植被光合、冠层导度和蒸散的耦合模拟

采用非直角双曲线估算了叶片的光合速率,将冠层分为多层,分别计算每层受光叶和遮光叶的光合速率,采用积分法估算冠层群体的光合速率,通过群体净光合速率(An,c)与冠层导度的耦合模式将An,c与潜热通量(λE)耦联起来,通过双层模型估算λE,最后建立了植被群体光合-冠层导度-蒸散的耦合模型(CPCEM).本模型的优点在于计算相对比较简单,便于应用.通过涡度相关系统测定的λE与NEE对CPCEM进行验证,显示CPCEM模拟的生态系统净交换速率(NEE)与实测结果变化非常一致,二者的根均方差仅为2.94μmol·m?2·s?1,CPCEM模拟的潜热通量(λE)与实测结果变化趋势比较一致,但模拟结果比实测结果偏高.     

大气CO2浓度升高及气候变化对作物冠层光合影响的数值模拟

利用美国Licor-6200光合作用测定仪,对黄淮海地区代表性冬小麦品种鲁麦23号叶片光合作用速率进行了较为全面的测定,分别确定了冬小麦叶片光-光合作用响应曲线和CO2-光合作用响应曲线,在此基础上,建立了叶片光合作用模式,并进而建立了一个具有瞬时时间尺度,空间积分为叶片尺度的冬小麦冠层模式,利用模式分别分析了大气中CO2浓度升高和温度变化对冠层光合作用的不同影响,并在此基础上进一步进行了综合数值分析.单因子分析表明晴天状况下,冠层光合速率随CO2浓度升高而上升,当CO2浓度由330×10-6上升至660×10-6时,冠层光合日总量可增加19.7 %;冠层光合速率随辐射增加而增大,辐射量增加10.0 %,冠层光合日总量可增加6.7 %;冠层光合速率随温度升高而下降,温度升高1 ℃,冠层光合日总量减少2.9 %.多因子综合数值分析表明在辐射量较大的气候背景下,冠层光合日总量对温度和CO2变化响应更加敏感.本文的实测数据为研究气候变化对中国农业影响提供了最基本的可靠模型参数,冠层光合模型为未来改进作物模型提供了理论基础.     

鄂尔多斯盆地延长探区上古生界热演化史

通过试气静温资料,统计了延长探区上古生界各个主力含气层位的现今地层温度。通过地化资料指出该区上古生界烃源岩热演化程度达到成熟—过成熟阶段,采用经验公式法恢复了对应的最大古地温。采用将今论古方法探讨了该区各个时期的古地温梯度。在剥蚀厚度恢复的基础上,详细配置各个地层的岩性、物性、地化参数等指标,恢复了该区埋藏沉降史和热演化史。沉降史模拟表明:晚三叠世为该区沉降的主要发育时期。热演化史模拟表明:延长探区上古生界烃源岩在早侏罗世进入成熟阶段,晚侏罗世进入高成熟阶段,上古生界烃源岩主生烃期为晚侏罗世—早白垩世。     

陆地水循环过程的综合集成与模拟

在气候变化与人类活动的影响下,陆地水循环过程发生了明显改变,并导致了一系列资源环境问题。深入认识陆地水循环过程的变化机理,发展陆地水循环过程综合集成模拟技术,预估未来陆地水循环的变化趋势,是当前水循环研究面临的重要任务。主要关注人类活动影响下的大尺度(大河流域或大陆尺度)陆地表层系统水循环模拟,梳理了近年来陆地水循环过程综合集成与模拟相关的研究进展,指出当前大尺度陆地表层系统水循环模拟模型的主要问题是对自然过程与人类活动过程间相互作用描述不足,以及人类活动参数化方案的不完善。因此,完善人类活动参数化方案,构建陆地水循环过程的综合集成模型,是模拟研究的重要发展方向之一。同时,考虑多要素过程的综合集成模型有助于解释气候变化与人类用水活动影响水循环变化的关键机制,为探索变化环境下陆地水循环变化成因及其效应提供理论与实践基础,其结果将为区域水资源配置及应对全球变化的战略决策提供科学依据。     

天津市滨海新区地下水开采与地面沉降优化控制数值模型

天津滨海新区地处京津和环渤海两大城市带的交汇点,逐渐成为北方经济开发开放中心,战略地位重要。由于区内广泛分布有巨厚的松散第四纪沉积层,地下水持续超采,滨海新区当前的地面沉降速率及累计地面沉降量均不容忽视。本文将建立滨海新区地下水-地面沉降土水数值模型,运用GMS软件,模拟南水北调工程天津段通水前后,滨海新区三种不同地下水压采方案下的地面沉降发展趋势,分析预测结果,确定最优化地下水开采方案,实现地面沉降的有效控制。     

南海珠江口盆地惠州凹陷东南缘远源凸起带油气成因及来源

惠州凹陷是中国南海珠江口盆地东部最重要的富生烃凹陷,位于其东南缘的远源凸起带普遍缺失烃源岩地层,距离油源远,是典型的源外远源油气藏,油藏中原油成因及来源尚未明确。通过对惠州凹陷内原油和烃源岩样品进行生物标志化合物、同位素特征的系统对比,结合对断裂-砂体-不整合运移通道和遮挡条件的分析,应用Pathway软件模拟分析三维油气运移路径,跳出静态模式的禁锢,从动态的角度分析油气成藏过程。本文认为,惠州凹陷东南缘远源凸起带原油主要来源于文昌组烃源岩,其生物标志物主要表现为低C₁₉/C₂₃三环萜烷值(<0.7)、低C₂₀/C₂₃三环萜烷值(<0.8)、高C₂₇重排甾烷/C₂₇规则甾烷值(>0.25)、低ETR值(<0.4)、高4-甲基甾烷/ΣC₂₉甾烷值(>0.4)和低双杜松烷T/C₃₀藿烷值(<1)。油气三维运移路径模拟结果显示,油气在惠州凹陷H26洼生成后,在惠-流构造脊控制下沿优势运移路径向东沙隆起方向运移,并在构造脊顶端的远源凸起带L11-1油田聚集成藏。远源凸起带的原油与同一优势运移路径上的其他油田原油样品的生物标志物特征和碳同位素特征具有非常高的相似性。故本文推断,远源凸起带原油主要来自惠州凹陷H26洼陷文昌组中深湖相烃源岩。     

植物生态学方法在沉积环境恢复中的应用:以南海北部白云凹陷为例

新生代早期是南海北部古地理发生巨变的时期,沉积环境经历了从陆到海的转变,通过植物生态学方法准确揭示这一过程发生的时间及过程,对本地区古地理的恢复具有重要意义。本研究选取南海北部深水区白云凹陷代表性钻井样品,通过孢粉藻类分析,揭示古近纪海侵过程。研究表明:早中始新世文昌组沉积时期,白云凹陷为未受海侵影响的河湖相环境;晚始新世恩平组沉积时期,凹陷东部和东南部为浅海相环境,海相沟鞭藻大量出现,凹陷南部隆起带早期为河湖相环境,晚期变为海陆过渡相环境,凹陷西北部为大型河流三角洲相环境;渐新世珠海组沉积时期,凹陷东部和东南部以陆坡深水环境为主,凹陷西北部及南部为海陆过渡相,西北部发育大型河流三角洲;早中新世,由于全球海平面上升及南海扩张轴发生转向,整个白云凹陷大部分地区处于陆坡深海环境。综上,海侵最早发生在白云凹陷的东部和东南部,呈由东向西的推进,西部海侵发生时间最晚,这一过程与南海洋壳从东向西逐步打开完全一致。     

1961—2019年陕西省极端旱涝事件的时空演变规律

选用陕西省51个地面气象站1961—2019年日降水数据,利用MATLAB2017计算了6个极端降水指数,采用线性趋势分析法、森斜率和改进的非参数Mann-Kendall趋势检验法研究不同时间尺度下极端降水指数的时空演变特征并找出了发生突变的年份。结果表明：各极端降水指数的月际、年际和年代际变化差异较大;夏季（7—9月）容易发生极端湿润事件,而冬季则容易发生极端干旱事件;连续干旱日数（DCD）、连续湿润日数（DCW）、强降水日数（DR10）和最大日降水量（Rd,max）、非常湿润日降水量（R95p）、全年湿润日降水总量（RT）的变化趋势率分别为-014、-013、-020 d/10 a 和108、039、-342 mm/10 a,多年平均值分别为388、58、200 d和607、1678、6443 mm;极端湿润事件发生较频繁的站点主要分布在陕南地区,而陕北地区的站点发生干旱的风险较高;陕北有变湿润的趋势,而关中平原地区的极端降水事件整体有缓解的趋势,陕南地区极端降水事件则表现为区域加剧和缓解并存的趋势。     

植物——大气N_2O一个重要的源

在全球大气N2O平衡的研究中,估算的N2O源不足以解释大气中N2O浓度的持续增加.大约每年有1.5 TgN的N2O源神秘地消失了(IPCC,1994),约占已知N2O源的1/10.这似乎暗示还有些N2O源未被发现,或者对已知N2O源的强度估计偏低.     

农田N_2O通量测定方法分析

采用空气动力学方法、波文比 /能量平衡法及密闭箱法结合气相色谱分析对农田N2 O通量进行了测定。在夏天和秋天观测前的 1～ 2周 ,148和 10 9kgNhm-2 肥料被分别施入夏玉米田和冬小麦田。实验表明 :空气动力学法与波文比 /能量平衡法测定的N2 O通量在冬小麦田较为接近 ,在夏玉米田则相差较大。夏玉米冠层上方温湿梯度的细微变化可导致能量平衡法计算的N2 O通量发生较大离散 ,从而与空气动力学法的计算结果产生较大偏差。观测期间 ,微气象法和密闭箱法测定的农田N2 O日平均通量在夏玉米田分别为 18± 37和 8± 5ngNm-2 ·s-1;在冬小麦田分别为 43± 2 1和 6± 1ngNm-2 ·s-1。微气象法测定的农田N2 O通量高于密闭箱法的观测值 ,由此推测作物冠层可释放N2O ,其机制可能是土壤中生成的N2 O被作物的蒸腾液流输送到大气中。微气象法和密闭箱法测定的N2 O通量间的差异在冬小麦田大于夏玉米田 ,表明冬小麦释放N2 O的量大于夏玉米。这可能是冬小麦根系分布较夏玉米深的缘故。采用密闭箱法观测时 ,箱内气温发生变化 ,半小时内最高可增加10℃ ,因地温变化小 ,其对土壤中N2 O的生成并无显著影响。由于密闭箱法观测忽略或低估了植物释放的N2 O ,且箱内的边界层阻力可能高于箱外 ,其测定的地表N2 O通量偏小。