兴都库什山及伊朗高原抬升对南亚季风-中亚干旱气候演化影响的模拟研究

新生代以来青藏高原大地形及其周围边缘地形的构造抬升对亚洲气候演化有着深远而复杂的影响。目前的气候代用指标表明南亚季风的开始可以追溯到始新世, 随后在早中新世和晚中新世经历了显著的加强过程。同时, 构造地质证据表明兴都库什山脉和伊朗高原的隆升可能开始于10~12 Ma。兴都库什山脉和伊朗高原作为南亚季风和中亚干旱区之间的天然地理屏障, 其对南亚季风和中亚干旱区气候演化和分异是否有一定的影响, 目前尚未可知。本研究利用高分辨率的大气环流模式系统性评估了兴都库什山脉和伊朗高原对南亚和中亚气候的影响。结果表明, 兴都库什和伊朗高原对南亚季风的加强和中亚干旱区降水的抑制均有贡献。相较而言, 兴都库什山脉对南亚季风的加强和向北扩张起主导作用。兴都库什山脉引起的南亚夏季降水增量达到兴都库什和伊朗高原共同作用的65.6 %。兴都库什山脉抬升后, 南亚地区15° N以北, 尤其是印度半岛中部和西北部夏季降水均显著增加, 阿拉伯海对流层低层的西南风和印度西北部偏南风显著加强。伊朗高原对中亚干旱区的干旱化作用更强, 并以冬季变化为主导。伊朗高原引起的中亚地区冬季降水减少量占兴都库什和伊朗高原共同作用的71.4 %。伊朗高原抬升后, 中亚地区冬季的盛行西风显著减弱, 从而导致降水显著减少。本研究的数值模拟试验表明, 地质记录揭示的南亚季风在晚中新世的加强可能与兴都库什山脉和伊朗高原在该阶段的抬升密切相关。

     

充填开采地表沉陷影响因素正交试验

为了研究煤层倾角、采宽、采厚、充填率在充填开采中对地表沉陷的敏感性,以山东某矿的采场条件为工程背景,基于正交试验原理,利用数值模拟软件(FLAC3D)进行计算,采用极差分析法与方差分析法分析各因素的敏感性,最后利用多元回归分析法建立了各因素与地表最大下沉值的函数关系式.研究结果表明:各因素对地表沉陷的敏感性由大到小为采...     

华北地台中元古代碳酸盐岩中的微生物成因构造及其生烃潜力

华北地台中元古界主要由环潮坪石英砂岩、浅海碳酸盐岩和浅海—泻湖相暗色页岩3种沉积相组合构成,以陆表海浅水碳酸盐岩占主导。碳酸盐岩中除含有丰富的微古植物、宏观藻类和微生物建隆外,还发育大量的微生物成因构造(MISS)和微生物诱发的碳酸盐沉淀(MMCP)。微生物席和MISS构造在高于庄组上部(约1.6 Ga)和雾迷山组下部(约1.45 Ga)碳酸盐岩中尤为发育,表明活跃的微生物活动和高有机质产量。在石化微生物席中,发现有丝状、球状细菌化石和草莓状黄铁矿;围岩中发现有针状文石、花瓣状重晶石、放射状菱铁矿、铁白云石和葡萄状碳酸盐胶结物等多种自生碳酸盐矿物,指示甲烷厌氧氧化(AOM)导致的自生碳酸盐沉淀。中元古代的温暖气候和海洋分层、缺氧、硫化条件有利于微生物的高生产量和高有机质埋藏率。气隆构造和核形石状碳酸盐结核反映浅埋藏条件下活跃的成烷作用和甲烷排放,围岩和MMCP中富沥青质。华北地台中元古界富微生物席碳酸盐岩有良好的生烃潜力,有可能形成重要的烃源岩。据微生物席、MISS构造及MMCP的研究,初步估算华北地台中元古代碳酸盐岩的概略生烃潜力约为10×108t石油当量。     

水利经济系统运行评价指标的动力学模型

根据最优控制理论,建立了相应于工程动力系统中能量指标的水利经济系统运行效益的动力学评价模型,提出了水利经济系统的“弹性”、“质量”等模态特征量及“动能”、“势能”等系统特征量的表达形式,并应用于江苏水利经济系统的实证分析,计算结果反映了所建能量指标的合理性与可行性.     

Towards Regional Synergy: Reconciling Rangeland Ecological Functioning with Forage Production of Cultivated Pasture

Animal husbandry and crop farming are specialized for development in separate areas on the Tibetan Plateau. Such a pattern of isolation has led to current concerns of rangeland and farming system degradation due to intensive land use. The crop-livestock integration, however, has been proven to increase food and feed productivity thorough niche complementarity, and is thereby especially effective for promoting ecosystem resilience. Regional synergy has emerged as an integrated approach to reconcile rangeland livestock with forage crop production. It moves beyond the specialized sectors of animal husbandry and intensive agriculture to coordinate them through regional coupling. Therefore, crop-livestock integration (CLI) has been suggested as one of the effective solutions to forage deficit and livestock production in grazing systems. But it is imperative that CLI moves forward from the farm level to the regional scale, in order to secure regional synergism during agro-pastoral development. The national key R & D program, Technology and Demonstration of Recovery and Restoration of Degraded Alpine Ecosystems on the Tibetan Plateau, aims to solve the problems of alpine grassland degradation by building up a grass-based animal husbandry technology system that includes synergizing forage production and ecological functioning, reconciling the relationship between ecology, forage production and animal husbandry, and achieving the win-win goals of curbing grassland degradation and changing the development mode of animal husbandry. It is imperative to call for regional synergy through integrating ecological functioning with ecosystem services, given the alarming threat of rangeland degradation on the Tibetan Plateau. The series of papers in this issue, together with those published previously, provide a collection of rangeland ecology and management studies in an effort to ensure the sustainable use and management of the alpine ecosystems.     

临汾盆地晚冰期至中全新世黄土-古土壤序列的风化特征及指示的气候意义

了解中国北方晚冰期和全新世时期的气候环境变化及其驱动机制,有助于预测未来气候变化的可能情景。基于黄土高原东南缘临汾盆地的黄土-古土壤剖面,在3个AMS14C年代的支持下,通过粒度、磁化率、土壤有机碳以及地球化学元素等指标,重建了临汾盆地晚冰期至中全新世晚期的气候变化历史。结果表明：宋村沟剖面的黄土和古土壤分别处于初等和中等化学风化阶段,而不同地区风成堆积物的化学风化强度存在明显差异,主要受控于东亚夏季风的区域变化。多指标综合分析表明,晚冰期以来临汾盆地的气候演变经历了4个阶段：晚冰期东亚冬季风较强,气候干冷;早全新世东亚夏季风强化,气候向暖湿转变;早中全新世东亚夏季风达到峰值,为最暖湿的适宜期;中全新世晚期东亚夏季风减弱,气候再次转向干冷;临汾盆地的气候变化主要受控于北半球太阳辐射强度和冰量的变化。     

巴颜喀拉块体东缘形变及九寨沟地震孕震环境数值分析

2017年8月8日四川发生九寨沟M7.0地震,是继2008年汶川M8.0地震后发生在巴颜喀拉块体东部的又一强震.现今GPS速度观测数据显示,2008年汶川地震前后的1999-2007年和2011-2016年两个时间段内巴颜喀拉块体东部地表速度场存在明显的差异.本文以实际GPS速度观测资料为约束,构建三维有限元地球动力学模型,分别计算分析了两个时段内震源区及周边现今地壳形变、弹性应变能和应力积累特征,进一步探讨汶川地震的发生对九寨沟地区变形及应力的影响.数值模拟结果显示,汶川地震之后（2011-2016年）巴颜喀拉块体东部的地壳形变、弹性应变能积累及应力积累速率均明显大于震前,增加量值达1.5~3倍;九寨沟地震发震断裂上库仑应力增长率在1999-2007年约为0.7 kPa·a^-1,2011-2016年间增至1.2 kPa·a^-1.上述结果表明,现今巴颜喀拉块体东部地壳应力积累过程有利于左旋走滑型九寨沟地震的发生,汶川地震的发生调整了区域应力状态,加速了九寨沟地震的孕育过程.

     

遗迹化石在层序地层学研究中的应用

以济阳坳陷古近系沙河街组和塔里木盆地志留系为例,探讨了遗迹化石与层序地层学的关系,表现在3个方面:1)层序界面的识别层序界面位置发育有特征性的受基底控制的遗迹相,且界面上下遗迹组合类型发生变化;2)准层序界面的识别较深水环境中,界面上下生物扰动强度明显差异,界面之下扰动强度较大,扰动指数可达到3,而界面之上几乎没有生物扰动,且在同一准层序内部,由下至上,扰动强度逐渐增大;3)旋回层序的识别:在潮控滨线环境中,单个准层序内部,由下至上,高能环境的Skolithos遗迹组合逐渐变为中低能环境的Planolites-Palaeophycus遗迹组合和低能环境的Cochlichnus-Planolites遗迹组合,由下至上呈现旋回性变化特征。     

南黄海陆架中部沉积物反射率光谱的影响因素分析

利用Minolta CM-2002光谱光度计对南黄海陆架136个短柱样品20~25cm段的沉积物进行了颜色反射率数据测量,通过化学元素、粒度、磁化率等来确定影响沉积物颜色反射率变化的成分和因素,介绍了反射率光谱的一阶导数和因子分析的方法。分析结果表明,南黄海陆架沉积物颜色反射率受控于沉积物中的铁氧化物、有机质以及粘土矿物和钙质生物碎屑含量。主因子F1指示氧化环境,并与陆源物质相关,F2指示弱氧化环境,F3指示弱还原环境,主因子的波长范围分别是405~445 nm和495~595 nm,605~695 nm,445~485 nm。     

强热带风暴“莲花”(0903)非对称降水结构分析

利用雷达回波和NCEP分析资料,本文从水汽条件、环境风垂直切变和风暴移动状态等方面诊断分析了0903号强热带风暴"莲花"非对称降水结构形成的可能机制。结果表明:"莲花"南侧充足的水汽输送为强降水的发生提供了基本的水汽条件,同时水汽通量在水平空间上的非对称分布也在一定程度上导致了降水的非对称分布。环境风垂直切变是导致"莲花"降水结构改变并最终形成一波非对称降水结构的主要动力因子。随着垂直切变的增强,同时配合风暴南侧充足的水汽条件,一波非对称降水结构逐渐形成,在较强垂直切变长时间的作用下,强降水最终集中于顺切变方向左侧。在较强垂直切变的作用下,逆切变一侧的下沉运动抑制了陆地摩擦和地形抬升所形成的对流的发展。相对于较强的垂直切变而言,"莲花"相对稳定的移速和移向条件难以主导强热带风暴降水的空间分布。