Major contribution to carbon neutrality by China’s geosciences and geological technologies

In the context of global climate change, geosciences provide an important geological solution to achieve the goal of carbon neutrality, China’s geosciences and geological technologies can play an important role in solving the problem of carbon neutrality. This paper discusses the main problems, opportunities, and challenges that can be solved by the participation of geosciences in carbon neutrality, as well as China’s response to them. The main scientific problems involved and the geological work carried out mainly fall into three categories: (1) Carbon emission reduction technology (natural gas hydrate, geothermal, hot dry rock, nuclear energy, hydropower, wind energy, solar energy, hydrogen energy); (2) carbon sequestration technology (carbon capture and storage, underground space utilization); (3) key minerals needed to support carbon neutralization (raw materials for energy transformation, carbon reduction technology). Therefore, geosciences and geological technologies are needed: First, actively participate in the development of green energy such as natural gas, geothermal energy, hydropower, hot dry rock, and key energy minerals, and develop exploration and exploitation technologies such as geothermal energy and natural gas; the second is to do a good job in geological support for new energy site selection, carry out an in-depth study on geotechnical feasibility and mitigation measures, and form the basis of relevant economic decisions to reduce costs and prevent geological disasters; the third is to develop and coordinate relevant departments of geosciences, organize and carry out strategic research on natural resources, carry out theoretical system research on global climate change and other issues under the guidance of earth system science theory, and coordinate frontier scientific information and advanced technological tools of various disciplines. The goal of carbon neutrality provides new opportunities and challenges for geosciences research. In the future, it is necessary to provide theoretical and technical support from various aspects, enhance the ability of climate adaptation, and support the realization of the goal of carbon peaking and carbon neutrality.     

基于土地利用变化的中国省域碳排放时空差异及碳补偿研究

选择中国30个省级行政区为研究单元,基于土地利用和能源消耗等数据,采用碳排放系数法,对2003~2016年中国土地利用碳源/汇进行计算,探究中国省域土地利用碳排放和碳吸收时空演变,并以碳盈亏时空分析为基础,通过生态补偿系数和经济贡献系数分析碳排放的差异性,以净碳排放量作为基准值进行碳补偿价值的研究。结果表明:① 研究期间碳排放总量和净碳排放量除在2015年出现小幅度下降现象,其余年度均呈现不断增加趋势;碳吸收总量呈现稳中有升的趋势。②土地利用碳吸收的主要载体是耕地和林地,碳汇资源空间差异明显,基本呈现西高东低的分布特征,多数省份在研究期内基本保持一致的碳吸收类型。③ 碳排放总量分布空间差异显著,且主要来自建设用地。④ 依据净碳排放量的区域差异,将其划分为高碳排放区、一般碳排放区、低碳排放区、碳汇区4种类型。⑤ 由于各省域碳补偿标准和净碳排放量的差异导致碳补偿价值区域差异明显。     

中国台商农业技术时空扩散的格局、路径与机制——以福建省漳浦县为例

结合统计数据及实地调研、访谈数据,研究中国台湾青枣种植技术透过台商直接投资渠道在福建省漳浦县落地、发散与传播过程,分析其时空扩散路径、格局与机制,以期揭示中国台商农业技术在中国大陆地区独具特色的扩散规律与机制,为加速两岸农业合作交流、制定技术应用政策提供理论与实践依据。研究发现,在时间维度,中国台商农业技术扩散过程呈现典型的S型曲线,但其扩散迅速、周期较短,扩散阻力小且示范效应显著;在空间维度,形成多核心、多强度、梯度扩散体系（中国台湾扩散源与本地扩散节点）,扩散场相互叠加,以就近扩展扩散为主、等级扩散为辅的特色扩散格局。     

额河源流采金矿区不同恢复措施对矿区物种多样性和地上生物量的影响

以额河源流采金后废弃矿区为研究对象,于2011—2015年期间,通过采取不同恢复措施从被破坏矿区草地植物多样性和生物量的角度分析植被恢复效果。结果表明：（1）不同恢复措施促使各植物群落的物种数增加了5%～30%,说明采取恢复措施使得矿区生态环境得到了一定程度的恢复。（2）综合植被群落结构、盖度和地上生物量、物种多样性指数分析,措施A5（推平+圈羊）、A4（推平+补水）、A3（推平+覆土+黑加仑）较其他措施恢复效果更为显著。（3）通过对各样地植被丰富度指数（R）、Shannon Wiener指数(H′)、Simpson指数（D）、Pielou (Jsw)指数与地上生物量分别进行回归分析,发现指数曲线拟合关系最好。表明物种多样性与地上生物量均存在较显著的正相关关系(P <0.05)。本研究可为类似矿区的植被恢复与重建提供参考和借鉴。     

1997—2017年塔克拉玛干沙漠腹地降水特征

利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中气象站1997—2017年逐日和逐时降水资料,分析塔克拉玛干沙漠腹地降水日变化特征、极端强降水特征及其天气背景。结果表明：1997—2017年研究区降水量呈增加趋势、降水日数呈减少趋势,大雨雨量和雨日明显增加,降水呈增强演变。降水多见于6月,最大雨强为8.4 mm·h^-1。降水量日变化呈多峰特征,降水量最大值出现在23：00,06：00是降水频次最多时刻。降水强度和降水频次对降水量作用不同,午后至前半夜强度大,频次少;而后半夜至清晨频次多,强度小。降水以短历时降水为主,其中1～3 h的短历时降水对总降水量贡献率高达61.76%。日降水和小时降水的99百分位强度阈值分别为15.3 mm·d^-1和6.0 mm·h^-1,大于90百分位极端降水量占总降水量贡献率近半。极端强降水天气发生在南疆盆地受北纬40°以南低槽、切变槽或弱的气旋式风场控制地区,南疆盆地提前增湿,民丰850 hPa比湿接近或超过10 g·kg^-1的背景下,降水连续性较差,多中小尺度引发局地短时降水。     

水资源约束下的河西走廊城市经济脆弱性时空演变及其影响因素

城市经济脆弱性作为当前脆弱性研究中的重要领域,为人-地系统耦合研究提供了新的视角,并为城市可持续健康发展提供有益的决策支持和管理方法。依据城市经济脆弱性内涵,基于暴露度、敏感性、适应能力构建了城市经济脆弱性评价指标体系,运用熵权TOPSIS法评价河西走廊地区及区域内五市的城市经济脆弱性,并采用障碍度模型识别影响区域城市经济脆弱性变化的因素。结果显示：（1）2006—2015年,河西走廊地区城市经济脆弱性呈现出先曲折下降（2006—2011年）再波动上升趋势（2012—2015年）;（2）河西走廊地区的城市经济脆弱性具有明显的空间特征,经历了东西高、中部低到整体较高的演变过程;（3）阻碍河西走廊地区城市经济脆弱性降低的障碍因子由适应能力逐步转变为暴露度。针对河西走廊地区各市主要障碍因子,提出针对性优化措施。     

2007-2017年中国沙尘气溶胶的三维分布特征及输送过程

利用最新发布的CALIPSO产品,构建了2007-2017年中国沙尘气溶胶的三维分布,并结合HYSPLIT-4模式和再分析数据,探讨了沙尘的三维输送过程。结果表明：中国的沙尘排放源区主要是塔克拉玛干沙漠和巴丹吉林沙漠,沙尘气溶胶出现频率分别为60%和35%。塔克拉玛干沙漠排放的沙尘主要（50%~70%）停留在源地0~6 000 m高度,少部分向东输送至甘肃和内蒙古;巴丹吉林沙漠排放的沙尘则主要向东输送。中国沙尘排放量在春季最大,向东输送最强;夏季,东亚夏季风限制了沙尘向东输送;秋季,沙尘排放减弱,输送强度和夏季相当;沙尘排放量在冬季最小,输送最弱。夏季,沙尘在输送过程中可被抬升至高度5 000 m以上,春季次之,秋、冬季的沙尘主要在低层大气输送。沙尘在向东输送的过程中被抬升并和当地人为污染物混合变为污染性沙尘,华北地区污染性沙尘出现频率高达30%;输送到海洋的沙尘也会与洋面上（0~3 000 m高度）的海盐气溶胶混合,出现频率约为10%。     

气候和人为因素对植被变化影响的评价方法综述

系统评价气候变化和人为因素引起的植被退化,对有效开展生态工程建设、实现生态环境的可持续发展具有重要意义。目前绝大多研究主要分析气候因素对植被变化的影响,分析气候因素和人类活动对植被变化的双重影响少有研究。本文主要介绍这一双重影响对植被变化的贡献程度的主要研究方法——定性-半定量法、回归分析法、残差趋势法、基于净第一生产力的评价方法。综述分析了气候和人为因素对植被变化驱动的主要结论,总结目前各研究方法存在的问题,提出了未来需要重点加强气候和人为因素对植被变化驱动因素的分解研究,加强模型评价和不确定性量化研究等。     

Archaeal community structure in sediments from a seamount in the Mariana Volcanic Arc

Seamounts are subsurface mountains in the ocean. Examination of the abundance and distribution of Archaea in seamount ecosystems may provide a better understanding of their ecological functions. Most studies of marine archaeal assemblages in seamount area have focused on hydrothermal vents or ferromanganese crusts. We investigated the archaeal communities from a seamount of the Mariana Volcanic Arc, in the tropical western Pacific Ocean by using high-throughput sequencing. Thaumarchaeota was dominant in the sediments of all sample stations. Community diversity and species richness were greatest at stations near the top of the seamount, and lowest at the deepest station. One sample station on the steep southeast slope that faced the Yap-Mariana trench had a unique composition of Archaea. In summary, depth has an important influence on archaeal community structure, and the geographic properties and sediment characteristics may explain the unique distribution patterns of Archaea in this seamount. This study provides a foundation for future research on Archaea in seamounts.     

海洋环境对猎雷声呐探测识别的影响及对策建议

猎雷是各海军强国重点发展方向,猎雷作战中首要的就是探测识别水雷。从传播损失、混响、 目标强度以及海流、潮汐等多个方面分析了海洋环境对猎雷声呐探测识别的影响,并从猎雷作战角度提出了有关参数设置、作战方式、数据处理等对策建议,可为部队探测识别水雷等目标提供有效参考。