国家自然科学基金(20377054)
- 作品数：15 被引量：94H指数：6
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- 三峡库区水华优势藻类生长动力学的普适性研究被引量：5
- 2008年
- 从蓝绿藻中选取绿藻门的普通小球藻（Chlorella vulgaris,CV藻）为研究对象,应用Monod方程考察氮、磷营养盐对CV藻生长的影响,分别计算出CV藻对TP、TN的半饱和常数KSP和KSN.结果表明KSN〉〉KSP,说明TP对CV藻生长的影响明显大于TN.CV藻生长速率对磷质量浓度反应很灵敏：与空白值相比,在0.002 mg·L^-1的低浓度下μ就有提高,而浓度到0.2 mg·L^-1时,μ明显增大;但在0.000-0.050 mg·L^-1氮浓度范围内μ几乎没有变化.通过系统比较CV藻与优势蓝绿藻,甚至海水藻的生长动力学特征,探讨了CV藻与其它蓝绿藻的动力学普适性和共同性,证实这些藻类都具有非常类似的生长动力学和生态学特征.因此,推测CV藻生长动力学模型可以从整体上反映和代表库区优势蓝绿藻的生长行为.同时分析和归纳了蓝绿藻生长模型的相似性和规律性,得出三峡库区优势藻类生长行为存在普遍一致性的初步结论.
- 刘信安封丽Charles Q.Jia
- 关键词：三峡库区普通小球藻氮磷
- 沙堆实验的自组织临界性与水华暴发行为的关系研究被引量：1
- 2006年
- 用圆柱形铝粒和铁粒进行沙堆物理实验,均得到高相关性的幂率函数K=a(△w)b,表明沙堆系统具有自组织临界性．在此基础上考察沙堆系统行为与不同颗粒及不同底盘的关系,并对统计数据a和b进行了重构得到在文中定义为水华暴发趋势的协同参数Y1和Y2．Y1与L/d(表征迁入水域系统的营养盐量)呈较好的线性正相关,Y2与D(表征水域环境对营养盐的负荷量)呈较好的线性负相关．结合文献资料对比分析可以证明:L/d值越大(迁输入量越大)水华暴发趋势Y1越高;D值越大(系统负荷能力越高)水华暴发趋势(可能性)Y2越低．
- 刘信安周佩雯陈双扣
- 关键词：自组织临界性富营养化水华数据重构
- 卡尔曼滤波-分光光度法同时分析长江和嘉陵江地表水中的微量铜、镉和锌被引量：6
- 2008年
- 1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)是一种用于测定微量金属离子浓度的显色试剂,利用PAN研究了这种显色剂与微量金属离子Cu2+,Cd2+和Zn2+形成螯合物的分析条件,即与这三种金属离子形成螯合物的最大吸收光谱性质、pH值影响和螯合反应时间等,并结合卡尔曼滤波算法和可见光度计同时联机的定量测定技术,定量分析了实验室水样、长江和嘉陵江地表水样中微量Cu2+,Cd2+和Zn2+金属离子的浓度。实验室三种金属离子的定量分析回收率在90.2%~106.2%之间,与长江、嘉陵江国控点例行监测数据的比较则表明:该方法的分析结果具有较好的可比性和可靠性。因此,该方法可以方便和直接应用于实际江河流域金属离子污染水样的定量分析。
- 刘信安丁云松罗彦凤
- 关键词：镉锌
- 三峡库区优势藻类聚集参数与水华状态函数被引量：9
- 2008年
- 在三峡库区最大次级河流嘉陵江现场采集水样,并进行藻类生长试验,探讨了藻类在氮磷比、光照强度和流速条件下的聚集行为.在不同TN/TP和光照强度的静水表层中主要藻类为蓝、绿藻,优势种为蓝藻门的水华微囊藻,总体上蓝藻的聚集参数θ大于绿藻;在流速大于0.03m·s-1的动态水体中蓝绿藻聚集参数迅速下降,优势藻类不再明显.对水质的生态学评价结果表明,水华微囊藻聚集参数θ与生物多样性指数d拟合的可决系数R2在0.81以上,反映出优势藻聚集能力与水体环境质量的反比关系.作为水质污染和营养水平评价依据的指数d不能直接表征水华污染状态,因此,在参数θ的基础上构建了描述水华污染状态的函数G,将函数G应用于对实验结果和实际流域水华污染的评价,结果表明,水华状态函数G确实能有效和半定量刻划水华污染程度.
- 刘信安张密芳
- 关键词：三峡库区
- 模拟消落带水华暴发行为的数值沙堆模型被引量：4
- 2006年
- 以长江最大支流汉江近年来水华污染的现场资料为例,通过氮磷浓度、水温、流速和光照等实测数据构建了消落带开放水域环境体系的数值沙堆模型,描述了藻类生长及水华暴发的动力学机制;利用数值沙堆系统崩塌行为反映出的频率-尺度幂律关系作为判断消落带水域是否暴发水华以及规模大小的依据,采用有限尺度标度分析从不同侧面验证了水华暴发系统的自组织临界性,并揭示出各种拟合参数与水华暴发规模之间的定量关系.研究表明,沙堆模型如果存在良好的幂律关系,相应的消落带水域将暴发水华,且幂律指数越大,水华污染程度越严重.
- 刘信安张毅力Charles Q.Jia
- 关键词：自组织临界性水华暴发
- 量子化学计算程序向Windows集群的移植实现
- 2004年
- 利用Cygwin,将Linux和Unix操作系统下的量子化学并行计算程序移植到运行Windows操作系统的集群环境中,实现了Windows集群中的量子化学并行计算。文章给出了具体的移植实例和计算实例。
- 王奇刘信安
- 关键词：并行计算GAMESSCYGWIN集群
- 多层营养盐协同作用的藻类生长模型研究被引量：2
- 2007年
- 不同形态的营养盐在不同介质(层面)中会对藻类生长产生不同的影响,本研究构建了同时考虑水环境中、藻细胞膜界面上和藻细胞膜内营养盐浓度,尤其营养盐在藻细胞界面吸附/脱附作用的藻类生长数值模型,通过数值计算进行了参数率定和验证.结果显示,实验测试值与本模型计算值的平均相对误差小于6.90%,而且,本模型与未考虑营养盐吸附/脱附作用模型的最大绝对值累积相对误差分别为11.70%和34.18%.显然,本研究提出的这种藻类生长模型与实测数据吻合更好,能够更准确、合理和真实地描述藻类生长状态与变化趋势.本模型反映出的细胞膜界面浓度,体现了藻细胞在光暗交替情况下吸收营养盐的变化,同时表达了藻细胞内部ATP浓度的变化状态,使外界营养盐浓度同藻细胞自身营养状态之间,也就是在微观和中观层次之间建立起具有理论指导意义的相互关联作用.
- 刘信安冉翊罗彦凤
- 关键词：水华暴发
- 重庆主城区三峡水域优势藻类的演替及其增殖行为研究被引量：20
- 2008年
- 通过在三峡水系中重庆主城段的长江与嘉陵江现场布点、采样和分析自然水体中的藻类,在实验室内分别模拟氮磷比、光照和流速对嘉陵江水体中藻类生长的影响,发现在不同TN/TP和光照强度的静水环境中蓝藻和绿藻生长迅速,硅藻消亡很快,其它藻类变化不大,总藻细胞密度最大可达107个/L以上;而在0.03 m/s左右的缓流下总藻细胞增长最明显,但密度也只能达到106个/L,硅藻比例提高,当流速进一步加快,蓝藻和绿藻比例降低.显然,优势藻类随水文情势发生演替.总藻密度分别与TN/TP、流速拟合的可决系数R2均在0.93以上,与光照强度的拟合效果次之.自然状态下两江的现场水样分析还表明:嘉陵江总藻密度大于长江,硅藻占绝对优势,其次为绿藻和蓝藻,与实验室测试结果相符.
- 刘信安张密芳
- 关键词：三峡库区藻类水华藻类生长
- 用准真实沙堆模型的自组织临界特性研究流域水华暴发行为被引量：4
- 2005年
- 在引入多象限、优先级和表观摩擦系数等概念的基础上,重构了更具物理意义和更能反映自组织临界性的棱锥形准真实沙堆模型．通过大量仿真计算,研究了颗粒投放区域相对大小对沙堆自组织临界特性的影响规律,并借助内能、结构熵和自由能的概念,对沙堆系统进行了热力学分析．数值计算显示,沙堆模型的自组织临界特性与富营养污染流域暴发水华时的某些复杂非线性关系(例如藻类数量与pH值的关系,水库输出的氮磷物质的量之比与光合固碳消耗营养盐的速率系数的关系)和热力学规律(流域系统熵的变化)具有一致性．结果表明:沙堆模型的自组织临界性与实际流域中水华暴发现象之间存在很强的关联,因而自组织临界性理论有可能为研究水华暴发提供一种新方法．
- 刘信安马艳娥陈双扣郭圣文J.Q.Charles
- 关键词：自组织临界性水华暴发
- 沙堆实验研究三峡库区典型水域环境的水华污染行为被引量：1
- 2005年
- 基于自组织临界性理论,设计和实施了具有真实物理意义的沙堆实验,结合三峡库区典型流域多年来富营养污染和水华爆发的现场监测资料,研究了缓流水系综合营养指数的变化趋势,描述了水华爆发/消退过程的自组织临界性行为。将沙堆实验统计数据中符合自组织临界性规律的普适性因子:沙堆底盘直径D、沙粒长度L、沙粒半径r和沙粒密度ρ等,与富营养污染流域中导致水华爆发的非线性耗散型控制函数相关联,从而有可能通过不同情况下沙堆崩塌的难易程度、频度和规模来发现、描述和确定水华爆发的内在机制和演化过程。沙堆实验的数值分析结果与这些典型流域水华发生过程的周期振荡行为和变化规律具有较好的一致性。
- 刘信安陈双扣谢昭明马艳娥
- 关键词：水华爆发自组织临界性富营养化
