生物多样性监测网络建设进展

生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。由于气候变化、人类活动的加剧,生物多样性正在经受前所未有的快速变化,各国政府和相关国际组织已经积极投入到生物多样性监测和保护中。为了解生物多样性的现状和变化规律,全球性、区域性及国家性生物多样性监测网络陆续建立。地球观测组织—生物多样性监测网络(GEO BON)作为全球性网络,目的是建立和完善生物多样性监测核心指标EBV(Essential Biodiversity Variables),推动监测指标的标准化和全球化,为数据共享和大尺度生物多样性变化评估奠定基础。在区域尺度上,欧盟成立了EU BON,亚太地区成立了AP-BON。在国家尺度上,瑞士、英国、日本等均建立了监测网络。中国科学院在"十二五"期间成立了中国生物多样性监测与研究网络(Sino BON),对中国生物多样性的变化开展长期的监测与研究。生物多样性监测依赖于传统调查方法与先进技术结合,如红外相机、基因技术、无人机技术等。遥感能够提供大范围、全覆盖的生物多样性信息,是未来大尺度生物多样性监测的重要手段之一。为此,GEO BON成立了"生态系统结构"组主要研究如何建立基于遥感数据的EBV。Sino BON也引入了无人机近地面遥感技术探讨更大区域的生物多样性监测。未来随着中国综合地球观测系统的完善,Sino BON的地面观测将更好地与卫星数据结合,实现生物多样性天地一体化监测,服务于中国生物多样性保护与评估。     

中国东部海域表层沉积物稀土元素赋存特征及物源探讨

通过中国地质调查局近20年对中国东部海域的高精度调查取样,对渤海、黄海和东海表层沉积物中的稀土元素数据进行了系统总结,旨在揭示其赋存特征、分布规律及其控制因素。结果表明,整个中国东部海域大致可以划分为4个稀土含量富集区,分别位于渤海西部泥质区、南黄海中部泥质区、济州岛西南泥质区以及东海内陆架泥质区,富集区内的表层沉积物稀土含量普遍高于180 mg/g;稀土元素的球粒陨石配分模式和UCC配分模式显示出各海域较为一致的总体特征,与中国大陆的稀土元素分配曲线类似,指示了较强的陆源特征。通过对稀土元素各特征参数的相关性分析,发现与中国东部海域稀土元素含量相关性最强的是δEu,呈明显负相关,其次是沉积物的平均粒径,呈明显正相关。利用δEu-(La/Yb) n物源判别图对这4个稀土含量富集区的样品进行判别,结果表明渤海西部泥质区和南黄海中部泥质区的沉积物具有同源性;南黄海东南部的济州岛西南部泥质区除了有来自长江和黄河物质以外,朝鲜半岛东南部的河流输入作用也不可忽视;东海内陆架泥质区北端的沉积物基本来源自长江,而南端则表现出不同的稀土分馏特征,很可能与闽浙沿岸和台湾岛中小河流的输入有关。大型河流和中小河流带来的物源、沉积物粒度以及海域流系格局控制了中国东部海域表层沉积物稀土元素的地球化学特征。     

冻融循环作用下砂岩蠕变特性及损伤模型研究

青藏高原高寒地区岩体长期稳定性受冻融作用影响显著,有必要开展冻融岩石的时效性特征研究。为探讨砂岩在冻融循环作用下的蠕变劣化特性,基于不同冻融循环次数后石英砂岩及红砂岩单轴蠕变试验结果,深入分析了冻融循环对砂岩各蠕变阶段的影响特征。研究表明,在非屈服应力条件下,试样在衰减蠕变阶段的蠕变时长随着冻融循环次数的增加而明显减小,对应蠕变量及蠕变速率增大;在屈服应力条件下,试样进入加速蠕变阶段的应力阈值随着冻融循环次数的增加而逐渐降低,对应从稳定蠕变到加速破坏所经历的时间更短,破坏时累计的应变增量更大;在长期荷载作用下,试样的宏观破裂形态随循环次数的增加逐步由单一斜剪切破坏模式向共轭断面拉剪复合型破坏模式演化。根据试验结果,提出了具有冻融与长期受荷劣化特征的非定常性黏弹性系数损伤演化方程,将其引入西原模型构建了考虑冻融损伤的砂岩蠕变本构模型。利用冻融后红砂岩蠕变试验数据对模型进行了参数辨识与比较分析,验证了模型的正确性及适用性。通过对模型参数进行拟合分析,揭示了黏弹性冻融损伤系数随冻融循环次数的变化规律,表明了长期受荷损伤参数具有控制加速蠕变幅度的重要作用。研究结果对于高寒山区岩体长期稳定性评价具有一定意义。     

铂族元素流体活动性

铂族元素(简称PGE)通常被认为是不活动性元素,可以用来示踪地幔源区和镁铁-超镁铁质岩浆的演化过程。然而,越来越多的野外地质证据和实验研究表明,PGE具有热液活动性,其活动性在指示岩石和矿床成因、地幔交代作用等方面具有重要意义。本文在回顾实际样品中PGE流体活动性的基础上,重点收集和整理了前人有关PGE流体活动性的实验研究和模型计算。大量地质记录显示岩浆活动常常伴随着热液事件发生,并且铂族元素的富集常与岩浆后期热液叠加作用以及大洋或盆地的热液事件有密切联系。溶解度实验结果表明,PGE在富Cl~-流体中的溶解度最高可达100n×10~(-6),而在富HS~-流体中则低几个数量级,仅有n×10~(-12)级别。高温高压实验及模拟计算显示,PGE通常以络合物形式在流体中进行迁移和富集,涉及的主要无机配位阴离子有Cl~-、HS~-、OH~-以及NH_3。这些PGE络合物或络合阴离子团的稳定性受流体的温度、氧逸度、离子浓度、pH等诸多因素的制约。其中,PGE-Cl络合物种型在PGE的浅部迁移中可能贡献最大,其稳定条件为中低温(300℃)、高盐度、高氧逸度、高Cl~-浓度、酸性的地质流体环境。而在还原、碱性、高S~(2-)浓度、相对中低温的流体条件下,PGE-HS种型则占主导。当流体环境为高温和碱性条件时,PGE-OH络合物种型则较为常见。相对其他几种络合物形式,PGE-NH_3对于PGE迁移的贡献较小,其最佳稳定条件为相对中低温、中碱性、相对低氧逸度的地质环境。最后,本文探讨了前人工作的不足以及未来亟需解决的问题。     

印尼8.7级地震前后土桥台电磁场短临异常特征分析

利用地震前兆观测资料分析方法中比较常用的平滑滤波法,对后土桥地震台电磁场数字化观测资料的分钟值进行处理,发现在印尼8.7级地震前出现了一些短临异常情况,而且地电场和地磁场出现同步脉动变化,并对异常的变化特征做了相应的分析。     

柳州市渍涝灾害特征及防涝对策分析

介绍了柳州市区排水现状,对柳州市四种不同类型降水过程造成的渍涝灾害进行了数值模拟,将模拟结果与实测数据进行了对比分析,得出了柳州市渍涝灾害特征,并针对渍涝灾害的成因提出了防涝治涝对策,这对拓展城市灾害预报服务领域具有一定的参考作用。     

沉积物中氨氧化细菌amoA基因荧光定量PCR检测方法的改进

聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)较容易受到某些抑制成分的影响,尤其是在对复杂环境样品进行的荧光定量PCR反应中,定量结果的准确性更易受到影响。为减轻这种抑制作用,以采自长江口邻近海域沉积物的DNA为研究对象,采用稀释模板法和添加BSA法对荧光定量PCR反应进行了优化。结果表明2种方法都有减轻抑制的作用,但若考虑方法的准确性和检测的便捷性,则以添加BSA的方法更为优越,最适添加浓度为0.1～0.5μg/μL。这一检测方法的改进,为研究沉积物中微生物在硝化过程中的重要作用提供了可靠的技术途径。     

黄土地基排土场滑坡演化机制研究

由于场地的惟一可选性,尖山铁矿南排土场布置在软弱黄土斜坡地基上。从2008年开始,先后发生过不同程度的失稳破坏。基于工程类比方法,采用现场勘查、监测和跟踪调查等手段,研究黄土软弱斜坡地基排土场的滑坡孕育演化机制,就其滑坡类型及模式（低速缓动、旋转、牵引式）、成因机制（超载和侧向挤压主导、降雨触发）和孕育演化过程（持力层蠕滑－地基底鼓－黄土梁拉裂－旋转滑动－裂缝扩展－上部坐落）进行分析。从排土场边坡与基底的相互作用特征出发,采用理论分析确定最大堆载高度,基于工程类比和统计分析确定破坏范围,评估失稳对周边环境的影响后果。滑坡孕育演化机制指出,合理使用排土空间、调整排土场生成过程的时空关系、控制排土速度是调控系统各子结构过程稳定性的关键。并提出允许适度破坏的设计理念。     

相位加权叠加方法在探测鄂尔多斯东南缘地壳结构中的应用

本文利用在鄂尔多斯东南缘地区宽频带流动地震台阵记录的远震数据,提取各台站的接收函数,并利用相位加权方 法进行单台多震叠加、H -κ叠加以及共转换点叠加,获得了研究区莫霍过渡带的深度及其变化趋势。研究结果显示,莫霍的 深度由鄂尔多斯块体往东南方向逐渐变浅,在不同区域莫霍具有不同的特征：鄂尔多斯的莫霍深度在42~38 km;渭河-山 西地堑的莫霍出现约3 km的上隆;熊耳-伏牛山的莫霍深度在35~33 km;河淮盆地的莫霍形态比较复杂。相位加权叠加方 法能有效地压制相关性不好的噪音,在部分受噪音及沉积层多次波干扰的台站记录中,对突出莫霍的转换波Ps震相有很大 的帮助。     

生物降解稠油沥青质热解产物中生物标志化合物与单体烃碳同位素组成研究

本文运用热解技术对采自准噶尔盆地风城地区6个重度生物降解稠油进行沥青质热解实验。通过分析沥青质热解产物中生物标志化合物组成和单体正构烷烃碳同位素组成,探索其在降解稠油油源研究中的应用。研究结果显示,沥青质热解产物中生物标志化合物组成特征易受热解温度的影响,指示母质沉积水体环境的参数 Pr/Ph比值随热解温度升高逐渐增大,在较高的温度下,高碳数、高环数的生物标志化合物易裂解生成低碳数、低环数的化合物,导致C20三环萜烷/C30 藿烷和孕甾烷/αααC29R甾烷两个参数的比值随热解温度升高逐渐增大,表明利用沥青质热解产物生物标志化合物组成进行降解稠油油源判识易出现偏差。而沥青质热解产物单体正构烷烃碳同位素组成随热解温度升高并没有明显的变化, 6个降解稠油沥青质热解产物单体正构烷烃碳同位素分布曲线呈水平分布,与来自风城组烃源岩的典型原油基本相似,说明沥青质热解产物中单体烃碳同位素组成特征可用于重度降解稠油油源分析。另外,通过对比稠油与其沥青质热解产物中单体正构烷烃单体碳同位素组成差异,可用于研究多油源以及后期混入的问题。