Estimation of ocean primary productivity and its spatio-temporal variation mechanism for East China Sea based on VGPM model

According to calculation results of ocean chlorophyll concentration based on SeaWiFS data by SeaBAM model and synchronous ship-measured data, this research set up an improved model for CaseⅠand CaseⅡwater bodies respectively. The monthly chlorophyll distribution in the East China Sea in 1998 was obtained from this improved model on calculation results of SeaBAM. The euphotic depth distribution in 1998 in the East China Sea is calculated by using remote sensing data of K490 from SeaWiFS according to the relation between the euphotic depth and the oceanic diffuse attenuation coefficient. With data of ocean chlorophyll concentration, euphotic depth, ocean surface photosynthetic available radiation (PAR), daily photoperiod and optimal rate of daily carbon fixation within a water column, the monthly and annual primary productivity spatio-temporal distributions in the East China Sea in 1998 were obtained based on VGPM model. Based on analysis of those distributions, the conclusion can be drawn that there is a clear bimodality character of primary productivity in the monthly distribution in the East China Sea. In detail, the monthly distribution of primary productivity stays the lowest level in winter and rises rapidly to the peak in spring. It gets down a little in summer, and gets up a little in autumn. The daily average of primary productivity in the whole East China Sea is 560.03 mg/m2/d, which is far higher than the average of subtropical ocean areas. The annual average of primary productivity is 236.95 g/m2/a. The research on the seasonal variety mechanism of primary productivity shows that several factors that affect the spatio-temporal distribution may include the chlorophyll concentration distribution, temperature condition, the Yangtze River diluted water variety, the euphotic depth, ocean current variety, etc. But the main influencing factors may be different in each local sea area.     

大通河流域土地利用/覆被变化的水文响应

以大通河流域为研究区域,利用1985年和2005年土地利用数据,结合SWAT分布式水文模型定量评估了流域土地利用/覆被变化的水文效应。结果表明：1985-2005年大通河流域的土地利用变化主要表现为草地向耕地、居工地转变,草地所占比例由46.7%骤降至20.9%,而耕地面积由1985年的1065.8km²增加到2005年的3243km²;相较于1985年的土地利用情景,2005年土地利用情景下的模拟的多年平均径流增加了1.92×10⁸m³,由于上中下游主要的土地利用/覆被变化不同,导致流域径流变化增加程度由西北至东南逐渐增大;大通河流域年径流的增加主要表现为汛期径流增加,讯期月平均径流增幅达到了0.40×10⁸m³·mon^-1;非汛期径流则呈不明显减小趋势,平均降幅为0.024×10⁸m³·mon^-1。合理规划大通河流域土地利用方式,提高水源区涵养能力,对流域水资源可持续发展具有重要意义。     

民勤大气边界层特征与沙尘天气的气候学关系研究

 为了更好地理解西北干旱区大气混合层(ML)厚度的变化特征及其对当地沙尘气候形成的影响, 利用民勤2006—2008年3—6月逐日08时和20时探空资料、降水和日最高气温,计算和分析了最大混合层厚度、逆温层特征和垂直风场及其对沙尘气候形成的影响。结果表明,民勤沙尘天气的大气边界层有显著的昼夜变化,白天厚、逆温强而多;沙尘天气的最大混合层厚度在2 600 m左右,介于无降水与有降水天气之间;扬沙主要由锋面中的冷空气引起,而沙尘暴主要由低层风场的剧烈扰动和500 m以上高层冷锋入侵引起。沙尘暴发生前近地面风场有明显的扰动,沙尘暴发生时在500 hPa以下有显著的冷空气活动,白天较强。能见度小于100 m的强沙尘暴夜间风速大,冷空气较强。     

安徽贵池地区含锰岩系地质地球化学特征

安徽贵池地区沉积锰矿床赋存于二叠纪孤峰组,包括沉积作用形成的碳酸锰矿和经后期氧化作用形成的氧化锰矿。二叠纪含锰岩系一般为钙、泥、硅质岩石组合,主要处于二叠纪孤峰组下部,自东向西钙质增加、厚度变大。常量元素特征为Ca、Si低,Mn、Fe、P相对富集。微量元素总体特征显示本区锰矿层及含锰岩系的物质来源具有多源性,Sr异常和Sr／Ba值以及Co／Ni值反映出当时含锰岩系处在高盐度的海相沉积环境。稀土元素属LREE富集型。球粒陨石标准化的稀土元素配分模式图显示重稀土亏损特点,均为右倾斜、中等Eu、Ce负异常,利用海水的标准化值进行标准化的模式曲线,则出现明显的Ce正异常特征,反映区内沉积物具有相似的物质来源。氧、碳同位素具有比较大的变化范围,δ^13CV.PDB=-4.1‰～5‰,δ^18OV.PDB=-3.4‰～-9.9‰,表明碳的来源主要为早二叠纪海水的重碳酸盐。6个含锰灰岩样品δ^18OSMOW值稳定在22‰～24‰,这些均一的氧同位素组成可能反映出它们有一个相似的海相源区。古海水温度比正常沉积要高,约49～71℃,综合地球化学各参数特征分析表明本区孤峰组含锰岩系的沉积是热水活动间歇式、多次活动的结果。含锰岩系和锰的物源既有热水成因的也有非热水成因的物质。结合沉积特征及地史演化分析,自栖霞期发生的海侵在茅口早期达最大,本区处于深水陆棚相-盆地相沉积环境,发生含锰地层的沉积。     

青藏高原东部雀儿山地区新近纪隆升速率探讨——来自雀儿山花岗岩体磷灰石裂变径迹证据

通过青藏高原东部川西地区雀儿山花岗岩体磷灰石裂变径迹分析,新获得了4个磷灰石裂变径迹年龄值,分别为4.9 ±0.3Ma、6.2 ±0.5 Ma、7.2 ±0.4 Ma和7.3 ±0.7 Ma。运用径迹年龄-地形高差法计算出雀儿山花岗岩体新近纪的隆升速率,为0.15~2 mm/a,平均隆升速率为0.78mm/a。隆升速率在每个阶段有所不同,但呈现出一种快速隆升→缓慢隆升的过程,为整个青藏高原东缘的隆升过程提供了约束条件。     

基于资源环境承载力的合肥市增长边界划定

在快速城市化和主体功能区战略背景下,滨湖城市作为城湖共生体,具有湖泊生态系统和城市社会经济系统双重属性,既是中国新型城市化格局中最具活力和潜力的核心单元之一,又是湖泊生态环境问题集中激化的高度敏感区,保护与开发并重,发展与风险共存。以行政区划调整后将巢湖纳入内湖的新合肥市为例,借助GIS平台,运用单因子评价法和综合敏感性评价法构成城市生态适宜性评价的方法体系,以水域因子、坡度因子、湿地因子、覆被因子、灾害风险因子组建资源环境约束指标体系,将合肥市域划分为极高敏感区、高敏感区、中敏感区、低敏感区、非敏感区5 种资源环境承载类型区;基于反规划理念,构建滨湖城市空间增长模型,并划定作为城市扩展生态底线的刚性和弹性空间增长边界。在此基础上,统筹考虑城市空间资源环境保障能力、人口与用地规模,结合城市总体规划方案,明确城市空间扩展方向,科学划定城市近期、中期和远期的增长边界。该方法在中国滨湖城市的空间增长规模与方向、湖泊生态系统安保与开发、城市用地调控与优化组合以及城市规划方案的合理性评价方面可提供科学决策依据。     

基于可持续发展的长春市产业空间结构特征及调控措施分析

对长春市产业空间结构的现状分、产业空间分布特征和规律进行分析,运用实地考察和数字分析等方法,描绘了长春市社会经济发展现状和产业聚集分散状态对长春市产业空间结构和经济社会发展的影响,从社会经济的发展过程入手,用可持续发展的理论和方法分析认识长春市产业空间结构特征,指出了今后长春市产业空间结构调整的方向。     

猪野泽记录的季风边缘区全新世中期 气候环境演化历史*

通过季风边缘区石羊河古终端湖猪野泽QTL剖面年代学及沉积物粒度、碳酸盐、有机碳、碳氮比和有机质稳定同位素等多项气候代用指标的综合分析,建立了季风边缘区9~3cal.kaB.P. 的古气候演化序列。结果表明,9cal.kaB.P. 到7.8cal.kaB.P. 期间,流域的水分条件和温度逐渐上升,植被状况好转,此时气候逐渐转暖湿;而在7.8~7.5cal.kaB.P. 出现了显著的百年尺度的干旱事件,沉积物主要以砂质沉积为主,此时湖泊生产力显著下降;全新世期间最为暖湿的气候适宜期出现在7.5~5.0cal.kaB.P.;约5.0cal.kaB.P. 以来,该区域出现了较为明显的干旱化趋势。另外,对猪野泽地区的白碱湖的湖泊地貌学和年代学研究表明该区域在7.5~5.0cal.kaB.P. 出现了3次高湖面,并且湖岸堤时序变化指示了全新世后半期湖泊逐渐退缩的过程进而指示该区域出现了显著的干旱化趋势。     

热带印度洋环流动力与季风相互作用研究进展

围绕中国科学院战略性先导科技专项"泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设"之子课题"热带印度洋环流动力与季风相互作用及其影响",从热带印度洋上层海洋环流、盐度变异对印度洋典型海气耦合过程的影响、印度洋海气相互作用及其对泛第三极水汽输送的影响方面回顾了热带印度洋环流动力与季风相互作用的研究进展.针对国内外研究发展的现状,提出热带印度洋上层经向、纬向、垂向流系间三维联动机制,海盆尺度热盐再分配对局地海-气模态变异的响应和反馈机制,热带印度洋典型海气耦合模态对泛第三极地区气候变化的影响机理等关键科学问题亟待解决.开展该子课题研究的最终目标是：全面认识和理解热带印度洋上层环流体系,加深印度洋海洋环流动力与海气相互作用及其对泛第三极经向水汽输送作用的理解,提高泛第三极地区气候预测水平,提升丝绸之路海上观测航道监测保障能力,从而为"一带一路"倡议和"21世纪海上丝绸之路"建设服务.     

毫米波云雷达功率谱密度数据的检验和 在弱降水滴谱反演中的应用研究

本文首先利用数值模拟的方法,分析了利用毫米波云雷达功率谱密度反演雨滴谱时,降水粒子米散射效应、空气湍流、空气上升速度等对雨滴谱和液态水含量等参数反演的影响;建立了功率谱密度处理及其直接反演雨滴谱、液态水含量、降水强度和空气上升速度的方法;并利用2012年7月在云南腾冲观测的二次弱降水数据,采用毫米波雷达和Ku波段微降水雷达观测的回波强度、径向速度垂直廓线以及780 m高度上的功率谱密度对比的方法,以及毫米波云雷达观测的780 m高度上功率谱密度、回波强度与地面雨滴谱计算得到的这些量的对比方法,分析了毫米波雷达数据的可靠性;并将780 m高度上毫米波雷达反演的雨滴谱与地面雨滴谱数据进行了对比,分析了毫米波雷达反演的雨滴谱的准确性;分析了毫米波雷达回波强度偏弱的原因,讨论了该高度以下降水对毫米波雷达衰减的影响。结果表明:空气湍流对弱降水微物理参数反演影响不大,而空气上升速度和米散射效应均对反演结果有一定影响;毫米波雷达观测到的径向速度和功率谱密度与微降水雷达比较一致,回波强度的垂直廓线的形状与微降水雷达也比较一致,但毫米波雷达观测的回波强度偏弱;与雨滴谱计算值相比,毫米波雷达观测的低层的回波强度也偏弱,天线上的积水是造成毫米波雷达回波强度变弱的主要原因。毫米波雷达观测的低层的功率谱密度与地面雨滴谱观测的数据形状比较一致,但有一定的位移。毫米波雷达反演的雨滴谱与地面观测的谱型和粒子大小也比较一致。这些结果初步验证了毫米波雷达观测的功率谱密度及其反演方法的可靠性。