区域生态地球化学评价核心与对策

生态地球化学是地学与土壤学、农业、环境学和生态学等多学科交叉融合产生的新学科,是地球化学领域新的发展方向。区域生态地球化学评价是在区域地球化学调查基础上,针对影响流域/区带生态系统安全性的元素异常而开展的一项评价和研究工作。多目标区域地球化学调查获得的海量高精度地球化学数据,可为环境质量评价提供背景值、为土地的质量和生态管护提供地球化学依据;调查还发现了一系列影响流域生态安全性的元素异常,针对异常元素分布特征,区域生态地球化学评价将开展异常元素追踪和成因甄别、生态效应评价和生态系统安全性的预警预测等项评价和研究工作。文章论述了区域地球化学调查成果,介绍了区域地球化学评价的思路,阐述了区域生态地球化学评价的主要问题与对策。     

Deep Mechanical Background for the Cenozoic Volcanism in the Tibetan Plateau

INTRODUCTION Volcanoesaremostlyobservedinoceanicridges,hotspotsandcontinentalriftzones(Hongetal.,2003),andarerarelyobservedincontinentalinteri ors.However,sincethevolcanoeswithintheconti nentinteriorscannotbeattributedtotheplate/block marginprocess,theydr…     

最近和即将发生的崩解事件不会削弱埃默里冰架的稳定性

冰架崩解约占南极物质损耗总量的一半。借助卫星遥感本世纪已经观测到多次大型崩解事件，引发了公众对气候变化问题的广泛关注。然而作为冰架消涨的自然循环，某些崩解事件只是周期性重现而并非近年来南极升温导致。2019年9月-10月，我们通过“哨兵一号”雷达卫星和“京师一号”小卫星完整地记录到发生在埃默里冰架前端的一次大型崩解事件，并利用冰流数值模式模拟了本次以及未来两次即将发生的崩解事件对该冰架的动力学影响。遥感观测表明，埃默里冰架前端发育有两条纵向、两条横向和一条斜向共五条大型裂隙。它们沿尖端继续向上游延伸可以造成三次崩解事件，其中第一次发生于2019年9月末，D28冰山随普里兹湾涡流向西北方向旋转漂移。依据前人推测的崩解周期，我们在模型中设置五组试验，选择露出海面体积、接地面积、冰流通量三个参数估算冰架对三次崩解的响应。结果表明，通过设计合理的网格系统，我们的模型能够捕捉到每次崩解事件释放的物理信号。三次崩解总体响应趋于一致，仅表现出微弱的差异。在一个60年的崩解周期内，三次崩解引发冰流加速70 m/a，前端减薄2 m，接地线退缩60 km2，共约造成40亿吨额外的物质损耗。然而上述变化仍然处于最新卫星估算误差内部，所以我们认为这些崩解事件并不会显著削弱埃默里冰架整体的稳定结构。考虑到这还是首次明确观测到该冰架进入新一轮崩解周期，未来仍必要收集更长时间序列的遥感资料用以验证模式结果。     

内蒙古干湿环境演变与地区生态建设优势气候背景分析

通过内蒙古地区近46 a降水和潜在蒸散量以及湿润度在气温突变前后的倾向率和差值变化分析，得出该区域主要植被类型干湿环境演变的时空变化特征。研究结果表明：降水在气温突变前“东增西减”，突变后呈相反的变化趋势。46 a降水倾向率增加区域主要集中在呼伦贝尔市东部和乌兰察布市以西大部地区；潜在蒸散量在气温突变前呈减少趋势，突变后有增加趋势，突变后潜在蒸散量明显小于突变前。内蒙古46 a潜在蒸散量倾向率大部地区偏小，偏大区域仅存在于中东部偏北地区，气温突变后全区大部地区存在明显的“蒸发悖论”；大兴安岭西麓和乌兰察布市以西地区突变后湿润度增加明显，暖湿的气候环境有利于当地植被建设和生态恢复，内蒙古东南部、呼伦贝尔草原和锡林郭勒盟草原区有暖干化趋势，上述草原区存在潜在退化风险。     

The genetic diversity,individual relatedness and possible mating system of an isolated population of the Cyprinid species Megalobrama pellgrini in upper reaches of the Changjiang (Yangtze) River,China

Megalobrama pellegrini is a cyprinid fish endemic to upper reaches of the Changjiang(Yangtze) River, China, which is also an important economic species in the local area. In recent years,resources of this species have decreased sharply and its conservation has drawn great attention. In the present study, we collected 120 individuals from the Longxi River, a tributary isolated from the main channel of the Changjiang River, where M. pellegrini is still relatively abundant. Using two different molecular markers, mitochondrial cytochrome b(cyt b) gene, and nuclear microsatellite(simple sequence repeat,SSR), we analyzed the genetic diversity of this isolated population. The results show that sequence genetic diversity was low(H_d:0.290 and P_i: 0.000 77 for cyt b gene),while the SSR genetic diversity was high(H_o:0.824 4±0.147 2,H_e: 0.823 510.145 1). Analysis indicated that this population had experienced a bottleneck,with inbreeding and small effective population size(around 50). Based on SSR data, relatedness analyzing revealed that the 120 samples were grouped into 10 completely independent clusters. It was inferred that the mating system of M. pellegrini was polygamy. We suggested that the low genetic diversity could be induced by the overfishing and inbreeding depression. Therefore, we suggested that the urgent conservation measures should be taken to control the overfishing and give better conditions for the fish to grow and spawn, then to restore population size.     

Re-examining urban region and inferring regional function based on spatial–temporal interaction

Urban system is shaped by the interactions between different regions and regions planned by the government, then reshaped by human activities and residents’ needs. Understanding the changes of regional structure and dynamics of city function based on the residents’ movement demand are important to evaluate and adjust the planning and management of urban services and internal structures. This paper constructed a probabilistic factor model on the basis of probabilistic latent semantic analysis and tensor decomposition, for purpose of understanding the higher order interactive population mobility and its impact on urban structure changes. First, a four-dimensional tensor of time (T)?×?week (W)?×?origin (O)?×?destination (D) was constructed to identify the day-to-day activities in three time modes and weekly regularity of weekday/weekend pattern. Then we reclassified the urban regions based on the space clustering formed by the space factor matrix and core tensor. Finally, we further analysed the space–time interaction on different time scales to deduce the actual function and connection strength of each region. Our research shows that the application of individual-based spatial–temporal data in human mobility and space–time interaction study can help to analyse urban spatial structure and understand the actual regional function from a new perspective.     

ICESat-2激光卫星与光学遥感影像融合水深测量

针对浅海测深的数据特点和应用需求,以我国南海甘泉岛为例,研究了利用ICESat-2(Ice,Cloud,and Land Elevation Satellite-2)激光卫星数据和光学遥感影像开展主被动融合水深测量的方法。首先通过信号点提取、水面/水底识别、水下点折射改正等步骤处理ICESat-2数据,获得水深值,随后以激光点作为控制,计算光学水深反演模型参数,最后由点及面地获取大范围高精度水深。实验表明,甘泉岛区域主被动融合测深中误差优于1.30m,基于激光卫星数据的主被动融合测深方法能够为浅水水深测量提供新手段。     

印度河上游Bagrot山谷降水稳定同位素变化及与水汽来源的关系

利用2015年8月至2016年7月在印度河上游流域Bagrot山谷降水稳定同位素（δ18O和δD）观测结果以及当地气象资料，利用同位素示踪及统计分析方法，并结合HYSPLIT模型，对研究区降水稳定同位素变化特征、大气水线以及水汽来源进行了分析。结果表明，观测期间Bagrot山谷降水稳定同位素的季节变化明显，δ18O与δD秋冬季偏低，春夏季偏高，且与气温变化一致，存在显著的温度效应，而降水量效应不明显。而且发现，研究区局地大气水线截距和斜率均低于全球的，反映了降水过程中云下二次蒸发作用较为强烈，特别是，不同的降水形态导致该研究区局地大气水线的斜率和截距不同。当液态降水（降雨）发生时，由于在较为干旱的气候环境下，雨滴在降落的过程中受到二次蒸发相对较强，使得局地大气水线的斜率和截距偏低；而当固态降水（降雪）发生时，由于温度较低，受再循环水汽和二次蒸发的影响较小，导致局地大气水线的斜率和截距均偏高。Bagrot山谷及其周边地区，从南到北局地大气水线的斜率相差不大，而其截距总体上随着纬度升高而降低，可能与云下二次蒸发导致稳定同位素发生的不平衡分馏逐渐强烈有关。通过Bagrot山谷站点降水稳定同位素观测结果并结合HYSPLIT模型的后向追踪，研究还发现，研究区全年主要受西风环流以及局地环流的影响。但与研究区以北的临近站点（慕士塔格、和田等）相比有所不同，由于Bagrot山谷位置更靠南，其仍然偶尔受到来自南方的海洋性水汽影响。这一研究结果可能对该地区树轮稳定同位素记录的解译具有一定的指示意义。