大洋碳循环与气候演变的热带驱动

20世纪气候演变研究的最大突破,在于地球轨道变化驱动冰期旋回的米兰柯维奇理论。然而近年来学术界对热带过程和大气CO2浓度变化的研究进展,暴露了传统的轨道驱动理论存在着对低纬区和碳循环在全球气候系统中作用估计不足的严重缺陷。国家重点基础研究发展计划项目"大洋碳循环与气候演变的热带驱动"拟以南海与西太平洋暖池的深海记录为依据,进行全球性对比和跨越地球圈层的探索,通过观测分析结果与数值模拟的结合、地质记录与现代过程的结合,检验和论证大洋碳储库长周期变化机制的假说,对于不同时间尺度上低纬过程如何通过碳循环在全球气候环境演变中的作用,实现理论上的突破。同时简要介绍了该项目的目的、科学意义、关键科学问题及预期目标等。     

末次盛冰期以来印度尼西亚穿越流对东印度洋上部水体结构的影响

海洋上部水体垂向结构变化对于理解热带海区在全球气候变化中的作用有着重要意义。通过分析印度尼西亚穿越流(ITF)出口处东印度洋帝汶海区SO18480-3孔中的浮游有孔虫表层种Globigerinoides ruber和温跃层种Pulleniatina obliquiloculata壳体氧碳同位素,并借助12个AMS¹⁴C测年数据重建了末次盛冰期(LGM)以来该区温跃层深度和营养盐水平的演化序列。壳体氧同位素(δ¹⁸O)记录表明温跃层古海洋学特征的变化幅度要大于表层海水,其差值(Δδ¹⁸O_(P-G))有效地反映了温跃层深度的变化,即冰消期和晚全新世温跃层较浅,LGM和早中全新世温跃层较深;并揭示出与全新世相比,LGM期间ITF总流量未显著减小,ITF对该区上部水体结构的影响受到了东西太平洋之间不对称性的调节。碳同位素(δ¹³C)记录则表明该区的古海洋学变化在不同程度上受到了南大洋的影响,并受本区上部水体垂向结构的控制,其差值(Δδ¹³_(G-P))在一定程度上反映了该区上部水体营养盐水平的变化。     

中更新世气候转型期南海北部和南部的气候变化差异

选取大洋钻探ODP184航次在南海北部采集的1144站为研究材料,通过分析中更新世0.4～1.4Ma期间506个样品中浮游有孔虫氧、碳稳定同位素的变化特征,并与南海南部ODP 1143站和西太平洋暖池ODP 807站的同位素资料进行比较,发现南海北部的氧、碳稳定同位素及其差值的变化响应中更新世气候转型事件,在中更新世距今约0.9Ma之后100ka的偏心率周期明显增强。在中更新世气候转型之前,南海北部、南海南部和赤道西太平洋都呈现出典型的热带气候特征,具有岁差和半岁差的气候周期;转型之后,随着北半球冰盖的进一步扩张,南海北部受东亚冬季风增强的影响而导致温度下降、温跃层变深,但南海南部与赤道西太平洋的温度变化较小且温跃层变浅,说明同属季风区的南海北部和南部对气候变化的响应有所不同。     

基于边优先的任意多边形最优三角剖分

针对现有多边形三角剖分算法不能同时兼顾算法的简单有效性、适用性以及剖分三角网质量的问题,提出一种基于边优先的任意多边形最优化三角剖分算法:首先直接对多边形的边进行构网,最后再对生成的非约束边进行构网,最终完成整个多边形的三角剖分。剖分得到的三角网为约束Delaunay三角网,网形稳定、最优,算法简单,执行效率较高,且适用于任意复杂多边形。实验证明了该算法的合理性和有效性,较好地解决了现有多边形三角剖分算法存在的问题。     

基于矿物学方法评价浙江省土壤中Pb污染状况

利用土壤重金属元素环境质量矿物学评价方法,对淅江省全境土壤中不同土壤类型(或亚类)表层、不同母质表层和剖面中的Pb进行环境质量评价的结果表明,土壤中Pb的实测量和土壤对Pb的固持量决定了土壤中Pb的环境质量,浙江省土壤中Pb的污染度有正负值,说明土壤中的Pb对有些地区产生了污染,而对有些地区则没有产生污染.研究结果揭示,土壤矿物对Pb具有一定的固定与容纳能力,超过其固定与容纳能力,土壤中的Pb会对环境造成污染.这一旨在揭示土壤中重金属元素与各种矿物之间环境平衡关系的方法,可为评价土壤环境质量提供科学依据和技术支撑.     

Benthic nutrient fluxes in the intertidal flat within the Changjiang （Yangtze River） Estuary

In an annual cycle from March 2005 to February 2006, benthic nutrient fluxes were measured monthly in the Dongtan intertidal flat within the Changjiang （Yangtze River） Estuary. Except for NH4^＋, there always showed high fluxes from overlying water into sediment for other four nutrients. Sediments in the high and middle marshes, covered with halophyte and consisting of macrofauna, demonstrated more capabilities of assimilating nutrients from overlying water than the low marsh. Sampling seasons and nutrient concentrations in the overlying water could both exert significant effects on these fluxes. Additionally, according to the model provided by previous study, denitrification rates, that utilizing NO3- transported from overlying water （Dw） in Dongtan sediments, were estimated to be from -16 to 193 μmol·h^-1·m^-2 with an average value of 63 μmol·h^-1·m^-2 （n=18）. These estimated values are still underestimates of the in-situ rates owing to the lack of consideration of DN, i.e., denitrification supported by the local NO3^- production via nitrification.     

Changes in nutrient uptake of phytoplankton under the interaction between sunlight and phosphate in the Changjiang （Yangtze） River Estuary

We conducted ship-board incubation experiments to investigate changes in nutrient uptake of phytoplankton under different phosphate concentrations and irradiances in the Changjiang River Estuary and its adjacent waters in China. Under 100% natural irradiance the uptake rates of phosphate, silicate, and nitrate were accelerated at high phosphate levels （1.84 μM）, while under low irradiance （about 50% natural irradiance） their uptake rates were restrained at the high but stimulated greatly at the intermediate phosphate concentrations （1.26 μM）, as the growth of phytoplankton, changes in nitrite and ammonium uptake didn＇t follow an obvious pattern. Our results also showed that there were linear relationships between nitrate, silicate and phosphate uptake at different phosphate concentrations under low and high irradiances, and the growth period of phytoplankton was prolonged both at the high phosphate concentrations under high irradiance and at the intermediate concentrations under low irradiance, suggesting that the limitation of phytoplankton growth mainly reflected changes in its growth period, and because no such environment （low irradiance and low phosphate concentrations） actually existed in a high turbidity zone, phytoplankton blooms hardly occurred there. In the absence of irradiance, denitrification occurred readily and phytoplankton was kept decreasing, which resulted in phosphate regeneration.     

石笋流体包裹体中的惰性气体及其在重建长江中游古温度变化中的作用

文中讨论了一种评估古气温变化的新方法。我们成功地利用石笋流体包裹体所捕获的Xe/Ar比值,重建了末次冰盛期以来盛行东亚季风的长江中游地区的气候演化。一种表达成ln(CXe/CAr)的对数式被证明与冷暖周期变化具有密切的关系。从研究的石笋中所提出的δ13C与Mg/Ca曲线一般随区域古气温波动而变化,但不能排除其中有另类气候信号的叠加。我们的工作则明确地指出,流体包裹体所记录的Xe/Ar在各种反映温度变化的替代指标中可能是最好的一种。整体而言,ln(CXe/CAr)曲线与那些基本随暖期和冷期振荡的曲线保持一致。将稀有气体曲线与δ13C和Mg/Ca信号整合对比之后,我们在研究区划分出末次冰盛期以来8组暖/冷旋回。整合后的气温变化模式合理地解释了过去20000年里的区域环境变化。     

基于IRS-P5卫星立体影像的地形图测绘试验

简要介绍了印度 IRS-P5卫星立体影像的特点及其应用前景,重点介绍了使用某地区的立体像对数据进行的1:10000地形图测绘有关试验研究。结果表明,在高精度的地面控制点的支持下,地形类别为山地的地形图平面和高程精度均可满足国家1:10000基本比例尺地形图测图规范要求。     

填土表面倾斜时的主动土压力计算

支护结构工程中,当坡顶填土表面倾斜时,无法采用常规的土压力理论进行计算。探讨了《建筑边坡工程技术规范》存在的问题,提出了推荐方法。通过算例验证了推荐方法,具有计算简单、计算结果合理的优点,可供工程设计中参考使用。