北半球陆地生态系统碳交换通量的空间格局及其区域特征

陆地生态系统通过植被的光合作用吸收大气中的CO2,深入了解陆地生态系统碳吸收强度的空间变异及其区域特征对于准确地预测和评估全球碳收支以及制定高效的区域性生态系统管理政策具有重要的指导性意义。本文以China FLUX的长期联网观测数据为基础,整合了北半球区域已发表的涡度相关文献数据,对北半球区域碳交换通量,即总初级生产力（GPP）、生态系统呼吸（RE）和净生态系统生产力（NEP）的空间格局及其区域特征进行综合分析。我们获取了233个通量站点,732条站点年数据。观测站点分布于亚洲、欧洲和北美洲,纵跨纬度2.97°N到74.47°N,横跨经度148.88°W到161.34°E。气候类型涵盖了热带、亚热带、温带、北方林、极地与亚极地以及高山气候类型。生态系统类型包涵了森林（107个站点）、草地（65个站点）、农田（33个站点）和湿地（28个站点）四大生态系统。研究结果得出：北半球陆地生态系统GPP和RE呈现出显著的随着纬度升高而线性降低的趋势,纬度每升高1°N,GPP和RE在空间格局上约减少22.9gC/m2/a,而NEP的纬向变化规律不明显。森林和农田生态系统的GPP和NEP显著高于草地和湿地生态系统。RE则在森林生态系统最高,平均约为1185±641gC/m2/a,而在其余生态系统间无显著差异。在亚洲、欧洲和北美洲3个区域之间,森林、农田和湿地生态系统的GPP,RE和NEP均无显著差异。仅在草地生态系统中,欧洲草地生态系统的GPP和RE分别为1472±473gC/m2/a和1236±452gC/m2/a,显著高于亚洲和北美洲。GPP,RE和NEP呈现出从温暖性气候区向寒冷性气候区逐渐降低的趋势,同时受到水分状况的调节,表现出在相同的温度带里,相对湿润的气候区具有更高的NEP。这些结果表明北半球陆地生态系统碳交换通量存在着空间变异性,但没有显著的区域差异,然而在不同气候区和生态系统类型间差异显著,这意味着北半球陆地生态系统碳交换通量主要受到温度和水分环境条件以及人类活动的共同影响。     

黔西织纳煤田上二叠统层序地层及聚煤作用

贵州西部织(织金)纳(纳雍)煤田以发育海陆过渡相含煤岩系而成为研究西南地区晚二叠世沉积相及层序地层的理想地区.作者对该煤田上二叠统含煤岩系(龙潭组和长兴组)进行了高分辨率层序地层分析,并探讨了层序地层格架下煤层厚度的变化规律.以区域不整合面以及下切谷砂体底部冲刷面等为层序界面,结合石灰岩标志层向古陆方向延伸距离而显示的...     

阿拉善高原古湖岸堤释光测年与晚第四纪湖面变化

阿拉善高原位于现代西风环流与东亚季风环流过渡带,该地区分布的湖泊对全球性气候变化响应极为敏感,阿拉善高原广泛分布的古湖岸堤为较准确地重建晚第四纪湖泊水位变化提供了良好载体。近年对黑河、石羊河尾闾湖泊以及吉兰泰盐池、雅布赖盆地等地的古湖岸堤的沉积地层以及石英和钾长石释光测年研究,重建了不同区域较高分辨率的末次间冰期以来湖泊时空演化过程。发现早在300 ka以前阿拉善高原就已经形成了高水位湖泊,黑河尾闾额济纳盆地在MIS 11或更早、MIS 9、MIS 7、MIS 5和MIS 1形成了高湖面湖泊,高湖面湖泊形成存在100 ka的周期。阿拉善高原在末次间冰期及全新世形成了稳定高湖面湖泊,但间冰期内部湖面波动具有空间差异性,东部区域湖泊高湖面出现在MIS 5e~5c和中全新世,西部湖泊高湖面出现在MIS 5a~5c和晚全新世。湖面变化的空间差异性很可能与冰期-间冰期旋回尺度及间冰期内部东亚夏季风与西风气候系统在阿拉善高原的相互作用密切相关。

     

末次盛冰期百年尺度气候变化的南京石笋记录

据年层计数和TIMSU系测年结果,建立了南京汤山葫芦洞YT石笋年际精度时间标尺(18000～14000aB.P.)。除石笋顶部5mm层段外,高分辨率的δ18O、灰度和年层厚度3种指标在百年尺度上具有相当一致的对应关系,表明这3种指标对气候因素变化响应比较敏感。综合石笋δ18O和本区古植被资料,估计末次盛冰期和波令暖期年均温分别达7℃和15℃。石笋揭示的末次盛冰期气候可进一步划分为4个阶段:1)18150～16900aB.P.,年均温和洞穴湿度逐步下降;2)16900～16100aB.P.,年均温和洞穴湿度相对稳定,可进一步划分为3个暖峰和两个冷谷;3)16100～15600aB.P.,年均温快速下降,按氧同位素平衡方程计算,其冷谷可能接近于0℃,但洞穴湿度比前期下降幅度并不大;4)15600～14750aB.P.,年均温和洞穴湿度比较稳定。这种气候演化的阶段性和突变性与北大西洋地区气候记录可以对比,反映极地与东亚季风气候受共同的驱动机制支配。从石笋4种指标(δ18O、δ13C、灰度和年层厚度)的功率谱图中识别出不同尺度的太阳活动周期成分,其中80aGleissberg周期特别显著,表明末次盛冰期边界条件下太阳活动仍是短尺度气候变化的主要驱动力。     

苏北平原MIS 3阶段海侵事件的沉积记录

MIS 3阶段的气候与环境是古气候与古环境研究的热点,该阶段中国沿海地区的海侵过程是沿海平原环境演化的重要事件。根据苏北平原宝应By1钻孔的 14 C年代结果和沉积特征、微体生物组合特点,确认苏北平原MIS 3阶段存在明显的海侵事件,潮滩与泻湖相沉积层的厚度约7m,深度在By1孔19~26m,海相层位于长江三角洲地区的典型末次冰盛期的硬粘土层之下,14 C年代在距今26~39ka之间,属于MIS 3阶段的沉积,岩芯沉积物的沉积构造以水平的薄层砂质粉砂沉积为主。沉积物中大量的海相有孔虫壳体在研究的岩芯段中是最丰富的; 此外,还发现咸水环境下的Sinocytheridea impressa (Brady),Spinileberis pulchra与Spinileberis furuyaensis,Neomonoceratina chenae Zhao,Keijella bisanensis (Okubo)等形类壳体; 该段岩芯中的植物残体、碳屑也很丰富,有机质含量丰富,显示比较封闭的弱动力环境,指示了潮滩、泻湖沉积环境。     

若尔盖高原及其周围山地的冻土和环境

若尔盖高原内部年平均气温０．６～３．３℃，气温年较差１９．１～２１．２℃，已不具备多年冻土形成和保存的气候条件。据１９９２年７月间试坑和钻孔测温，在１．０～２．２ｍ深处地温为５～８．４℃，浅层地下水温６．０～７．８℃，由此判断不存在多年冻土，季节冻结深度为１．０～２．０ｍ。据冻土现象和试坑资料判断，周围山地海拔４１５０～４２００ｍ以上发育山地岛状多年冻土。区内沼泽演化表明，部分沼泽已疏干或向疏干趋势发展，草场退化和草原沙化已成为本区生态环境的重要问题，并已影响畜牧业发展     

苏皖北部地区晚元古代地层的马尔柯夫链分析

本文运用数学地质理论中的马尔柯夫链分析方法,对苏皖北部地区及鲁西南地区晚元古代地层进行了初步研究。文中选择6条比较典型的剖面,分别对它们进行了转移概率、极限概率、差值阵、置换分析和熵分析等方面的计算,并对所得结果做了相应的地质解释。分析结果,从定量方面揭示出了晚元古代时期苏皖海盆基底的“波动”史及其上覆地层的主要沉积韵律类型,以及盆地内不同部位、不同时代岩性变化的主要趋势及其阶段性;并认为,在晚元古代早期苏皖海盆中很可能同时存在有南、北两个沉积中心,而并非像以往所认为的那样,只有一个沉积中心。     

不同模式模拟的降水稳定同位素效应的比较和评估

利用引入水稳定同位素循环的ECHAM4、GISS E、HadCM3、MUGCM以及iAWBM的模拟数据,分析了全球降水中稳定同位素效应的空间分布特征,对不同模式的模拟结果之间以及模拟结果与GNIP（Global Network of Isotopes in Precipitation）的实际监测结果之间进行了比较,旨在对稳定同位素大气环流模式的模拟有效性进行评价,改善对水循环中水稳定同位素效应的理解和认识。结果显示,5个模式均很好地再现了全球降水中平均δ18O和平均δ18O季节差的空间分布特征,降水中稳定同位素的温度效应、降水量效应的分布特点以及全球大气水线GMWL（Global Meteoric Water Line）均被很好地模拟出。比较而言,ECHAM4模拟的降水中的平均δ18O以及δ18O平均季节差的空间分布与GNIP的实际分布最接近,拟合水平也最高;ECHAM4、GISS E、MUGCM和iAWBM再现全球温度效应空间分布的能力较强,拟合水平大致相当;由iAWBM模拟的降水量效应空间分布与实际分布之间的相关性最强,5个模式模拟的与实测的δ18O/P相关系数符号相同的站点数大致位于同一水平;GISS E和iAWBM模拟的全球大气水线与实测的GMWL最接近。     

Evaluation of Hydraulic Properties of Aquitards Using Earthquake‐Triggered Groundwater Variation

The hydraulic properties of aquitards are not easily obtained because monitoring wells are usually installed in aquifers for groundwater resources management. Earthquake‐induced crust stress (strain) triggers groundwater level variations over a short period of time in a large area. These groundwater anomalies can be used to investigate aquifer systems. This study uses a poroelastic model to fit the postseismic variations of groundwater level triggered by the Chi‐Chi earthquake to evaluate the hydraulic properties of aquitards in the Jhoushuei River alluvial fan (JRAF), Taiwan. Six of the adopted eight wells with depths of 70 to 130 m showed good agreement with the recovery theory. The mean hydraulic conductivities (K) of the aquifers for the eight wells are 1.62 × 10^?4 to 9.06 × 10^?4 m/s, and the thicknesses are 18.8 to 46.1 m. The thicknesses of the aquitards are 11.3 to 42.0 m. Under the isotropic assumption for K, the estimated values of K for the aquitards are 3.0 × 10^?8 to 2.1 × 10^?6 m/s, corresponding to a silty medium. The results match the values obtained for the geological material of the drilling core and those reported in previous studies. The estimated values were combined with those given in previous studies to determine the distribution of K in the first two aquitards in the JRAF. The distribution patterns of the aquitards reflect the sedimentary environments and fit the geological material. The proposed technique can be used to evaluate the K value of aquitards using inverse methods. The inversion results can be used in hydrogeological analyses, contaminant modeling, and subsidence evaluation.     

澳大利亚中部Alice Spring红色表土磁学特征分析

炎热干旱的澳大利亚中部是现代正在形成红色地表的区域。围绕中部Alice Spring地区采集了一系列红色地表样品。这些红色样品按照岩性大致可以分为三类: 砂土、沙丘砂和岩石。通过对这些样品详细的磁学测量, 发现这三类样品存在明显磁学特征差异, 红色砂土和沙丘砂样品磁化率较岩石样品高出许多(砂土和沙丘砂磁化率均值为93.82×10-8m3/kg), 红色岩石样品磁化率值最低(均值为23.2×10-8m3/kg); 三者主要磁性矿物也不尽相同; 磁颗粒均以超顺磁(SP)颗粒为主, 而单畴(SD)颗粒含量少。研究区百分比频率磁化率χfd % 均值为8.28 %, 较黄土高原西部表土(兰州为3.5 %)高出许多。该区现代年降水量约300mm, 比兰州(约330mm)还低, 成土导致百分比频率磁化率增高却比兰州明显高出几倍。这可能反映了黄土高原表土频率磁化率增高与降水量密切相关; 而在澳洲中部可能与持续高温成土条件和作用的时间存在更密切的关系。澳洲中部不论岩石还是表土均以红色为主。磁学实验表明, 砂土和沙丘砂样品均以磁铁矿为主, 三类样品普遍含一定量磁赤铁矿和赤铁矿的贡献, 与地表红色外貌相符。说明澳洲红色地表过程很可能是黑色磁铁矿颗粒表面被长期氧化条件下形成的红色磁赤铁矿/赤铁矿所包裹的现象, 使得澳洲中部广大地区岩石露头和地表沉积物, 普遍形成一层红色染色层。