长江三角洲地貌演变模拟模型的构建

从海面-地面系统出发,对三角洲地貌演变模拟模型进行了完整构建,它是包括地面高程、沉积厚度、地壳垂直运动速率与古海面波动等在内的多变量地学过程模拟模型。根据长江三角洲地区的实际资料,运用该模型对长江三角洲全新世时期的地貌演变过程进行了初步模拟,从模型输出的各时期古地貌图来看,效果良好。模拟结果表明：以太湖平原为主体的长江三角洲平原南部区域的地貌演进过程可大致以7000 a BP和3000 a BP为界划分为早期快速海侵,中期岸线反复摆动,晚期迅速海退三个阶段;太湖平原核心区始终未曾遭受过大规模海侵,基本保持为陆地环境,但太湖平原西缘和太湖湖盆等部分区域可能曾数度受到过海侵的影响。分别利用304个分文化期考古点数据和73个考古点测年数据对模拟结果进行了定性和定量验证,验证结果表明：模型对全新世长江三角洲古地貌和海陆关系演变的模拟结果有较好的可信度。     

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生物多样性保护及其作用于农产品的价值研究(英文)

生物多样性是农业遗产系统的重要组成部分,一些消费者倾向于花费更高的价格去购买通过保护生物多样性的方式生产的农产品。那么,具有促进农产品生物多样性价值提高作用的市场导向型政策能否被用来保护生物多样性?我们的研究着眼于消费者对"life brand"产品的反应,研究对象之一就是在丰冈(Toyooka)销售的标有"Stork-raising"标识的大米,大米生产所采取的环境友好型措施有助于濒危鹳的保护。同时,运用选择实验,我们分析了此类农产品能否获得更高的市场价格。结果表明,对鹳数量上升是由于农业措施的改变这一事实有所了解的消费者,他们愿意购买较贵的大米以促进生物多样性的保护。然而,还有一部分消费者仅仅出于对绿色食品的偏好而选择购买价格高昂的大米,他们缺少对鹳复苏历史的了解,因此他们并不愿意为了促进生物多样性的保护而花费更高。事实上,日本绝大多数的农产品消费者均属于后者。因此,仅通过"life brand"农产品来促进生物多样性的保护是远远不够的,政府支持和公共活动对生物多样性保护而言是必不可少的。     

基于三维不均匀球形地球模型的同震位移新算法

以Molodenskiy的三维不均匀球形地球模型潮汐理论以及孙文科等的球对称地球模型位错理论为基础,本研究借助互换定律和扰动方法,推导出一整套计算公式,用来高精度计算三维不均匀地球模型中地震位错引起的地表同震位移.     

利用震后黏弹性位错理论研究苏门答腊地震(M_w9.3)的震后重力变化

本文利用2003—2011年的GRACE RL05数据提取了苏门答腊地震(Mw9.3)引起的震后重力变化,发现断层两侧震后重力变化速率存在明显差异,断层下盘总体变化率为0.55μGal/yr,断层上盘为0.16μGal/yr.基于子断层叠加的编程思想,本文将Tanaka的黏弹球体位错理论配套计算程序(简称黏弹位错程序)加以改造,克服了其近场计算精度不足(甚至错误)的缺陷,可用来研究大地震引起的近场震后位移与重力变化.本文利用改造后的黏弹位错程序计算了2004年苏门答腊地震(Mw9.3)产生的同震重力变化,计算结果在空间分布和量级上均与利用弹性位错程序计算获得的结果一致,验证了我们对黏弹位错程序进行改造的正确性.最后,结合GRACE卫星观测数据,本文利用Tanaka的黏弹位错理论研究了苏门答腊地区的地幔黏性因子.结果表明,该地区地幔黏滞性具有显著的横向差异,当发震断层上下两盘的地幔黏滞性系数分别取8×1018 Pa·s和1×1018 Pa·s时,模拟的震后重力变化在总体空间分布和变化趋势上与GRACE卫星观测结果更接近.     

菲律宾海深海海底沉积物声学特性与物理性质相关关系

为研究深海海底沉积物声学特性与物理性质相关关系,于2016年11月在实验室对水深3164～5 592 m的菲律宾海深海海底沉积物柱状样品的声学特性进行测量,获取了沉积物声速、声速比、声阻抗、声阻抗指数等声学特性参数。结合沉积物的孔隙度和密度等物理性质参数,分析了海底沉积物声速、声速比、声阻抗、声阻抗指数与孔隙度、密度的相关关系,建立了该海域海底沉积物声学特性回归方程。研究结果表明:研究区深海数据与浅海回归方程符合度较差,与深海回归方程符合度较好;Hamilton校正方法有助于修正实验室测量引起的温度和压力误差,声速比与Hamilton方程符合度比声速好;声阻抗和声阻抗指数与物理性质参数的相关性优于声速和声速比。此外,研究认为由于海底沉积物的沉积环境较为复杂,其声学特性回归方程存在差异。由于上述差异的存在,在使用基于不同海域数据建立的回归方程进行海底沉积物声学特性预测时,应加以区别对待。该研究丰富了深海海底沉积物声学数据,对促进深海海底沉积物声学深入研究具有一定的借鉴意义。     

球形地球模型的地震位错理论及其应用

地震位错理论是研究地震断层滑动与地球物理场变化之间关系的理论,是震源机制、地球内部构造、地震预测等基本地球物理问题与大地测量、地球物理观测数据之间的联系纽带。被广泛使用的半无限空间介质模型的位错理论,由于其几何模型的限制,在地震变形和地球动力学等应用研究中会导致一定程度的误差。此外,现代大地测量技术可以在全球和区域尺度上精确地观测地震变形,亟需一个适用于全球地震变形研究的地震位错理论。为此,本团队基于球形地球模型,经过多年系统性研究,建立了地震位错理论新体系。所构建的球形地球模型的地震位错理论,促进了全球地震变形和地球动力学变化的研究,是近年来地球物理学领域取得的重要理论进展之一。本文简要地介绍了国内球形地球模型地震位错理论的发展及其应用研究。首先,介绍了弹性球形地球模型、三维不均匀地球模型和黏弹地球模型的位错理论;其次,介绍球形地球模型的位错理论在地球动力学变化研究、断层与地下介质结构反演和地震大地测量学研究方面的相关应用;最后,对球形地球模型的位错理论的发展方向作出展望。     

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地壳物质组分的共生组合法则

自然界中地质作用进程代表着较高级的物质运动形式。它们占有广泛的空间和时间,其中的物质组分随着进程的变迁在时间的长河中描绘出一幅永恒的运动画卷。其经历过程表现为不同物质形式组成的一系列的有规律和有层次的共生组合。岩石共生组合主要反映出形成地质环境及其大地构造位置。矿物共生组合基本体现了自然界中所固有的热力学体系,并可用以探讨其形成时深部热流传递的机理。元素共生组合以元素的地球化学行为反映出地质作用中各源区的特征及经受作用后的迁移行为。同位素共生组合则以元素中的核子行为为基础用以计年和追踪其源区。它们之中虽各有不同,但又互有联系,形成一个有机整体,并成为近代地壳动力研究中的一个探讨动力行为的重要领域。     

路基岩溶塌陷上方多层加筋垫层荷载分布性状的大比例模型实验研究

采用加筋垫层防治路基下部岩溶塌陷可降低工程造价、确保运营安全,其承载机理和设计方法仍有待系统研究。设计了1∶5的大比例室内模型试验,通过实测和分析塌陷过程中单层、3层与4层土工格栅加筋垫层所受荷载和变形量,分析路基荷载在各层加筋体中的分布规律及垫层变形特征,并以此获得荷载分担系数等关键设计参数。试验结果表明,多层加筋垫层中顶层加筋体承担了40%~54%的上部荷载,而底层加筋体仅承担16%;加筋层数越多,中间层加筋体所分担的荷载越大,且垫层发生的变形量越小;塌陷坑上方土体的土拱效应较为明显,中部土压力的下降幅度和端部增加幅度均比单层加筋体大;陷坑上方土工格栅变形分布呈抛物线关系,且变形量由上往下依次递减。在实测数据分析的基础上得到了多层加筋垫层各加筋层的荷载分担系数,供实际工程参考。