中国区域陆地生态系统碳收支综合研究的科技需求与重要科学问题

陆地生态系统碳收支及其循环过程机制研究一直是全球气候变化的成因分析、变化趋势预测、减缓和适应对策分析等领域的热点,受到科技界和国际社会的广泛关注。本文在简要回顾中国陆地生态系统碳收支及其循环过程研究领域的发展历史,总结各个发展阶段主要特征的基础上,讨论了开展中国区域陆地生态系统碳收支综合研究的科技需求和社会需求,评述了中国在相关领域研究中存在的主要问题,探讨了当前的科学研究前沿领域及其关键科学问题。本文指出,现阶段中国开展区域尺度陆地生态系统碳收支及其循环过程机制综合研究工作不仅是提升中国生态系统生态学、地球系统科学与全球变化科学的创新能力的科技发展需求,更是中国参与应对全球气候变化国际合作、改进生态系统管理、保障生态安全的社会经济发展需求。同时还指出,中国现阶段在该领域的研究工作还缺乏各类生态系统碳收支的实际调查数据,缺乏国家尺度碳收支科学数据的整合,缺乏可用于碳收支计量与综合评估的模型工具,也没有形成国家层次的碳源汇计量、评估、认证及决策分析信息系统平台。本文通过国内外科技发展的分析认为,中国在该领域的研究工作,应在大力发展陆地生态系统碳收支和碳汇功能的定量监测、评价和认证的方法与技术基础上,重点关注并前瞻性地开展陆地生态系统碳-氮-水循环过程耦合关系及其对全球气候变化的响应与适应、碳-氮-磷生态化学计量学特征及其环境影响、碳-氮-水耦合循环过程的生物调控机制等前沿领域,以提高中国生态系统与全球变化科学研究水平,为国家的生态系统与温室气体管理提供基础理论、科学知识和先进技术的储备。     

西藏自治区农业气象灾害WebGIS平台的设计与实现

针对西藏农业气象灾害数据库系统数据类型多样,数据管理困难、挖掘利用不充分等问题,本文以B/S架构和GIS组件技术,以Oracle数据库为数据存储管理中心,设计研发了西藏自治区农业气象灾害数据库系统。实现对该区域1987—2015年农业气象数据、灾害事件、社会经济、基础地理信息的有效管理,系统具有用户管理、数据维护、数据查询、统计分析、趋势预测和防灾措施、地图可视化表达等功能,通过业务化试验与运行,结果表明,系统功能齐全、界面友好、运行稳定,对发展农业气象灾害预测预报理论、区域农业气象灾害数据统计分析、管理决策与防灾减灾等具有重要理论和现实意义。     

地理学在全球变化研究中的学科地位及重要作用

分析了当前全球变化研究的主要特点,指出地理学在全球变化研究中将发挥日益重要的作用。提出了地理学在全球变化研究中应着重开展研究的4个方面的重点科学问题。     

干湿循环对非饱和膨胀土抗剪强度影响的试验研究

膨胀土是一种气候敏感性土体,研究在干湿循环过程中膨胀土剪切强度的变化,对了解在自然界周期性蒸发和降雨作用下原位膨胀土体工程性质的变化以及由此导致的地质灾害发生过程具有重要意义。文中以重塑非饱和膨胀土为研究对象,模拟了3次干湿循环过程,对每次干燥路径中的试样进行了直剪试验,重点分析含水率、正压力及干湿循环次数对膨胀土剪切强度的影响,得到如下主要结果：（1）在干燥过程中,随着含水率的减小,试样的刚度、脆性、抗剪强度值（峰值剪切应力）、抗剪强度指标（黏聚力、内摩擦角）及抗剪强度损失（峰值强度与残余强度之差）均呈增加趋势;（2）正压力越高,试样的剪切强度和残余强度越大,而破坏后的峰值强度损失越小,破坏韧性增加;（3）在3次干燥过程中,试样的剪切强度及黏聚力呈先增加后减小的趋势,在第二次干燥过程中达到峰值,但内摩擦角受干湿循环的影响无明显规律;（4）试样经历多次干湿循环后,其剪切特性越来越类似于超固结土,脆性显著增加;（5）干燥过程和干湿循环对试样残余剪切强度的影响都不明显,残余剪切强度基本都在100 kPa附近变化;（6）非饱和膨胀土在干湿循环及干燥过程中剪切强度的变化除了与吸力有关外,还与其微观结构调整和裂隙发育状态密切相关,需要综合非饱和土力学和土质学理论对试验现象进行分析。     

基于线粒体DNA控制区的南四湖湖鲚(Coilia ectenes taihuensis)群体遗传结构和种群扩散

为推断南四湖湖鲚种群来源,采用线粒体控制区(D-loop)基因序列测定技术,对3个不同水域湖鲚(Coilia ectenes taihuensis)种群的遗传结构特征及其变异进行研究,并分析它们之间的系统发育关系.结果表明3个不同湖鲚种群的平均单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.9646和0.0097,除3个单倍型共享外,不同地理单元中具有较高的单倍型多样性.AMOVA和成对Fst值分析均表明,不同湖泊群体间未发现明显的遗传分化,各地理单元中的单倍型相互散布在不同的种群中.系统发育分析结果显示,不同湖泊湖鲚种群的单倍型形成3个分支,但每一地理群体没有显示出明显的地理位置与单倍型间的对应关系.结合南四湖历史资料和当前渔业监测结果,推测湖鲚为2002年实施长江向南四湖应急补水时洪泽湖湖鲚迁移扩散进而在南四湖建群的.     

富挥发分岩浆补给对斑岩型铜-钼矿床形成的关键作用: 以西藏尼木岗讲矿床为例

西藏冈底斯带中段的岗讲斑岩铜-钼矿床发育多期次侵入体,而成矿作用主要与其中一期岩体（流纹英安斑岩）密切相关。为探究其原因,本文对岗讲斑岩铜-钼矿床中发育的各期次侵入体进行了全岩主、微量元素分析,并重点研究各期次侵入体内部新鲜斑晶（黑云母、斜长石）和副矿物（锆石、磷灰石）的化学成分和结构特征。结果表明,矿区各期次侵入岩均属于高钾钙碱性系列,具有相近的锆石饱和温度,都来自较为氧化的岩浆。此外,相比其他期次侵入岩,主成矿期的流纹英安斑岩中的磷灰石具有较高的SO₃、Cl含量,较低的F含量;黑云母含有较高的Cl含量和较低的F含量;同时,斜长石发育反环带。这些证据表明,在主成矿期岩浆就位之前,存在富S、Cl的偏基性岩浆注入了深部岩浆房,并发生岩浆混合作用,这不仅导致了主成矿期斑岩体的就位,同时还诱发流体出溶进入浅部岩浆房,并最终形成岗讲斑岩铜-钼矿床。

     

江淮流域强暴雨过程对阻高和副高逐日变化的响应关系

江淮流域是我国暴雨频发的地区之一,而乌拉尔山阻塞高压和西太平洋副热带高压是北半球两个主要的大气环流系统.本文统计分析了1971~2003年期间乌山阻塞高压和西太平洋副高的逐日强度变化特征,研究了乌山阻塞高压和西太平洋副高对江淮流域强暴雨过程的响应关系.结果表明,江淮流域多数强暴雨过程发生在乌山阻高的减弱期,在乌山阻高的建立和加强期较少有持续性暴雨发生.乌山阻高的突然减弱是江淮流域强暴雨过程发生的强信号之一.同时,西太平洋副热带高压的加强西伸登陆是江淮流域强暴雨过程发生的必要条件之一.     

滑坡易发性评价的层次分析法研究——以贵州省普安县为例

评价方法的合理选择是获取正确滑坡地质灾害易发性评价结果的关键环节。本文以贵州省黔西南州普安县为例,在全面分析区内地层岩性、地形地貌、地质构造和水文地质等条件对滑坡灾害影响的基础上,采用层次分析法建立了具有针对性的滑坡灾害易发性评价指标体系,并开展了实际应用。评价结果在县境内划分出了极高、高、中和低易发区四个区域,对比分析显示评价结果与区内滑坡灾害发育宏观认识与实际分布情况吻合较好,证明了该方法在山区滑坡地质灾害易发性评价中的有效性与实用性。     

非贯通随机节理岩体的结构效应对地下洞室地震响应的影响

为研究非连通随机节理岩体的结构效应对地下洞室地震响应的影响,首先探讨了二维节理网络的生成原理,给出了结构效应影响的5个表征参数,即节理密度、节理倾角角度、节理倾角离散程度、节理迹长长度和节理迹长离散程度。以大岗山水电站主厂房洞室为背景工程,研究节理岩体结构效应对地下洞室地震响应的影响。结果表明,相同地震动水平下节理密度增加则洞室地震位移增加;节理角度在0°～80°范围内时,随节理倾角增加洞室的地震位移增加;节理离散程度较大时,随节理倾角离散程度减小洞室的地震位移减小,但当节理离散程度较小时则基本无影响;随节理迹长长度增加,洞室地震位移也增加;节理迹长的离散程度则对对洞室地震位移影响较小。结论可供节理岩体中地下洞室的抗震设计参考。     

危化品气体泄漏事故的扩散模拟研究与实现

在工业生产中,常常需要储存氯气、氨、甲烷、硫化氢等危险性气体,这些物质易燃易爆、有毒有害,一旦泄漏,将污染环境,并对周围居民带来危害。本文运用ArcEngine9.3作为GIS组件,用高级语言C#.NET,利用高斯模型算出事发地点周围一定区域规则格网内格网格点的浓度值,利用等值线算法在GIS电子地图上动态模拟某泄漏气体在某扩散时刻的警戒、危险和致死区域,并自动查询和统计警戒区域内受影响的单位和重要设施等,为事故发生后的应急决策和救援行动等提供技术支持和信息支持。