蒸发皿中水面蒸发氢氧同位素分馏的实验研究

气象要素与蒸发密切相关,通过室内外不同气象条件下的器皿水蒸发实验,获得了水面蒸发氢氧稳定同位素分馏因子与气象要素的关系。实验结果表明,随着蒸发的进行,剩余水体中逐渐富集重同位素;自由水体蒸发同位素分馏在垂线上有分层现象,表层水体同位素值比垂线平均的同位素值略富集;不同温度条件下的室内蒸发实验中,温度越高,液-气间分馏系数越小,相应于同一剩余水体体积比,剩余水体稳定同位素值则越低。室外器皿水自由蒸发实验中得出的蒸发线方程斜率较大地偏离了当地降水线,表明实验期间水体蒸发分馏作用较明显。该研究为进一步揭示水体蒸发分馏规律提供了可靠的实验依据。     

植被波谱空间尺度效应及尺度转换方法初步研究

基于遥感图像的地物识别需要大量地物波谱数据的支持,而现有地物波谱库中收集到的同一地物的波谱,由于其测量尺度和方法的差异,波谱也存在很大差异.以冬小麦为例,首先介绍了材料波谱、端元波谱和像元波谱这3种不同尺度波谱的概念,并以实验数据分析了不同测量尺度下波谱的差别,以此说明波谱尺度转换的必要性.然后利用物理模型和统计模型建立不同测量尺度下的波谱转换关系.分别验证了SAILH模型和线性光谱混合模型在波谱转换中的精度.研究表明,在大尺度上采用统计模型,在小尺度上采用非线性的物理模型可以解释不同尺度观测植被波谱之间的差异.     

同位素示踪剂在流域水文模拟中的应用

主要目的是通过对同位素在流域水文模拟应用中的一些假定、限制条件以及方法进行澄清和系统化,从而促进同位素在流域水文模拟中一些新的研究方向和研究热点.主要从三个方面,即同位素流量过程线分割、流域平均滞时与不同水源混合、与水文模型耦合,讨论同位素示踪剂在流域水文模拟中的研究进展情况.同时指出了同位素在流域水文模拟中应用存在的一些主要问题,包括:①降雨同位素含量的时空变化;②不同径流成分的采样;③径流输出同位素含量的空间变化;④流域平均滞时分布函数的确定;⑤水文同位素耦合模型.     

一个网格型松散结构分布式水文模型的构建

根据流域降雨径流的基本过程,以蓄满产流理论为基础,建立了一个网格型松散结构的分布式流域水文模型。模型将流域离散为包含河道与不包含河道两种类型的单元格,以协克里金方法插值得到空间离散的降雨输入,考虑的产汇流物理过程包括降雨、植被截留及蒸散发、单元格产流、单元格汇流及河网汇流。模型结构简单,参数较少,在充分利用植被覆盖类型图及土地利用类型图的基础上,能够获得大部分参数的选用值。通过在长江三峡区间沿渡河流域的实际应用,模型计算成果令人满意。     

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。