Stratigraphy of total metals in PIRLA sediment cores

Sediment cores from 30 low-alkalinity lakes in northern New England (NE), New York (NY), the northern Great Lakes States (NGLS) of Minnesota, Michigan, and Wisconsin, and Florida (FL) have been dated by ²¹⁰Pb and analyzed for water and organic content, eight major elements (Al, Ti, Fe, Mn, Ca, Mg, Na, K) plus four trace metals (Pb, Zn, Cu, and V). Variations in the percentages of major elements through time are dominated by long-term independent variations in the abundance of SiO₂, FeO, and to a lesser extent Ca and Al. Additional variations are caused by varying proportions of inorganic matter. Major variations in chemistry are generally unrelated to documented distrubances in the watersheds; most disturbances are minor fires or selective logging.Accelerated accumulation of Pb from atmospheric sources into sediment first occurs in sediment dated between 1800 and 1850 in NY and NE, slightly later in the NGLS region, and about 1900 in FL. Modern accumulation rates in all areas are comparable (ca. 1 to 4 g cm^–2 yr^–1). Accumulation rates of Pb in some lakes have declined significantly from 1975 to 1985. Atmospheric deposition of anthropogenic Zn and Cu is also indicated by generally increasing accumulation rates in sediment cores, but the record is not as clear nor are chemical profiles in all lakes parallel to the trends in atmospheric emissions inferred on the basis of fossil fuel consumption, smelting, and other industrial activities. Inter-lake variations in profiles of Cu and Zn are large. Vanadium accumulation rates increase by the 1940s in NY and NE, but not until the 1950s in the NGLS region. This timing correlates with regional trends in the combustion of fuel oil, a major source of atmospheric V.Acidification of some of the lakes is suggested by decreases in the concentration and accumulation rates of Mn, Ca, and Zn in recent sediment, relative to other elements of catchment origin. The decreases generally occur slightly before the onset of acidification as indicated by diatoms. Increased sediment accumulation rates for Fe may indicate the acidification of watershed soils. The use of the accumulation rate of TiO₂ as an indicator of rates of erosion and for normalization of trace metal accumulation rates is in question for lakes where the flux of TiO₂ from the atmosphere varies and is a significant fraction of the total flux of TiO₂ to the sediment.This is the thirteenth of a series of papers to be published by this journal which is a contribution of the Paleoecological Investigation of Recent Lake Acidification (PIRLA) project. Drs. D. F. Charles and D. R. Whitehead are guest editors for this series.     

川渝地区夏季降水变化气候特征分析

利用川渝地区34站1960—2006年共计47年的逐月降水量资料,采用经验正交函数（BOF）分解、旋转经验正交函数（REOF）分解、小波分析等方法详细讨论了川渝地区夏季降水量的时空变化特征。结果表明：川渝地区夏季降水量时空分布不均,川渝地区夏季降水量可以分为3个区,分别是川西高原区、盆地中部区和盆地东部区。近50年来,川渝地区夏季降水量具有显著不同的年代际变化特征,川西高原和盆地东部夏季降水量长期变化呈增加的趋势,而盆地中部呈减少的趋势。川渝各区夏季降水量具有显著不同的多时间尺度的周期变化特征,其中川西高原具有准15年和准5年的周期变化特征,盆地中部具有准14年、准6年和准3年的周期变化,盆地东部具有准16年、准8年和准3年的周期变化特征。     

伊犁河谷2001-2014年地表温度时空分异特征

地表温度是地表能量平衡、区域和全球尺度地表物理过程的一个重要因子。为了辨析中国西北干旱区“天山湿岛”——伊犁河谷的地表温度时空分异,采用趋势分析法和空间数据统计法,探讨了2001-2014年不同土地利用/覆盖类型下地表温度时空变化规律,分析地表温度的时空分异特征及原因。结果表明：（1） MODIS LST产品的精度（平均R²=0.90）能够满足伊犁河谷地表温度时空变化分析的要求;（2）空间上,地表温度呈现出中部高四周低的变化趋势,高温区面积约占总面积的41%,低温区面积约占总面积的23%;时间上,伊犁河谷平均地表温度的年际波动较大,以2013年、2006年、2007年和2008年尤为突出;地表温度的年内变化呈现出单峰型分布,地表温度高值集中在3-8月,最高值出现在7月;（3）不同土地利用/覆盖类型下年均地表温度分布的总体特征为建设用地最高,稀疏草地、旱地等次之,冰川/积雪最低;（4）伊犁河谷地表温度变化趋势呈严重减少、基本不变和轻微增加区域面积分别占5%、37%和26%,以基本不变和轻微增加为主。伊犁河谷地表温度时空变化不仅受大尺度气候变化影响,还受土地类型差异影响,两者共同构成了不同地理区域及景观的温场格局,绿色植被对地表温度时空分布具有重要的调节作用。     

热带太平洋海平面低频变化

本文选取ECMWF ORAS4再分析数据对1959-2015年热带太平洋海平面的低频变化进行了分析。热带太平洋海平面年际变化第一模态反映了ENSO爆发阶段的海平面变化,热带东、西太平洋变化反相,其时间序列与Niño3.4指数高度相关。海平面第二模态则体现了El Niño爆发前后热带太平洋暖水的输运过程。El Niño爆发前热带西太平洋暖水聚集的位置,以及爆发后暖水向赤道外输运的位置在两类El Niño事件中均有所不同。此外,ENSO的周期在近半个世纪发生了显著的年代际变化,这一变化与热带太平洋的年代际变化有关。热带太平洋的年代际变化对海平面趋势变化也有着显著的影响。卫星高度计观测到的近20年海平面的快速上升（下降）正是由20世纪90年代后热带太平洋频繁的位相转换引起的。     

东海沿岸海水表层温度的变化特征及变化趋势

根据东海沿岸引水船、嵊山、大陈、南麂、北礵、平潭、厦门和东山8个海洋观测站的40a表层海水温度(SST)资料进行了统计与分析.研究结果表明:东海沿岸SST主要受制于太阳辐射,呈南高北低分布,但也不同程度地受到当地地理环境、气候环境、水文环境的影响;SST的年变化具有显著的年周期和半年周期;东海沿岸SST存在多种显著周期的振荡,且南北测站SST的主导振荡有差异;就近40a的资料而言,东海沿岸的SST总体呈上升趋势,其中冬季上升幅度最大,暖冬是SST总体呈上升趋势的重要因素.     

近20 a来海南岛西部土地沙漠化与气候变化关联度研究

 根据生态基准面理论制定了海南岛西部沙漠化土地分级体系,运用遥感、野外调查和数理统计等方法,研究了海南岛西部近20 a来沙漠化时空变化及其与气候变化的关系。近20 a来,海南岛西部土地沙漠化总体缩小、局部反复,年均缩小6.23 km2,沙漠化程度明显降低,降级率为、{-44.84％、};气候呈增温增湿变化,出现多次异常年份。对近20 a来气候变化与沙漠化的因子分析和关联度分析表明, 人为活动的强度加大是海南岛西部沙漠化的主导作用,气候因子与沙漠化的关联序为:年均湿度>年均气温>大风日数>年均风速>年均降水>蒸发量,增温增湿的气候变化趋势对沙漠化逆转具有促进作用。     

辽宁沿海菲律宾蛤仔不同地理群体形态差异研究

利用多变量形态度量学方法,对辽宁沿海菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)长兴岛(CXD)、旅顺(LS)、营口(YK)、盘锦(PJ)、锦州(JZH)、海洋岛(HYD)、黑石礁(HSJ)以及金州(JZ)8个野生群体进行形态学比较分析。结果表明:主成分分析得到了3个主成分,贡献率分别为40.21%,19.98%和11.57%,累积贡献率为71.75%。聚类分析结果显示,旅顺群体和锦州群体形态最为接近,而与黑石礁群体差异较大。营口群体的趋异程度最大,长兴岛群体、金州群体和海洋岛群体的趋异程度居中。长兴岛群体壳型最扁,贝壳较厚且重;营口群体软体部最肥;金州群体壳型"凸"型最明显,且质量最大,而黑石礁群体贝壳最薄。这些明显特征揭示了不同群体的形态差异。研究结果为菲律宾蛤仔的地理群体识别、种质资源保护与恢复提供了重要依据。     

基于耗散结构理论的千岛湖旅游地演化过程及机制

从耗散结构理论的视角,认为千岛湖旅游地是以外部自然与社会经济环境为支撑,以吸引物子系统、设施子系统、服务子系统和支持子系统为基础的旅游地耗散结构系统(TDSS)。分析了其演化过程,认为从1959 年新安江水库建成到1981 年“富春江-新安江”被确定为国家首批重点风景名胜区,千岛湖旅游系统处于萌芽状态,各子系统尚未完善成形;1982 年至1994 年为系统形成期,各子系统发展逐渐完善,旅游系统整体效应开始初步显现;从1995 年起,千岛湖旅游地系统进入发展期,各子系统基本上发育成熟完善,子系统之间相互作用明显,系统的整体效应显著;2000 年以后,千岛湖旅游地系统处于优化发展状态,各子系统之间进一步协调发展,旅游系统整体效应大大增强,并推动了旅游地的转型发展。探讨了其演化机制,认为旅游地系统演化的本质是耗散结构的负熵输入过程,系统要素的非线性作用是其演化动力,并通过基于外部环境和政府主导的中心控制的系统他组织与基于供给与需求、人地关系、区域协调以及利益主体平衡四类非线性作用的系统自组织而实现。     

地统计学方法在土壤学中的应用

地统计学目前在土壤科学中得到广泛的应用和发展,成为认识土壤特征的一个重要工具.地统计学的空间变异函数和克里格插值等方法是土壤性状分析的主要手段,空间变异函数主要用于描述土壤理化性状空间变异特性,不同的插值方法可优化田间试验设计和田间采样方案,克里格插值方法则特别适用于未测量点土壤属性值的估测等.近年插值方法又被广泛应用于确定区域土壤环境容量和土壤质量标准,随机模拟则用于对土壤特性进行不确定性估计等.因而,地统计学方法对我国大量土壤学资料的整合与分析具有极大的应用前景.     

桑沟湾不同形态锰的分布、季节变化及影响因素

利用催化动力学分光光度法和两步提取法对2011年4月（春）、8月（夏）、10月（秋）和2012年1月（冬）桑沟湾海域溶解态无机锰(DIMn)和表层沉积物中的锰的含量进行测定。结果表明,桑沟湾4个季节（春季至冬季,后同）DIMn浓度呈现出近岸高、远岸低的分布特点,其平均浓度分别为(60.5±43.1) nmol/L、(42.0±30.5) nmol/L、(23.4±11.2) nmol/L和(18.2±13.5) nmol/L,呈现出明显的季节变化,即春季最高,夏季、秋季次之,冬季最低;与相邻的俚岛湾和爱莲湾相比,桑沟湾春季、夏季DIMn的浓度较高,秋季、冬季则没有显著性差异。桑沟湾表层沉积物中总Mn在4个季节的含量分别为(861±308) mg/kg、(915±322) mg/kg、(589±108) mg/kg、(653±185) mg/kg,表层沉积物中醋酸提取态Mn在4个季节的含量分别为(500±272) mg/kg、(502±232) mg/kg、(322±81) mg/kg、(345±91) mg/kg,两者均表现出近岸高、远岸低的分布特点。醋酸提取态Mn的含量在春季、夏季要显著高于秋季、冬季。悬浮颗粒物的吸附和浮游生物的利用是影响桑沟湾DIMn浓度与分布的重要因素。桑沟湾DIMn的源主要包括河流及地下水输送、大气输送、沉积物−水界面释放;汇主要包括养殖生物的清除、向黄海的输送等。简单箱式模型收支计算结果显示,桑沟湾DIMn的源略大于汇,表明除了养殖生物的清除和向黄海的输送,桑沟湾DIMn还存在其他汇。本研究的结果为桑沟湾DIMn的生物地球化学循环的深入认识提供了基础数据。