中国西南—东南季风交汇区降水时空格局变化及其对食物产量的影响

全球气候变化背景下,降水格局改变食物供给将是人类当前和未来所面临的重大挑战,但很少有研究揭示食物供给随降水格局变化的关系。研究中国西南、东南季风共同作用区的降水与食物供给变化,对厘清该区降水与食物供给的动态关系、实现区域粮食安全、保障西南边疆稳定、落实区域民族政策、建成全面小康社会等具有重要意义。文章以中国西南地区的云南省为例,刻画了1988—2018年降水变化格局,并探讨了其对食物产量的影响。结果表明：① 云南省降水时间格局分为：Ⅰ降水丰沛期（1988—2004年）、Ⅱ降水偏少期（2005—2015年）、Ⅲ降水恢复期（2016—2018年）等3个降水时段;② 第Ⅰ~Ⅱ时段,全省降水发生显著变化区域为15.07%,第Ⅱ~Ⅲ时段为13.87%,第Ⅰ~Ⅲ时段为16.53%;③ 全省水平上,降水与食物产量具有显著正相关关系（p<0.01）,且粮食产量与各时间段降水相关系数高于肉奶产量;④ 当降水≥1500 mm时降水量快速下降,粮食产量保持稳定、700~1500 mm时降水量与粮食产量同为小幅下降、≤ 700 mm时降水量小幅下降,粮食产量大幅波动下降。总体而言,1988—2018年云南省降水格局发生了明显的变化,且在不同区域对食物供给产生了显著影响,故亟待划分全省范围的食物产量对降水响应的空间区划,以此来应对日益加剧的降水格局变化。     

典型森林生态系统碳交换的机理模拟及其与观测的比较研究

CEVSA模型是一个基于生理生态过程模拟植物—土壤—大气系统能量交换和水碳氮耦合循环及其对环境变化响应和适应的机理模型,在区域和全球尺度上得到广泛应用,但缺乏在生态系统尺度上的验证。本研究对CEVSA模型中碳循环关键过程的定量表达进行了重要改进：将模型的模拟时间步长由“旬”改为“日”;增加了物候参数化的子程序;调整了生物量的分配方案;基于碳平衡模拟叶面积指数的季节动态等。分别使用改进前后的CEVSA模型模拟了3类典型森林生态系统碳交换的季节动态,模拟的结果与通量观测进行了比较分析。结果表明,改进后的CEVSA模型能更好地模拟不同类型森林生态系统碳交换的季节动态,但在不同生态系统的不同时段,模型模拟的结果与通量观测相比还有一定的偏差,模型在碳交换关键过程对环境变化的响应和适应,尤其是针叶林光合作用对温度变化的响应和适应,以及生态系统对高温和水分亏缺的响应和适应等方面的模拟还需要进一步的改进和验证。     

造山带挤出构造与高压-超高压岩石剥露机制:以大别山为例

造山带挤出构造阐述了被边界断裂所围限的造山带深变质块体,在造山带内部垂向和(或)侧向应力的作用下折返变形的过程。研究主要集中在挤出块体的几何形态及其内部变形样式、边界断裂特征、挤出路径以及挤出动力来源等4个方面,其研究目的主要是为了解决造山带深变质岩石折返剥露的机制问题。依据挤出块体的挤出方向与造山带主体走向之间的关系,在三维球形坐标系Lx-Ly-Lz中,将造山带挤出构造大致分为7个端员类型(Ⅰ型～Ⅶ型)。其中Lx为造山带或俯冲带的主体走向;Ly呈水平方向并与Lx相垂直;Lz垂直于Lx和Ly所构成的平面。这些基本端员类型的组合及其之间的过渡类型可以详尽地诠释大别山印支期高压-超高压岩石的挤出过程。其中榴辉岩相挤出阶段介于Ⅳ型与Ⅶ型挤出构造之间,角闪岩相挤出阶段介于Ⅱ型与Ⅵ型挤出构造之间并可能具有渠道流挤出模式,而绿片岩相挤出阶段类似于Ⅴ型挤出构造。     

赤潮多发区塔玛亚历山大藻的麻痹性贝毒预警值研究

以厦门西海域养殖的翡翠贻贝为实验对象,在实验室内对塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense(Lebour)Balech)采用单种培养技术,运用“麻痹性贝毒小白鼠生物检测法”进行毒性实验,研究了塔玛亚历山大藻对翡翠贻贝的麻痹性贝毒的毒力,藻密度为1×105个/dm3时,白鼠未死亡;藻密度为1×106个/dm3时,白鼠发生死亡.厦门西海域近年来暴发的赤潮一般起始于局部海区无害硅藻类浮游植物,在生态环境恶化下,硅藻类赤潮在生存竞争中消退,最终暴发有害赤潮.以试验结果为依据,根据厦门海域实际情况,参考各国贝毒临界值行动标准,提出适合南方赤潮多发区塔玛亚历山大藻的麻痹性贝毒藻密度预警值为1×105个/dm3.     

地球历史中的巨型氧化作用事件:了解古地理背景演变的重要线索*

在塑造我们的星球环境的过程之中,分子氧起着关键的作用。大气圈和海洋中氧气的出现及其浓度随着时间的变化,与地球上的主要变化存在强烈关联,诸如构造重组、气候波动和生物进化。针对地球大气圈氧气含量的上升,多年研究的结果肯定了2个基本事实:(1)地球最早期的大气圈是缺乏氧气的;(2)今天的大气圈则为21%的氧气所组成。由于地质历史时期大气圈氧气水平的大多数地质标志,只是意味着存在与缺乏,这就为确定大气圈氧气含量上升的时间进程带来很多困难。即使如此,一系列地质证据已经表明,一个从缺氧的到含氧的大气圈的转变,大致发生在2.5—2.0,Ga,这个转变被定义为巨型氧化作用事件(GOE)。近年来的深入研究发现,几个主要证据表明,在前寒武纪—寒武纪过渡时期的大约850—540,Ma,发生了“第二次巨型氧化作用事件(GOE-Ⅱ)”,还被进一步定义为新元古代巨型氧化作用事件(NOE)。再者,大气圈氧气水平在显生宙还存在着一个特别的上升,这次变化在石炭纪晚期接近一个峰值为150% PAL(现代大气圈氧气含量水平),所以,也可以定义为一次巨型氧化作用事件,即显生宙的巨型氧化作用事件(POE)。因为蓝细菌光合作用造成的氧气生产,曾经导致了大气圈与海洋的氧化作用,反过来为需氧呼吸作用和大型而且复杂的、最终富有智慧的生物进化,提供了基本条件;因此,大气圈氧气上升,是与地球动力学过程紧密相关的地球生物学过程的作用结果,从而成为了解漫长的地质历史时期古地理背景演变的重要线索。从古元古代的GOE,经过新元古代的NOE,到显生宙的POE,这些巨型氧化作用事件的内在特征、作用结果与基本属性,尽管存在着较大的差异,但是,从这些概念的出现到对它们的形成机理的探索性研究,涌现出了许多新概念和新认识;追索这些新概念和新认识,将为了解地球大气圈氧气上升的复杂历史所代表的一个特别的地球上生物学过程,提供一些有益的重要线索和思考途径。     

钦—杭古板块结合带与成矿带的主要特征

综合分析区域地质、地球物理资料，结合江西中部混杂岩带研究的新进展以及深源同熔型中酸性斑岩与有关矿床分布特征，认为钦州湾至杭州湾为扬子古愉与华夏古板块的结合带。该带 四堡－加里东期为－复合型碰撞杂岩带，中生代时茂为华南燕山运动的策源地，发生强烈挤压，是中国东南部最重要的岩浆成矿带之一。     

湖泊数值模拟研究现状综述

作为陆面过程的重要组成部分,湖泊在天气气候预测中的作用得到了相关研究者的广泛关注,并成为大气科学研究领域中的一个热点.主要综述了当前湖泊模式的基本类型、所考虑的关键物理过程及其参数化方案,并尝试分析了各个方案的优劣以及模拟效果.相关研究表明,现有的湖泊模式对浅湖的模拟比较成熟,而对深湖和冰湖的模拟有待改进.未来的研究亟需构筑适用于大湖、深湖以及冰湖的参数化方案,发展能全面模拟各类型湖泊的数值模式,并且湖泊数值模拟的改进依赖于今后更多高质量的全球湖泊观测结果.     

金属成矿省等级体制成矿

基于成矿“时间维”造就“空间维”的活动论新思维，提出了金属成矿省等级体制成矿概念，即成矿构造背“景”、成矿构造聚敛“场”、金属成矿“相”和矿“床”4个成矿等级在1个金属成矿省内的成矿作用，及其随着地质历史演化进程，通过在一定地质时期的一定地质事件，促发4个不同等级的成矿组成以一定规律发生耦合。不耦合者不成矿，一般耦合仅成一般规模矿床，最佳耦合导致巨量金属堆积，形成特大型矿床。文章以华北板块北缘及其北侧金属成矿省为例，通过成矿等级体制的有序耦合、耦合程度及其巨量金属堆积机制的研究，发现巨量金属的堆积是在一定的地质历史时期内，由一定的地质事件激发常规成矿作用发生异常“引潮共振”的结果。     

基于陆生植被对河流沉积作用的影响论上三叠统须家河组的冲积构架：以重庆永川普安剖面为例*

尽管还存在一些不同的认识和争论,陆生植被对河流沉积作用的影响,得到了越来越多的地质事实的支持,主要表现在以煤或泥炭的形式保存下来的碳质物质对河堤的保护,从而促进了曲流河与网状河的发育。四川盆地上三叠统须家河组为一套含有煤系地层的冲积序列为主的地层,属于具有前陆盆地性质的磨拉石序列,成为研究植被发育条件下河流序列的典型代表。重庆永川普安剖面的须家河组是以河流相沉积为主的须家河组的典型代表,包括6个正式的岩性段,在其中一段、三段和五段为含煤细粒碎屑岩组成的低能河流相地层,二段、四段和六段由砂质底荷载高能河流相沉积构成,岩石地层划分及其所反映出的旋回性成为层序地层的识别和划分的基础,从而将须家河组划分成3个河流相沉积层序。两个主要的特征赋予了普安剖面须家河组河流相层序序列重要意义：（1）总体向上变粗的而且与现行的河流相层序模式形成巨大差异的河流相沉积序列组成的冲积构架;（2）明显受到植被发育影响的高能底荷载河道相砂岩。基于植被发育对河流沉积作用的影响,对普安剖面须家河组的河流相沉积序列的观察与研究,对长期以来须家河组沉积相分析存在的较大争议将提供重要的线索和思考途径。     

微生物形成的原生沉积构造研究进展综述

早在上世纪60年代,沉积学家Pettijohn和Potter曾经将形成原生沉积构造的地质作用划分为剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和变形作用。在沉积期间和沉积之后到沉积物还未固结之前由上述作用所产生的沉积构造被定义为“原生沉积构造”,包括各种类型的层理、层面上的各种作用痕迹以及各种变形现象。在该分类之中,叠层石被定义为突出沉积面的正生长构造,这种构造由微生物与同沉积胶结作用共同构建而成。上世纪90年代中期至今,随着研究程度的深入,沉积学家们越来越认识到除了叠层石以外,微生物还会形成一种并不突出于底层面的原生沉积构造,并被认为是微生物席或微生物膜与各种物理作用营力共同作用的产物。这些作用营力包括剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和变形作用。该类沉积构造被定义为微生物形成的原生沉积构造并被归为第五类原生沉积构造。正如叠层石主要产在前寒武纪以及显生宙未受到后生动物强烈改造的浅水环境中一样,微生物形成的原生沉积构造也主要发育在前寒武纪,以及显生宙的一些未受到后生动物强烈改造的潮坪和潟湖等环境之中。因此,该类沉积构造（第五类原生沉积构造）的研究,对于前寒武纪沉积环境重塑具有重要意义。燕山地区元古界串岭沟组和大红峪组碎屑岩中的变余波痕、皱饰构造和纺锤状裂缝,是碎屑岩中微生物形成的原生沉积构造的代表; 高于庄组第三段非叠层石碳酸盐岩（以灰岩为主）层面上发育大型皱饰构造和变余波痕,是碳酸盐岩中微生物形成的原生沉积构造的代表。这些沉积构造的发现和初步研究,为今后进一步深入研究奠定了良好的基础。