中国南方更新世网纹红土对全球气候变化的响应: 分子化石记录

利用GC/MS对江西修水更新世网纹红土的分子化石进行了系统分析, 检测出微量的分子化石包括正构烷烃、一元正脂肪酸、一元正脂肪醇、α-正构脂肪酮等. 易遭受后期改造的含氧分子化石(酸、醇)参数在红土剖面中波动的规律性不明显; 相反, 相对较为稳定的正构烷烃具有很有意义的规律性变化, 其中, 代表木本植物与草本植物相对变化的正构烷烃比值C₂₇ /C₃₁以及反映低等菌藻生物与高等植物相对变化的正构烷烃比值C_15~21/C_22~33与深海氧同位素气候曲线的第4~20阶段具有很好的可对比性. 正构烷烃分子化石记录证实了在中国南方广泛分布的被认为是湿热气候条件下形成的更新世网纹红土, 受制于全球气候变化的驱动, 是我国又一大全球变化研究的重要载体.     

松辽盆地烃源岩中高分子量(C+40)烷烃系列组成及分布特征

利用高温气相色谱(HTGC)、高温气相色谱-质谱(HTGC-MS)技术, 结合气相色谱-同位素质谱(GC-IRMS)和有机岩石学分析, 对松辽盆地烃源岩的氯仿抽提物及原油中烷烃, 尤其是高分子量(C⁺₄₀)烷烃组成及分布特征进行了研究. 结果表明, 嫩江组烃源岩氯仿抽提物正烷烃分布在nC₁₄~nC₆₃之间, 低分子量(C^-₂₁)、中分子量(C_21-40)正烷烃以双峰群分布为主, 且在nC₃₀~nC₃₇之间有高丰度的C₂₉~C₃₅藿烷系列化合物; 高分子量烷烃化合物以nC₄₅~nC₄₇为中心呈小峰群突起, 并有丰富的异构烷烃、烷基环己烷和烷基环戊烷系列化合物; 单体烃(nC₂₂~nC₄₄)碳同位素相对偏重, 源岩中的有机质显微组分类型丰富. 显示嫩江组烃源岩生源输入具有多样性, 低等水生植物、蓝细菌以及陆生高等植物都是可能的生油母质. 青山口组烃源岩氯仿抽提物烷烃组分主要由正烷烃构成, 最高碳数可达nC₆₁, 正烷烃分布以单峰型为主, 中、高分子量化合物呈连续递减趋势; C₂₉~C₃₅藿烷系列化合物以及高分子量异构烷烃、烷基环己烷和烷基环戊烷系列化合物丰度相对较低; 单体烃(nC₂₂~nC₄₄)碳同位素相对偏轻, 烃源岩有机质显微组分以腐泥组为主. 反映青山口组烃源岩生源输入单一, 藻类体可能是主要的生油母质. 烃源岩中C⁺₄₀相对含量及分布在低熟-成熟阶段变化不大, 进入高成熟阶段C⁺₄₀相对含量减少、正烷烃奇偶优势降低. 原油中C⁺₄₀相对含量主要与源岩性质有关, 并对原油黏度有显著影响.     

晚泥盆世F-F之交菌藻微生物繁荣与集群绝灭的关系: 来自碳同位素和分子化石的启示

广西桂林杨堤斜坡相碳酸盐岩的无机、有机碳同位素, 分子化石和相关地球化学资料显示, 从上泥盆统弗拉阶上rhenana带至linguiformis带顶部, δ¹³C_carb和δ¹³C_kerogen正偏, 其值分别从+0.43 (‰ V-PDB) → +3.54 (‰ V-PDB)和从−29.38 (‰ V-PDB) → −24.14 (‰ V-PDB), B* (Ba* = Ba/ (Al2O3 X 15%))从0.015上升至0.144, TOC从0.02%上升至0.21%, V/Cr从0.3上升至2.0, Sr/Ba从3.20上升至49.50, 表明晚泥盆世弗拉阶-法门阶(F-F)之交生物量和生物产率以及有机碳的埋藏量是增加的, 水与沉积物界面附近由富氧到少氧, 沉积环境的含盐度增高. 上泥盆统弗拉阶顶部至法门阶下部, 分子化石丰度有所增加, 分子化石类型主要由正构烷烃、类异戊二烯烃、萜烷、甾烷构成, 其特征表明, 分子化石的母体生物主要为海洋浮游植物、浮游动物和底栖非光合作用的菌类. 因此文中认为, F-F之交生物集群绝灭的多期性、选择性、全球性和地质学意义上的同时性是菌藻微生物繁荣、中-低纬度浅水海洋生态环境不断恶化、积累的结果, 是陆地生态系与海洋生态系遥相关的具体体现. 简化的因果链是: 晚泥盆世裸子植物、高大乔木、多重结构森林出现→化学和生物化学风化盛行→真正意义土壤广为发育→地表径流向滨-浅海输送的有机物和营养物质增多→陆表海由超寡营养到富营养化→浮游植物和浮游动物等低等菌藻微生物繁荣、频繁的赤潮、海洋水团缺氧→中、低纬度浅水海相生物集群绝灭. 陆表海富营养化、缺氧使得有机碳埋藏量增加导致大气CO₂浓度降低致使气候变冷和海平面下降可能也是中、低纬度浅水海相生物集群绝灭值得关注的因素.     

陆良、保山气藏碳、氢同位素特征及纯生物乙烷发现

近10余年间云南陆良和保山两个盆地中分别发现了小型天然气藏. 过去基于地质背景、天然气组分和碳同位素组成研究, 基本厘定两个气藏为细菌成因气藏. 本次研究全面测定了两个盆地天然气碳、氢同位素组成, 从较深层次揭示了其成气作用的机制. 陆良盆地天然气δ¹³C₁值 为-73.3‰ ~ -72.1‰, δ D_CH4为-242‰ ~ -234‰, 显示其生物成气作用以CO₂还原占主导地位. 证明在陆相淡水条件下, 存在CO₂还原的生物成气过程. 保山盆地天然气δ¹³C₁为-63.6‰ ~ -62.5‰, δ DCH₄为-260‰ ~ -252‰, 为过渡相区生物气特征. 在陆良盆地一个重要发现, 是测得了纯生物成因乙烷的碳同位素组成, δ¹³C₂值为-66.0‰ ~ -61.2‰. 这批数据在我国是首次发现, 与世界迄今两例δ¹³C₂<-55‰的报道相比, 一个重要差异是后两例中均有表征热成因乙烷的混杂.     

湖北清江和尚洞石笋脂肪酸的古气候意义

利用气相色谱-质谱联用仪从湖北清江和尚洞石笋中检测出一些正构脂肪酸, 碳数分布范围主要为C₁₄~C₂₆, 主峰碳为C₁₆, 次主峰为C₂₂, 与上覆土壤中以高碳数分子为主的正构脂肪酸分布形式略有不同. 石笋中的脂肪酸除了土壤生态系统提供部分来源外, 洞穴滴水和洞穴内部的微生物也可能贡献了一部分低碳数分子. 不饱和与饱和脂肪酸的比值和氧同位素具有一定的对应关系, 而且高值对应于寒冷气候事件(北大西洋冰筏漂砾事件H1). 这与温度对微生物活动及其生理反应的影响有关. 脂肪酸指标记录的气候事件与前期报道的来源于土壤生态系统中的脂肪醇和脂肪酮记录的气候事件有一定差异, 可能是不同类脂物分子的地球化学行为差异和生态系统生物组成差异的体现.     

洛川黄土剖面S4古土壤及相邻黄土层分子化石与植被变化

利用GC-MS对洛川剖面S₄古土壤及相邻L₅, L₄部分黄土样品的分子化石进行连续检测, 获得包括正构烷烃、正烷基-2-酮和类异戊二烯等丰富的类脂物分子, 结合剖面高密度样品室内磁化率和粒度的测定结果, 讨论了这一时期的古环境和古植被演化历史. 依据正构烷烃与磁化率和粒度的相关性, 结合CPI指标认为黄土-古土壤样品中的分子化石虽然受异地源有机质的可能影响, 但它们的相关性证明源自样品中的分子化石真实地反映了黄土-古土壤形成时期的植被状况. 正构烷烃平均碳链长度(ACL)与磁化率和粒度之间存在良好的正相关性, 在气候环境由冷干向暖湿变化时表现为较好的同步性; 但在环境恶化过程中ACL记录则相对滞后. 正构烷烃碳数分布及比值参数揭示: 在黄土沉积L₅向古土壤S₄过渡过程中以C₂₉为主峰, 显示以木本输入为优势; 在古土壤S₄发育时期, 以C₃₁为主峰, 显示草本比例相对增大、木本比例相对减小, 具明显的草本输入优势. 正构烷烃分析结果揭示: 洛川剖面S₄古土壤形成过程中以草本植被为主, 没有发育典型的树林植被.     

塔里木盆地烃源岩干酪根的分子结构: Py-GC-MS和甲基化-Py-GC-MS研究

用Py-GC-MS和甲基化-Py-GC-MS技术研究了塔里木盆地部分烃源岩干酪根的分子结构. 塔里木盆地奥陶系、三叠系干酪根的热解产物主要为正构烷烃/1-烯, 具逐渐降低的碳数分布特征, 甲基化-热解的主要产物为正构饱和脂肪酸甲酯, 具有明显的C₁₆和C₁₈碳数优势, 表明主要的母质来源可能是浮游藻类类脂物. 三叠系干酪根热解产物中含有较丰富的C₂₀~C₂₆脂肪酸和C₁₅~C₂₅正构烷烃/1-烯, 可能指示了三叠系和奥陶系干酪根母源中藻类种属上的差异. 上奥陶统干酪根TAC1-1的甲基化-热解产物中检出了少量的甲氧基苯羧酸甲酯类化合物, 为塔里木盆地苔藓类陆生植物最早出现于上奥陶统提供了分子证据. 奥陶系干酪根热解产物中的藿烯、17β(H)-三降藿烷、17β(H), 21α(H)-30-降莫烷和17β(H)-莫烷的相对含量明显低于三叠系干酪根, 17α(H)-三降藿烷和17α(H)-30-降藿烷高于三叠系干酪根, 三叠系干酪根热解产物中检出了姥鲛-1-烯, 这些结果较一致地反映了奥陶系和三叠系干酪根在结构和成熟度上的差异. 甲基化-Py-GC-MS和Py-GC-MS可较全面地反映地质大分子的结构并可用于有机质类型、成熟度和油源对比等研究.     

浙江长兴煤山剖面二叠纪末牙形石Neogondolella大小变化及其意义

通过对浙江长兴煤山剖面晚二叠世晚期牙形石Neogondolella属级和种级水平上个体大小研究, 发现在二叠纪末长兴灰岩顶部24e层中Neogondolella Pa分子出现明显的“小型化”现象, 小个体牙形石突然增多. Neogondolella的这一变化与该时期的一些重大地质事件如δ¹³C值的减小、蓝细菌生物标志的丰度与一般细菌生物标志的丰度比值变化以及水体深度的变浅相一致. 通过对当时古环境和牙形石Neogondolella古生态的研究, 提出了造成Neogondolella的“小型化”的主要由于二叠纪末生物的大灭绝导致牙形石食物来源减少, 水体深度变浅以及水体浑浊度的增大等造成大量幼年牙形石个体的夭折所致. 从上寺剖面获得的初步结果来看, 24e层Neogondolella的“小型化”现象, 可以进行区域性的对比, 表明该时期发生了一次生物灭绝事件, 从而支持二叠-三叠纪之交的生物大规模灭绝事件是多期次的观点.     

中国北方黄土区C4植物稳定碳同位素组成的研究

通过对中国北方黄土区C₄植物稳定碳同位素(δ ¹³C)的系统分析, 发现C₄植物δ ¹³C值分布区间为-10.5‰ ~ -14.6‰, 其平均值为-12.6‰ ± 0.82‰; C₄植物δ ¹³C组成有随年降雨量减少, 即从半湿润区到半干旱区, 再到干旱区微微变轻的趋势; C₄植物的稳定碳同位素组成雨季比旱季偏重. 以上变化趋势都与C₃植物稳定碳同位素变化趋势相反.     

中国气候（水热）连续变化区域现代土壤中类脂物分子分布特征及其气候意义

利用GC/MS对我国气候（水热）连续变化区域现代土壤样品进行了系统分析，检测出丰富的类脂物分子，包括正构烷烃、正烷基酮和长链的支链烷烃等。其中，正构烷烃高碳数（nC₂₉、nC₃₁、nC₃₃）和低碳数(nC₁₆、nC₁₇、nC₁₈)的主峰优势记录了土壤成土过程中湿热和干冷区域的相关信息；正构烷烃（nC₁₆+nC₁₇+nC₁₈ ）/ （nC₂₉+nC₃₁+nC₃₃） 比值与水热条件的变化相一致，有可能成为气候变化研究的新指标；代表低等菌藻类、水生生物与高等植物、陆生生物输入的正构烷烃nC₂₁^—/nC₂₂⁺、 nC₁₇/nC₃₁和（nC₁₅+nC₁₇+nC₁₉ ）/（ nC₂₇+nC₂₉+nC₃₁）比值在不同的气候地带（森林、草原、荒漠区域）有很好的交替变化，也反应了我国季风区域与内陆区域气候的差异。正烷基-2-酮C₂₁^-/C₂₂⁺的比值以秦岭为界记录了南北温度变化的差异性。而湿度变化对正烷基-2-酮分布特征影响不明显。正烷基-3-酮C₂₁^-/C₂₂⁺的比值随气候变化（温度、湿度）有明显的规律性分布。长链的支链烷烃A-D系列的生物来源有可能是生存于弱氧化还原环境的喜水热的某种特殊真菌，其分布特征记录了气候变化的相关信息。现代土壤类脂物分子的分布特征很好地记录了水热连续变化区域的气候变化信息，是我国典型气候变化研究的重要载体。     

遗迹化石Zoophycos中的微生物和分子化石

在广西来宾瓜德鲁普世(中二叠世)茅口组下部深灰色粒泥灰岩中发育丰富的遗迹化石Zoophycos, 在Zoophycos的蹼层中发现丰富的螺旋菌状、球菌状微生物化石, 它们的大小在0.4~3.0 μm之间. 在富含Zoophycos(复合遗迹组构指数为4)的粒泥灰岩样品中, 检测到的分子化石有: 正构烷烃(主峰碳为C₁₈, 无明显的奇偶优势)、无环类异戊二烯烷烃(如姥鲛烷Pr, 植烷Ph等)、长链三环萜烷、五环三萜烷(藿烷系列)、甾烷、长链烷基环己烷、二苯并噻吩、苯并萘并噻吩、苯并二苯并噻吩等. 姥植比(Pr/Ph)小于1和大量含硫有机化合物的存在(噻吩系列)显示出沉积物中存在较多的还原态的硫, 反映还原条件. 这些特征可能与硫酸盐类还原菌有关. Zoophycos蹼层中高丰度微生物化石和分子化石的发现表明, 遗迹化石Zoophycos可能是其造迹者精心构筑的多功能花园, 在花园中, Zoophycos的造迹者在不同的蹼层中培植不同的微生物, 这些微生物与Zoophycos的造迹者在其生活期间可能在食物链、氧化还原等方面为密切相关的互利共生群落.     

塔里木盆地深层碳酸盐岩中气体包裹体组成及其碳同位素特征

通过分步加热法和真空电磁破碎法, 对塔参1井深层(>5700 m)碳酸盐岩包裹体中微量气体组分进行了质谱计在线检测, 并对真空电磁破碎法释放的气体进行了碳同位素测定. 组分测定结果表明, 虽然两种方法获得的气体成分有差别, 但总的情况是, 深层碳酸盐岩中包裹气体成分以CO₂为主, 其次为烃类气体CH₄, C₂H₆和C₃H₈. 非烃气体CO在分步加热法中丰度较高, 而在真空电磁破碎法测定中含量较低, 包裹体中N₂, H₂和O₂含量较低. 在5713.7 ~ 6422 m的下奥陶统和上寒武统中, 气体包裹体δ ¹³C₁表现出富¹²C, 类似于生物气的特点(-52.4‰ ~ - 63.1‰), 但其组分却没有生物气“干”的特征. 深层包裹体中这一特征可能主要与烃类气体的运移分馏因素有关. 塔中个别深层天然气中较轻的CH₄碳同位素特征可能也有类似成因. 而在下寒武统7117 ~ 7124 m处的气体包裹体则δ ¹³C₁较重, 为高成熟度CH₄的特点. 深层碳酸盐岩包裹体中 主要表现出无机成因的特点, 与塔中天然气的CO₂碳同位素值所表现的成因一致.     

黄土高原现代土壤和古土壤有机碳同位素对植被的响应

黄土高原古土壤碳同位素与古植被的关系是一直未能很好解决的问题. 其中一个主要原因是由于对该地区现代C₄/C₃植被分布特征与现代土壤碳同位素组成之间的关系缺乏足够的了解. 初步研究了黄土高原主要植物及现代土壤碳同位素组成, 对比了现代土壤和黄土-古土壤序列的有机碳同位素组成变化特征. 结果表明: 黄土高原现代植被以C3植物为主, C₄植物主要来自适宜在暖湿条件下生长的禾本科植物(如白羊草Bothriochloa ischaemum和狗尾草Setaria viridis等). 森林土壤的碳同位素组成δ ¹³C值明显低于黄土塬面的碳同位素组成, 现代土壤的碳同位素组成与现代植被的分布是一致的. 根据此关系推断: 在相对暖湿的古土壤阶段(间冰期)C₄草本植物比例增加, 在相对干旱的黄土阶段(冰期)灌木和C₃草本植物比例增加.     

亚北极白令海近百年海洋环境变化

采用²¹⁰Pb方法对亚北极白令海B_2~9岩芯样进行定年, 获得分辨率以10年等级变化的100来年(1890~1999年)连续海洋沉积环境序列. 该岩芯样检出众多的分子化石, 正构烷烃、类异戊二烯、脂肪酸和甾醇等. 利用这些精细分子C₂₇, C₂₈, C₂₉甾醇及分子组合特征Pr/Ph, SC⁺₂₂/SC^&#8722;₂₁, CPI, C_18:2/C_18:0并结合有机碳含量变化, 重建100年以来亚北极海洋环境变化史. 结果表明过去的100年以来北极经历了两次较强的气候变暖事件(7.5~5.5 cm和3.0~0.0 cm, 对应时间段约1920~1950, 1980~1999年), 随之陆源物质减少, 海洋自生源增长而沉积环境呈氧化状态. 还经历了两次短暂的降温事件(8.0 cm和4.0~3.0 cm, 对应时间段1910和1970~1980年), 随之陆源物质增加, 海洋自生源相应减少, 沉积环境呈弱还原状态. 同时揭示了这两种冷与暖变化过程与北极区域性和全球性变化有直接关系.     

江西乐平沿沟二叠纪-三叠纪过渡期沉积微相演变及其对灭绝事件的响应

江西乐平沿沟二叠系-三叠系界线剖面为连续碳酸盐岩相序列,较完整地记录了二叠纪-三叠纪之交重大突变期浅水非微生物岩相区的生物和环境演变过程.通过对该剖面高精度的牙形石生物地层和碳酸盐岩微相研究,可以很好地界定该剖面二叠系-三叠系界线地层序列,并与煤山标准剖面精确对比.借助于系列岩石切片观察,可将界线地层序列归入6种不同的碳酸盐岩微相类型,借此探讨该重大突变过程中沉积环境变化及其与生物演变之间的关系.综合沉积微相、生物化石和碳同位素的对比研究,发现微相MF-4（含被包壳的有孔虫亮晶鲕状灰岩）和微相MF-6（深色生物介壳灰岩）是两次重大生物灭绝和环境变化事件的不同沉积响应,这两次事件均与华南和全球其他地区有相似性和可比性.其中MF-4是华南二叠纪末发育有鲕状灰岩的首次报道,代表了二叠纪末可能就已经出现高二氧化碳分压、低硫酸盐浓度和微生物繁盛等异常环境状态;而MF-6中发育丰富的腹足类和介形虫,则代表了在三叠纪最早期存在一次腹足类和介形虫的繁盛事件.沿沟剖面碳酸盐岩微相分布较完整地体现了二叠纪-三叠纪之交重大突变期浅水非微生物岩相区生物和环境的幕式演变历程,是煤山标准剖面的重要补充.     

210Pbex沉积通量突发增大对湖泊生产力的指示

²¹⁰Pb沉积计年的基本假设是大气沉降并经由湖水转入沉积物的²¹⁰Pb_ex 通量稳定. 当沉积速率相对稳定时, 沉积物中²¹⁰Pb_ex 的比活度将随沉积年代呈指数衰减. 湖泊水体中的²¹⁰Pb_ex 主要随有机微粒的沉降而进入沉积物. 如果湖泊水体中有机质沉积通量出现突发增大时, 则可能显著地增大²¹⁰Pb_ex 被清洗而转入沉积物的通量. 这种突发性清洗效应, 一方面显然不符合²¹⁰Pb沉积计年的基本前提; 另一方面可能指示湖泊水体初级生产力的明显变化. 根据云南程海近代沉积物²¹⁰Pb_ex 垂直剖面的特殊变化, 对这一问题进行讨论. 沉积物柱芯于1997年6月采自程海深水湖区. ¹³⁷Cs比活度垂直剖面呈现出3峰特征, 给出了可靠的计年结果并显示出近几十年间沉积物堆积的稳定性. 而²¹⁰Pb_ex 比活度垂直剖面呈现出特异的峰值分布, 并与Corg垂直剖面相似. 这一现象可能与制约²¹⁰Pb_ex 转入沉积物的机制有关. 程海沉积物中H_org/C_org和C_org/N_org原子比平均值分别为5.51和7.04, 表明其有机质主要源于内生藻类残骸. 根据沉积物有机质“沉降-降解-堆积”的3阶段特征, 模拟计算出1970年以来有机碳C_org的沉积通量(F(C_org)). 不同年代²¹⁰Pb_ex 的沉积通量(F(²¹⁰Pb_ex ))与F(C_org)显示出很好的同步关系. 特别是1972～1974年和1986～1989年的两个时段, 二者同步增大. F(C_org)的变化导致F(²¹⁰Pb_ex )的变化; F (²¹⁰Pb_ex)的变化在一定程度上反映出湖泊生产力的历史变化.     

内蒙古大井铜-锡-银-铅-锌矿床的流体混合作用——流体包裹体和稳定同位素证据

内蒙古大井铜-锡-银-铅-锌矿床的石英包裹体水的δ D值集中于-100‰～-130‰, 表明为大气降水来源. 硫化物的δ ³⁴S值(-0.3‰～2.6‰)指示深部岩浆硫来源. 根据碳酸盐矿物的δ ¹³C值(-2.9‰～-7.0‰), 计算了成矿流体的CO₂气体和全碳的δ ¹³C值, 分别介于-0.3‰～-9.4‰和-2.6‰～-11.7‰, 表明主要来源于岩浆. 定量模拟表明, 岩浆去气不是造成流体包裹体气体组分变异的原因; 流体包裹体的显微温度计也不指示相分离. 在包裹体气体组分H₂O-CO₂, 以及CO, N₂, CH₄和C₂H₆的二元协变图上, 样点表现正相关关系, 代表了富CO₂岩浆流体与大气水来源的地下水的混合作用. 地下水从古生界沉积岩的有机质中吸收了CO, N₂, CH₄, C₂H₆和放射性成因Ar. 混合引起的冷却效应导致了矿石矿物的沉淀.     

轮南油田代表性原油正构烷烃单体氢同位素组成、分布与母源信息

采用先进的色谱-高温热转变-同位素比值质谱(GC-TC-IRMS)分析技术, 首次对塔里木盆地轮南油田部分原油正构烷烃进行了单体氢同位素组成分析. 所测定的不同储层的原油样品, 正构烷烃单体氢同位素组成相近, 反映了原油母源沉积环境的相似性, 均来源于海相沉积环境. 与理论推算值(&#8722;150‰)和报道的Williston盆地奥陶系生源的原油正构烷烃氢同位素数据(nC₁₃~nC₂₇, &#8722;160‰~&#8722;90‰)相比, 轮南油田原油正构烷烃单体氢同位素组成较重(nC₁₂~nC₂₇, &#8722;120‰~&#8722;60‰). 从母质形成的生物化学过程和烃类生成的热成熟作用过程分析, 相对咸水沉积环境下形成的母质及相对较高的成熟度可能是造成上述轮南油田原油正构烷烃氢同位素组成与分布偏重的主要原因.     

长江三角洲稻田生态系统综合增温潜势源汇交替的数值分析

将生物地球化学C, N循环模式与植被生态模式耦合, 建立了生物地球化学-植被生态耦合动力模式. 验证表明模型可以准确模拟稻田生态系统中作物生长及CH₄, N₂O排放过程. 利用模式分析了不同施肥量对CO₂吸收及CH₄, N₂O排放的影响, 以及3种温室气体综合增温潜势的演变规律, 发现了生长期内稻田综合增温潜势源汇交替现象, 提出最大汇施肥量以及零排放施肥量等概念. 利用模式研制了长江三角洲地区不同施肥方案, 为该地区可持续发展提供了科学依据.     

白令海晚第四纪的Cycladophora davisiana:一个地层学工具和冰期亚北极太平洋中层水的替代物

通过白令海B2-4和B2-9柱状样中放射虫Cycladophora davisiana的高分辨率研究发现, 它们分别与格陵兰冰芯GISP2和SPECMAP氧同位素记录有很好的对应关系, 从而识别出B4-2柱中C. davisiana记录的千年尺度气候事件, YD和B/A事件, Heinrich 1和D/O1事件, 以及B2-9柱中分别与氧同位素事件2.0, 3.1, 3.3, 4.0, 5.1和5.3对应的C. davisiana事件b, c₁, c₂, d, e₁和 e₂. 经过C. davisiana含量曲线与格陵兰冰芯GISP2和SPECMAP氧同位素记录的调谐, 建立了这两个柱状样的深度-年龄框架, 为下一步的古气候与古海洋学研究提供了地层学基础. 这两个柱中C. davisiana在冰期高的含量说明, 它们可以作为冰期亚北极太平洋中层水的替代物, 并进一步证实冰期亚北极太平洋中层水产生于白令海.