统协调、持续发展。

高产抗旱优质谷子新品种辐谷7号的选育与推广利

利用400Gy 60Co γ射线处理87070谷子品系干种子,选育出辐谷7号新品种。该品种具有株型紧凑、茎秆矮、高产抗旱优质并且适应种植地区广等特点。2002年2月通过陕西省农作物品种审定委员会审定,截止2008年在黄土高原地区累计推广10.8万hm2。

不同生育期土壤-苜蓿系统水流阻力和水容变化规律研究

紫花苜蓿是水蚀风蚀交错带重要的人工种植牧草,具有较强的耐寒、耐旱性。自然条件下的模拟土柱试验在陕北神木试验站进行,采用抑制蒸腾法定量分析了水蚀风蚀交错带土壤-苜蓿系统水流阻力、水容等瞬态水流参数变化过程。结果表明:不同生育期内瞬态水流阻力及水容有明显差异:开花旺盛期平均水流阻力最小0.22×108Mpa.s.m-3,约为干枯老化期的1/9;平均水容最大5.38×10-4m3/Mpa;是现蕾期的4倍多。该研究结果有助于揭示紫花苜蓿体内水分调节作用及抗旱机制,对干旱半干旱地区植被恢复有重要指导意义。

退耕还林(草)工程对吴起县农村经济发展的驱动力分析

以陕西省吴起县为例,在实地调查的基础上,通过对退耕还林(草)工程实施后农村就业结构变化、基本农田种植结构及种植方式的改变、后续产业的发展与农民收入和农村经济进行相关性分析及灰色关联度分析,结果表明:非农行业就业人数占总人数的比例、农业中间物质消耗以及作为后续产业代表的肉类产量四个驱动因素对农村经济总收入提高的相对贡献率分别为:33.64%,32.17%,34.19%。对农民年收入提高的相对贡献率分别达到了33.30%,33.24%,33.46%。退耕还林(草)工程对农村经济的发展起到了巨大的驱动作用。

黄土丘陵区免耕条件下两种土壤酶活性变化

为了确定合理环保的耕作制度,2007~2008安塞田间定位试验黄土丘陵旱作农区大豆(Glycine maxL)、玉米(Zea maysL)、红小豆(Semen Phaseoli)、马铃薯(Solanum tuberosumLinn.)在翻耕化肥(CF)、翻耕有机肥(CM)、翻耕无肥(CN)、免耕化肥(NF)、免耕有机肥(NM)、免耕无肥(NN)等水平下的农田土壤脲酶、蔗糖酶活性。结果表明:在作物花期,大豆、玉米土壤脲酶活性较高,蔗糖酶活性较低,而红小豆、马铃薯则与之相反,差异极显著。到作物收获后,玉米土壤脲酶、蔗糖酶活性增高,增幅在83%以上,而马铃薯、红小豆、大豆三种作物土壤脲酶活性降低,降幅在10%以上,蔗糖酶活性增强,增幅在40%以上。从花期到收获后,免耕降低了土壤脲酶活性,提高了土壤蔗糖酶活性,在黄土丘陵沟壑旱作农区两种土壤酶活性表现较优的作物为大豆、玉米,较优的处理为NM玉米、NF大豆,其田间环保效应为:作物生长期间两种酶活性比较高,收获后两种酶活性则降低,有利于提高作物生长期土壤肥效利用率,减少作物收获后温室气体的排放。