MODIS水汽通量估算方法在华北平原农田的适应性验证

利用遥感手段估算区域水汽通量对研究区域气候变化及生态系统功能评价颇具意义。但是由于估算模式涉及时空差异很大的地表特征参数很难完全通过遥感数据获得,因此MODIS水汽通量数据产品 (MOD16) 至今尚未问世。本研究以中科院禹城综合实验站2002年4~5月份冬小麦田的涡度相关实测水汽通量为标准,验证MOD16算法所估算的农田水汽通量,结果表明直接使用MOD16算法计算的麦田水汽通量比实测水汽通量平均偏大近20%。对其中的作物三基点温度、空气动力学阻抗计算方法和植被覆盖度进行修正,修正后的MOD16计算结果和实测值非常吻合,1:1曲线斜率为0.9706,相关系数R₂为0.8845。这为利用MODIS数据大面积估算农田水汽通量提供了科学依据。     

气候变化对太行山土壤水分及植被的影响

在太行山低山区将自然植被移入蒸渗仪,观察当降水分别为常年平均降水量的80%、90%、100%、110%和120%等5种处理条件下,植被生产力和土壤的不同反映。研究发现:受验植被对降水反映敏感,降水每增加10%,植被生产力增加15%左右,预示未来全球变化导致的降水变化会对太行山低山区植被产生影响。同时在利用野外实验结果对WAVES模型进行验证的基础上,模拟了不同温度和降水变化情景下,土壤水分的可能变化趋势。结果表明:增温和减少降水对土壤水分负作用明显,尽管降水增加可改善土壤的水分供应状况,但降水增加10%对土壤水分的正面影响,大体被3 oC的增温抵消。由于模型模拟中采用的是与目前没有改变降水条件的实验相同的植被(LAI),而植被生长在太行山这一半湿润、半干旱地区又受土壤水分控制,因而估计未来气候变化情景下的植被变化与土壤水分的变化趋势相似。     

基岩渗流研究

以研究结晶质基岩内放射性废弃物的处理方法为目的的OECD斯特利帕计划.已于1980年开始在瑞典斯特利帕矿山进行.该计划定在1991年内完成.现已将近结束.正进行该计划的最后部分第Ⅲ研究阶段.这一阶段的主要目的有二、一个是建立一套止水技术,以防止坑道周边高透水部位放射性物质漏泄.另外一个是要切实掌握基岩的性质,并建立一套基岩及地下水流的调查及分析方法.后者的研究中有一项是通过数值分析推断基岩地下水流可能渗漏的程度.这首先是以未经扰动的基岩为对象.以几口探井所取得的情报为依据.对钻探后坑道涌水     

侵蚀沉积模型在嘉陵江流域的应用

从20世纪50年代到80年代长江宜昌水文站观测的泥沙输送量逐年增加,但是到了90年代却出现了逐渐减少的趋势。泥沙量增加的原因主要是乱伐森林和土地利用方式的快速改变,而减少的原因则可能是采取了一系列防止水土流失的对策和在上游修建了许多大坝而造成的。嘉陵江流域是长江泥沙的主要源区之一,90年代每年从嘉陵江流域到长江的输沙量减少到1988年前的约36%。因此,分析该流域每年泥沙输送动态及其变化原因,对制定减小水土流失的森林规划,防止三峡水库的淤积以及保护长江流域的生存环境和生态系统等具有重大意义。本研究开发并改进了一个流域集水坡面上的侵蚀模型,并将它应用到1987年的嘉陵江流域,以对其适用性进行了研究。结果表明,该模式可被用于月度泥沙生产量的评估中。     

长江流域稻田生态系统的水分和养分转换过程

田间模拟施肥进步和灌溉模式的定位试验在中国科学院桃源农业生态试验站进行。结果表明施肥制度和水分管理模式显著地影响水分和养分的转化过程和生产效益。单施N的产量效应为4.5 kg/kg,而NP或NPK配施养分总的产量效应分别为8.8 kg/kg和8.0 kg/kg;有机物料循环的增产率为56.8%,在有机物料循环的基础上配施NPK化肥最大的增产率可达到80.1%;化肥应用的进步可使水稻产量增长62.5%或通过施肥实现的水稻产量中由于化肥应用所占的贡献份额为38.4%,有机无机肥配合水稻产量增长80.1%,或通过施肥达到的产量中有机无机肥配合所占的份额为44.4%。本区双季稻年灌溉需水量为5838 m³/hm²,年变异C.V = 8.3%。晚稻灌溉占全年的71%,7~9月是灌溉需水高峰期,占全年灌溉量的68%。生产灌溉效率 (灌溉水量与产量之比)：生物量3.67 kg/m³,精谷量1.48 kg/m³。常规管理田间水分分配为：蒸散占1/2,翻耕整地占1/6,植物构成占1/21,田间渗漏占1/14,其它环境耗水 (维持) 占1/5。耕灌雨养管理翻耕整地和田间渗漏比例过高。不同灌溉处理试验表明：双季稻生产的灌溉,以早稻保持水层灌溉,晚稻按需配额灌溉的模式比较适宜。     

基于亚太地区环境综合监测的陆地生态系统中水、热和二氧化碳的监测与模拟

The Integrated Environmental Monitoring (IEM) project, part of the Asia-Pacific Environmental Innovation Strategy (APEIS) project, developed an integrated environmental monitoring system that can be used to detect, monitor, and assess environmental disasters, degradation, and their impacts in the Asia-Pacific region. The system primarily employs data from the moderate resolution imaging spectrometer (MODIS) sensor on the Earth Observation System- (EOS-) Terra/Aqua satellite,as well as those from ground observations at five sites in different ecological systems in China. From the preliminary data analysis on both annual and daily variations of water, heat and CO2 fluxes, we can confirm that this system basically has been working well. The results show that both latent flux and CO2 flux are much greater in the crop field than those in the grassland and the saline desert, whereas the sensible heat flux shows the opposite trend. Different data products from MODIS have very different correspondence, e.g. MODIS-derived land surface temperature has a close correlation with measured ones, but LAI and NPP are quite different from ground measurements, which suggests that the algorithms used to process MODIS data need to be revised by using the local dataset. We are now using the APEIS-FLUX data to develop an integrated model, which can simulate the regional water,heat, and carbon fluxes. Finally, we are expected to use this model to develop more precise high-order MODIS products in Asia-Pacific region.     

天山东部冰川的氧同位素特征(英文)

为研究冰川的补给及亚洲大陆腹部的水文特点,进行了在1981年7月中旬到8月中旬采集的降雨及冰川水样品的氧同位素成分测定。在考察期间,天山气象站(北纬43°06′,东经86°50′.海拔3539米)及博格达峰地区大本营(3640米)每半日降雨同位素(δ~(18)O)的平均值为-10‰～-11‰,变化幅度-1‰到-16‰。日降雨的δ~(18)O平均值随日平均气温的降低而减小。冰川水与雪的δ~(18)O值低于夏季降水的δ~(18)O值。降水与冰川水δ~(18)O值的差异是由于氧同位素的成分与气温有关。     

日本岛根县石见银矿区英安质火山岩中的黑云母矿物学特征及其K-Ar和40Ar-39Ar年代学研究

以显微镜、X射线衍射仪和电子探针等方法,对日本岛根县石见银矿区所产英安质火山岩中的黑云母进行了详细的研究．观察到部分黑云母经受了不同程度的热液蚀变作用。根据对未蚀变、或仅受到轻微蚀变作用的黑云母所进行的^40Ar-^39Ar同位素年龄测定,它们主要为第四纪产物。但是,从经受强热液蚀变作用的黑云母所获得的^40Ar-^39Ar同位素结果表明,后期的高温热液活动可以破坏晶体中的原始K—Ar同位素平衡,使得其。^40Ar-^39Ar同位素年龄与高于从未蚀变矿物所获得的结果,从而产生严重的年代失真。所以,对来自热液蚀变带的样品需要进行详细的矿物学研究。估计对黑云母的原始KAr同位素体系产生破坏的热扰动临界温度可能在200℃左右。