Outer wave number spectrum and statistical distribution of apparent wave number vector

Based on the ray theory and Longuet-Higgins's linear,model of sea waves, the joint distribution of wave envelope and apparent wave number vector is established. From the joint distribution, we define a new concept, namely the outer wave number spectrum, to describe the outer characteristics of ocean waves. The analytical form of the outer wave number spectrum, the probability distributions of the apparent wave number vector and its components are then derived. The outer wave number spectrum is compared with the inner wave number spectrum for the average status of wind-wave development corresponding to a peakness factor P = 3. Discussions on the similarity and difference between the outer wave number spectrum and inner one are also presented in the paper. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Thermal conductivity of graded spherical composites with contact resistance

The effective thermal conductivity of graded composites with contact resistance on the inclusion surface is investigated. As an example, we have considered the graded composite media with a spherical particle embedded in a homogeneous matrix, where the thermal conductivity of spherical inclusion is an exponential function k(i) = c exp(betar) (where r is the inside distance of a point in particle from the center of the spherical particle in a spherical coordinate). For both heat contact resistance and perfect contact cases, we have given a reasonable effective medium approximation to calculate the effective conductivity. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effects of buoyancy on Langmuir circulation

Based on the Navier-Stokes equation, an equation describing the Langmuir circulation is derived by a perturbation method when the influences of Coriolis force and buoyancy force are both considered. The approach used in the analysis is similar to the works carried out by Craik and Leibovich [J. Fluid Mech. 73 (1976) 401], Leibovich [J. Fluid Mech. 79 (1977) 715] and Huang [J. Fluid Mech. 91 (1979) 191]. Potential applications of the equation proposed are discussed in the area of Antarctic circumpolar current.

东海大规模赤潮对微型浮游动物群落结构影响的研究

本文从赤潮发生前的现场模拟实验、赤潮发生时的现场培养实验和赤潮发生过程中的现场调查等方面，较为系统地研究了东海大规模赤潮对微型浮游动物群落结构的影响。 2005年长江口及邻近海区赤潮发生前，赤潮973MC2005－03航次在本海区进行了综合调查，期间分别于4月27日、5月4日和5月8日，在zzf1、zc18a和ra5三个站位利用现场船基培养的方法，研究了添加到赤潮密度106 cells L-1的东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）对微型浮游动物群落结构的影响。结果发现，赤潮密度的东海原甲藻对小型无壳纤毛虫的种群数量影响较大，而对中大型砂壳纤毛虫的影响较小，从而使得微型浮游动物群落有向中大型砂壳纤毛虫演替的趋势。在zzf1站位，小型无壳纤毛虫占绝对优势，添加东海原甲藻72 h后，优势种由管游虫（Cyrtostrombidium sp.）演替为另一种小型无壳纤毛虫急游虫4（Strombidium sp.4）；在以中型砂壳纤毛虫百乐拟铃虫（Tintinnospsis beroidea）为优势种的zc18a站位，仍然是以此为优势种，但其在群落中的优势度更加明显；ra5站位也是以小型无壳纤毛虫为主，添加东海原甲藻72 h后，其群落结构由急游虫2（Strombidium sp.2）向中大型砂壳纤毛虫纤毛虫百乐拟铃虫和亚速岛网纹虫（Favella azorica）演替。不同站位微型浮游动物群落结构变化的差异与其本身的群落结构组成有一定关系，也与浮游植物的群落组成有关。zzf1和ra5站位实验组中微型浮游动物的总丰度和总生物量都低于对照组，而zc18a站位变化不明显，这是由于前两个站位实验组中的优势种管游虫（zzf1站位）和急游虫2（ra5站位）的丰度和生物量迅速下降，而zc18a站位实验组的优势种百乐拟铃虫的丰度和生物量比较稳定造成的。 2005年长江口及邻近海区赤潮发生时，赤潮973 MC2005－04航次在本海区进行了综合调查，期间分别于5月26日、5月28日、5月28日和5月29日，在xzm1、srb、sra1和hb8a四个站位利用现场培养的方法，研究了东海大规模赤潮对微型浮游动物群落结构的影响。结果发现，东海大规模赤潮对微型浮游动物群落结构的影响与赤潮藻的密度密切相关：xzm1、srb和sra1站位是赤潮区，两种赤潮藻的总密度分别为，1.3×106 cells L-1、1.8×106 cells L-1和5.6×106 cells L-1，而hb8a站位位于非赤潮区，两种赤潮藻的总密度仅为5×105 cells L-1；实验进行72 h后，在以大型砂壳纤毛虫网纹虫和筒壳虫（Tintinnidium sp.）为主的xzm1、srb和sra1站位，仍然是以这些大型砂壳纤毛虫为主，且其在群落中的百分比显著增大，尤其在赤潮藻密度最高的的sra1站位，这种演替趋势表现的最明显；而在以小型无壳纤毛虫急游虫2为主的hb8a站位，微型浮游动物群落向中型砂壳纤毛虫真丁丁虫（Eutintinnus sp.）演替。培养过程中微型浮游动物总丰度的变化以及总生物量的变化都与赤潮藻的密度密切相关：赤潮藻密度较低的xzm1站位和srb站位变化不大；赤潮藻密度较高的sra1站位则快速下降；而非赤潮区的hb8a站位呈快速上升的趋势。以上结果进一步表明东海大规模赤潮能使微型浮游动物群落向中大型砂壳纤毛虫演替。 在2006年4月18日－5月30日，赤潮973项目MC2006航次在长江口及其邻近海区围绕东海原甲藻和米氏凯伦藻赤潮进行了综合调查。为了研究该过程中微型浮游动物群落结构的变化，我们在南北5个断面共计21个站位进行了取样，样品涉及赤潮发生前期、发生期和消退期。本次调查共发现纤毛虫66种，其中砂壳纤毛虫有8属37种，寡毛类无壳纤毛虫25种，另外还有前口类3属4种。在赤潮发生前之前，小型无壳纤毛虫的丰度普遍较高，平均值为1574 ind L-1，而中大型砂壳纤毛虫的丰度普遍偏低，平均值仅为14 ind L-1；赤潮发生以后，在大多数站位小型无壳纤毛虫的丰度出现不同程度的下降，平均值降为171 ind L-1，而中大型砂壳纤毛虫的丰度出现一定程度的上升，平均值增至216 ind L-1。赤潮消退时，小型无壳纤毛虫丰度的平均值降为109 ind L-1，而中大型砂壳纤毛虫的丰度继续增长，变为401 ind L-1。不同微型浮游动物百分比的统计结果也表明：微型浮游动物群落由小型无壳纤毛虫向中大型砂壳纤毛虫演替的趋势：小型无壳纤毛虫在群落中百分比的平均值由赤潮发生前的62 %变为赤潮发生时的32 %，至赤潮消退时又降为15 %；而中大型砂壳纤毛虫百分比的平均值从赤潮发生前的10 %变为赤潮发生时的24 %，至赤潮消退时增至50 %。典型站位za3、za5、zb7和zb9的结果再次表明了赤潮发生过程中微型浮游动物群落由小型无壳纤毛虫向中大型砂壳纤毛虫演替的趋势。 由以上赤潮发生前的现场模拟实验、赤潮发生时的现场培养实验和赤潮发生过程中的现场调查的结果均可见，东海大规模赤潮可以改变微型浮游动物的群落结构，呈现由小型无壳纤毛虫向中大型砂壳纤毛虫演替的趋势，进而有可能影响中大型浮游动物等摄食者的种群数量和群落结构，最终可能会影响整个海洋生态系统的结构和功能。

草毡寒冻雏形土有机质补给、分解及大气CO2通量交换

调查草毡寒冻雏形土生物量及土壤有机质,利用涡度相关技术观测该区域作用层与大气CO2通量.结果表明：地下90%生物量集中于0～10 cm的表土层,年总净初级生产量约935.0 g/m2;土壤有机质含量在6.401～7.060%之间;净CO2通量呈明显的日变化和季节变化规律;5月中旬到9月底为CO2的净吸收（780 g CO2/m2）,其中以7月最高,净吸收量明显高于非生长季的,10月到翌年5月初CO2的净排放量（383 g CO2/m2）;全年固定碳高达397 g/m2.

青藏高原常见雀形目鸟类的筑巢特征

于1990-2004年的繁殖季节，在青藏高原北部地区收集了12种常见的雀形目鸟类的巢，并且对这些鸟巢的分布格局和结构特征进行了比较研究。所有鸟巢分布表现出草地、灌木丛和沼泽的水平分割和地上、地面及地下的垂直分割的空间分布模式，其中地面杯状巢最普遍。巢结构特征，存在从简单到复杂的系列谱变化，主要表现：巢形状从浅到深，从开放到封闭；巢材性质从单一的植物性到复合的动植物性；巢材重从少到多。不管这些变化有多大，都反映了所有鸟种选择巢址是在安全和隔热两种基本条件之间权衡。在变化谱上的每种鸟巢都有自己的利弊，选择哪种类型的巢是由鸟本身的遗传和环境特征两方面的因素决定的。另外，巢材的运输反映了亲鸟对筑巢活动的投资，是繁殖投入的重要组成部分。因此，巢材重与亲鸟体重之比可以反映出筑巢活动投资的高低。百灵科鸟的开放式地面巢材重大约是亲鸟体重的1／21而褐背拟地鸦的地下封闭巢的巢材重约为亲鸟体重的5倍以上。其余种类都在两者之间变化。总之，如此不同的投资差异是在捕食压力和种间竞争作用下以及亲鸟为满足鸟卵胚胎和雏鸟迅速生长发育的必要条件下，各种生物学特征协调的结果。

微卫星技术在高原鼠兔繁殖行为研究中的应用

2002年4～8月，在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站对高原鼠免的种群进行标志重捕，用眶下取血法对樗的鼠免各取血样100μL，使用8对引物对血样中的DNA微卫星序列进行扩增。结果每对引物所扩增的产物都具有明显的多态性；结合野外行为观察对这些多态性位点进行分析，基本上对当年出生幼体的父权进行了准确的确定；从中发现高原鼠免的交配体制为多配制，其家庭中存在等级制度，处于统治地位的雄性的繁殖成功率明显高于处于从属地位的雄性个体。上述工作表明微卫星技术在动物行保具有很高的优越性，在高原鼠兔社会动态、亲缘关系和行为进行等研究领域具有广阔的应用前景。

无模型自由曲面结构光测量路径规划研究

根据应用对象的不同,结构光测量路径规划分为基于CAD模型的测量路径规划和无模型的测量路径规划。本文针对无模型的测量路径规划问题,提出了一种基于机器人特征点示教和准均匀B样条插值的半自动自由曲面测量路径规划策略。该策略充分考虑了自由曲面的特征及结构光测量路径的特殊要求,通过少量特征点的示教和准均匀B样条插值,半自动的规划出测量路径。实验证明,该规划策略能提高无模型工件测量的效率,且该策略已在智能测量建模加工一体化装备中得到了应用。

面向数据收集的无线传感器网络节点部署问题研究

随着MEMS、无线通信、自动控制和人工智能等技术的快速发展，无线传感器网络引起了学术界的极大关注。它的出现改变了人与自然界的交互方式，其应用领域将会深入到社会生活的各个方面。 节点部署问题是无线传感器网络研究的基本问题之一。在无线传感器网络的某些实际应用中，节点部署通常采用人工部署方式，为满足网络的节能性、可靠性、实时性等性能需求，需要额外部署一些节点。为限制网络布设成本，要对这些新增加的节点进行有针对性地部署。基于这种应用环境，论文对面向数据收集的无线传感器网络节点部署问题展开研究工作，主要的研究内容与成果包括以下几个方面。 论述了无线传感器网络节点部署问题的研究内容、分类和评价体系，系统地总结了前人的研究成果和不足。 为改善网络的连通性和满足网络生命期需求，提出了一种启发式的两阶段中继节点部署策略。第一阶段的部署确保了网络连通性；第二阶段部署，结合负载平衡的路由协议，满足了网络的生命期需求。仿真结果表明该方法在满足上述性能需求的前提下，最大限度地减少了需要部署的中继节点数目。 针对网络中簇首选择不合理导致数据收集成本过高的问题，提出了面向数据收集成本最优化的簇首节点选择算法。当网络状态一定时，簇首节点的优化选择问题是一类组合优化问题。论文首先提出了基于小规模网络的全局最优化的簇首节点选择算法（BFM）。针对BFM算法复杂度高的缺点，进而提出了基于大规模网络的启发式的簇首节点选择算法，该算法可以在较短时间内得到问题的次优解。 考虑网络簇首的容量限制和最大簇半径限制，把簇首节点的优化部署问题形式化为整数规划问题。提出两种启发式的簇首优化部署策略：基于K-平均的簇首部署策略和基于K-平均与模拟退火混合算法的簇首部署策略。前者适用于网络运行时的动态部署，后者适用于网络投入使用前的规划部署。仿真结果表明，分簇后的网络在满足上述限制的情况下，最大限度地延长了网络生命期。 有针对性的节点部署离不开网络状态监测，为使网络状态监测不过多占用网络资源，提出了一种高效的网络状态监测机制。通过对节点编码并在节点间建立起一个逻辑层次簇结构，利用各个子簇状态数据的相似性和编码的连续性，实现了网内无损聚合。该监测机制使得网络状态信息的收集，在不丢失数据细节信息的情况下，数据通信量大大减少。 本论文的研究仅为无线传感器网络中的规划部署问题提供了一个框架，尚未形成一个完整可行的网络规划部署系统。各项研究成果可以为无线传感器网络设计者、方案提供者以及无线传感器网络应用的系统集成，提供一些有益的指导。

甘肃临夏盆地龙担剖面晚新生代磁性地层与古环境

Linxia Basin, situated in the northeast belt of the Tibetan Plateau, is a late Cenozoic depression basin bounded by the Tibetan Plateau and the Chinese Loess Plateau. The Cenozoic deposition, spanning over 30Ma, in which very abundant mammal fossils were discovered, is very suitable for study of uplift processes and geo-morphological evolution of the Tibetan Plateau. The Longdan section (35°31′31.6″N，103°29′0.6″E) is famous for the middle Miocene Platybelodon fauna and the late Miocene Hipparion fauna for a long time and is also one of the earliest known places for wooly rhino, which lies on the east slope of Longdan, a small village of township Nalesi in the south of the Dongxiang Autonomous County, Linxia Hui Nationallity Autonomous Prefecture. The Longdan mammal fauna was discovered at the base of the Early Pleistocene loess deposits at Dongxiang, where the lithology is different from the typical Wucheng Loess on the Chinese Loess Plateau. The rich fossils contain many new species and the major two layers of fossils are in the loess beds. Geologically the fossiliferous area is located in the central part of the Linxia Cenozoic sedimentary basin. Tectonically the Linxia Basin is an intermountain fault basin, bordered by the Leijishan major fault in the south and the north Qinling and Qilianshan major faults in the north. The section is 51.6m thick above the gravel layer, including the 1.6m Late Pleistocene Malan Loess on the top and the other loess-paleosol sequences in the middle of the section. The base of the section is the Jishi Formation, consisting of gravel layer of 13 ~ 17m thick. In this study, 972 bulk samples were collected with an interval of 5cm and other 401 orientied samples were taken with a magnetic compass. In the laboratory, the paleomagnetism, medium grain size, susceptibility, color, micromorphology, anisotropy of magnetic susceptibility were analyzed. From the stratigraphic analysis, the Longdan section from the top 0.3m to the bottom 51.6m, containing 5 normal polarities (N1-N5) and 5 reversal polarities (R1-R5). The paleomagnetic results show N3 is the Olduvai subchron in the middle of the Matuyama chron, and then the chronology of the Longdan mammal fauna is constructed along the section. The Matuyama-Gauss boundary is 45m and N5 enters Gauss chron. The Olduvai subchron with the age of 1.77 ~ 1.95Ma is found just in the upper fossiliferous level of Longdan mammal fauna. Taking the deposit rate of the section into account, the geological age of the upper fossiliferous level of Longdan mammal fauna is estimated to be about 1.9Ma. The lower fossiliferous level is just below the Reunion subchron and its age is estimated to be 2.25Ma. In addition, anisotropy of magnetic susceptibility of the loess-paleosol and other climatic indexes were used for discussing the late Cenozoic paleoenvironmental changes at Longdan, from which the Longdan area should have been an area of predominantly steppe the same as the Longdan mammal fauna.

高分辨率气候环境变化研究中的石笋微层

在全球变化研究领域，高分辨率重建2 000年来的气候环境变化是近期工作的主要内容之一。石笋微层由于其沉积界面完整，微层明显和组分构造有序，从而成为综合研究气候环境变化的理想载体。本文详细分析了石笋微层灰度和石笋微层厚度的成因、类型和影响因素，对石笋微层在高分辨率气候环境变化研究中的应用现状及目前所存在的问题作了简要介绍，并对该领域今后的发展方向提出了一些看法。

华南花岗岩岩浆期后热液与铀成矿热液的初步对比

以华南两个复式岩体中的中生代（主要是燕山期）花岗岩为例，通过对石英中原生流体包裹体类型、分布特征、均一温度、盐度、压力、形成深度的确定，结构包裹体成分分析，并与华南部分铀矿床成矿流体进行对比，认为高温高压、低ＣＯ２和ＨＣＯ３＾－，低ｆｏ２，是制约华南含铀花岗岩体在成岩过程中分异出的岩浆流体不能活化自身携带的铀，而形成与花岗岩侵入同期铀矿的主要原因。

新生代构造抬升与斑岩型铜、金矿床的次生富集作用

以中国西南“三江”（澜沧江-金沙江-怒江）地区西范坪铜矿床、玉龙铜矿床和北衙金矿床为例说明了该地区斑岩型铜或金矿床的次生分带特征，概述了青藏高原、滇川西部高原的隆升，以及新生代构造抬升对地表化学风化的影响；指出西范坪铜矿床、玉龙铜矿床和北衙金矿床等明显经历过表生成矿作用的典型斑岩型矿床均位干青藏高原强烈隆升区的边部或边缘地带，新生代构造抬升对这些地段气候、地形的影响大大促进了地表的化学风化作用；认为新生代强烈隆升可能是导致这些矿床发生强烈次生富集作用的深层次原因。

云南会泽铅锌矿床成矿流体性质和来源—来自流体包裹体和水岩反应实验的证据

位于扬子地块西南缘川、黔、滇铅锌多金属成矿区的中南部的云南会泽铅锌矿床是我国著名的Pb、Zn、Ge生产基地之一，近年来受到很多地质学家和地学工作者的关注。本文在自己研究成果和前人资料的基础上，以云南省会泽铅锌矿床为研究对象，从脉石矿物方解石和脉石矿物热液白云石中的流体包裹体入手，详细研究矿床成矿流体的物理化学条件变化；并结合高温高压实验和前人研究成果（成矿元素分析、同位素等），详细分析该矿床的成矿流体来源、迁移机制与成矿机制，解决矿床成矿流体与围岩、基底、峨眉山玄武岩三者之间的关系，并提出合理的矿床的成因模式；并通过该课题研究，揭示成矿流体随温度、压力变化而变化的规律，了解矿床成矿元素迁移、富集和沉淀的热力学、动力学作用机制，为区域内其他铅锌矿床的找矿和研究提供理论依据。通过系统的研究，获得以下结论和成果： ⑴矿物流体包裹体均一温度主要变化于150~250℃之间，部分包裹体大于300℃；矿床矿物包裹体的形成存在两个高峰期：第一个高峰期包裹体均一温度主要集中于150~220℃，第二个高峰期包裹体均一温度主要集中于300~350℃；包裹体的捕获温度位于150℃~401℃之间，其中大部分高于200℃；盐度变化范围5~21wt% NaCl，平均值为13.24wt% NaCl；密度0.546~1.129 g/cm3；均一瞬间压力145×105Pa ~754×105Pa；成矿过程中流体曾存在沸腾作用和不混溶现象；沸腾包裹体的证据表明，成矿的深度为当时地表以下2200~2450米。因此，矿床成矿流体总体属中温-中压-中等盐度性质。 ⑵H、O同位素计算、流体包裹体、Sr同位素和水-岩反应实验结果表明，矿床成矿流体为不同来源流体混合的产物，具有多源性。而地层成矿元素含量、Pb同位素和水-岩反应实验结果证明成矿物质同样也具有多源性。因此，会泽铅锌矿床的成矿流体、成矿物质都具有多种来源。 ⑶矿床成矿条件：成矿温度为131℃~491℃，平均值为260℃；矿化时间与峨眉山玄武岩岩浆活动的时代较为相近；成矿时流体pH值为4.2~7.5，呈中性~弱碱性；金属矿物的氧逸度主要变化范围为10-55—10-20，硫逸度主要变化范围为10-30—10-10。矿石的品位主要跟流体混合、沸腾作用和断裂带宽度受到限制有关。 ⑷在该矿床，中低温（100~250℃）环境下的铅锌迁移形式有所不同，锌主要以硫氢化物络合物形式进行迁移，兼有少量氯化物络合物；而铅主要以氯化物络合物形式进行迁移，但有部分硫氢化物络合物。而在中高温条件下铅、锌基本都以氯化物络合物的形式进行迁移。影响矿物沉淀的因素很多，但流体混合作用和沸腾作用是引起会泽铅锌矿床金属矿物沉淀的主要原因。 ⑸肉红色白云岩形成的原因可能跟较为封闭的潮坪—泻湖的原始蒸发环境有关；而灰色白云岩则可能来自肉红色白云岩的淋滤交代；白色白云岩的形成则与灰岩、白云质灰岩的热液交代有关。