垂直循环带内岩溶亚带的划分

1 Introduction On the basis of flowing direction and characteristics of karst processes, four basic vertical karst zones were divided long ago, namely, vertical cycle zone, seasonal alternative cycle zone, horizontal cycle zone and deep cycle zone (Yang e…     

喀斯特关键带水—土—气CO2分压垂直转化特征及影响因素

喀斯特关键带是碳循环在岩石圈、大气圈、水圈和生物圈的主要综合作用区域,各层相互作用形成不同的反应体系,其中,CO₂扮演了十分重要的作用。通过对双河洞洞穴上覆土壤及洞穴水及空气CO₂浓度的监测,采用数理统计分析方法,根据碳酸平衡系统理论对CO₂的垂直向转化特征进行系统分析。结果表明：CO₂的垂直向转化过程受洞穴内外部气温变化、滴水pH及脱气沉积过程的影响,其供给来源、离子饱和状况在雨季和旱季存在明显差异;雨季时,大气降水在土壤中下渗速度较快,构成一个相对稳定的封闭环境,土壤、表层喀斯特带对渗透水CO₂补充作用较弱,渗透水中CO₂分压（即PCO₂）变化范围在0.035~0.126 vol%,洞内水—气CO₂分压（△lg PCO₂ > 0）,洞穴水具有溶蚀性,此时表层喀斯特带下部中的CO₂应为洞穴水CO₂的主要来源;旱季时,由于降水量较小,渗透水有充分时间接受土壤与表层喀斯特带CO₂补充,构成开放系统,渗透水变化范围为0.038 vol%~0.095 vol%,更有利于发生先期沉积过程（PCP）,此时洞内空气PCO₂小于洞穴水（△lg PCO₂ < 0）,促使滴水在洞内再次发生沉积、形成沉积物,此时土壤和表层喀斯特带均为洞穴水CO₂的主要来源。     

锥峰和塔峰溶丘地貌的表层喀斯特带径流溶蚀形成机制

塔峰、锥峰和常态山是西南喀斯特地区的三种主要丘陵形态.表层喀斯特带径流溶蚀动力学机制可以较好的解释喀斯特坡地发育.表层喀斯特带的顺坡径流量大的喀斯特地区,坡地溶蚀速率高,易于塔峰和锥峰地貌的形成,反之,易于常态山地貌的形成.降水、岩层组构等环境要素控制了表层喀斯特带的顺坡径流量.西南喀斯特地区的这三种溶丘的空间分布和这些环境要素的区域差异有关.滇东高原、贵州高原和广西丘陵平原的岩性和大地构造条件差异不大,气候是这三地溶丘地貌形态差异的主要原因:滇东高原为西南季风气候区,降水量较低,表层喀斯特带顺坡径流量小,溶丘地貌以常态山为主;其余两地为东亚季风气候区,降水量较高,表层喀斯特带顺坡径流量大,溶丘地貌以锥峰和塔峰为主,其中,广西丘陵平原的降水量大于贵州高原,前者溶丘地貌以塔峰为主,后者以锥峰为主.     

滇东喀斯特山地土壤种子及其分布特征

土壤种子是潜在的植物种群。在水洗土壤样品过粗细筛后,对云南东部3个不同岩溶地点的3种植被类型下的土壤中的种子进行了萌发实验研究,结果表明岩溶山地各植被类型的土壤中贮藏着丰富的种子,每个10cm×10cm×10cm土柱内储藏有40 9～149 3粒种子,高于贵州喀斯特山地和同纬度的广东森林。相对而言,次生林下的土壤中拥有相对较多的种子种类与数量,而退化草地内则较少,灌丛与二者之间的差异无明显规律。草本种子对密度值的贡献最大,灌木次之,乔木和藤本稀少。所有土壤的种子在水平方向上的分布差异巨大。种子密度随土层的深入而减小,次生林的减小趋势小于退化草地。垂直方向上的这种梯度差异可能与土壤的物理性质有关,次生林的土壤由于有机质含量高而使土壤的疏松程度高,有利于种子在土壤中的移动。     

中国南北过渡带东段样带植被序列与气候分界问题

国家科技基础资源调查专项"中国南北过渡带综合科学考察"将秦岭一大巴山定义为中国南北过渡带的主体,秦巴山地植被南北变化研究,对于揭示中国南北过渡带地域结构的过渡性、多样性和复杂性具有重要意义.基于植物群落实地调查数据,本文将中国南北过渡带东段分为:东秦岭北麓(EQMN)、东秦岭南麓(EQMS)、东大巴山北麓(EBMN)和...     

论城市开发区的发展：历史进程,理论背景及生命周期

本文加顾城市开发区发展历史,探讨其生命周期这一客观发展规律,指出城市开发区是发展中国家获得国际资本、促进本国工业发展的有效途径;二战以来新国际劳动分工是发展中国家众多城市开发区成功的前提条件;城市开发区一般经历起步、发展、分异和成熟等四个发展阶段,服从于生命周期规律,政府可根据这一客观规律,对不同发展阶状况的城市开发给予正确引导和调控,以扭转目前我国开发区发展混乱,规模失控,性质雷同的状况。     

辽东山地老秃顶子北坡植被类型及垂直带谱

基于沿海拔梯度的样方调查数据,运用TWINSPAN分类方法,科学划分老秃顶子北坡的森林群落类型,确定老秃顶子北坡植被垂直带谱,并对其种类组成和生活型谱进行系统研究。结果表明:⑴老秃顶子北坡植被垂直带谱由8个带组成,即海拔500~720m的蒙古栎+色木槭落叶阔叶林带,海拔720~820m的紫椴+色木槭落叶阔叶林带,海拔820~920m的臭冷杉+暴马丁香针阔混交林带,海拔920~1080m的臭冷杉+鱼鳞云杉暗针叶林带,海拔1080~1190m的枫桦+臭冷杉针阔混交林带,海拔1190~1280m的岳桦+簇毛槭落叶阔叶林带,海拔1280~1320m的矮灌化槭树+毛榛子山地灌丛带,海拔1320~1367m的小叶章+苔草山地草甸带。⑵老秃顶子北坡自山麓至山顶8个植被带的物种丰富度分别为43、27、33、39、54、45、47和34种,呈现出了在中等海拔高度拥有最高物种多样性的现象。⑶老秃顶子北坡在山麓~920m间,随着海拔的升高,群落中高位芽植物明显增多,地面芽植物明显减少;在海拔920m~山顶,随着海拔的升高,群落中高位芽植物明显减少,至山顶基本消失,而地面芽植物比例则由21.2%显著增加到山顶的79.4%。     

中国喀斯特关键带岩石风化碳汇评估及其生态服务功能

喀斯特地区的岩石风化固碳被认为是全球遗漏碳汇之一,中国喀斯特地区的分布面积达344万km²,目前对其岩溶碳汇缺乏精确、系统的评估,对碳汇产生的机制仍存在争议。本文通过对喀斯特地区碳汇研究的回顾,详细介绍了适用于喀斯特地区固碳速率的估算方法,并对喀斯特地区的岩石风化碳汇进行再评估,然后将地球关键带科学概念引入喀斯特生态系统,阐述喀斯特关键带碳汇研究对生态系统服务和功能的意义。研究结果表明,中国喀斯特地区每年因岩溶作用产生的碳汇为4.74 Tg C yr^-1,未来中国需要加强岩石—土壤—水体—生物—大气复杂交互系统的基础数据收集,以明确各界面碳通量,对喀斯特关键带碳汇进行多尺度、多方法、全方位联合评估,在改善喀斯特生态系统功能、科学管理区域和国家碳收支及全球变化研究等方面为政府和学者提供参考。     

Carbon sequestration potential and its eco-service function in the karst area,China

The karst critical zone is an essential component of the carbon (C) pool, constituting the global C cycle. It is referred to as one of the “residual land sink” that remains largely indeterminate. Karst area (2.2×10⁷ km²) comprises 15% of the world’s land area, and karst area comprises 3.44×10⁶ km² of area in China. Due to the complexity of karst structure and its considerable heterogeneity, C sequestration rate estimations contain large inaccuracies, especially in relation to the different methods used in calculations. Therefore, we reevaluated rock weathering-related C sink estimations in China (approximately 4.74 Tg C yr^–1), which we calibrated from previous studies. Additionally, we stipulated that more comprehensive research on rock-soil-biology-atmosphere continuum C migration is essential to better understand C conversion mechanisms based on uncertainty analyses of C sink estimations. Moreover, we stressed that a collective confirmation of chemical methods and simulated models through a combined research effort could at least partially eliminate such uncertainty. Furthermore, integrated C cycling research need a long-term observation of the carbon flux of multi-interfaces. The enhanced capacity of ecosystem C and soil C pools remains an effective way of increasing C sink. Karst ecosystem health and security is crucial to human social development, accordingly, it is critical that we understand thresholds or potential C sink capacities in karst critical zones now and in the future.     

贸易开放条件下的区域分工与工业污染排放

对外贸易是否导致专业化区域锁定于污染行业而加剧污染排放?从动态视角出发,将区域分工视为专业化集聚与动态演化的综合,基于中国2003-2009年261个地级市30个制造业大类数据,借助区位商与共现概率描述专业化集聚与动态演化,构建联立方程模型进行实证检验。结果表明：一方面,专业化集聚将形成多个层面拥挤效应,降低污染行业进一步集聚的概率,制约区域朝着污染专业化方向演化;另一方面,环境规制将有效抑制区域进一步朝着污染专业化方向演化。因此,尽管对外贸易扩张在一定程度上强化了污染行业在专业化区域的集聚,但并未因此造成污染排放在区域之间形成两极分化。     

中国南北过渡带土壤碳氮空间特征及暖温带与亚热带界限

秦巴山区是中国南北过渡带的主体,过渡带分界划分在学界一直存在争议,确定和改进划分指标对构建中国生态地理格局有重要作用。土壤作为过渡带的核心部分,其关键指标的空间分布及变异机制对识别过渡效应和区域特征有指示作用。本文基于土壤二普资料,采用空间模拟和地统计方法分析土壤有机碳/全氮空间特征及与主要自然地理要素的关系。结果显示,秦巴山区有机碳/全氮含量空间分布趋势一致,存在3个高值区、1个次高值区和1个低值区。高值区分布在秦岭、大巴山高海拔区域和嘉陵江以西山地,含量分别为15.03~71.04 g/kg、1782.61~7710.00 mg/kg;低值区沿秦岭北坡的渭河谷地、南五台山和伏牛山分布,含量分别为0.64~6.50 g/kg、110.00~885.96 mg/kg;次高值区主要在汉江两侧、秦巴山地之间海拔< 1000 m及嘉陵江两侧略高于1000 m的山体,含量介于以上二者之间,自西向东呈南北向宽幅逐渐增大的“喇叭状”趋势。综合考虑地形—植被—气候作用,发现秦岭南坡—大巴山北坡有机碳/全氮次高值区分布范围与1000 m等高线、暖温带落叶阔叶林带（含常绿成分）和亚热带常绿落叶阔叶混交林带上限、1月0 ℃等温线、7月24 ℃等温线较一致,区内1月、7月、季节和全年气温变化较小,各季降雨变幅大,该区是亚热带向暖温带过渡的主体,北界大致沿都江堰—茂县—平武—文县和秦岭南坡1000 m等高线分布,南以都江堰—北川—青川和大巴山北坡1000 m等高线为界。有机碳/全氮空间变化为亚热带—暖温带的划界提供一定依据,进一步识别典型区土壤过程及生态效应,将全面揭示土壤多维过渡特征及其变异机理。     

秦岭中部山地落叶阔叶林超级垂直带的发现与意义

山地垂直带谱是气候和植被水平地带变化和更替的缩影,垂直带的带幅、带间过渡方式、带内结构和垂直带组合方式都表现出高度的异质性和复杂性。本文发现在中国南北过渡带中部太白山发育了世界上最宽的山地垂直带——山地落叶阔叶林垂直带。该垂直带从基带到典型垂直带再到先锋性垂直带皆为山地落叶阔叶林,3种本来可以独立存在的垂直带,连续分布形成了包含3个栎林亚带、2个桦林亚带的“三层五亚带”超级垂直带,远远超过正常情况下山地垂直带1000 m的阈值,且其上限达到了海拔2800 m。它的形成与秦岭所处的过渡性地理位置、秦岭中部垂直带谱的完整性、丰富的落叶木本植物种群及其形成的强大群落竞争优势等因素紧密相关。超级垂直带的发现有多方面的意义：它是中国南北过渡带又一重要的标志性自然地理特征;它表明山地垂直带在特殊的山地环境中可以具有非常复杂的内部结构和宽大带幅,这扩展了我们对山地垂直带谱结构及机理认识的广度,对于创建山地垂直带谱结构理论具有十分重要的意义;超级垂直带的发现,也说明中国南北过渡带还有很多科学内容有待我们去探索和发现,希望本文能起到抛砖引玉的作用,引起学界对超级垂直带形成的气候和生物多样性因素、地理过渡带的结构和生态效应等重大问题进行深入研究。     

亚洲夏季风北部边缘带变化及中高纬度行星波对其影响

本文使用1961—2016年NCEP1再分析资料和GPCC全球降水分析资料,确定了亚洲夏季风北部边缘带的空间范围,分析了季风边缘带的南北边界位置、降水、面积的相互关系和年代/际变化特征,讨论了造成季风边缘带夏季降水异常的影响因子。主要结论如下：亚洲夏季风北部边缘带平均位置位于青藏高原中部经黄土高原和中国东北地区向亚洲东岸延伸的带状区域上,根据下垫面性质、区域生态环境和气候特征,将季风北边缘带划分为青藏高原区（85°E~105°E）、黄土高原区（105°E~115°E）和中国东北区（115°E~135°E）3段,季风边缘带降水的年际变化与其南边界位置有显著的正相关,青藏高原季风边缘带面积变化与其南界位置显著负相关,黄土高原季风边缘带和东北季风边缘带面积与北边界位置显著正相关,且3段季风边缘带的位置、面积、降水均有明显的年际、年代际变化特征。季风边缘带夏季降水偏少与欧亚中高纬对流层上层自西向东传播的欧亚（EU）遥相关波列密切相关,季风边缘带夏季降水偏少时期,亚洲低纬度地区对流活动偏弱、非洲东岸近赤道地区200 hPa异常辐合可能造成索马里急流和亚洲夏季风强度整体偏弱,200 hPa亚洲急流强度弱且位置偏北,500 hPa中国北方受西风带异常高压控制,东亚夏季风降水主要集中在中国南方地区,季风边缘带夏季降水异常偏少。季风边缘带夏季降水偏多与欧亚中高纬对流层上层沿亚洲急流向东传播的丝绸之路（SRP）波列密切相关,200 hPa、500 hPa环流形势与季风边缘带夏季降水偏少时期基本相反,东亚夏季风降水空间分布呈北多南少特征,季风边缘带夏季降水异常偏多。     

Towards understanding the lithospheric structure of the southern Chilean subduction zone (36°S–42°S) and its role in the gravity field

The Southern Andes differ significantly from the Central Andes with respect to topography and crustal structures and are, from a geophysical point of view, less well known. In order to provide insight into the along-strike segmentation of the Andean mountain belt, an integrated 3-D density model was developed for the area between latitudes 36°S and 42°S. The model is based on geophysical and geological data acquired in the region over the past years and was constructed using forward density modelling. In general, the gravity field of the South American margin is characterized by a relatively continuous positive anomaly along the coastline and the forearc region, and by negative anomalies along the trench and the volcanic arc. However, in the forearc region of the central part of the study area, located just to the south of the epicentre of the largest ever recorded earthquake (Valdivia, 1960), the trench-parallel positive anomaly is disrupted. The forearc gravity anomaly differences thus allow the study area to be divided into three segments, the northern Arauco-Lonquimay, the middle Valdivia-Liquiñe, and the southern Bahía-Mansa-Osorno segment, which are also evident in geology. In the proposed model, the observed negative gravity anomaly in the middle segment is reproduced by an approximately 5 km greater depth to the top of the slab beneath the forearc region. The depth to the slab is, however, dependent upon the density of the upper plate structures. Therefore, both the upper and lower plates and their interaction have a significant impact on the subduction-zone gravity field.