干旱区内陆河流域的生态安全与生态需水量研究

结合对干旱区生态安全和生态需水量关键科学问题的探讨,提出干旱内陆河流域生态脆弱区的生态安全分析是以水过程研究为核心的,水文过程控制着生态过程,对流域生态系统的稳定性有着直接影响,而水资源开发利用和水循环对生态系统功能有重要影响,天然植物恢复和生长的合理地下水位的研究是确立生态需水量的基础。并实证分析和计算了维系塔里木河生态安全的生态需水量,塔里木河干流现状生态需水量为31.74×10⁸ m³,其中,上、中、下游分别为9.95×10⁸m³、18.47×10⁸m³和3.32×10⁸m³。     

岩溶生态系统中的土壤

在偏碱富钙的岩溶生态系统中,其土壤具以下特征：①形成速率十分缓慢,形成1 m厚的土层需要250～7 880 ka,因而对岩溶区土壤侵蚀的评价应有新的认识;②高含量的钙离子使土壤腐殖质中胡敏酸的含量比例较高,且稳定性好,不易分解的腐殖质使石灰土供应营养元素具缓效性;③微量营养元素含量及有效态具有不平衡性,且随钙镁含量的降低,其有效率显著提高;④粘粒含量高,当有机质含量高时,具有良好的团粒结构,有较好的供水、供肥能力,反之其团粒结构就失去稳定性,使土壤有效水含量、抵御水土流失的能力降低;⑤岩溶地貌制约石灰土的类型及分布,并延缓其向地带性土壤演化。因此石灰土资源的有效利用应从岩溶学、土壤学与植物学相互协调的角度进行生态经济规划。     

干旱区绿洲土壤共存重金属元素形态变化及生物有效性实验分析

采用盆栽试验,初步研究了干旱区绿洲土壤—胡萝卜系统中镉、锌、镍3种重金属的形态变化特征及其生物有效性问题。结果表明：供试绿洲土壤原状土中,Cd、Zn、Ni均以稳定的残渣态形式存在,而处理土壤中重金属被钝化的量有限,Cd的存在形式主要以碳酸盐态为主,Zn、Ni则主要以铁锰氧化态为主;3种元素的活性大小依次为Cd＞Ni＞Zn。根据回归分析,元素Zn对胡萝卜块茎和茎叶吸收Zn量贡献最大的分别是Zn的碳酸盐结合态和铁锰氧化态;元素Ni对胡萝卜各部位吸收贡献最大的均为Ni的铁锰氧化态。     

互花米草入侵下福建漳江口红树林湿地土壤生态化学变化

采集了福建云霄漳江口米草入侵下红树林自然湿地保护区内红树林群落、米草群落、红树林—米草交互群落以及光滩的剖面土壤样品,分析了土壤的总养分库、有效养分库及微生物活性等指标。结果表明,不同植被群落下土壤理化性质均存在明显差异。土壤有机质、全氮、全磷、阳离子交换量和微生物生物量碳、氮在同一深度的含量变化为：红树林>红树林—米草混作>米草>光滩;土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶等酶活性指标也表现出相似的变化趋势。从深度变化而言,上述各项土壤质量指标均随剖面深度而降低。米草入侵后土壤的各项养分指标均有明显下降,湿地土壤生态化学性质发生了明显的退化。土壤有机碳、土壤微生物生物量碳、氮含量以及土壤蔗糖酶与磷酸酶活性对滨海湿地土壤退化的反映最为强烈, 可以作为指示性指标。     

俄罗斯贝加尔湖区伸展构造及与中国东部伸展构造对比

在晚白垩世-始新世夷平面基础上,由于断裂作用形成了贝加尔裂谷系。断裂作用最大幅度超过10 km。在裂谷系中心部位发育的断层长度最大、最深、最早,并以准对称形式向四周扩展。贝加尔裂谷系是在地幔隆起和印度-欧亚大陆碰撞双重作用下形成。贝加尔裂谷系与中国东部新生代断陷盆地和汾渭裂谷系同时形成,并有密切的成因联系。它们的形成不仅受太平洋板块的俯冲和印度-欧亚大陆碰撞的制约和影响,而且位于中国西南部的地幔流发散中心,呈扇状向太平洋区流动,可能是它们在更深层次上的共同场源基础。     

物理过程参数化方案对中国夏季降水日变化模拟的影响

系统地分析了不同陆面过程、辐射传输以及积云对流参数化方案对区域气候模式模拟中国夏季降水日变化能力的影响,发现日内最大标准化降水及其出现时刻的模拟对不同模式物理过程的组合方案敏感。陆面过程、辐射传输参数化方案只影响降水强度的模拟,而对降水日变化形式和峰值出现时间模拟的影响较小, 降水日变化形式的模拟对积云对流参数化方案敏感且与模拟区域的选择关系密切。Grell方案对青藏高原东部、长江中游地区夏季降水的日变化特征具有较好模拟能力,Kuo和Anthes Kuo方案较好地模拟出了东北、华南地区夏季降水的日变化特征,BM方案仅能模拟华南地区夏季降水的日变化特征。4种积云对流参数化方案均不能模拟出江淮—华北地区夏季降水日变化的双峰值结构。     

古地中海植物区系在青藏高原隆起后的演变和发展

青藏高原植物区系是第三纪古地中海退却,青藏高原成陆以后开始发展演变而来的。化石资料表明,在早第三纪时青藏高原具有同特提斯早第三纪喜暖的樟叶林一致的植物区系;在第三纪中期以后由于古地中海气候逐步旱化而逐步消失;在横断山及喜马拉雅和东亚其它地区得以保存和发展。新第三纪以后由于古地中海气候变得干旱,原暖湿植物区系逐步被现代旱生的地中海植物区系所取代。一些代表类群：黄花木属、沙冬青属、Anagyris、钩毛草属、无心菜属、铁筷子属,绿绒蒿属,芒苞草科,马桑属、高山栎组、沙棘属等类群分布区和地理分布格局的形成,说明了这些旱生的地中海成分随着青藏高原的隆升进一步分化形成了中亚成分、地中海-西亚-中亚成分、旧世界温带成分、北温带成分、中国喜马拉雅成分等,并形成了一些间断、残遗和特有的分布现象。因此,古地中海植物区系是现代青藏高原植物区系的一个重要源头。通过分析也进一步论证了第三纪早期沿古地中海东西迁移路线和在此路线分别同热带亚洲、非洲和南美洲进行的南北迁移可能是青藏高原同欧洲、北美、南半球等间断分布格局形成的一条重要途径。     

TRMM卫星降雨雷达观测的南海降雨空间结构和季节变化

利用热带降雨计划卫星（TRMM）获得的雷达降雨资料，对南海及其周边区域（简称南海地区）降雨的空间分布和季节特征进行了研究。结果表明：南海地区的降雨在空间上分布很不均匀，同时具有显著的季节变化。除了副高活动、季风潮、冬季冷涌和热带低压活动等天气过程，南海周边广泛分布的山地地形对该地区的降雨分布也产生强烈影响，降雨呈现南部高于北部、东部高于西部的分布特征。与CAMP和台站资料相比，PR观测具有更丰富的空间结构，能够更好地体现降雨随时间和空间变化的特征、反映高大的山地地形对降雨分布的影响。     

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白垩纪至早第三纪的极端气候事件

地球科学界正在将预测未来气候变化的研究重点放到地球过去突然发生的气候变暖事件。白垩纪至早第三纪发生的极端气候事件被认为是最接近于现今的地球系统,对其研究有利于理解现今地球系统过程在碳循环快速搅动时的响应。这些气候事件主要包括：古新世-始新世最热事件（PETM,～5 5 MaBP）、早阿普第晚期和森诺曼-土仑界线的大洋缺氧事件（OAE1a,～120 Ma;OAE2,～93．5 MaBP）。PETM事件是中白垩世以来一次突然变暖事件,在10 ka年以内深海温度增加～5 ℃,表层海水温度增加 4～8 ℃,而δ¹³C至少发生 3．0‰的负偏移。目前普遍认为PETM事件是由于海洋气水化合物（CH₄）的巨量释放造成的。大洋缺氧事件（OAEs）记录了海洋环境下有机质的大量埋藏,代表了碳循环和海洋生物系统的重大搅动事件。综合大洋钻探计划（IODP）将极端气候确定为优先研究领域,将采取特定的钻探策略,在世界大洋范围内获取最低限度蚀变的新生代至白垩纪沉积物,研究精度要求达到米兰柯维奇的天文调谐时间尺度,其最终目标是定量描述过去全球气候变化,并为未来气候变化预测提供依据。