黄河口地区过渡带地震采集技术研究

环渤海湾海陆过渡带地区有着丰富的油气资源，但过渡带地区具有复杂地表和表层结构，特别是黄河口地区受泥沙影响严重，地震勘探技术受到较大限制，地震资料质量较差。本文针对该区勘探难点，开展过渡带地震波激发震源、检波器耦合、观测系统优化设计、精确定位等技术研究，重点解决滩涂带的激发和接收问题，保证检波器能真实地记录地表的振动，正确记录来自地下的地震反射信号，提高地震信号品质,并保证地震数据有效迭加。 围绕提高滩海过渡带地区地震勘探精度开展研究。在提高淤泥带检波器耦合方面，根据滩海过渡带地区的地震环境和地表结构，设计出不同类型的检波器耦合装置，增加了检波器与淤泥带地表的耦合，保证了检波器真实地记录地表振动，提高了勘探精度。通过多种方法联合应用，形成一套近地表结构精细调查及建模方法，获得了从陆地-过渡带-极浅海连续的高精度表层结构数据。并根据近地表结构模型，指导优选激发参数，形成高效耦合激发技术，提高地震波的主频和信噪比。针对水中检波器随潮水不断漂移而影响同相叠加难点，进行水中检波器的高精度定位技术研究，形成了初至定位和声纳定位联合定位的检波器高精度定位技术，提高地震资料叠加质量。通过研究炸药爆炸理论，优化延迟叠加震源参数，拓宽地震子波的频带，提高了地震资料的信噪比，减小了与气枪震源之间的差异。针对提高过渡带地震采集资料信噪比，提出了从地震波激发、地震波接收以及观测系统设计环节综合压噪方法。通过应用以上技术，滩海过渡带地震资料的信噪比和分辨率较老资料有明显的提高，取得了较好的勘探效果。

两种红树林植物黄槿和长梗肖槿化学成分研究

由于红树林植物的重要药用价值及其特殊的生长环境，越来越多的学者关注于红树林植物的活性成分及其作用机理的研究。本论文对两种药用红树林植物黄槿（Hibiscus tiliaceus L.）和长梗肖槿（Thespesia populneoides (Roxb.) Kostel）的化学成分进行了系统研究。对从其中分离得到的部分化合物进行了初步的抗菌活性筛选。 黄槿和长梗肖槿均采自海南岛，干燥粉碎的样品用90％的乙醇水以及1：1氯仿-甲醇混合溶液室温浸泡提取得总浸膏，将总浸膏悬浮于水中，分别用石油醚和乙酸乙酯萃取，获得石油醚相和乙酸乙酯相萃取物。 采用常规的硅胶柱层析、制备薄层层析、凝胶Sephadex LH-20柱层析、反相硅胶柱层析、以及重结晶等手段，从黄槿和长梗肖槿的乙酸乙酯相中共分离得到43个化合物。利用各种现代波谱技术（IR、UV、MS、HR-MS、1D-NMR、2D-NMR等）确定了38个化合物的结构。其中，从黄槿的乙酸乙酯相中分离得到22个化合物，鉴定了其中19个化合物的结构，包括3个新的三萜类化合物(H1*-H3*)以及15个首次从该种中报道的化合物。从长梗肖槿的乙酸乙酯相中分离得到21个化合物，鉴定了其中19个化合物的结构，这些化合物皆为首次从该种中报道，其中1个为新的倍半萜类化合物T1*。本文为首次报道长梗肖槿的化学成分。 对分离得到的部分样品进行了抗菌活性测试，仅T1*表现微弱的抗金黄色葡萄球菌活性，抑菌圈直径为8mm（阳性对照氯霉素的抑菌圈直径为20mm），其余各样品在测试浓度下对测试菌株均未表现出活性。

全新世以来东海内陆架泥质区沉积作用及古环境演变

本论文依托我国近海海洋综合调查与评价专项（908专项）的“CJ12区块海底底质调查与研究”课题，利用专项课题调查所获的927个表层沉积物、4条悬浮体断面和7根重力柱样进行了沉积学、矿物学、元素地球化学和同位素地球化学的分析测试以及水文与悬浮体的现场观测，编制了研究区沉积物类型图，探讨了全新世以来沉积环境的演化。 沉积物粒度、常微量元素、粘土矿物资料表明东海内陆架泥质区现代沉积作用稳定，沉积物总体呈NE-SW方向运移，它们主要受控于长江来源物质与闽浙沿岸流、台湾暖流等水动力条件。沉积物空间分布上可划分为长江物质控制区和闽江物质控制区两部分。因子分析表明，研究区沉积物主要为陆源细颗粒碎屑沉积，还有少量陆源粗颗粒碎屑和海洋自生的混合沉积、火山碎屑和海洋化学混合沉积。 东海内陆架泥质区夏季悬浮体质量浓度平面分布，近岸浓度明显高于远岸，最高值出现在闽江、瓯江等河口区附近。垂向上浓度随水深的增加而增大，海底地势凸起位置出现高浓度区。控制东海内陆架泥质区悬浮体质量浓度分布规律的主要因素为物源供给和海流状况。现场体积浓度平面分布表现出自北向南逐渐降低的趋势，而垂向分布总的规律表现为表层水体浓度较低，且分布均匀，而在水深10m和30m左右浓度出现高值，30m以下水体随着深度增大，呈小幅度增大趋势。现场平均粒径垂向分布的最大值出现在不同的层位，但总体表现出由北向南逐渐降低的趋势，且多数站位粒度频率曲线尾部出现了“上升尾”。 基于对7个沉积物柱样的分析，探讨了研究区全新世以来沉积作用与沉积环境的演化。年代学结果表明全新世以来泥质区沉积速率介于26.41-50.41cm/ka之间，在此基础上以粒度敏感粒级、粘土矿物组合恢复了闽浙沿岸流强度，以敏感性微量元素指标恢复了氧化还原环境，以有机碳、生物硅、微量元素组合指标推断了古生产力演化。结果表明，研究区8400-4000aB.P.表现为氧化还原环境偏向于富氧，沿岸流较强，古生产力和上升流强度较弱；4000-1300aB.P.期间沿岸流、氧化还原环境、古生产力和上升流强度均表现为高度波动期；1300aB.P.至今，表现为氧化还原环境偏向于贫氧，沿岸流逐渐变弱，古生产力和上升流则有逐渐增强的趋势。根据CJ12-1011孔沉积物<9.71µml粒级平均粒径、TiO2/Al2O3比值、（蒙皂石+伊利石）/高岭石比值推断东亚冬季风演化过程，可以识别出全新世12次降温事件，与格陵兰冰心和敦德冰心氧同位素测试结果对应性较好，且在其它区域不同的材料中也能找到相应的降温证据，揭示全球气候变化的区域性相应。

红树林植物木榄和一株海藻内生真菌的化学成分研究

本论文对民间药用红树植物木榄（Bruguiera gymnorrhiza）中的次生代谢产物进行了研究，同时还对分离自似瘤凹顶藻（Laurencia similis Namet Saito）的内生真菌EN21（Exophiala oligosperma）进行了化学成分研究。对分离得到的部分化合物进行了初步的DPPH自由基清除活性和抗菌活性筛选。 采用常规的硅胶柱层析、反相硅胶柱层析、制备薄层层析、凝胶Sephadex LH-20 柱层析、半制备型高效液相色谱（HPLC）以及重结晶等手段，从木榄（Bruguiera gymnorrhiza）中分离得到23个化合物；从EN21（Exophiala oligosperma）中分离得到23个化合物。利用一维、二维核磁、质谱、元素分析等各种现代波谱技术及化学反应方法，确定了木榄中20个化合物的结构，包括黄酮单体化合物5个，三萜类化合物11个，甾体化合物2个，长链烷烃2个，其中4个化合物为首次从木榄中报道的黄酮；确定了EN-21中20个化合物的结构，其中脑苷脂1个，甾体化合物7个，芳环化合物3个，三萜类化合物2个，包括1个新天然产物。本文系首次报道Exophiala oligosperma 的化学成分。 对从木榄中分离得到的部分化合物进行了DPPH自由基清除活性筛选， 发现黄酮类化合物BRG-1、BRG-2、BRG-3 、BRG-4显示了较强的DPPH自由基清除活性，而三萜类化合物则未表现出DPPH自由基清除活性。抗菌筛选实验中所有测试样品未显示出活性。 研究结果充实了红树林植物和海藻内生真菌代谢产物的内容，为其有效利用提供了一定的科学依据。

黄槿内生真菌赤散囊菌及红海榄的次生代谢产物及其生物活性研究

由于生长环境的特殊性，红树林及其内生真菌的代谢产物在化学类型和生物活性方面都具有多样性，因此对其代谢产物的研究引起了人们越来越多的关注。本论文以菌丝体生物量、代谢产物量等指标及薄层色谱分析、高效液相色谱分析、抗菌活性测试等筛选手段对来源于我国海南红树植物的九株内生真菌在四种不同液体培养基上的静置发酵产物进行了综合评价，并从中选择了来源于半红树植物黄槿（Hibiscus tiliaceus）的内生真菌G2——赤散囊菌（Eurotium rubrum）进行了30 L规模发酵（采用PDB培养基）和次生代谢产物的研究，对分离得到的部分化合物进行了初步的生物活性评价。此外，本论文还对海南真红树植物红海榄（Rhizophora stylosa Griff.）的化学成分进行了研究，并对分离得到的部分化合物进行了二苯代苦味酰自由基（DPPH）清除活性的评价。 采用常规的硅胶柱层析、Sephadex LH-20柱层析、反相硅胶柱层析、制备薄层层析（pTLC）、重结晶等分离手段，分离纯化得到单体化合物。综合运用现代波谱技术 (IR、UV、MS、1D-NMR 和 2D-NMR) 以及与标准品或文献比对鉴定单体化合物的结构。从G2菌丝体和发酵液的合并提取物中鉴定了45个化合物的结构，其中13个为新化合物，结构类型包括6个苯甲醛类化合物（ER1*~ER6*）、4个蒽醌类化合物（ER15*~ ER18*）和3个含吲哚的二酮哌嗪生物碱类化合物（ER27*~ER29*）。 对以上分离鉴定的部分单体化合物进行了DPPH自由基清除活性、拒食杀虫活性、抗细菌活性以及体外细胞毒活性的初步评价。新化合物ER15*和三个已知化合物ER20、ER39和ER40都表现很强的DPPH自由基清除活性。化合物ER15*还表现较好的拒食杀虫活性，而化合物ER5*和ER18*不但没有杀虫活性，反而能促进幼虫的生长。所测试的化合物只有ER15*和ER18*表现出微弱的抗金黄色葡萄球菌活性。所测试的化合物对A-549、HL-60和P-388细胞株均未表现出有意义的体外细胞毒活性。 从红海榄枝条的提取物中分离鉴定了29个化合物，其中2个为新化合物，包括1个三萜酯（RS1*）和1个黄烷醇类化合物（RS12*）；另有1个三萜酯（RS5）和1个黄烷醇类化合物（RS11）作为新的天然产物被分离鉴定。 对从红海榄提取物乙酸乙酯相和正丁醇相分离得到的部分单体化合物进行了DPPH自由基清除活性的研究。黄烷醇类化合物RS16和RS17显示最强的活性。另外，实验结果说明黄烷醇类化合物的DPPH自由基清除活性与其分子中所含的羟基数目有一定关系，而且若芳香环上有多个邻位酚羟基，则该化合物的活性将增强。本论文实验结果为海南红海榄植物资源的利用提供了化学成分及抗氧化活性方面的科学依据。

西菲律宾海晚更新世末期以来的沉积物矿物组合特征及其物源分析

本文通过对西菲律宾海毗连菲律宾群岛的ph03孔、ph04两个柱状沉积物的沉积学和矿物学的综合研究，揭示了该区晚更新世末期以来的沉积矿物组合特征和物质来源，并探讨了该区的沉积作用和沉积环境的演化历史。 本区的沉积物粒度较细，主要为粉砂和粘土组成。粘土矿物（<2um）组合特征以蒙皂石占有优势，高达50%，并且火山物质含量丰富的层位，其相对含量就高；绿泥石和高岭石次之，两者含量及变化十分相似；伊利石含量最低。全岩矿物中，方解石含量最高，并且由下向上逐渐增高至稳定，石英、斜长石、角闪石的变化趋势与之相反。 研究表明，本区的沉积物可分为4种类型：（1）陆源碎屑沉积；（2）海洋生物沉积；（3）海底火山沉积；（4）海洋自生沉积。陆源碎屑沉积主要来自邻近的菲律宾岛屿和亚洲大陆。海底火山沉积的原岩为玄武岩。海洋生物沉积和海洋自生沉积受海洋自身环境条件的影响，而陆源沉积和海底火山沉积还与沉积区域的大地构造位置有关。 西菲律宾海晚更新世末期以来的沉积环境演化可以划分为两个阶段：（1）晚更新世末期，全球普遍发生海侵，发育着粒度较粗的陆源沉积，和较高的火山碎屑沉积，海洋生物沉积则不发育；（2）全新世时，高海平面使得沉积区离物源较远，陆源沉积作用减弱，沉积环境较为稳定，也使得海洋生物沉积发育。本区沉积物在垂向上的变化，反映了晚更新世末期以来全球海平面的变化对本区沉积环境改变的主导作用，其次在全新世阶段黑潮携带物质对本区也有影响。

凹顶藻次级代谢产物及其生物活性和化学分类学研究

本论文对近10年凹顶藻中分离鉴定的146个结构新颖的次级代谢产物及其生物活性和结构鉴定技术进行了总结，并对采自中国沿海的马岛凹顶藻、俯仰凹顶藻、冈村凹顶藻、复生凹顶藻、齐腾凹顶藻、羽枝凹顶藻、三列凹顶藻和似瘤凹顶藻的次级代谢产物进行了提取分离，结构鉴定，生物活性筛选和化学分类学探讨。 干燥并粉碎的8种凹顶藻样品分别进行有机溶剂提取，粗提物进行硅胶柱、凝胶sephadex LH-20柱、制备薄层和高效液相等色谱方法分离纯化得单体化合物，利用核磁共振和质谱等现代谱学技术鉴定化合物的结构，共计分离鉴定139个化合物，其中新化合物33个，新天然产物6个，部分化合物由不同种中多次分离鉴定，结构类型涵盖倍半萜、二萜、三萜、C15-聚乙酰、吲哚和甾体类等，并且大多为卤代结构。 生物活性筛选和文献检索结果表明，8种凹顶藻的部分次级代谢产物，特别是大量存在的卤代化合物，具有抗菌、细胞毒和拒食杀虫等多种生物活性。 化学分类学分析表明，8种凹顶藻的次级代谢产物，特别是丰富的卤代结构，可为其分类学研究提供重要的分子证据。

西太平洋特定海域沉积物的地磁场相对强度研究

沉积物可以提供连续的地磁场相对强度（RPI）记录，这些记录在全球范围内的对比具有一致性。目前RPI记录越来越多地在布容极性期内作为千年尺度高精度的地层对比手段，但由于构建RPI所需的岩石磁学标准较高，总体来说，RPI数据还相对缺乏，尤其是太平洋地区连续的RPI记录更是相对较少。本文以西太平洋特定海域沉积物为研究对象，进行了古地磁和岩石磁学方面等多个参数的综合测量，通过归一化天然剩磁得到了地磁场相对强度变化曲线，为RPI研究提供了新的记录，为研究区测年提供了新的手段。 西菲律宾海的Ph05孔沉积物的岩石磁学和古地磁研究表明，岩芯中的载磁矿物比较单一，以低矫顽力的磁铁矿为主，χ、ARM及SIRM等参数指示的磁性矿物的含量变化不大。磁性矿物的颗粒以准单畴为主，粒度指示参数χARM/χ具有冰期-间冰期旋回变化。通过交变退磁可得到稳定的特征剩磁，32-38 cm及108-110 cm处发现负倾角，并伴随着RPI的低值。谱分析检验后选择ARM作为归一化参数，通过ARM归一化天然剩磁获得了200 ka以来的地磁场相对强度记录。重建的RPI记录与综合曲线Sint-200有良好对比，可以反映全球性的信号。基于RPI建立的年代模型与氧碳同位素年代模型相似，可以作为独立的定年手段。 对东菲律宾海帕里西维拉海盆西侧F090102孔柱样沉积物进行了系统的古地磁和岩石磁学分析，结果表明样品适合进行相对强度研究。根据功率谱分析结果，选择非磁滞剩磁作为归一化的参数，得到约2 Ma以来的地球磁场相对强度变化曲线。该曲线与SINT-2000曲线可详细对比，比如呈比较典型的锯齿状特征，布容期内的记录与800 ka以来的SINT-800曲线相符。布容/松山极性转换期呈单强度降低的特征，在极性转换期和极性漂移期，相对强度曲线表现为显著低值。 对东海内陆架泥质区沉积物EC2005孔的磁学研究表明，岩芯在110 cm即受到还原成岩作用的影响；110-600 cm经历了铁氧化物还原阶段，样品中磁性矿物以PSD磁铁矿为主，随深度增加，其含量快速减少，其间随着硬磁矿物含量的波动，磁学参数也呈现出峰谷变化；600 cm向下岩芯经历硫酸盐还原阶段，各磁学参数都维持在很低的水平，顺磁性颗粒增加，并出现黄铁矿。早期成岩作用及重磁化作用使得古地磁信号被削弱和改造。

目标跟踪算法及其实时实现技术研究

实时目标跟踪是模式识别、图像处理、计算机视觉、武器制导等领域的重要课题，而且在工业、军事和科学研究方面都具有广泛的应用。相关跟踪是目前使用最广泛的跟踪算法。但传统相关跟踪方法以假设目标仅发生平移运动为前提，当目标仅发生平移时能够获得理想的跟踪效果。但当目标尺度和灰度变化时，这种算法往往表现出一定的不适应性。 差值分解(Difference Decomposition)最早于1997年Michael Gleicher提出，并被应用于目标跟踪，图像配准等领域。由于具有计算速度快，对目标变化适应性好等特点，被认为是目标跟踪中的一种有效的方法。本文在跟踪算法中引入了这种方法，力图解决传统相关跟踪所出现的上述问题。在研究差值分解(Difference Decomposition)理论的同时，对使用该方法在实际应用中遇到的问题进行了深入的分析和大量的实验。主要包括：算法应用中一些参数的选择对算法的影响，算法迭代中参数更新的方法等。并在应用中发现了算法的不足之处，提出了相应的改进方法。 同时，介绍了TI DM642硬件处理平台的基本构成和性能指标。作为正常算法分析的重要组成部分，对差值分解算法在该硬件处理平台上通过软件编程方式实现的复杂度进行了详细的分析与论证。 最后本文构建了一个比较完整的跟踪流程，将改进后的跟踪算法应用到所建立的跟踪流程中。采用工具对算法进行了开发，并使用序列图像对算法进行了跟踪仿真实验，为算法将来的实际应用奠定了良好的基础。

基于马尔可夫随机场模型的图像分割技术研究

本文针对基于马尔可夫随机场模型（MRF）的图像分割技术进行研究，通过深入分析马尔可夫随机场模型用于图像分割时的优缺点，提出了改进方案，将其用于单帧图像的无监督分割和动态场景下的运动目标分割。主要研究内容包括以下几部分。 第一部分详细介绍了马尔可夫随机场模型，包括邻域系统和基团的概念、初始标记场的获取、能量函数的确立和MAP估算方法。 第二部分针对噪声图像的预处理，提出一种多尺度双边滤波算法来综合不同尺度下双边滤波的去噪效果。为降低双边滤波的计算复杂性，提出一种双边滤波快速计算方法。该算法能够在去除噪声的同时较好地保留边缘。 第三部分针对MRF模型用于图像分割中遇到的过平滑问题，定义了一种间断自适应高斯马尔可夫随机场模型（DA-GMRF），提出一种基于该模型的无监督图像分割方法。利用灰度直方图势函数自动确定分类数及分割阈值，进行多阈值分割得到标记场的初始化，用Metroplis采样器算法进行标记场的优化，得到最终的分割结果。该方法考虑了平滑约束在图像边缘处的自适应性，避免了边缘处的过平滑，将其应用于无监督图像分割取得了较好的效果。 第四部分针对动态场景下的运动目标分割，提出一种基于间断自适应时空马尔可夫随机场模型的运动目标分割方法。解决了传统时空马尔可夫随机场模型不能对运动造成的显露遮挡现象进行处理问题，也克服了全局一致平滑假设造成的过平滑问题。帧差图像二值化得到初始标记场，初始标记场进行‘与’操作获得共同标记场，用Metroplis采样器算法实现共同标记场的优化。该方法既使用了平滑约束，而又保留了间断，从而使分割得到的运动目标边缘更加准确。

渤海湾盆地前第三系构造演化与煤成气成藏研究

The disequilibrium between supply and demand the east part of North China accelerated natural gas exploration in Bohai bay basin. Exploration practice showed that coal-derived gas is important resource. In searching of big to middle scaled coal derived gas field, and realize successive gas supply, the paper carried out integrated study on structural evolution of Pre-Tertiary and evaluation of reservoir forming condition of coal-derived gas. Study work of the paper was based on the following condition: available achievement in this field at present, good understanding of multiphase of tectonic movement. Study work was focused on geological evolution, source rock evaluation and dissection key factors controlling reservoir forming. Based on analysis of seismic data, drilling data, tectonic style of Pre-Tertiary was subdivided, with different tectonic style representing different tectonic process. By means of state of the art, such as analysis of balanced cross section, and erosion restoration, the paper reestablished tectonic history and analyzed basin property during different tectonic phase. Dynamic mechanism for tectonic movement and influence of tectonic evolution on tectonic style were discussed. Study made it clear that tectonic movement is intensive since Mesozoic including 2 phase of compressional movement (at the end of Indo-China movement, and Yanshan movement), 2 phase of extensional movement (middle Yanshan movement, and Himalayan movement), 2 phase of strike slip movement, as well as 2 phase of reversal movement (early Yanshan movement, and early Himalayan movement). As a result, three tectonic provinces with different remnant of strata and different tectonic style took shape. Based on afore mentioned study, the paper pointed out that evolution of Bohai bay basin experienced the following steps: basin of rift valley type (Pt2+3)-craton basin at passive continental margin (∈1－2)-craton basin at active continental margin (∈3- O)-convergent craton basin (C-T1+2)-intracontinental basin (J＋K). Superposition of basins in different stage was discussed. Aimed at tectonic feature of multiple phases, the paper put forward concept model of superposition of tectonic unit, and analyzed its significance on reservoir forming. On basis of the difference among 3 tectonic movements in Mesozoic and Cenozoic, superposition of tectonic unit was classified into the following 3 categories and 6 types: continuous subsidence type (I), subsidence in Mesozoic and uplift for erosion in Cenozoic (II1), repeated subsidence and uplift in Mesozoic and subsidence in Cenozoic (II2), repeated subsidence and uplift in Mesozoic and uplift for erosion in Cenozoic (II3), uplift for erosion in Mesozoic and subsidence in Cenozoic (II4), and continuous uplift (III). Take the organic facies analysis as link, the paper established relationship between sedimentary environment and organic facies, as well as organic facies and organic matter abundance. Combined information of sedimentary environment and logging data, the paper estimated distribution of organic matter abundance. Combined with simulation of secondary hydrocarbon generation, dynamic mechanism of hydrocarbon generation, and thermal history, the paper made static and dynamic evaluation of effective source rock, i.e. Taiyuan formation and Shanxi formation. It is also pointed out that superposition of tectonic unit of type II2, type II4, and type I were the most favorable hydrocarbon generation units. Based on dissection of typical primary coal-derived gas reservoir, including reservoir forming condition and reservoir forming process, the paper pointed out key factors controlling reservoir forming for Carboniferous and Permian System: a. remnant thickness and source rock property were precondition; b. secondary hydrocarbon generation during Himalayan period was key factor; c. tectonic evolution history controlling thermal evolution of source rock was main factor that determine reservoir forming; d. inherited positive structural unit was favorable accumulation direction; e. fault activity and regional caprock determined hydrocarbon accumulation horizon. In the end, the paper established reservoir forming model for different superposition of tectonic units, and pointed out promising exploration belts with 11 of the first class, 5 of the second class and 6 of the third class.

井间地震速度层析成像方法与软件系统

Crosshole Seismic tomography has been broadly studied and applied in the fields of resource exploration and engineering exploration because of its special observing manner and better resolution than normal seismic exploration. This thesis will state the theory and method of Crosshole Seismic tomography. Basing on the previous studies，the thesis studied the initial velocity model，ray-tracing method, and developed the three-dimension tomography software. All the cells that a ray passes through are of the same velocities if the paths from transmitters to receivers are straight. The cells that the each ray passes through are recorded, and rays that pass through each cell are calculated. The ray average velocity which passes through a cell is set as the cell velocity. Analogously we can make a initial node velocity model because the velocity sum is calculated on the all cells which own to a certain node, and the cell number is summed about each nodes，the ratio of the velocity sum to the all cells number is set as the node velocity. The inversion result from the initial node velocity model is better than that of the average velocity model. Ray-bending and Shortest Path for Rays (SPR) have shortcomings and limitations respectively. Using crooked rays obtained from SPR rather than straight lines as the starting point can not only avoid ray bending converging to the local minimum travel time path, but also settle the no smooth ray problem obtained by SPR. The hybrid method costs much computation time, which is roughly equal to the time that SPR expends. The Delphi development tool based on the Object Pascal language standard has an advantage of object-oriented. TDTOM (Three Dimensions Tomography) was developed by using Delphi from the DOS version. Improvement on the part of inversion was made, which bring faster convergence velocity. TDTOM can be used to do velocity tomography from the first arrival travel time of the seismic wave, and it has the good qualities of friendly user interface and convenient operation. TDTOM is used to reconstruct the velocity image for a set of crosshole data from Karamay Oil Field. The geological explanation is then given by comparing the inversion effects of different ray-tracing methods. High velocity zones mean the cover of oil reservoir, and low velocity zones correspond to the reservoir or the steam flooding layer.

贵阳市郊（喀斯特地区）菜园土重金属的生物地球化学循环与绿色作物生产

随着城市化进程的快速推进，大量蔬菜等食物由农村向城市输送，因此促进了城郊结合部蔬菜基地的发展。然而，城市化发展却导致越来越严重的城市和城郊土壤和大气污染，加上现代化生产中化肥和农用化学品的大量使用等，使得重金属在菜园土中大量积累，并可能通过食物链进入人体，威胁人类身体健康。因此，对重金属在土壤－蔬菜体系间迁移的生物地球化学行为的研究是我们了解和防治蔬菜重金属污染、促进绿色作物生产和保护人类健康的关键。 本文选择世界典型喀斯特地区的贵阳市市郊的菜园土－蔬菜体系为主要研究对象，通过系统地对土壤、主要蔬菜和大气沉降物质的元素分析以及铅同位素分析，对研究区域菜园土的主要理化性质、土壤（以及剖面）和蔬菜样品中重金属Cu、Pb、Zn和Cd的含量变化、菜园土以及土壤剖面重金属的形态分布等特征进行了研究。利用微量元素地球化学以及同位素地球化学理论，并结合土壤学研究理论和方法探讨了重金属在菜园土（石灰土和黄壤）和蔬菜体系间的赋存形态、重金属元素的来源、迁移与转化规律及其中的主要控制因素。 主要研究结果认为：贵阳市郊菜园土重金属元素含量变化与土壤母质显著相关，黄壤类型菜园土处于中度污染水平，石灰土类型菜园土处于轻度污染水平。菜园土中重金属形态以残余态为主，其次为有机结合态，再次为铁锰氧化物结合态和酸可提取态。土壤剖面中，菜园土表层大多数重金属含量高于背景剖面，其余各层吻合度较高。土壤剖面中重金属的形态分布仍以残余态为主，菜园土剖面上各元素的生物可利用态即酸可提取态、氧化物结合态和有机结合态则均要高于背景剖面，Pb和Zn主要受到有机结合态的影响，而Cd则三种形态的含量均高于背景剖面，种种迹象表明人为活动增加了菜园土重金属的活性和生物有效性，且以有机结合态的改变最为显著。 蔬菜中红薯可食部位的各项重金属富集系数均大于其他蔬菜，最容易受到土壤中重金属的影响；在土壤－蔬菜体系中，重金属元素含量的分布总体特征为菜园土>根>茎叶>果实，体系内元素的迁移在土壤/蔬菜根界面上最为关键，起着控制作用，此界面上各元素的迁移系数顺序为Cd>>Cu，Zn>Pb，大多数重金属元素在黄壤类型的菜园土中的迁移系数要小于石灰土类型的；在土壤－红薯和土壤－辣椒体系中，Cd的迁移系数随土壤pH的增加而降低，而其余元素的迁移系数则随土壤pH的增加而增加；土壤主成分与土壤理化性质对重金属形态分布有显著影响，但BCR连续提取法得到的土壤中重金属元素的各生物可利用态的含量与蔬菜根部的含量相关性不大；覆膜种植方式使土壤pH由4.5降低到3.8，并改变了其它物化参数，从而影响重金属的形态分布及其在蔬菜体内的含量分布特征，极可能增加农业系统中重金属的环境风险；铅稳定同位素分析表明，土壤中的铅主要来自于母岩的风化，蔬菜中放射成因铅明显略低于菜园土，菜园土和蔬菜中铅同位素组成在208Pb/206Pb对207Pb/206Pb的分布图上呈直线分布（在菜园土－蔬菜体系中，土壤样品、蔬菜不同部位的样品、以及雨水样品的铅同位素组成的分布也形成了极好的直线），显示明显的两端元混合体系；根据各端元物质铅同位素组成计算，土壤铅对蔬菜根部、茎叶的贡献值由71.8%~77.7%降低到16.0%~45.4%之间，大气铅的贡献则沿根向茎叶和果实逐渐增加，研究结果显示大气污染对蔬菜重金属Pb的贡献不可忽视。

贵阳城市污水、河流及养鱼水域抗生素的地球化学行为

抗生素是广泛应用于人类和动物疾病治疗的药物，近年来在养殖业中抗生素更是常常作为动物催长剂。这些抗生素会通过人畜排泄物、药品的丢弃、污水排放、农业废物堆积等途径进入到环境中。环境中抗生素的残留会导致细菌耐药性的产生、微生态平衡的破坏，以及对生态环境和人类难以预知的影响。抗生素污染是近十年来才在国际上引起注意的新型环境问题，目前研究非常薄弱，要深入认识抗生素的环境影响特征就迫切需要对抗生素在环境中的迁移、归宿等地球化学行为进行针对性的研究。本文研究了贵阳城市污水、南明河及乌江渡水库中氯霉素（CAP）、土霉素（OTC）、四环素（TC）和金霉素（CTC）的环境地球化学特征，包括抗生素的分布、迁移特征及影响因素，并分析了贵阳市动物源性食品中抗生素的残留特征，探讨了环境因素对抗生素稳定性及吸附/解吸的影响，以期了解抗生素在环境中的降解、迁移等环境行为的特征，并据此评价抗生素的环境影响特点，为认识抗生素的污染特点、发展相应的控制、治理措施提供科学依据。主要内容包括： 1. 对环境样品中CAP和TCs的前处理过程和检测方法进行了优化。对水样的前处理采用固相萃取的方法，对土壤和沉积物的前处理采用EDTA-McIlvaine振荡萃取、SAX-HLB净化富集的方法；选择HPLC-UV作为分析的手段，对样品中的4种抗生素进行了检测，各化合物得到了很好的分离，该方法简便、快捷、重现性好。 2. 证实了抗生素在城市污水中的普遍存在。贵阳城市污水中以CAP的污染最为突出，其含量明显高于广州地区的城市污水；污水中四环素类药物（TCs）的含量和大多数欧美国家及地区城市污水中TCs的含量相当。这一结果证明，污水中抗生素的污染非常严重，对地表水环境形成严重的威胁。污水中抗生素的来源包括：人服用抗生素药物以及食用含有抗生素残留的食品之后的排泄物；食品中残留的抗生素随剩余食品的丢弃而进入污水。污水中抗生素的含量都具有明显的季节变化规律，冬春季含量明显高于夏秋季，我们认为这与各季节用水量和疾病特点有关。污水中抗生素的大量存在说明：1）抗生素存在滥用的现象，特别是CAP可能存在严重的违法使用，这一现象应当重视；2）污水中的抗生素会威胁水环境质量，应加强处理和控制技术。 3. 证明了城市河流受到多种来源的抗生素影响，其中城市污水是最重要的源，而且抗生素在河流中呈现一定的持久性。南明河上游河段中抗生素的来源包括郊区城镇污水、养鱼场、制药厂污水排放及地表垃圾。城市污水是抗生素的一大排放源，受其影响，排污口下游的河段受到的抗生素污染尤为严重，此外还有来自下游郊区城镇和农业污水的影响。对南明河中抗生素的来源及行为特点的剖析表明：1）抗生素在南明河的水和沉积物中具有不同的分布特征：河水中以CAP的污染最为严重，各水样中CAP的含量基本都高于TCs；而大部分沉积物中TCs的含量都高于CAP。CAP和TCs在水－沉积物之间的分布特征表明，它们在水环境中的地球化学行为明显受到吸附/解吸特点的影响，CAP的亲水性强，而TCs的亲粒性强。2）虽然在养殖业中已禁止使用CAP，但河水和污水中CAP的大量存在，这一结果揭露了CAP仍然存在大量违法使用的事实。3）河水中抗生素含量的季节差异明显，冬春季抗生素的含量高于夏秋季，其原因主要是夏秋季河水流量大，对河水中抗生素的稀释作用强。沉积物中抗生素的含量没有明显的季节变化规律，各季节抗生素的平均含量差异较小。4）受污水影响，各季节排污口下游的南明河水受到的抗生素污染尤为严重，污水口上下游之间的含量差异明显。沉积物在冬季受城市污水的影响大，在排污口下游的抗生素的含量明显高于上游，而春、夏、秋季受污水影响不明显。这可能是因为在春、夏和秋季其它污染源的影响较大，因此污水的影响强度减弱。夏季上游沉积物中CAP的含量甚至高于下游，原因一方面是因为夏季城市污水中抗生素含量低，对南明河的影响减小，另一方面可能因为夏季雨水多、水量大，将上游的地表垃圾以及积累在小河沟中的垃圾冲刷到南明河中，而这些工业及生活垃圾通常是抗生素的一大来源。 抗生素在河流中呈现了一定的持久性，在20 km的范围内水和沉积物显示了明显的污染水平，可能会对水生生态以及流域的环境造成一定的影响。此外，贵阳市南明河两岸的农田通常是用河水进行灌溉的，从而可能使抗生素的污染危及到食物链，对人体的健康有潜在的威胁。 4. 由于食品（如鱼肉、猪肉等）中残留的抗生素是污水中抗生素的重要来源，因此我们研究了养殖业（水产养殖区）中抗生素的环境行为特点，还研究了常见动物源性食品中抗生素的残留特点。对养鱼区的研究表明，养鱼饲料中含有大量的抗生素，是养鱼区水环境中抗生素的来源。由于饲料的颗粒大，且河水流速快，因此饲料中的抗生素不会对水体造成很大的影响，但是在网箱区的沉积物中形成了高含量的残留，除此以外，在乌江渡主航道的河心沉积物中抗生素的含量也相当可观。这说明该区水产养殖的抗生素主要影响沉积物，且相应的污染不是局部的，而会影响到整个养鱼区。从沉积物中抗生素平均含量的季节差异来看，各季TCs的用药量可能不同，秋季的用量可能最大，而其它季节用量相当；CAP在每个季节的用量可能相当。尽管分析的饲料中CAP的含量高于TCs，但在各季节乌江渡水库主航道沉积物中TCs的含量几乎都远高于CAP，这是由于TCs比CAP更易存在于沉积物中。乌江渡水库上下游主航道沉积物中抗生素的含量差异日益减小，说明了乌江渡水库的污染已日益严重。这些抗生素虽然暂时被固定在了沉积物中，活性相对较小，但是在外界条件的影响下，它们的吸附/解吸作用是可以改变的。因此，乌江渡沉积物中高含量的抗生素残留对水生生态环境具有潜在的威胁。 对贵阳市动物源性食品（鱼肉、猪肉和牛奶）中抗生素的残留特征的分析表明，这些食品中普遍残留有高含量的抗生素，被人食用后，其中的抗生素也会被人体摄入，一部分抗生素会随着人的排泄物而进入到污水中，并最终进入环境中；另一部分抗生素会积蓄在人体中，到一定浓度后就会对人体造成伤害。鲩鱼、鲫鱼、鲤鱼、鳙鱼和鲢鱼中CAP、OTC、TC和CTC的平均含量范围分别在57.1～365.5 µg/kg、37.0～60.7µg/kg、34.3～72.4 µg/kg和22.3～68.0 µg/kg之间。秋季的长吻鲍、团头鲂、鲈鱼、长江洄鱼、对虾、黄鳝、泥鳅和猪肉中CAP、OTC、TC和CTC的平均含量分别为88.1 µg/kg、76.8 µg/kg、343.7 µg/kg和34.2 µg/kg；牛奶中的含量分别为4.2 µg/L、1.6 µg/L和2.5 µg/L和22.0 µg/L。 5. 确定了抗生素的稳定性、吸附/解吸作用与各因素的关系，据此可以探讨环境中抗生素的行为特点及机理，并为环境中抗生素的污染防治提供依据。在短时的加热中，TCs发生了部分降解，而CAP却几乎没有发生分解，说明烹饪过程中的加热不能去除食品中的抗生素，这些抗生素则会进入到人体和污水中。当pH在2～8之间时，TCs的性质较稳定；CAP在pH＝1～10的范围内性质都比较稳定。地表和地下水体的pH一般为7左右，说明了水环境中TCs受pH的影响小，而CAP几乎不受影响。在6个月的时间内，TCs在3种介质中都发生了不同程度的降解，但仍有大部分残留；CAP几乎没有发生明显的降解，这说明CAP和TCs的污染具有一定的持久性。TCs的吸附/解吸受颗粒物粒径的影响大，粒径越小，吸附越强；CAP不受影响。这证明了在环境中CAP更易以水溶态的形式存在，而TCs更易吸附在沉积物中。颗粒物中CaCO3含量越高，TC和CTC的吸附越强，证明CaCO3可以用来增强TC、CTC的吸附，这为环境中抗生素的治理提供了一条思路。

苔藓碳氮稳定同位素对环境条件和大气氮沉降的指示研究

苔藓植物由于具有特殊的形态结构和生物学性质而被广泛应用于环境变化和大气沉降的指示和监测，而稳定同位素（如13C、15N、34S）是辨识环境体系中物源走向以及研究植物和环境关系的可靠技术。本论文正是结合苔藓生物指示方法和稳定同位素示踪技术，开展了苔藓碳氮同位素指示环境条件和大气氮沉降的初步研究。通过不同环境条件下苔藓同位素的对比研究，揭示了苔藓碳氮同位素对环境因子和氮沉降变化的响应机制。进而应用石生苔藓碳氮元素含量和同位素，并结合光合色素含量等参数，对贵阳地区的大气氮沉降进行了详细研究，深化了苔藓同位素方法在环境监测和大气氮沉降研究中的应用，并为城市氮污染的防治提供了地球化学依据。获取了一些有意义的发现和创新点。 1. 不同生长条件下苔藓元素含量和同位素的变化及其意义 即使在同一地点，苔藓13C会由于水分条件和光照条件的差异而发生明显变化，而树冠对大气沉降物质的长期截留吸收会使下方苔藓氮硫含量偏低以及同位素偏负，其同位素效应还与树冠类型和树冠厚度有关。因此，应用苔藓元素含量和同位素指示区域环境和大气沉降时应尽量消除生境差异的影响，受生长条件影响或歪曲了的苔藓指示信息可能导致在解释环境变化和大气沉降时得出错误的结论，相对而言，开阔地的石生苔藓是较可靠的指示工具。利用同位素方法探讨苔藓记录信息的差异是本研究的创新点之一，目前国内外尚无相关的报道，这深化了苔藓碳氮同位素对环境条件和大气输入响应机制的认识，同时还为苔藓同位素研究大气沉降提供了采样指导。 2. 不同地区苔藓新老组织碳氮含量和同位素组成特征 贵阳市区苔藓碳含量高于贡嘎山地区，而13C明显偏负，表明城市苔藓受人为CO2排放的影响，而非污染区苔藓13C能够响应海拔和年均温度的差异。贵阳市区苔藓氮含量较高反映其氮沉降高于贡嘎山地区，明显偏负的15N值主要指示了城市废水氨释放的影响。不同地区苔藓新生组织的碳氮含量总体高于衰老组织，但同位素没有明显变化，反映了生理功能的衰退和部分元素向新生组织迁移会导致老组织碳氮含量降低，但不会明显改变其碳氮同位素记录，新组织氮含量较可靠地反映了氮沉降的水平（贵阳市约为30.18 kg/ha/yr，贡嘎山地区约为8.46 kg/ha/yr）。本研究扩展了苔藓同位素对不同地区环境因子和氮沉降差异的响应状况，并首次探讨了苔藓衰老对其碳氮含量和同位素记录的影响，为深入理解非维管植物衰老过程的碳氮同位素分馏奠定基础。 3. 贵阳地区大气氮沉降的空间分布 根据大气氮沉降和苔藓氮含量之间的定量关系（y=0.052x+0.7325），可以利用石生苔藓氮含量（0.85% ~ 2.97%）计算贵阳地区的大气氮沉降。贵阳地区的氮沉降（0.91 kg/ha/yr ~ 44.69 kg/ha/yr）总体已经超过最易受影响的陆地生态系统的氮沉降负荷值（5 kg/ha/yr ~ 10 kg/ha/yr），市区氮沉降平均值（29.21±6.17 kg/ha/yr）与前期监测值（30.18kg/ha/yr）基本一致，高于酸性针叶林和落叶林的氮沉降负荷值（15 kg/ha/yr ~ 20 kg/ha/yr）。而农村地区氮沉降平均值（14.31±5.11 kg/ha/yr）与贵州农村地区铵沉降的平均值（14.3 kg/ha/yr）吻合。本研究首次根据石生苔藓氮含量量化了氮沉降的水平和空间分布，对大气氮沉降生态环境影响的评价以及喀斯特地区脆弱生态系统的保护具有重要意义。 4. 贵阳地区大气氮沉降的主要来源和主要形态 贵阳地区石生苔藓15N值（-12.50‰ ~ -1.39‰）呈明显的双峰分布模式（-12‰ ~ -6‰和-5‰ ~ -2‰），表明该地区的氮沉降存在两个主要来源。市区明显偏负的苔藓15N值（平均-8.87±1.65‰，<5km; -8.59±2.28‰，5 km ~ 10km）主要反映城市废水和人畜排泄物NH3的影响，而往外到农村较高的苔藓15N值（平均-3.83±0.82‰ ~ -2.48±0.95‰，>15km）主要指示了农业NH3的贡献。根据市区苔藓和雨水15N值计算，市区氮沉降中铵态氮的贡献约占76%，硝态氮约为23%，贵阳地区的氮沉降以铵沉降为主。本研究首次发现了以铵沉降为主的城市地区苔藓15N值市区偏负、农村偏正的变化规律，这与氮沉降以硝态氮为主的城市苔藓15N变化（市区偏正、农村偏负）相反。此外，根据苔藓15N随大气沉降中铵态氮和硝态氮比值的变化规律，贵阳地区苔藓氮含量和15N的变化主要由两种不同铵源（城市铵和农业铵）的变化所控制，贵阳苔藓氮含量和15N的空间变化可以进一步作为铵沉降变化的证据。 5. 贵阳地区主要大气氮源（铵）的沉降机制与模式 贵阳市区往外石生苔藓氮含量随离市中心的距离呈指数降低（y=1.5e-0.13x+1.26），而15N值随距离对数升高（y=2.54Ln(x)-12.23），揭示了城市来源的铵沉降从市区往外随距离指数降低，其分布模式为点源模式，贵阳市区可被视为贵阳地区的一个点状氨源。而农村地区苔藓氮含量不随距离而变化、15N值不存在明显差异，反映了农业氨的面源分布模式。通过极限法计算苔藓氮含量和15N随距离变化的函数，氮沉降在离市中心17.2km以内以城市铵为主，以外以农业铵为主，城市铵的影响范围总体小于41km，城市铵随离市中心距离的变化关系为y=56.272e-0.116x-0.481。此外，贵阳市区往外不同方向的苔藓氮含量和15N随距离的变化梯度存在差异，表明城市铵向周边不同方向的传输具有非均一性，这主要与不同方向的地形条件、地表植被状况、风向、城市化程度等差异有关。本研究首次通过苔藓监测证实以铵沉降为主的城市，城市铵沉降的分布呈点源模式，并通过苔藓氮含量和15N的变化得出了城市铵的定量分布、沉降机制和影响因素。 6. 贵阳地区石生苔藓碳含量和13C值的变化及其意义 贵阳地区石生苔藓碳含量（34.47% ~ 52.76%）从市区到农村随距离指数降低（y=9.206e-0.042x+38.024），并与氮含量存在正相关关系，表明大气氮输入具有增加苔藓碳含量的作用。苔藓13C值（-30.69‰ ~ -26.96‰）从市区到农村随距离逐渐升高（y=0.674Ln(x)-30.03），反映了城市人为CO2的影响逐渐减小。此外，苔藓13C随碳氮含量增加而降低，碳氮同位素存在正相关关系，反映了石生苔藓光合作用与氮素吸收相互制约，市区较高的氮沉降或铵沉降增强了苔藓光合作用和碳代谢，使苔藓在固碳过程中发生更大的13C分馏。本研究首次发现了城市地区较高的氮沉降能够促进石生苔藓光合固碳能力，苔藓13C值能够指示城市人为CO2的影响以及氮沉降的生物效应。 7．其它创新之处 为深入认识城市地区氮沉降的变化及其生物响应，本研究还对石生苔藓光合色素含量进行了分析，首次探讨了石生苔藓光合生理参数和碳氮含量、碳氮同位素之间的关系。市区苔藓光合色素含量高于农村地区，叶绿素含量与碳氮含量存在正相关关系，表明光合色素分析可以反映环境胁迫状况、苔藓固碳能力和氮素营养状况。叶绿素含量与13C值呈负相关关系指示了氮沉降增强石生苔藓光合作用的机制。