Comprehensive evaluation on the ecological function of groundwater in the Shiyang River watershed

With an arid climate and shortage of water resources, the groundwater dependent ecosystems in the oasis–desert ecotone of the Shiyang River Watershed has been extremely damaged, and the water crisis in the oasis has become a major concern in the social and the scientific community. In this study, the degeneration characteristics of the groundwater ecological function was identified and comprehensive evaluated, based on groundwater depth data, vegetation quadrat and normalized difference vegetation index (NDVI) from Landsat program. The results showed that (1) the suitable groundwater depth for sustainable ecology in the Shiyang River Watershed is about 2-4 m; (2) the terms of degenerative, qualitative and disastrous stages of the groundwater ecological function are defined with the groundwater depths of about 5 m, 7 m and 10 m; (3) generally, the groundwater ecological function in the oasis-desert ecotone of the lower reaches of Shiyang River Watershed is weak with an area of 1 397.9 km² identified as the severe deterioration region, which accounted 74.7% of the total area. In the meantime, the percentages of the good, mild and moderate deterioration areas of groundwater ecological function are 3.5%, 5.5% and 16.3%, respectively, which were mainly distributed in the Qingtu lake area and the southeastern area of the Shoucheng town; (4) the degradation and shrinkage of natural oasis could be attributed to the dramatic groundwater decline, which is generally caused by irrational use of water and soil resources. This study could provide theoretical basis and scientific support for the decision-making in environmental management and ecological restoration of the Shiyang River Watershed.     

基于V指数的他念他翁山中段冰川槽谷形态特征及影响因素分析

冰川槽谷作为冰川作用区分布最典型的冰川地貌之一,对其形态特征及影响因素的研究,有助于揭示冰川发育的动力学过程。基于V指数模型及MATLAB半自动提取方法,分析并探讨了他念他翁山中段冰川槽谷形态发育特征及造成槽谷形态差异的影响因素。结果表明：研究区共发育206条冰川槽谷,大多为“U”形或偏“U”形,长4.5~26 km之间,平均宽度1.8 km,深200~500 m,海拔高度介于5 730~3 274 m。槽谷形态横向分布规律：V指数多为0.2~0.3,北东向发育V指数大于0.3的谷地多于西南向,说明东坡槽谷侵蚀程度强于西坡。V指数沿槽谷纵向主要有两种变化趋势：V指数增大,冰川槽谷横剖面“U”形发育特点逐渐增强;V指数减小,冰川槽谷横剖面“U”形发育特点减弱。研究区冰川槽谷发育以侧蚀为主,形态的差异性是冰川自身特性、冰川作用区地形与基岩岩性等多种因素共同作用的结果。其中,冰川作用区的平均坡度、平均地形起伏度与古冰川作用区面积是造成这种分布差异的主要因素。     

河北省康保—沽源地区土地质量地球化学评价

河北省康保—沽源地区土地质量地球化学评价工作是基于河北省该区1 ∶ 25万土地质量地球化学调查获得的土壤54项全量元素数据,根据《土地质量地球化学评价规范》（DZ／T0295－2016）和《土壤环境质量标准》（GB15618－2018）,采用单指标评价法对研究区土壤养分和土壤环境质量进行了评价。对两者资料叠加分析,认为：研究区土壤养分元素普遍偏低,土壤大量营养元素优于微量营养元素。土壤养分综合等级以三等为主,占区内总面积的41. 96%,二等和四等分别占区内总面积的27. 72%和25. 00%,坝缘山地和闪电河、葫芦河流域土壤肥力普遍优于其他地区。土壤重金属环境综合质量以一等无风险区为主,占总面积的99. 95%,二等风险可控区占总面积的0. 05%,重金属主要为镉元素的污染影响。     

金星:认识早期地球的窗口

无论在行星大小、质量还是轨道速度等方面,金星都是太阳系中与地球最相似的行星.自1960年代初期开始,金星一直是人类深空探测的重要目标.本文简要地回顾了人类探索金星的历史,总结了对金星已有的认识,梳理了金星的主要科学问题,最后介绍了未来的国际探测计划,并建议了我国的金星探测目标.早期对金星的探测以苏联的金星计划(Венера)和美国的水手系列(Mariner)为代表,后期的探测器以欧盟、日本等国家的“金星快车(Venus Express)”、“拂晓号(Akatsuki)”为代表.这些探测结果为我们认识金星大气成分、地表地形和内部结构提供了重要的数据.金星的大气组成以CO₂为主,含少量N2,与现在地球的大气组成显著不同,类似早期地球的大气组成.虽然金星地表目前没有液态水,但部分理论模拟工作表明金星地表可能曾经有液态水.一系列探测器对金星地表成分的分析表明,金星地表主要由玄武岩组成.在地形地貌方面,由于金星特殊的地表环境,金星表面风化作用对地表地貌影响很小.金星的地表主要受控于比较年轻的火山作用,发育了许多不同于地球的地貌特征,主要包括区域平原、盾状火山平原、冕状地形以及瓦片状地形等,其动力学机制可能是地幔柱—岩石圈相互作用或地幔对流,至今未发现与板块构造相关的地貌.现阶段金星没有太多大型的、活跃的火山热点,虽然无法估测准确的火山活动速率,但相比地球来说火山活动速率小很多.在内部结构方面,金星具有与地球类似的核幔壳结构.金星的内部组成也与地球类似,例如金星地幔很可能是与地球相似的橄榄岩成分.不存在内部磁场和缺乏板块构造是金星区别于地球的两个重要特征.关于金星为什么没有自身磁场,主流观点是金星地核缺乏对流,无法演化出磁场.而针对金星为什么没有演化出板块构造,目前认为主要有三个可能的原因:地表温度过高,没有软流圈,金星缺乏液态水,其中液态水的缺乏接受度最广.从大气组成、地表岩石组合、构造作用等角度来看,金星都与早期地球非常相似,是我们理解类地行星演化的天然实验室.研究金星和地球为什么会朝不同方向演化,是深入理解包括系外行星在内的行星的宜居性形成与演变的重要途径。因此,金星一直是优先级别最高的深空探测目标之一.近几年,美国、俄罗斯以及欧洲等国家和地区分别针对金星目前主要的科学问题,例如金星是否存在早期海洋、金星的宜居性以及结构和重力场等,先后提出各自的金星探测计划.我国在新的国际竞争中应该、也必然有所作为.     

安徽铜陵角闪石堆积岩锆石U-Pb年代学、矿物化学及其对深部岩浆作用的启示

长江中下游铜陵地区晚中生代岩浆活动强烈,壳幔互动频繁,此期间形成的岩体中含有大量角闪石巨晶和堆积岩,已有研究表明它们是底侵至下地壳的幔源岩浆在下地壳岩浆房中的演化产物。本次研究首次从角闪石堆积岩中分离出了岩浆锆石,并对其和寄主岩的锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb定年。测年数据表明,堆积岩和其寄主岩的形成年龄值分别为144.67±0.41 Ma(MSWD=0.25)和137.27±0.41 Ma(MSWD=0.25)。堆积岩中锆石的发现一方面证实了区内下地壳岩浆房中的岩浆活动,另一方面限制了铜陵地区中生代幔源岩浆底侵以及壳幔相互作用的时代。角闪石矿物化学分析结果表明它们均为具较高Al_2O_3(13.52%～13.81%)、TiO_2(2.63%～2.98%)含量的韭闪石和镁绿钙闪石,但其较低的Cr(1.78×10~(-6)～3.12×10~(-6))、Ni(21.55×10~(-6)～26.10×10~(-6))含量和Mg值(68～69),暗示其非形成于原生幔源岩浆。综合分析认为,铜陵地区下地壳深位岩浆房中的岩浆可能为一套经历了一定演化的富水玄武—安山质岩浆,角闪石是其最后的主要晶出相。     

Using small spatial units to refine our perception of rural America

More than half of the US rural population lives inside metro or micropolitan areas and even at more disaggregated scales, such as the census tracts, most spatial units mix rural and urban population. At a national scale, only 30% of the country are inhabited by 100% urban or 100% rural population, implying that more than two third of the US territory are somewhere in between both situations. As the rural/urban dichotomy appears today to be blurred by the emergence of new phenomena like rurbanization or exurbanization, our perception of rural America may be somewhat twisted and the reality of rural areas underplayed. This paper focuses on using finer-grade spatial units such as the census blocks and block groups, in order to provide new elements about the extension, localization and characteristics of rural America as well as about its inner dynamics. To that end, we analyze and process geographical and social data at these two levels of information, and use population density as a main factor of analysis. This allows us not only to propose new measurement of the extent of rural space in the USA but also to propose a new vision of its spatial dynamics by studying how several social indicators such as income, median age or sex ratio reveal regional and micro-regional variations and situations in the rural part of the US.     

氧的地球化学——壳幔岩石中氧离子(O~(2-))不用动原理

文章阐发了地球内部壳幔岩石的质变基本规律:氧的地球化学——壳幔岩石中氧离子(O2-)不用动原理。笔者认为,自然界岩石尽管千变万化,具有种种成因和形成环境,但其主体含硅岩石基本上由两大部分组成:即阴离子O2-(占岩石体积的90%以上)和元素周期表中的其他数十种阳离子(仅占岩石体积的10%以下)。因此,壳幔岩石的主体是氧。矿物、岩石之间的反应千变万化,但氧离子(O2-)是不用动的,只是阳离子的带入、带出。氧离子影响到各种阳离子在晶格中的换位,决定了壳幔岩石的存在和变化。     

基于多变量M-K检验的北江流域降水趋势分析

降水是北江流域水资源的主要来源,因此研究北江流域降水趋势有利于水资源合理规划和实现可持续利用,但目前的趋势分析主要以单变量趋势检验为主,对多变量的趋势分析研究较少。基于此,分别采用单变量和多变量M-K检验趋势分析方法,针对北江流域6个代表性气象站点1959~2009年逐日降水资料,以各站的年降水量、年降水天数和年最大降水量三个变量为主要研究对象,分析得到北江流域的降水变化整体趋势。结果表明,仁化站、韶关站、乐昌站、连州站和广宁站的变化趋势不显著,清远站的变化趋势显著。在整体趋势分析方面,多变量趋势分析方法可同时考虑降水的多重属性特点,从而可更好分析流域降水整体趋势。     

新疆西天山阿吾拉勒东段铁矿成矿时代与赋矿地层厘定

西天山阿吾拉勒铁矿成矿带发现大、中型铁矿床10处,为近年来我国新发现的十大资源接替基地中唯一铁矿资源接替基地。该带火山岩型铁矿床研究程度较低,成矿时代和赋矿地层层位认识混乱。在已有研究成果基础上,结合笔者多年地层研究成果,认为该区铁矿存在两个成矿期及赋矿层位,即晚石炭世早期(313~317 Ma±)巴什基尔期和早石炭世晚期(321 Ma±)谢尔普霍夫期。前者包括式可布台铁矿,赋矿地层为则克台组;后者包括查岗诺尔铁矿、备战铁矿等,其赋矿火山岩系地层被多数研究者称为大哈拉军山组。据生物地层和同位素测年成果,该地层层位和时代相当于阿克沙克组上亚组,但二者岩性迥异。其与大哈拉军山组为年代相差约30 Ma的不同层位,区域上两组间呈角度不整合接触关系。因此,建议对该赋矿地层创建新的地层单元名称。