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农业工程学报 2014年第2期30卷 94-104页

作者：郭进文安邦严冬春史忠林中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所/山地表生过程与生态调控重点实验室成都610041 中国科学院大学北京100049

土壤侵蚀导致水土资源及土地生产力的破坏和损失,泥沙淤积危害及其引发的一系列水环境效应已成为当前及以后一段时期内研究的热点和重点。开展流域(河流)泥沙来源研究,查明入塘、河、库泥沙通量,定量识别泥沙来源具有重要现实指导意义... 详细信息

土壤侵蚀导致水土资源及土地生产力的破坏和损失,泥沙淤积危害及其引发的一系列水环境效应已成为当前及以后一段时期内研究的热点和重点。开展流域(河流)泥沙来源研究,查明入塘、河、库泥沙通量,定量识别泥沙来源具有重要现实指导意义。选取了一个由山坪塘控制出口的封闭式农业单元小流域(10.7 hm2),开展复合指纹识别技术定量辨析塘库沉积泥沙来源新尝试。据流域现状,定性划分了3种泥沙来源,即旱地、水田、林草地,并分别于塘库中部采取A、B、C三柱表层沉积泥沙;结合复合指纹识别技术定量解析了塘库表层沉积泥沙来源。研究表明,塘库沉积泥沙各来源相对输沙贡献分别为旱地84%、水田14%、林草地2%,复合指纹识别技术能较好地辨析小流域泥沙来源。

关键词：泥沙输移土壤模型指纹识别技术多变量线性混合模型复合指纹因子

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大菱鲆生长性状表型正交化混合模型关联分析

引用

中国水产科学 2021年第7期28卷 845-851页

作者：蒋仪宋禹昕高进陈鹤丽杨润清上海海洋大学水产科学国家级实验教学示范中心上海201306 南京农业大学无锡渔业学院江苏无锡214081 中国水产科学研究院生物技术研究中心北京100141

多变量线性混合模型是检验单个核苷酸多态性位点与多个相关表型之间是否存在关联的强有力工具。为提高该复杂关联分析的计算效率,本研究对多个性状的表型协方差矩阵进行谱分解,将这些相关的性状转换为相互独立的"超性状",利... 详细信息

多变量线性混合模型是检验单个核苷酸多态性位点与多个相关表型之间是否存在关联的强有力工具。为提高该复杂关联分析的计算效率,本研究对多个性状的表型协方差矩阵进行谱分解,将这些相关的性状转换为相互独立的"超性状",利用单性状的混合模型关联分析方法计算每个超性状的检验统计量,通过这些统计量之和推断控制多个相关表型的一因多效核苷酸遗传位点。运用这种表型正交化的多性状混合模型关联分析方法,检测大菱鲆(Scophthalmus maximus)的体重-体长-尾柄宽3个性状一因多效核苷酸遗传位点,结果表明,GEMMA方法在1、5、6、8、12、16、20、2、22号染色体上共检测到11个QTNs,而表型正交化方法则在1、3、5、6、8、12、16、20、21、22号染色体上共检测到14个QTNs,其中2种方法共同检测到的QTNs有9个。与GEMMA相比,表型正交化方法具有更高的多性状检测效率,且运算时间也远低于GEMMA,可高效定位大菱鲆生长性状相关QTNs,这为其他水产动物的多性状GWAS研究以及遗传育种提供了一个便捷高效的方法。

关键词：大菱鲆多变量线性混合模型谱分解生长性状表型正交化

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三峡库区小流域泥沙来源复合指纹识别研究

三峡库区小流域泥沙来源复合指纹识别研究

引用

作者：郭进中国科学院大学

学位级别：博士

三峡库区一直被认为是我国水土流失最严重的地区之一，本区侵蚀泥沙问题备受关注。由于研究基础薄弱、手段有限，许多重要结论，仍需要进一步研究探讨。深入系统的案例研究是区域侵蚀泥沙研究所缺少的。本研究以三峡库区忠县境内申家河... 详细信息

三峡库区一直被认为是我国水土流失最严重的地区之一，本区侵蚀泥沙问题备受关注。由于研究基础薄弱、手段有限，许多重要结论，仍需要进一步研究探讨。深入系统的案例研究是区域侵蚀泥沙研究所缺少的。本研究以三峡库区忠县境内申家河小流域(34.09 km2)为对象，利用复合指纹识别技术结合核素示踪技术（沉积物137Cs、210Pbex法计年），开展流域泥沙来源的定量研究。\n 本研究是利用复合指纹识别技术结合核素示踪技术开展库区小流域侵蚀泥沙及其来源定量研究的一次尝试。论文着眼于研究流域尺度的拓展效应，基于坡面塘库-支流河道-库湾消落带的泥沙输移/赋存路径，探寻流域侵蚀产沙的空间变化。研究内容:①以山坪塘农业小流域塘库泥沙淤积为对象，重建塘库近代泥沙淤积历史，开展塘库近代沉积泥沙来源及其变化研究，揭示流域侵蚀产沙对土地利用改变的响应;②开展基于次暴雨事件的库区支流河道悬移质泥沙来源及其过程动态定量解析;③针对库区支流消落带泥沙淤积问题，初步尝试使用泥沙来源的指纹识别技术定量解析库湾消落带泥沙来源。主要研究结论如下:\n (1)基于137Cs计年法而建立了塘库沉积泥沙剖面时间序列，137Cs剖面蓄积峰位于深度60 cm处（137Cs活度5.95±0.29 Bq·Kg-1）大致对应于1963年泥沙沉积层。据此估算出塘库泥沙多年平均淤积速率为1.2 cm·a-1。塘库沉积泥沙平均密度取经验值1.28 g·cm-3，试验农业小流域面积0.11 km2，则菱角塘小流域塘库多年平均淤沙模数为378 t·km-2·a-1。\n 根据塘库沉积物的137Cs法计年及平均沉积速率，可定性划分剖面年代:利用泥沙来源的复合指纹识别技术可定量解析不同泥沙来源。表层10 cm沉积泥沙大致代表最近10年(2003-2013)年间的流域泥沙淤积。其三种土地利用类型泥沙来源之相对输沙贡献率多年平均分别为，旱地82％，撂荒地16％，林地仅2％;多年平均淤沙模数分别为旱地310t·km-2·a-1，撂荒地60 t·km-2·a-1，林地8 t·km-2·a-1。10-60 cm泥沙大致对应于过去40(1963-2003)年间塘库泥沙淤积。该时段泥沙的两种泥沙来源相对输沙率多年平均值分别为旱地（坡耕地）为85％，林地为15％;则有其多年平均淤沙模数分别为321t·km-2·a-1，57 t·km-2·a-1。\n (2)流域侵蚀产沙强度受暴雨强度、径流量影响而波动，径流含沙率最大值为0.35(g/L)。河道产流初期，林地、坡耕地、水田三种来源之相对输沙贡献率分别为36％、57％、7％，柑橘园输沙率为0。随着降雨过程持续，坡耕地侵蚀输沙比重始终在71％以上，尤其以径流消退阶段，径流携沙的84％来自坡耕地。各土地利用类型泥沙来源相对输沙率加权平均分，坡耕地平均相对输沙率77％，其次为林地平均输沙率11％，水田、柑橘园的相对平均输沙率分别8％、4％。拟合优度检验结果表明，混合模型拟合结果相对平均误差为6.4％。故推断水田来沙量微弱，柑橘园侵蚀产沙可以忽略。\n 两种主要土壤类型泥沙来源区域的输沙比重并不固定。流域内紫色土耕作区域作为主要来源贡献了约62％的泥沙，黄壤耕作区域相对输沙率为38％。在降雨、耕作管理等外部条件基本相似条件下，径流泥沙输移路径可能成为影响流域输沙的关键因素。坡面水系越复杂，输移路径越远，泥沙发生分选和沉积的概率将增加，最终导致输沙量减小。\n (3)相对于流域坡面表土颗粒组成，消落带沉积泥沙粘粒出现富集，富集率为1.65;粉粒含量与坡面土壤组成相近;0.02-0.2mm的细砂含量相比坡面表土有所降低;而0.2-2mm的粗砂部分出现富集，富集率为1.24。两种原因，175m以上发生侵蚀，消落带干湿交替，发生崩塌。分析结果表明，除铅(Cd)、钴(Co)、铬(Cr)和铅(Pb)这四种重金属元素外，其余元素均出现了不同程度的富集，其中富集最严重的铜(Cu)，富集率为1.98。\n 对消落带6个断面河岸两侧采集的12个沉积泥沙表层样(2-3cm)泥沙来源示踪结果表明，林地相对输沙率在24％-70％之间变化，平均输沙率为43％;流域内坡耕地作为干流消落带沉积泥沙的第二个重要来源，相对输沙贡献率介于7％-61％，平均相对输沙率为39％。水田、柑橘园平均输沙比重分别为2％、16％，仅部分消落带沉积泥沙样点中能发现以上来源。林地成为消落带沉积泥沙的主要来源(43％)，这与通常的认识相矛盾，而柑橘园平均输沙比重占到16％，异常偏高。干流河道消落带泥沙，除来源于悬移质泥沙沉积，还有可能受到河水倒灌影响;另外，消落带175m水位以上坡面林地侵蚀泥沙在消落带沉积可能导致了林地输沙比重升高。\n 各沉积空间点两种土壤类型泥沙来源并不固定，紫色

关键词： 137Cs计年法复合指纹因子多变量线性混合模型最小二乘法泥沙来源农业小流域水土流失

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