祁连山中部亚高山草地土壤呼吸及其组分研究

草地碳通量组分的区分及其与环境因子的关系是了解生态系统碳循环的重要环节。于2013年6-8月在祁连山中部亚高山草地开展了土壤呼吸及其组分研究,利用根去除法区分根系自养呼吸和土壤微生物异养呼吸。采用LI-8100土壤碳通量系统测定生态系统呼吸、土壤呼吸及土壤微生物呼吸速率,同时测定10cm处土壤温度和5cm处土壤湿度。分析呼吸速率和环境因子的昼夜变化动态,自养呼吸和异养呼吸速率占土壤呼吸速率的比例,呼吸速率与土壤温湿度及与生物量的关系。结果表明：生态系统呼吸、土壤呼吸和土壤微生物呼吸速率的日变化趋势均呈单峰型曲线,具体表现为生态系统呼吸（11.07μmol · m^-2 ·s^-1）>土壤呼吸（6.31μmol·m^-2·s^-1）>异养呼吸（4.92μmol·m^-2 ·s^-1）>自养呼吸（1.39μmol·m^-2·s^-1）;自养和异养呼吸速率分别占土壤呼吸速率的22.03%和77.97%;呼吸速率与10cm处土壤温度呈指数相关,Q₁₀值排序为：土壤微生物呼吸（Q₁₀=3.74）>土壤呼吸（Q₁₀=2.76）>生态系统呼吸（Q₁₀=2.49）,呼吸速率与5cm处土壤湿度呈显著线性负相关关系,双因素模型明显提高了呼吸速率与温湿度的相关性,能够分别解释土壤微生物呼吸,土壤呼吸和生态系统呼吸速率变异的89%,79%和62%;地上生物量和呼吸速率之间存在显著线性正相关关系,地下生物量与呼吸速率之间呈二次回归关系（P=0.01）,未刈割草地呼吸速率大于刈割草地土壤呼吸速率,刈割一年的土壤呼吸速率大于刈割两年的土壤呼吸速率。     

近50年气候变化对滦河上游径流的影响

为了解近50年滦河上游气温和降水气候的变化特征、趋势及其对该流域径流量的影响,利用1956-2009年滦河上游的实测气温、降水量和径流深资料,分析了该流域气温、降水和径流深的年均和季度变化的时间序列,并建立了该流域气候变化对径流影响的复相关回归模型。结果表明,年径流深随着年降水量的减少而减少,随着年平均气温的升高而减少;春、夏和秋季的径流深随着同期降水量和气温的变化趋势与年际变化趋势基本一致,但冬季径流深则相反,而且其变化幅度非常小。     

闪电产生氮氧化物对青藏高原臭氧低谷形成的影响

为了进一步了解青藏高原闪电的产生氮氧化物（LNO_x）经由光化学反应对O₃浓度变化及夏季O₃低谷形成的可能影响,本文利用2005~2013年由OMI卫星得到的对流层NO₂垂直浓度柱（NO₂ VCD）、O₃总浓度柱（TOC）和O₃廓线以及星载光学瞬变探测器OTD和闪电成像仪LIS获取的总闪电数资料,对青藏高原和同纬度长江中下游地区的TOC和NO₂ VCD月均值时空分布特征、闪电与NO₂ VCD的相关性和O₃的垂直分布特征及其与LNO_x的关系进行了对比分析。结果表明,青藏高原的O₃低谷主要出现在夏季和秋季,其TOC值比同纬度长江中下游地区低约10~15 DU（Dobson unit）。青藏高原NO₂VCD总体较小,表现为夏高冬低的分布特征。青藏高原夏季O₃浓度受南亚高压的影响总体呈减小趋势,但因强雷暴天气导致对流层中上部LNO_x浓度升高,并随强上升气流向对流层顶输送,同时通过光化学反应使O₃浓度增加,缩小了青藏高原和同纬度地区的O₃浓度差,减缓了O₃总浓度的下降,抑制了夏季O₃低谷的进一步深化。     

ANNUAL VARIATIONS OF TEMPERATURE ON FOUR URBAN UNDERLYING SURFACES AND FITTING ANALYSIS

Based on the observed 2-year temperature data for four kinds of typical urban underlying surfaces, including asphalt, cement, bare land and grass land, the annual variations and influencing factors of land surface temperature are analyzed. Then fitting equations for surface temperature are established. It is shown that the annual variation of daily average, maximum and minimum temperature and daily temperature range on the four urban underlying surfaces is consistent with the change in air temperature. The difference of temperature on different underlying surfaces in the summer half year (May to October) is much more evident than that in the winter half year (December to the following April). The daily average and maximum temperatures of asphalt, cement, bare land and grass land are higher than air temperature due to the atmospheric heating in the daytime, with that of asphalt being the highest, followed in turn by cement, bare land and grass land. Moreover, the daily average, maximum and minimum temperature on the four urban underlying surfaces are strongly impacted by total cloud amount, daily average relative humidity and sunshine hours. The land surface can be cooled (warmed) by increased total cloud amount (relative humidity). The changes in temperature on bare land and grass land are influenced by both the total cloud amount and the daily average relative humidity. The temperature parameters of the four land surfaces are significantly correlated with daily average, maximum and minimum temperature, sunshine hours, daily average relative humidity and total cloud amount, respectively. The analysis also indicates that the range of fitting parameter of a linear regression equation between the surface temperature of the four kinds of typical land surface and the air temperature is from 0.809 to 0.971, passing the F-test with a confidence level of 0.99.     

基于MODIS数据的2002～2006年中国陆地NPP分析

对2002～2006年MODIS数据进行处理,统计得出5 a间全国年均陆地植被净初级生产力(NPP)为1.5 PgC;5 a全国NPP组成分析显示,NPP绝大部分集中在0～300 gC/m2区间,所占比例约为70%～85%;全国大部分地区年NPP呈现出减少的趋势,受城市扩张、新增工业用地等人类活动影响显著。     

东海营养盐的来源解析——基于PCA和CA的判别分区

根据2005年5月航次调查数据,采用主成分分析和聚类分析的方法,评价了东海调查海区(27o00’～31o30’N,121o00’～123o30’E)的营养盐来源,并根据海区营养盐特点将所调查海区进行分区。数据中可提取3个主成分,分别为"水文因子"、"光合作用因子"和"再生生产因子"。原始样本聚类方法能较全面地考虑海区水团运动情况,而以考察海区富营养化程度作为目标,按主成分聚类的结果更完善。根据聚类结果对调查样本富营养化程度进行评价,可将调查海域分为三类,随着离岸距离的增加,陆地径流的影响越来越小。     

水对土质边坡的稳定性影响分析

首先论述了地下水对边坡稳定性的影响因素,水对土质边坡的影响作用,接着推导出了考虑水作用影响的边坡安全系数计算公式,最后指出应用动态的观点来研究边坡体内的地下水作用.     

Carbon and Noble Gas Isotopes in the Tengchong Volcanic Geothermal Area, Yunnan, Southwestern China

Carbon and noble gas isotope analyses are reported for bubbling gas samples from the Tengchong volcanic geothermal area near the Indo-Eurasian suture zone. All samples contain a resolvable component of mantle-derived 3He. Occurrence of mantle-derived 3He coincides with surface volcanism. However, 3He occurs over a larger geographic areathan do surface volcanics. δ13C values for CO2 and CH4 vary from -33.4‰ to 1.6 ‰ and from -52.8‰ to -2.8‰, respectively. He and C isotope systematics indicate that CO2 and CH4 in the CO2-rich gases originated predominantly from magmatic component mixed with crustal CO2 produced from carbonate. However, breakdown of organic matter and near-surface processes accounts for the CH4 and CO2 in N2-rich gases. 3He/4He ratio distribution pattern suggests that mantle-derived He and heat sources of high-temperature system in central Tengchong originate from a hidden magma reservoir at subsurface. CO2-rich gases with the highest 3He/4He ratio (5.2 Ra) may be representative of the     

多年冻土地区路基纵向裂缝形成机理研究

多年冻土地区路基纵向裂缝呈现裂缝数量多、规模大、久治不愈的特点.在野外调查纵向裂缝变形特点和多年冻土上限变化规律分析的基础上,发现导致多年冻土地区纵向裂缝产生的原因是路基边坡坡脚下存在不稳定的融化区域,并提出机理分析模型.通过弹塑性有限元分析,研究了路基中的位移、应变变化规律,提出了纵向裂缝形成过程的3个阶段:初始变形阶段、强度破坏阶段和变形失稳阶段;相应于这3个阶段,路基及地基中呈现了三个性状不同的区域:发育区、抑制区和诱发区.为纵向裂缝防治对策的提出提供了依据.     

基于“DEM-NDVI-土地覆盖分类”的天山博格达自然遗产地山地垂直带提取与变化分析

本文基于Landsat影像数据获取天山博格达自然遗产地土地覆盖分类,结合归一化植被指数（NDVI）和数字高程模型（DEM）构建“DEM-NDVI-土地覆盖分类”散点图分析研究区植被受海拔和坡向的水热空间变化影响的分布特征,通过概率统计分析提取博格达遗产地山地垂直带,并结合研究区的气温、降水数据和NDVI变化特征分析垂直带变化的原因。研究结果表明：① 本文利用“DEM-NDVI-土地覆盖分类”散点图,揭示了研究区1989年和2016年的NDVI值和分类类别随着海拔上升的变化特征,其中NDVI值随着海拔上升呈现“倒U形”变化,而不同分类类别在一定的海拔区间内呈现出聚集效应,且不同分类类别有明显的高程界限。② 1989年和2016年博格达遗产地山地垂直带分带上限分别为：1278 m和1185 m（温带荒漠草原带）、1784 m和1759 m（山地草原带）、2706 m和2730 m（山地针叶林带）、3272 m和3293 m（高山草甸带）、3636 m和3690 m（高山垫状植被带）。③ 博格达遗产地1989年和2016年山地垂直带受区域气温升高和降雨增加的影响有较为明显的改变,其中温带荒漠草原带最为敏感,其上限变化最大,向下收缩93 m;山地针叶林带的分布范围则向两侧扩张49 m;山地草甸带带宽基本保持不变,但整体上移了约20 m;冰雪带则受到全球气候变暖的影响向上退缩54 m。