基于ArcGIS的滑坡空间分布的变维分形研究——以江西省宁都县为例

滑坡空间分布的定量研究对了解滑坡的发育特征具有实际意义,能够为滑坡的防治提供重要依据.为了了解滑坡的空间分布特征,以江西省宁都县1：5万地质灾害调查数据为基础,基于ArcGIS空间分析叠加模块,对滑坡空间分布规律应用变维分形理论进行定量研究,揭示出滑坡空间分布与地形地貌、岩土体类型、高程、坡度均呈二价累计和分形分布,使得滑坡与各因素之间的关系从定性分析上升到定量研究,并计算出分维值,说明了分维值的意义.     

我国季风边缘区湖泊沉积记录的全新世亚洲夏季风衰退事件

亚洲夏季风是全球季风系统的重要组成部分,亚洲夏季风的变化对其控制区域自然生态系统的多样性和生态平衡,以及社会经济发展有重要的影响。本文选择位于现代亚洲夏季风边缘区对季风变化响应敏感的湖泊达连海为研究对象,基于陆生植物残体和全有机质的AMS14C定年建立了钻孔顶部24.6 m沉积物的年代框架,利用粒度指标重建了全新世研究区水文变化过程以及亚洲夏季风衰退事件序列。结果显示,沉积物中存在数层砂层,代表了湖泊低水位时期,进而指示了亚洲夏季风衰退事件。这些事件处在11.6~11.3 cal.ka B.P.、10.4~9.5 cal.ka B.P.、6.4~6.0 cal.ka B.P.、4.6~4.4 cal.ka B.P.、3.7~3.4 cal.ka B.P.、3.1~2.9 cal.ka B.P.以及2.0~0.9 cal.ka B.P.,可以发现中晚全新世以来亚洲夏季风衰退事件发生的频率显著增加。进一步与北半球高纬地区与低纬地区的气候突变事件记录对比显示,全新世百年-千年时间尺度上亚洲夏季风强度的变化与低纬ENSO活动存在密切的联系。     

西北冰洋楚科奇海台P31孔晚第四纪的陆源沉积物记录及其古海洋与古气候意义

通过对北冰洋西部楚科奇海台P31孔沉积物进行岩性特征和颜色旋回分析、XRF元素扫描、AMS14 C测年、有孔虫丰度统计、筏冰碎屑(IRD)(250和154μm)含量分析以及粒度组成的综合研究,建立了该孔的地层年代框架,其沉积物被划分为MIS 3-MIS 1的沉积序列。自MIS 3以来,楚科奇海台P31孔可以识别出5个IRD事件,它们分别出现在晚MIS 1、MIS 2和早中MIS 3期。这些IRD主要被来自加拿大北极群岛的冰山或者大块冰所携带,随波弗特环流搬运至楚科奇海台并卸载到海底,这不仅反映了晚第四纪冰期-间冰期旋回中北美冰盖的崩塌事件,还反映了波弗特环流的变化历史。粒度组分变化表明,细砂级组分主要来自于冰山或大冰块的搬运,因为其高值对应于IRD的高值,粉砂级组分可能主要来自于海冰的搬运,而黏土级组分主要由波弗特环流和雾状层所搬运。两个敏感组分(5～13和110～176μm)含量的变化呈现明显对称性分布,后者的变化对应于IRD的变化,前者可能指示了物源和沉积作用后期的影响。该孔MIS3-MIS1的沉积速率分别为2.2、0.16和1.6cm/ka,平均沉积速率约为1.2cm/ka。与北冰洋其他海区沉积速率资料对比显示,海冰边缘地区沉积速率较高,而永久性海冰覆盖区沉积速率低较。水深越浅,越靠近陆架物源区,沉积速率越高,纬度越高的门捷列夫-阿尔法脊和加拿大海盆区,沉积速率越低。     

现代气候条件下降水变化的“西风模态”空间范围及其影响因子初探

全新世轨道-千年-百年-年代际尺度上中纬度亚洲内陆干旱区的湿度/降水变化与东亚季风区呈现出错/反位相的变化,简称为中纬度内陆干旱区气候变化的"西风模态",但至今对气候变化"西风模态"的适用空间范围及其影响因子缺乏深入研究.针对整个中纬度欧亚大陆(30°~60°N,0°~130°E),使用1960~2010年GPCC,CRU和CPC三个降水数据集的逐月降水资料,分别对冬、夏季降水的年际、年代际信号进行EOF分析,发现现代气候背景下的降水变化"西风模态"在夏季年代际尺度表现最为显著,亚洲中部内陆干旱区部分区域的年代际夏季降水与其东部的中纬度东亚季风区和西部的地中海周边地区均呈现出相反变化的空间格局,在中纬度欧亚大陆表现出"-+-"的空间变化模态.据此划分出气候变化"西风模态"核心区域,即西部以里海(约50°E)为界,东部到河西走廊西界(约90°E),南北界限与亚洲中部干旱区南北界线吻合(约36°~54°N),整体相当于中亚和中国新疆干旱区,本文将其命名为"西风模态核心区".依据逐月NCEP/NCAR再分析数据,探讨了亚洲中部干旱区气候变化"西风模态"的成因,发现其不但与中纬度大气环流的纬向波动传播及印度夏季风降水异常之间的共同作用有直接联系,而且与大西洋多年代际振荡(AMO)也密切相关.     

长江口外缺氧区生消过程和机制的再认知

通过对2006~2007年长江口外缺氧区多学科历史资料和相关模拟、遥感资料的分析,深入研究了该缺氧区的生消过程和分布形态及其结构,从水文环流动力学、浮游植物繁殖(导致有机物耗氧分解)以及其他因素等角度综合系统探讨了缺氧区生消及其位置季节性变化的机制,阐释了缺氧区生消过程中多因素的协同作用,揭示了缺氧区分布形态和结构的受控机制.研究表明:冬、春季长江口外的水文环境提供了较低溶解氧(DO)含量的水体,是缺氧区形成的前期背景条件;入夏后,缺氧区逐渐向北发育成熟,受地形、有机物局地分解和黑潮次表层水涌升的影响,7~8月份长江口外缺氧区在空间上呈现出不连续的分布特征,其在内陆架具有南、北"双核"结构,并于东部外陆架亦发现一个低氧核心,各部分的缺氧程度也不相同,北部的整体上最强,南部的次之,外陆架上的最弱;夏季北部缺氧区不仅与南部缺氧区的北向分化有关,也是在局地得以发展和加剧的结果,8月达到鼎盛期,9月以后由于层化削弱很快向南退缩并消失;秋季,于南部浙江沿岸存在缺氧区,并在济州岛西南部也形成一DO低值区,但均很快消亡,同时由于所处动力环境的改变还导致外陆架DO低值区外移.跃层强度的变化及其对DO垂向输送阻隔作用的长时间累积效应对缺氧区缺氧程度具有重要影响;长江口外海域层化区域面积、各流系/水团强度和上升流、锋面、浮游植物生物量高值区的季节性变化共同制约着内陆架缺氧区的扩展及其位置的纬向(南北向)移动;黑潮次表层水等动力因素的综合作用是导致外陆架存在一个DO低值核心的原因所在;东海北部底层冷水是济州岛西南部海域DO低值区在秋季得以形成的动力学基础.长江口外特殊的海底地形以及泥质区分布对缺氧区的发育亦具有一定影响.长江口外缺氧区的生消过程、分布形态以及其结构和位置的季节变化是多种因素协同叠加综合作用的结果.     

深圳茅洲河口营养盐的时空分布特征

以茅洲河口为研究对象,通过2014年1月对茅洲河口3个站位进行的全潮观测,并测定其各站的无机营养盐质量浓度水平,分析了各站位营养盐的时空变化及成因,并估算了营养盐的入海通量。结果表明：茅洲河口NH₄⁺-N、DTN、PO₄^3--P、SiO₃^2--Si等营养盐污染较严重,A1、A2、A3站位的NH₄⁺-N、DTN、PO₄^3--P、SiO₃^2--Si质量浓度范围相应地分别为15.8~19.8、18.0～29.0、0.25~2.15、6.16~9.03 mg/L;11.5~23.4、25.9~53.6、1.70~2.70、5.04~6.28 mg/L;0.74~7.39、3.06~24.9、0.01~0.98、2.77~4.17 mg/L。A2站位的NH4+-N、DTN与潮汐的变化一致,表现出涨潮时升高、落潮时降低的变化特征;而各形态的磷、硅营养盐与潮汐的变化则不明显。在形态分布上,氨氮是溶解态总氮的主要存在形态,溶解态总磷则以磷酸盐为主。除硝态氮外,其余各营养盐之间均存在显著相关性,说明流域内氮、磷等营养盐的来源大致相同,而高质量浓度的氨氮表明生活污水等点源污染是流域内营养盐的重要影响因素。N/P比值表明茅洲河口水域磷是浮游植物的限制性因子。通量计算表明,茅洲河口A1、A2站位的NH₄⁺-N的入海通量均较大,分别高达48.0和71.8 g/s。     

粤港澳大湾区红树林时空分布演变及现存林龄遥感分析

红树林作为热带、亚热带以红树植物为主体的海岸带生态系统,是重要的海岸湿地类型之一。本文使用多源、多时相遥感数据,形成了1969-2020年粤港澳大湾区岸线、围填海、养殖区、红树林分布数据图集,并利用联合红树林识别指数(CMRI)对大湾区现存红树林进行时序分析得到红树林林龄数据集。结果表明,通过多源遥感数据解译得到现存红树林数据集,结合CMRI时序数据可以建立现存红树林变迁历史,进而有效估算红树林林龄。粤港澳大湾区红树林的时空分布发生了明显变迁,现存红树林面积约为3 316 hm²,大湾区内部各地区存量林龄差异较大,整体林龄均值为20 a。近50年间,岸线整体向海移动,岸线变迁、围填海和养殖区变化显著影响红树林面积、空间分布及林龄大小,人工种植是近20年红树林恢复的主因。     

东亚夏季风的气候北界指标及其年际变化研究

长时间尺度东亚夏季风北界的时空变化及其物理机制的研究对理解过去、预测未来气候变化有重要意义,但目前主要基于气象定义的各东亚夏季风北界指标与地理环境缺少对应,也很难应用于古气候研究.本文参照全球季风的概念定义,使用CMAP和GPCP等月分辨率降水资料,结果发现夏季(5~9月)2mm day~(-1)的等降水线(即300mm降水量)变化范围与中国现代土地覆被类型、气候转换带以及潜在自然植被类型的空间分布存在很好的对应关系,也与风场突变位置一致,具有明确的气候-生态-地理界线意义,可作为东亚夏季风的北界指标(称为气候北界指标).该指标刻画的中国气候态(1981~2010年)东亚夏季风北界整体呈东北-西南走向,在中国北方地区从西到东大致沿中国祁连山东段-贺兰山南麓-大青山-大兴安岭西侧一线.东亚夏季风气候北界在1980~2015年间的年际空间波动范围覆盖了甘肃中部、宁夏北部、内蒙古中东部以及东北地区,北可深入到中蒙边界,南可退缩到山东-河南中部一线,围绕气候态北界在200~700km范围内波动,空间波动幅度从西到东逐渐增大,但不同区域随时间的南北波动趋势大体一致.     

加拿大海盆的营养盐极大

根据 1 999年和 2 0 0 3年中国北极科学考察航次 ,从Canada海盆收集温、盐、深和营养盐浓度数据 ,用文献报道的低浓度1 2 9I和高浓度金属钡 (Ba)来指示太平洋源水、用相应的高浓度1 2 9I和低浓度Ba来指示大西洋源水 ,划分了该海盆物理化学特征的 4个水团。表层水 ( <40m)的盐度从 2 5至 31 .6;硝酸盐处于耗尽水平 ,而磷酸盐和硅酸盐处于最低水平。营养盐再生水大致位于 40- 2 0 0m ;盐度特征为 31 .6- 33.1 ;营养盐浓度一致增至最高 ;极大峰的盐度在 33.1附近 ,其位温则处于最低水平 (约 - 1 .5°C)。混合水 (深约 2 0 0- 385m)盐度从 33.1至 34.8;位温从局域最低升至整个水柱最高的 0 .5 0- 0 .65 7°C ;营养盐则逐渐降低。深层水深度变化较大 ( 385m至 1 90 0m以下海底 ) ;但其盐度变化较小 ( 34.8- 34.9) ;位温则从最高降低到 - 0 .4至 - 0 5 4°C ;营养盐均轻微增加。结合文献中对于营养盐极大的年际观测 ,1 2 9I、Ba与氯氟烃CFC 1 1的浓度及3H 3He示踪年龄的结果分析表明 ,营养盐再生水是无季节性变化的、高年龄 (约 8- 1 5年 )的太平洋源水 ;深层为大西洋源水 ;而混合水团即为上述 2大源水的混合层。硅酸盐和磷酸盐的强极大指示优势种硅藻及其再生主导太平洋源水。     

中国海洋生物研究70年

随着中国“海洋强国”战略的提出,加快建设海洋类学科的发展成为历史必然,海洋生物是海洋不可分割的一部分,海洋环境和生物相互依存,相互作用,海洋生物研究重要性日益凸显。为纪念中国科学家在海洋生物领域的突出贡献,本文回顾了建国以来中国海洋生物相关的重要研究进展,梳理了中国科学家在海洋生物领域的突出贡献,系统总结并讨论了未来研究方向,抛砖引玉,希望籍此助推中国海洋生物研究的新高潮。