西双版纳林地景观演变过程及其驱动力分析

利用西双版纳州1980年、1995年和2000年三期TM影像解译土地利用数据,使用GIS分析工具,得出近20年来,各土地覆被类型的动态变化信息,借助景观格局变化分析软件Fragstats进一步研究了西双版纳州林地的景观格局特征。结合云南省1985—2003年分县社会经济调查统计数据,使用SPSS进行主成分分析,对林地景观变化的主驱动力进行了详细分析。研究表明1980～2000年西双版纳州各土地利用类型及景观格局指数均发生了重要变化。有林地和疏林地大幅度减少,同时各林地景观组分表现均匀化和破碎化的趋势,这些变化都将对西双版纳州的生态稳定性产生显著影响。从西双版纳州20年的短时间尺度来看,经济发展与城市化进程的加快和人口增长导致的粮食需求量增大是导致本区土地利用／土地覆被变化的最主要驱动因子。     

哀牢山——元江河谷对区域地理分异的影响

基于对哀牢山是云南东西部自然界线的认识,对比分析哀牢山-元江河谷东西两侧5个纬度带、近几十年的重要自然要素、农业种植结构、农民收入来源及区域经济发展水平特征,结果表明:西部较东部地形高差较大、≤15°宜农土地比重较少、水汽和热量资源更丰富,形成东西部间显著自然环境差异;东部较西部的经济作物、旱作种植比重更高,表明东西部在农业生产结构方面存在明显分异,而各部的种植结构(以旱作种植比例为例)在各纬度间呈近纬向的相似性变化;东部较西部的人均农业产值、农民纯收入及人均GDP更高,表明东西部经济发展水平存在较大时空差异,而东西各部内则存在较好的相似性。从区域社会经济发展方面佐证了哀牢山作为云南东西部界线的存在。     

高空间分辨率LA-ICP-MS测定硅酸盐玻璃标准物质中42种微量元素

近年来,随着人们对关键金属（稀有金属、稀土金属、稀散金属和稀贵金属）的成矿机制、分布规律和绿色利用等研究日益加深,建立原位测定地质样品中关键金属元素（如REEs、Cr、Co、Ga、Ag、Cd、In、W、Tl等）分析方法对于研究关键金属元素的地球化学行为、分布规律和成矿机制具有重要意义。由于关键金属在地壳中丰度极低（一般为ng/g～μg/g级别）,赋存矿物非常细小（粒径μm级别）,因此需要建立高空间分辨率微区原位分析技术实现低含量（ng/g～μg/g）微量元素的定量。本文提出了高频剥蚀模式与Ar-N2等离子体技术相结合提升LA-ICP-MS对微量元素的检出能力,使之能够满足地质样品中关键金属元素的检测需求。结果表明：在Ar-N2等离子体条件下,采用高频（20Hz）剥蚀模式,LA-ICP-MS分析中大部分元素灵敏度提升了1.5～9倍。在使用高灵敏度X型截取锥时,高频剥蚀模式与氮气增敏技术相结合可以显著减小氧化物产率和降低U-Th分馏,获得更宽的载气流速区间（0.9～1.08L/min）以满足测试的仪器分析条件（ThO+/Th+＜0.5%和U/Th=1）。本研究开发的高空间分辨率LA-ICP-MS关键金属分析方法具有较低的检出限（在剥蚀束斑24μm条件下,30种元素的检出限＜0.02μg/g）,在高空间分辨率（10～24μm）条件下,通过对8种国际硅酸盐玻璃标准物质中42种微量元素进行定量分析,34种微量元素的测试结果的准确度优于10%,精密度优于15%,实现了在高空间分辨率条件下对微量元素的准确定量分析。     

中国境内各阶非偶极子磁场的时空变化

为了研究中国境内各阶非偶极子(ND)磁场,通过最新的地磁场模型CALS10K.1b计算了10000 BC—AD 1990年ND磁场在中国境内的时空及能量变化;2²,2³和2⁴极子磁场零值线主要呈现出从我国中北部向东南部移动,从北部向东部移动,以及从东南部向西北部移动的趋势;除了2⁶极子磁场,其余ND磁场在1500年以后均有“翘尾”现象,其所占主磁场的比值在10000 BC—AD 1500年呈震荡变化,从1500年开始快速上升;除了2²极子磁场,其它各阶ND磁场能量随时间变化的趋势基本一致. 在5650 BC年左右,各阶ND磁场能量值均出现高值并随阶数的增大而衰减,反映了在该时间点通过地核发电机产生的磁场能量随径向距离而近似线性衰减,地磁场能量主要源自地球液态外核. 将CALS10K.1b模型结果与IGRF11模型对比后,得出CALS10K.1b模型所计算的ND磁场及能量值较为可靠,而两者差异主要源于数据和建模方法的不同.     

20世纪中国地区主磁场变化研究

为了研究2 0世纪中国地区主磁场变化, 首先使用最新的全球模型IGRF11, CALS3K. 4 (3K. 4) 和GUFM1进行计算, 并分析了1900—1990年的主磁场年变率均值的变化; 然后基于1960—2000年以10年为间隔的实测数据, 结合全球模型CM4与区域模型泰勒(Taylor)多项式(TY)模型分析了中国地区主磁场的年变率分布及年变率均值, 并与上述几种全球模型进行了比较． 结果显示： 20世纪利用IGRF11, GALS3K.4和GUFM1模型得到的主磁场的年变率均值均很接近. 它们所绘制的1960—2000年中国地区的主磁场年变率分布类似． 其原因主要是由于它们的建模原理相同且截断阶数接近所致． 基于实测点绘制的年变率分布与全球模型基本一致, X分量的年变率逐年减少, Y、 Z、 F分量的年变率均呈现先减小后增大的趋势．但两者也存在一定差异, 主要原因是由于更高密度的实测点及使用区域模型所致． 结果还显示了基于实测值绘制的年变率均值变化与CM4较为接近. 作者认为 CM4模型可以较好地反映中国地区主磁场的变化．     

基于CHAMP卫星与地面矢量数据联合建立中国地磁模型

首先对地面台站以及CHAMP卫星的矢量磁测数据进行预处理,结合12个子午工程台站最新的磁测数据,并利用第十二代国际地磁参考场模型（IGRF12）对不同数据归算至统一时间点,再结合第四代地磁场综合模型（CM4）计算并移除主磁场、磁层磁场、电离层磁场、感应磁场及较为微弱的环形场,最后通过球冠谐（SCH）模型联合建立了中国地区岩石圈磁场（地磁要素X、Y、Z和总强度F）的球冠谐模型（SCH2000）,结合IGRF12得到了中国地磁模型（CGRF2000）.建模同时考虑了测点数据海拔高度的影响,并讨论了截断阶数的选取以及边界效应的控制问题.通过比较均方偏差（RMS）,认为8阶SCH2000模型可较好地反映中国地区岩石圈磁场,其分布与SCH1936、CM4以及Taylor多项式模型具有一定的相似性.从位置和强度来看,SCH2000模型所反映的岩石圈磁场更为准确,而与CM4存在一定差异,除了测点不同,截断阶数也是原因之一.通过验证,SCH2000模型各要素随高度的变化与CM4模型较为一致,所建立的CGRF2000与IGRF12模型的分布也较为相似.

     

基于协方差矩阵的中国地区1998—2016年地磁急变研究

基于43个中国地区地磁台和7个欧洲地区地磁台数据，针对大尺度外源场干扰难以准确估算，通过计算实测值与CHAOS-6模型之间残差的协方差矩阵而从数据中剔除了噪声方向(最大特征值方向)的干扰而获取了干净的长期变化数据，进而分析了1998—2016年期间的中国地区地磁急变.还通过观察三个特征方向的变化而确定外源影响和可能存在的急变.结果表明协方差矩阵方法可以很好地模拟D_st的影响从而降低大尺度的外源干扰，中国和欧洲地区外源场干扰相对于D_st指数的相关性系数分别达到0.791和0.795.中国地区台站对2003.5年和2014年这两个全球急变都有很好的响应，而在2009年前后的急变现象可以认为是一个区域急变事件.两个全球急变在我国的间隔为11年，这反映了我国乃至东亚地区的大尺度地磁场长期变化可能与太阳活动有关.