基于地面短波辐射观测资料计算淡积云的辐射强迫及水平尺度方法研究

本文根据不同类型云影响地面短波辐射的差异,提出利用地面短波总辐射变化检测识别淡积云以及计算淡积云水平尺度的方法,并对该算法进行误差分析,统计内蒙古草原地区夏季淡积云的水平尺度及其辐射强迫。结果表明:淡积云检测方法能比较好地识别、筛选出淡积云天。淡积云水平尺度和淡积云所在高度的风速成正比,风速测量的准确性直接影响淡积云水平尺度估算准确性;淡积云水平与垂直尺度比对计算淡积云水平尺度影响最大;云移动经过遮挡太阳直射辐射的时段内,太阳天顶角变化的影响可以忽略不计。内蒙古草原地区夏季淡积云短波辐射强迫小时平均为-134.1 W m-2,水平尺度平均值为1129 m,水平尺度的概率密度呈幂指数分布。     

基于水化学和同位素评价马莲河下游地下水补给河水的时空变化

准确评价地下水对河水的补给量是流域水资源量管理和合理利用的基础。在马莲河流域下游采集不同季节地表水和地下水样品75组,利用Cl^-、电导率(EC)和D、¹⁸O同位素多方法联合评价,识别了地下水补给河水的位置、补给量及其季节变化。结果表明:马莲河水EC和Cl^-质量浓度沿着流向均呈降低趋势,δD和δ¹⁸O值沿流向减小。雨季EC和Cl^-质量浓度最低,δD和δ¹⁸O值最高。地下水各组分浓度均低于河水,时空变化不明显。地下水单宽排泄量存在时空变异,上段和下段为地下水强排泄区,中段地下水排泄较弱,不同季节地下水排泄量占总排泄量的72.20%～95.07%。雨季地下水单宽排泄量显著降低,河水中基流比例由雨季前期的68.89%降至29.43%。整体上,地下水补给河水季节变化明显,而空间变化规律较为稳定。研究成果有利于深入认识河水和地下水的相互作用机制,并为当地水资源利用提供基础依据。     

气候变化对中国多年冻土和寒区环境的影响

中国的多年冻土总面积为 2 .1 5× 1 0 6 km2 ,主要分布在高海拔地区。 40年来 ,随寒区经济的快速发展和资源、环境问题的日益突出 ,冻土和寒区气候变化研究获得了长足的进展。我国大部分地区的多年冻土退缩趋势明显。 2 1世纪 ,受气候变暖和人为活动的共同影响 ,青藏高原和东北地区北部多年冻土将大幅退缩。冻土广泛退缩将对中国的寒区经济和环境产生重要影响。但是 ,冻土退缩及其对环境的影响还存在很大的不确定性。     

基于Forest-DNDC的长白山阔叶红松林土壤碳氮温室气体通量的模拟研究（英文）

土壤温室气体排放是土壤与大气之间的温室气体交换的重要途径,但对土壤温室气体排放动态变化的理解和收支水平的估算仍存在较大的不确定性。基于动态箱原位监测的高频、连续土壤温室气体通量数据,本研究初步检验了生物地球化学模型(Forest-DNDC)对长白山阔叶红松林(CBF)土壤CH_4、CO_2和N_2O温室气体通量的模拟效果。结果显示,当前版本的Forest-DNDC可以反演得到土壤温度、土壤湿度和积雪等主要环境要素的总体变化趋势,但是对于环境要素季节变化的准确模拟尚存在较明显偏差,特别是在非生长季节。模拟得到的土壤CH_4通量与监测结果相当接近,并且受到了土壤温度和积雪变化的显著调控。受温度变化的影响,模拟CO_2通量的季节变化与测定值相似,均在夏季达到高峰,但模拟的土壤CO_2排放量明显小于实际测定结果。与监测的土壤N_2O通量在春季冻融期间出现排放高峰的变化显著不同的是,模拟土壤N_2O通量主要受温度变化的影响,其最大值出现在夏季。因此,有必要结合更长时段的土壤温室气体监测数据,进一步优化模型参数与过程,特别是土壤水热传导和温室气体的产生过程等,为模拟改进和生态系统碳氮收支评估,以及从站点到区域的扩展提供支撑。     

对沙漠化农田能转化效率及潜力的分析

我国北方东起黑龙江省嫩江地区, 吉林白城地区及辽宁西部, 包括内蒙兴安盟东南、哲里木、昭乌达、锡林郭勒、乌兰察布、伊克昭等盟的大部地区, 直至河北坝上、陕西榆林北部约26.7万平方公里的幅员范围内, 由于自然条件的特殊性(地表组成物质质地松散、沙粒成分比重很大及气候干旱、多大风, 且年内季风与周期性干旱相吻合), 加上人类不合理开发活动的影响, 成为我国目前沙漠化发展最活跃的地区, 其沙漠化土地近16.5万平方公里, 占全区总面积的61.5%。该地区有较长的经济开发史, 农、牧业相互影响, 交错分布的情况, 在历史上业已形成。据粗略统计, 该区范围内, 有旱作耕地近5, 000万亩, 多以传统的粗放的撂荒种植制进行经营, 长年遭受不同程度的风沙危害, 属于生产水平较为低下的农田类型。这些农田急待整治, 以便提高生产力。由于本区年均降水量在350-450毫米之间, 客观上具有发展旱作农业的可能性。如能合理经营、科学利用其自然资源, 将可能发展成为农、牧业结合的发达地区。从而对我国北方地区农业发展起促进作用。为了深化对沙漠化农田的认识, 揭示其生态失调的实质, 本文将就生态系统观点对其进行分析以寻求有效的整治沙漠化农田的途径。     

低成熟油页岩的生排烃作用实验模拟

烃源岩的成熟演化特征对评价一个区域的油气产出背景意义重大。笔者选择准噶尔南部低熟油页岩作为试验样品,分别进行无水变温、等温变水及等水变温条件下的烃源岩热模拟实验,并依据油、气、固体残渣的定性定量检测,分析烃类相态与组成变化。得到以下结果:无水变温及等水变温实验中油产率均在300 ℃时出现最高值,而且在等水变温情况下,200 ℃时的产油率比不加水情况下明显增大;在等温变水情况下,生油量在加10 mL水时最大;干气生成阶段,气态烃主要来自重烃裂解而不是高度演化的干酪根本身,400 ℃热解之后,剩余生烃率大约为5％左右;饱和烃在低温和极端高温时相对比例高,以正构烷烃为绝对优势组分;芳烃比例变化波动较大,以三环、四环芳烃为主,在400 ℃时达到最大值,在500 ℃时跌至最低值;非烃、沥青质相对比例变化与芳烃正好相反。     

黑龙江砂宝斯金矿地质特征及找矿方向

砂宝斯金矿产于中侏罗统陆相碎屑岩中 ,有 6条矿化带 ,走向近 SN,矿带间距 2 0 0～ 4 0 0 m。矿石类型主要为蚀变砂岩和构造破碎蚀变岩型。矿化与硅化 -黄铁矿化带关系密切。矿床可化分为4个成矿期、 6个成矿阶段。矿带受断裂构造控制 ,硫同位素研究表明 ,部分成矿物质来源于深部 ,由岩浆活动带出 ,侵入岩参与了成矿作用。根据研究区内已发现的 6处金水系沉积物异常 (异常值高者达 2 0 .3× 10 -9)以及区域构造、岩浆活动特征 ,预测矿区内应以 、 号矿体为主 ,在矿体深部及矿区南部寻找隐伏矿体 ;矿区外围宜在有利的基底构造、中侏罗统地层及其与岩体的内外接触带寻找破碎蚀变岩型和石英脉型金矿。     

珊瑚共生虫黄藻密度的季节变化及其与珊瑚白化的关系——以大亚湾石珊瑚为例

定量分析了2006年6月、2007年8月和2008年2月采自南海北部大亚湾海域的共8科、13属、23种170个石珊瑚样品的共生虫黄藻密度,探讨了石珊瑚共生虫黄藻密度的季节变化及其与珊瑚白化的关系.结果显示,所有珊瑚种属的共生虫黄藻密度都显示出明显的季节性波动,总体上夏季低、冬季高(约为夏季的2倍),是海表水温和太阳辐射协同作用的结果.夏季大规模的珊瑚白化(热白化)可能是珊瑚共生虫黄藻密度逐渐降低(排出)到一定阈值的外观表征,而非突发的生态现象;冬季珊瑚白化(冷白化)则可能是极端低温直接致珊瑚死亡,进而快速排出虫黄藻的突发现象;高共生虫黄藻密度对冬季低温乃至极端低温条件下的珊瑚生存起到一定的保护作用.     

Data‐Driven Approach for Analyzing Hydrogeology and Groundwater Quality Across Multiple Scales

Recent trends of assimilating water well records into statewide databases provide a new opportunity for evaluating spatial dynamics of groundwater quality and quantity. However, these datasets are scarcely rigorously analyzed to address larger scientific problems because they are of lower quality and massive. We develop an approach for utilizing well databases to analyze physical and geochemical aspects of groundwater systems, and apply it to a multiscale investigation of the sources and dynamics of chloride (Cl^?) in the near‐surface groundwater of the Lower Peninsula of Michigan. Nearly 500,000 static water levels (SWLs) were critically evaluated, extracted, and analyzed to delineate long‐term, average groundwater flow patterns using a nonstationary kriging technique at the basin‐scale (i.e., across the entire peninsula). Two regions identified as major basin‐scale discharge zones—the Michigan and Saginaw Lowlands—were further analyzed with regional‐ and local‐scale SWL models. Groundwater valleys (“discharge” zones) and mounds (“recharge” zones) were identified for all models, and the proportions of wells with elevated Cl^? concentrations in each zone were calculated, visualized, and compared. Concentrations in discharge zones, where groundwater is expected to flow primarily upwards, are consistently and significantly higher than those in recharge zones. A synoptic sampling campaign in the Michigan Lowlands revealed concentrations generally increase with depth, a trend noted in previous studies of the Saginaw Lowlands. These strong, consistent SWL and Cl^? distribution patterns across multiple scales suggest that a deep source (i.e., Michigan brines) is the primary cause for the elevated chloride concentrations observed in discharge areas across the peninsula.     

渤海湾西北岸全新世埋藏牡蛎礁建造记录中的间断及其解释

渤海湾西北岸沿海平原的众多埋藏牡蛎礁体内部,除正常牡蛎壳堆积层外,还存在一些水平夹层,以往的文献对其成因有多种解释。对渤海湾西北岸埋藏牡蛎礁体中所含水平夹层特征进行了研究,并与江苏海岸南部现代活体牡蛎礁顶部沉积特征进行对比,结果表明渤海湾埋藏礁体中局部范围内分布的水平夹层与江苏海岸活礁体顶部的现代沉积相似,其特征与礁体生长时的局部水动力条件有关;但是,江苏海岸活牡蛎礁顶部的现代沉积特征不同于那些大范围分布于埋藏礁体内的水平夹层的特征,后者的成因尚待进一步研究。礁体剖面记录的垂向层序,在反映环境演化的同时,也反映了礁体生长时的平面特征。