Isotopic studies of leaf water. Part 1: A physically based two-dimensional model for pine needles

Understanding of isotopic variations in leaf water is important for reconstruction of paleoclimate and assessment of global biochemical processes. We report here a study of isotopic distributions within a single needle of two pine species, Pinus resinosa Ait and Pinus strobes L., with the objective of understanding how isotopic compositions of leaf water are controlled by environmental and physiological variables. A 2D model was developed to simulate along-leaf isotopic variations and bulk leaf water isotopic compositions. In addition to variables common to all leaf water isotopic models, this 2D model also takes into account the specific geometry and dimensions of pine needles and the isotopic transport in xylem and mesophyll. The model can successfully simulate oxygen isotopic variations along a single needle and averaged over a leaf (bulk leaf water). The simulations suggest that isotopic composition of the bulk leaf water does not always depend only upon the average transpiration rate, which in turn raises questions about using leaf water isotopic values to estimate transpiration rates. An unsuccessful attempt to simulate along-needle hydrogen isotopic variations suggests that certain unknown biological process(es) may not have been incorporated into our 2D model, and if so, it calls for a reevaluation of all other models for hydrogen isotopic simulations of leaf water since they too lack these processes.Existing leaf water isotopic models are reviewed in this work. In particular, we evaluate the most frequently used model, the stomatal boundary layer model (also referred to as the Craig-Gordon model). We point out that discrepancy between the boundary layer model and the measured bulk leaf water seems to depend upon relative humidity. Using our 2D model, we show that this humidity dependency is a result of an interplay between environmental and physiological conditions: if the transpiration rate of plant leaves decreases with increasing relative humidity, our 2D model can reproduce the pattern of isotopic discrepancy between boundary layer model predictions and observations, enabling us to understand better the reason behind this discrepancy.     

晚三叠世松潘甘孜和川西前陆盆地的物源对比：构造演化和古地理变迁的线索

为了研究龙门山褶皱冲断带两侧的松潘甘孜和川西前陆盆地在大地构造和沉积学方面存在的联系,笔者等分别在松潘甘孜东缘马尔康—理县地区和川西前陆盆地都江堰地区进行了采样和碎屑锆石的LAICPMS UPb定年工作。269颗锆石的定年结果显示,中—晚三叠世拉丁期—诺利期松潘甘孜复理石盆地东缘沉积地层中的碎屑锆石年龄主要集中在250~280 Ma、1800~1900 Ma和2400~2500 Ma、200~245 Ma、400~450 Ma,对应的物源主要为东昆仑岛弧、华北陆块基底、义敦岛弧以及北秦岭。与之相比,川西前陆盆地诺利期—瑞替期的须家河组地层中的碎屑锆石年龄大致主要集中在1800~1900 Ma和2400~2500 Ma、720~850 Ma、950~1200 Ma、400~450 Ma。该统计结果总体上继承了松潘甘孜数据体的特征,揭示出须家河组物源来自西部——松潘甘孜褶皱带的再旋回沉积和龙门山前陆冲断带。     

干旱生态环境及水资源对全球气候变暖响应的研究进展

西北地区现代气候变化基本特征是冬暖夏干,采用脆弱度和影响指数方法定量评价了生态环境对全球气候变暖响应,重点阐述了西北现代气候变化对干旱生态环境和水资源这两个领域的影响.结果表明: 由于现代气候变干变暖的自然和人为因素的共同作用,导致我国西北地区的黄土高原、黑河流域、石羊河流域、甘南高原和黄河首曲的地域生态环境有不断退化的趋势.气候变干使渭河上游、黄河上游(洮河和大夏河)以及黄土高原中部7条主要河流的径流量呈明显下降趋势,引起水资源短缺.     

江苏潮滩沉积物激光粒度仪与移液管-筛析分析结果的对比

激光粒度仪的广泛应用带来了与历史数据的对比问题,因此需要建立激光粒度仪与早期分析结果之间的关系。根据江苏海岸潮滩沉积物样品的激光粒度仪和移液管-筛析法分析,对粒度参数、粒度组分等进行了对比,对两种方法的差异进行了分析。结果表明,对于江苏潮滩沉积物粒度参数中平均粒径的激光粒度仪与移液管-筛析分析结果之间有良好的线性关系;筛分法测得的粗颗粒物质较激光法偏少,而移液管法法测得的细颗粒物质较激光法偏多;将样品分类之后再进行两种方法所获粒度参数的回归分析,相关性得以提高,说明不同粒度组成的沉积物对分析结果的对比有不同的影响。两种方法之间的换算关系不仅与研究区域有关,而且与沉积物本身的粒度组成有关。     

松南海坨子—大布苏地区泉四段— 姚家组层序地层研究

根据工区内现有的钻井、测井和地震资料,应用以多级次基准面旋回为参照面的高分辨层序地层学理论与研究方法,对松辽盆地南部海坨子—大布苏地区的泉四段—姚家组地层进行了详细的层序地层研究,共识别出5个长期基准面旋回（相当于三级层序）,9个中期基准面旋回（相当于四级层序）,建立了研究区的层序划分方案,在连井剖面的层序地层对比基础上,建立了该区的地层格架,并对层序构成特征进行了分析,研究了储集层在层序格架内的分布规律,揭示出浊积砂体和三角洲前缘相的分流河道形成于基准面上升期,三角洲前缘相的河口坝、远砂坝和席状砂沉积形成于基准面下降期,指出浊积砂体和三角洲前缘相的远砂坝、席状砂沉积是研究区形成岩性油气藏的有利储集体。     

河南省洛宁县寨凹钼矿床流体包裹体研究及矿床成因

寨凹钼矿床位于华北克拉通南缘的熊耳地体．矿床定位受马超营断裂带的次级断裂控制,矿体呈脉状贼存于太华超群石板沟组黑云角闪斜长片麻岩中。成矿过程包括3个阶段：石英-辉钼矿阶段（I）、石英-多金属硫化物阶段（Ⅱ）、石英-碳酸盐阶段（Ⅲ）,其中,I阶段为主成矿阶段。寨凹钼矿床可见2类流体包裹体,即水溶液型和含子晶包裹体;激光拉曼指示包裹体成分主要为H2O。从早到晚,流体包裹体均一温度从I阶段100～260℃,经Ⅱ阶段110～160℃．变化为Ⅲ阶段120—180℃．矿床总体属于低温热液矿床：流体包裹体盐度从I阶段的2～25wt％NaCl．eqv演化至Ⅱ阶段的6—30wt％NaCl．eqv．然后降为Ⅲ阶段的7～25wt％NaCl．eqv。I阶段均一温度范围宽广、流体包裹体盐度由双峰式演化为单峰式以及包裹体温度-盐度双变图的负相关性指示了流体混合是主要的成矿机制。寨凹钼矿流体包裹体以高密度、高盐度的低温低压流体为特征,是含CaCl,流体参与成矿的结果,热的岩浆流体与冷的含CaCl,的卤水的混合．导致了辉钼矿的沉淀。寨凹钼矿床地质和流体包裹体特征与侵入岩相关的成矿系统一致．指示其成因类型为与侵入岩有关的钼矿床．     

高寒地区傍河型地下水水源地论证

地下水水源地论证是新建和扩建地下水水源地的前提,高寒地区傍河型地下水水源地论证在关注地下水质量和允许开采量的同时,非常注重水源地含水层开采对水环境及其它用水户的影响.本文以黑龙江省孙吴县热电厂供水水源地为例,从论证目标、约束条件和论证方法等方面对高寒地区傍河型地下水水源地进行了论证.结果表明,高寒地区傍河型浅薄含水层地下水水源地的补给来源在冬季主要为含水层侧向径流补给;孙吴县热电厂供水水源地可以满足热电厂正常运转对水质和水量的要求,并且不会对区域水资源和其它用水户产生影响.     

基于裂隙量测法的新立矿区工程岩体渗透性分析

新立矿区主要可采矿体分布于海底岩体中,查明矿区工程岩体的渗透特征对保障海底采矿安全具有十分重要的意义。在综合分析新立矿区水文地质工程地质特征的基础上,以现场调查的岩体结构面几何数据为基础,开发了渗透系数张量计算程序,计算了岩体综合渗透系数,根据前期的压水试验结果修正了计算结果,修正后的结果表明矿区-105,-135水平工程岩体整体上呈弱透水性,局部呈微透水性,-165水平岩体整体上呈微-弱透水性;岩体渗透性随深度的增加而降低。     

基于BP人工神经网络的枯水径流预报方案研究

介绍了BP人工神经网络的桔水径流预报方法,编制了锦屏一级水电站枯水径流预报方案.根据枯水径流预报方案的预报精度评定成果,总结了应用BP人工神经网络进行枯水径流预报的特点.研究表明基于BP人工神经网络的枯水径流预报方案能够满足水文情报预报规范,具有较好的实用性和可行性.     

一株胶质芽胞杆菌对磷矿石风化作用的实验研究

以一株质芽孢杆菌为例研究实验条件下微生物对磷矿石的风化作用.以直接作用和间接作用的方式研究培养基中胶质芽孢杆菌对磷矿粉的风化作用,即在装有100目磷矿石粉的液体培养基中接种,研究该菌对磷矿石粉的直接风化作用;同时,将装有100目磷矿石粉的透析袋放入液体培养基中再接入该菌,研究其对磷矿石粉的间接风化作用.按不同时间取培养液上清液,过滤,用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)测定滤液中Ca2 、Mg2 、Na 、Mn2 、Al3 、Fe3 和K 等浓度,比色法测定水溶性P(Pws)和水溶性Si (Siws) 的含量;滤膜上的固体物称重并消解后,同上方法测定Ca2 、Mg2 、Na 、Mn2 、Al3 、Fe3 和K 等浓度以及Pws和Siws含量.此外,细菌风化作用后的矿物残渣用电子探针作表面微观形态分析和XRD矿物物相分析.结果表明:胶质芽孢杆菌对磷矿石粉风化的直接作用强度大于间接作用;对不同矿物的风化强度不同,对粘土矿物的风化作用较明显.提出细菌对磷矿石的风化作用源自细菌生长导致的机械破坏作用、胞外分泌物的生化降解作用以及多种因素之间的协同作用.