水生光合生物对茂兰拉桥泉及其下游水化学和δ~(13)C_(DIC)昼夜变化的影响

碳酸盐风化能否形成稳定持久碳汇很大程度上取决于风化产生的溶解无机碳(DIC)能否被水生光合生物利用及其利用程度,后者可通过地表水水化学和?13CDIC的昼夜变化进行探讨。本研究对冬季茂兰拉桥表层岩溶泉及其中游和下游池水的温度、pH、电导率(EC)和溶解氧(DO)进行了为期30 h(1月27日10:00至1月28日16:00)高分辨率(15 min/次)的昼夜动态监测和?13CDIC定期取样(白天每隔2 h,夜间每隔4 h)测定,以了解水生光合生物对水化学和?13CDIC昼夜动态变化的影响。同时,结合水面静态箱CO2测定获得的岩溶水与空气CO2交换通量,对生物碳泵效应进行了估算。结果表明,在少有沉水植物生长的泉口及其下游水池,水化学和?13CDIC的昼夜变化明显偏小,而在沉水植物(轮藻为主)大量生长的中游水池,水的DO、pH、SIC(方解石饱和指数)和?13CDIC在白天呈逐渐增加趋势,而在夜间逐渐降低,与水生生物的新陈代谢进程(白天以光合作用为主,晚上以呼吸作用占优势)相一致;另一方面,水的EC、3HCO?、Ca2+和p(CO2)(二氧化碳分压)呈现相反的变化趋势,即白天下降,晚上上升。计算得到中游水池因类似海洋"生物碳泵"效应固定下来的有机碳通量达到336 t C/(a·km2),是海洋的51倍,表明陆地水生生态系统应该作为"遗失碳汇"的一个重要方面继续进行研究。     

多空隙组合地质单元渗流理论分析与试验

岩体通常是以孔隙岩石为基质并包含各种成因的裂隙和溶隙的复杂多空隙组合地质材料。为研究孔隙-裂隙-溶隙多空隙组合介质的渗流特性,在简要介绍多孔介质渗流Darcy定律、平板窄缝流Poiseuille定律和圆形管道流Darcy-Weibach理论的基础上,分析了几种孔隙-裂隙-溶隙组合情况的多空隙介质渗流特性,推导出相应组合的等效渗透系数KE,给出了描述多空隙组合介质KE的一般表达式,讨论了影响各种空隙组合KE的主要因素。以普通砖模拟岩石基质,通过砖身钻孔填充及砖间缝隙填充,试验模拟了岩溶岩体和裂隙岩体中溶孔和裂隙填充后的渗透情况。试验结果与所推求理论公式计算出的KE在同一量级且误差很小,很好地验证了所推导的多空隙组合介质渗透系数表达式的有效性。     

2000-2018年东亚地区云顶高度的时空变化特征

为了了解区域云顶高度对过去气候变化的响应,基于卫星搭载的MODIS传感器提供的2000年3月至2018年2月MOD03_08_v6.0数据,分析了东亚地区云顶高度2000—2018年的时空变化特征,并探讨其长期变化的原因。研究发现,东亚地区云顶高度呈西南高东北低的特征。云顶高度在东亚地区以0.020 km/a的变率增长,其中大陆东部云顶高度的年际变率为0.035 km/a,东部海域年际变率为0.034 km/a。在东部海域地区云顶高度的变化同海表温度的变化相关性较高,相关系数为0.68,这表明云顶高度的变化受下垫面的影响。在东亚地区30°~40°N区域内,年平均云顶高度的增加较为明显。此外,夏季云顶高度在长江中下游盆地、塔里木盆地、吐鲁番盆地以及四川盆地东北部呈-0.03 km/a的减少趋势,这是由于更多低云的形成降低了云顶高度;冬季云顶高度在东亚地区40°N以北呈下降趋势,而在40°N以南呈增加趋势。     

近50a来洮河流域气候变化和干旱演变过程

利用洮河上游碌曲、中游岷县和下游临洮3站降水和气温观测资料,结合中游和下游2个水电站年径流量资料,分析近50 a来洮河流域气候及干旱变化特征。结果表明:近50 a洮河流域年平均气温整体呈现显著上升趋势,尤其在1997年前后明显升温,上游碌曲增幅最大,中游岷县、下游临洮增幅明显偏低,3站气温倾向率分别为0.43、0.15、0.14℃·(10 a)~(-1),且在1990年代中期以后发生突变;年降水量整体呈缓慢减少趋势,但1990年代中期以后有微弱增加,与年径流量变化基本一致;干旱指数显示,近41 a洮河流域大多数年份无旱,仅个别年份出现干旱,且程度较轻,下游地区干旱相对较重。     

意愿价值法评估生态服务价值的有效性与可靠性及实例设计研究

意愿价值评估法(CVM)以新古典经济学需求理论为基础,通过构造假想市场使生态服务价值的评估成为可能.但是,经验研究中出现了与新古典经济理论及其预期不一致的异常现象,致使CVM的有效性与可靠性受到广泛质疑,而成为目前国际CVM研究的主要方向.对国际、国内CVM有效性与可靠性的研究进展进行了综述,重点梳理了国际上对WTP的内容依赖性、WTP与WTA的显著差异及可靠性与效益转移等方面的经验研究;而国内由于缺乏该方面的系统研究,制约了CVM在我国生态价值评估及环境公共政策制定中的应用.为此,在前期开展的实例研究基础上,设计了适合我国社会经济特征和生态环境特点的CVM有效性与可靠性研究的技术路线和多重调查方案,以期推动CVM在我国的进一步发展与应用.     

Aegir脊及邻区重磁异常及构造特征

为研究北极地区挪威海内Aegir脊及邻区断裂构造特征,为北极地区油气勘探提供方向,在斯克里普斯海洋研究所发布的研究区重力数据（网格数据）基础上填充最新船测数据,对已有重磁资料进行异常分离、滑动平均和重磁场边界识别。目前,研究区的特征断裂和构造单元划分尚不清楚。根据异常极值带、异常带走向、异常梯度带变化程度等,对研究区进行了断裂识别和构造单元划分。研究表明：重磁异常特征呈NNE—NW—NE向展布,重力异常呈现高低分带,反映出该区基底隆坳相间的格架。根据重磁异常与断裂对应关系,识别出4个构造走向和7条主要断裂,划分出Mohns脊、扬马延微陆块、东扬马延断裂带、西扬马延断裂带、Aegir脊、东扬马延深海盆地和挪威深海盆地等7个构造单元。     

中美平板载荷试验规程对比及试验研究

本文通过对比中国标准与美国ASTM标准关于平板载荷试验的规定,总结归纳出两者主要区别在于承压板尺寸和沉降稳定标准,并研究其对试验结果可能产生的影响,提出工程应用中需注意的问题。美国标准通用性较强,具有较大的灵活性,而中国标准相对详细严格。笔者针对博茨瓦纳电厂的平板载荷试验,分别采用中美标准进行试验,试验结果表明:在砂类土等强度较高的地层进行试验,采用中美标准所得到的试验结果相差不明显。本文研究可为我国勘察设计人员进行需采用美标开展平板载荷试验的国外工程提供有价值的参考和解决方案。     

盐肤木对岩溶干旱环境的适应性研究:叶片解剖结构的启示

通过石蜡切片和扫描电镜观察,研究了岩溶环境下生长的盐肤木叶片结构特征.结果表明,在水分胁迫下,叶片表现了一系列的旱生特征.表皮由一层排列致密的不规则细胞组成.上表皮覆盖一层较厚的角质层,下表皮表面有表皮毛丛生.气孔着生在下表皮,陷入表皮以下.叶肉内栅栏组织发达,海绵组织松散.栅栏组织与海绵组织比约为4:1.部分叶肉细胞中含有胶状结晶物质.叶脉中犀壁组织发达,木质部外纤维数量众多,在气腔周围有单宁结晶分布.这些特征表明,盐肤木采用以保护型为主的多种方式适应岩溶干旱环境.     

四川盆地荣县—威远—资中地区发震构造几何结构与构造变形特征:基于震源机制解的认识和启示

四川盆地荣县—威远—资中地区属于历史弱震区,然而2019年相继发生多次破坏性地震事件.本文基于四川区域地震台网宽频带地震仪记录波形资料,利用CAP（Cut and Paste）波形反演方法,获得了2016年以来发生在荣县—威远—资中地区的26个M_S≥3.0地震的震源机制解、震源矩心深度和矩震级,对该区域发震构造几何结构与变形特征及构造应力场特征进行了初步分析.主要获得如下认识：（1）26个M_S≥3.0地震的震源矩心深度在1.5~5 km之间,平均深度3.4 km,表明事件发生在上地壳浅部沉积层内;震源深度分布揭示发震断层面倾向SE、缓倾角.（2）26个地震的震源机制全部为逆冲型,表明发震构造整体为逆断层性质.节面优势方位NNE-NE,结合走向与倾角统计结果,本文推测发震构造可能为威远背斜南翼一系列倾向SE、走向NNE-NE的缓倾角盲冲断层.（3）P、T、B轴优势方位单一,表明研究区域处于相对简单的构造应力环境.区域应力场反演获得的最大主压应力轴σ₁方位NW-SE,近水平,与目前已知的该区域构造应力场水平主压应力方向一致,反映区内构造活动主要受区域构造应力场控制;其明显有别于四川盆地南缘2019年6月17日长宁M_S6.0地震余震区NE-SW向的最大主压应力轴方位也揭示出四川盆地构造应力场具有明显的分区特征.（4）26个地震整体的应变花表现为NW-SE向挤压白瓣形态,表明区内发震构造整体呈NW-SE向纯挤压变形模式,明显有别于2019年长宁M_S6.0地震序列NE-SW向挤压兼具小量NW-SE向拉张分量的构造变形模式,进一步表明四川盆地构造变形模式也具有明显的分区特征.

     

普定岩溶水-碳循环模拟试验场水体双碳同位素特征(δ13C-Δ14C)与碳足迹

河流输送到海洋的溶解无机碳(DIC)和有机碳(OC)受自然和人为双重因素的影响。了解DIC和OC的年龄、来源和转化,有助于掌握全球碳收支和提高现在以及未来自然和人类对河流碳循环影响的估算精度。本研究以普定岩溶水-碳循环试验场泉(地下水)-池(地表水)耦联系统为研究对象,利用双碳同位素(¹³C- ¹⁴C)方法,结合水生植物生长和传统水文地球化学特征,揭示了地下水-地表水系统中DIC和颗粒有机碳(POC)的来源及其转化机制。研究发现:(1)泉-池系统中DIC和POC的Δ¹⁴C具有相同的变化趋势,泉水中Δ¹⁴C值低于池水中Δ¹⁴C值,反映后者可能有“较年轻”的CO₂的加入;(2)池水水化学和碳同位素变化由土地利用类型和池中水生植物共同控制;(3)池水中颗粒有机碳(POC)浓度明显高于泉水,且其Δ¹⁴C值表现出与沉水植物和DIC的一致性(表观年龄均为3 200900 a),说明池水POC主要源于池中水生植物光合作用利用了碳酸盐风化产生的老碳(DIC),使新形成的有机质在表观年龄上“偏老”;(4)池水水体内源有机碳对水体POC的贡献在75%以上,内源有机碳通量(以C计)在250 t·km^-2·a^-1至660 t·km^-2·a^-1之间,相对于其他土地利用类型,草地对应的地表水系统具有最大的内源有机碳占比和通量,指示了沉水植物控制型浅水水体初级生产对有机碳循环的重要作用。综上,我们认为在岩溶区通过土地利用调整来调控水生植物群落对于增加碳汇具有重要潜力。