青藏高原水体碳源汇过程的重新认知与挑战

陆地-大气和陆地-水体的碳输送与碳交换共同决定了陆地生态系统的碳平衡,但长期以来青藏高原水体由于缺乏有效的观测数据,导致青藏高原水体一直是全球碳循环研究中被忽视的碳汇功能区。本研究聚焦青藏高原水体,重新认知水体碳侵蚀与碳沉积对青藏高原固碳的重要作用,系统分析河湖库-大气间的碳运移与交换时空格局与驱动机制。通过归纳总结发现:(1)青藏高原河流岩石风化速率以及CO₂消耗速率较高,强烈的侵蚀作用对地球系统吸收和平衡CO₂浓度起着重要的调控作用;(2)青藏高原湖泊是内陆生态系统的重要碳库,12 ka以来湖泊沉积物碳储量约为73 kg C/m²;(3)青藏高原湖泊浮游植物和水生植物影响内陆水体C沉积,年均初级生产力达(553±36) mg C/(m²·d)。(4)青藏高原湖泊目前为“碳源”,碳排放量约为2.27 Tg C/a。此外,本文还阐明青藏高原水体碳源汇过程评估的不确定性,以及从方法学角度分析如何加强其水体的碳循环研究,厘清全球变化下青藏高原水体的碳源汇机制,并展望了青藏高原水体碳源汇功能未来研究所面临...     

斑岩型铜矿床高-中温蚀变过程实验研究及其地质意义

作为金属Cu最重要来源的斑岩铜矿一般发育有典型的蚀变和矿化分带,该分带模式在空间上常呈同心圈层结构.对不同蚀变带元素变化规律和迁移机制进行深入研究,将有利于增进对整个斑岩体系演化过程的认识.本研究采用流动体系水-岩反应装置来模拟斑岩铜矿形成过程中含矿热液与围岩的相互作用,研究元素迁移机制和蚀变分带形成的控制因素.实验结果显示与较低温度相比, 450℃实验产物中元素含量变化更加显著,这表明温度可能是影响水-岩体系内元素再分配的重要因素.温度是造成围岩钾硅酸盐化蚀变和Ca淋滤、活化的关键因素,而且高温下发生同等钠化蚀变需要更高的Na^+浓度.温度也是控制体系中Ti、Sr、Pb置换进入硅酸盐矿物的重要因素.从实验产物推断,在斑岩成矿系统中,中-基性火山围岩由中心向外围K、Ti含量应呈降低趋势,而Ca、Zn和Mn含量增加, Na和Si在靠近高温蚀变带外围可能存在含量峰值或过渡区.本研究为斑岩铜矿系统钾化带的产生、钠化普遍缺失、硬石膏共生等重要地质现象的形成机理提供了实验和理论证据.     

东海海域典型赤潮水体反射光谱模拟研究

东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)是我国东海海域的典型赤潮藻种,其在水体中通常呈垂直非均匀分布,并存在季节性和日内的垂直迁移现象。本文通过量化垂直迁移过程中东海原甲藻的分布状态,利用Hydrolight软件数值模拟各状态下的水体反射光谱,研究其光谱特征和变化规律。利用叶绿素浓度高斯垂向模型表征东海原甲藻在水体中的垂直分布,结合东海近岸海域二类水体的生物光学模型,模拟得到垂直迁移过程中东海原甲藻赤潮水体的反射光谱。对比分析叶绿素浓度垂向分布参数(背景叶绿素浓度、甲藻主体水层厚度、水体总生物量和叶绿素浓度峰值深度)对水体反射光谱的影响。研究结果表明,在东海原甲藻从次表层向表层垂直向上迁移过程中,水体反射光谱数值在蓝绿波段(400—570nm)减小,在黄红波段(570—720nm)增大,特别是在叶绿素荧光效应波段(680nm)处的变化尤为明显。     

琼东南盆地北礁凹陷梅山组单向迁移水道特征及成因探讨

深水区重力流与底流交互作用的过程、响应及动力学机制是海洋沉积学研究的前沿和薄弱环节。本文通过三维地震资料,在深水区北礁凹陷南西部梅山组发现多条相间分布的长条形顺直强振幅水道,垂直于西沙隆起(南部隆起)北斜坡走向,向南西方向单向迁移,水道具有南西陡(凹岸或陡岸)北东缓(凸岸或缓岸)的特征,该类水道分为侵蚀界面和水道砂-堤岸泥过渡复合体系两个单元,侵蚀界面在凹岸的削截反射明显多于凸岸,水道砂-堤岸泥过渡复合体振幅强度由凹岸强振幅逐渐过渡为凸岸弱振幅。分析认为,该类水道发育于中中新世半深海环境,不同于向底流下游方向单向迁移的峡谷,它们向底流上游方向发生单向迁移,并提出其成因模式:前期来自南部的浊流下切形成负向地貌单元(水道),底流对这一地貌单元进行改造,形成迎流面缓(凸岸)背流面陡(凹岸)的地貌,同时驱使浊流上部顺底流方向偏移,形成溢岸浊流沉积,致凹岸沉积速率低,凸岸沉积速率高,这样就迫使水道逆底流方向偏移。沉积物源、中层水相关底流、古气候和海平面的变化、北礁凸起古地形控制是该区单向迁移强振幅水道发育的因素。本研究在南海首次发现这种向底流上游方向单向迁移的水道,是底流与重力流交互作用的新型类型,对古海洋、古气候研究,深水油气勘探有着重要的意义,希望引起地质学家的重视。     

短生命周期海洋涡旋的时空分布特征

中尺度涡旋在海洋中分布广泛,是海洋动力、营养物质等混合和输运的重要途径。统计发现海洋中超过80%的涡旋生命周期不超过1个月,属于本文定义的短生命周期涡旋。本研究采用统计、对比等方法,对全球尺度,较短生命周期涡旋的时空分布特征进行了分析。研究表明,短生命周期涡旋与大洋中环流系统密切相关,其最易发生在暖流和寒流的交汇处以及运动方向相反的两种环流的交汇处,且在除30°S～30°N的热带地区外均表现为气旋式略多于反气旋式。低纬地区,短生命周期涡旋在每年的冷季数量较多,而高纬地区与之相反。除存在大规模东向环流的海域,短生命周期涡旋一般向西迁移,同时气旋式涡旋略倾向于赤道偏转,反气旋式略倾向于极地偏转。短生命周期涡旋的平均位移和平均迁移速率呈相似的赤道对称分布规律。     

北半球夏季中高纬海洋声散射层分布研究

利用第八次北极调查走航ADCP后向散射强度数据,结合太阳高度、海冰密集度和实测水体环境参数数据,统计分析了中高纬海洋声散射层的时空变化特征。结果表明,纬度越高,声散射层在海表滞留时间越短,即使在极昼期间及全海冰覆盖海域,虽然其迁移幅度和后向散射强度减弱,但仍受太阳高度变化影响,且二者具有较强的时序相关性;在北极中央海域,不仅声散射层迁移活动较弱,且出现无明显散射层的情况,可能是因为该海域浮游动物和鱼类聚集度相对较低且迁移活动微弱,超出了本文所用ADCP的探测精度范围;从鄂霍次克海至白令海西南海域,往返ADCP数据均显示有两个后向散射强度上高下低,但垂直迁移时间同步的声散射层,且二者间距随纬度增加而逐渐减小并合为一体,这可能是由不同生活习性的海洋生物造成的。     

利用孪生多层感知机进行线状要素几何相似性判别

针对传统的几何相似性判别方法依赖于人工特征的定义和选取,且难以确定合适阈值的问题,提出一种基于孪生多层感知机的线状要素几何相似性判别方法。该方法将线状要素的几何数据转换为二值图像,利用孪生网络和多层感知机提取线状要素的低维模糊性特征;并通过距离函数计算特征差异,判别线状要素的几何相似性。实验表明,该方法在线状要素几何相似性判别中具有良好的效果,同时具有快速迁移学习的能力;并随样本库的扩充和神经网络模型的优化还有进一步改进的空间。     

个体-家庭地方认同迭代的生命历程空间叙事

在现代性构建和人的城镇化社会进程推动下,地方认同在发生转换和迭代的变化。与静态视角下地方认同的断面研究不同,论文基于生命历程和家的流动性的动态研究视角,以具有70 a时间跨度的个体-家庭为研究主体,对其地方认同随时空迁移的变化和社会意义进行了生活史式的跟踪解读。研究发现：在城乡迁移过程中,随着时空的转移和生活经历的层累,个体-家庭的地方认同发生了转换、迭代的动态变化。① 这一动态变化与家的流动紧密联系在一起,流动中个体与家庭成员在不同生活区域的地方性产生了地方阻力与地方推力,二者综合作用的结果使得地方认同发生了迭代变化;② 社会环境与社会场景、家庭角色、文化适应与个体行为调整是人的城镇化过程中地方认同迭代的重要影响因素;③ 家庭类型变化和代际差异会影响到地方认同迭代发生的幅度。     

中国水资源“农转非”时空异质性及形成机制

借助重心迁移、面板分位数回归分析法研究2003—2015年中国省域水资源“农转非”的时空格局、过程及机制。研究表明：① 水资源“农转非”呈显著空间分异特征,自东南沿海向西北内陆逐渐递减,且北方地区总体低于南方地区。② 水资源“农转非”重心轨迹波动较大,2003—2008年受重庆、青海、云南的引擎拉动呈西南向移动,2008—2015年在西部省份水资源“农转非”减缓,以及辽宁、吉林、北京等水资源“农转非”提升的共同影响下,呈持续东北向迁移。③ 产业结构变动、市场化水平提高、人均水资源拥有量及生态环境改善是水资源“农转非”主要驱动力,水资源利用比较收益、经济发展水平及人口规模等因素则制约了非农用水占比的提升,城市化水平与农业有效节灌率在不同时段对不同等级地区的作用方向与强度呈相反态势。     

天文大潮对南海北部浮游动物生物量的影响

基于2020年8月至11月在南海北部获取的声学多普勒流速剖面仪观测数据,利用后向散射强度数据估算得到相对体积散射强度并用其表征浮游动物生物量的相对大小,对相对体积散射强度的半月变化与具有半月周期的潮流动能进行相关性分析,进而分析天文大潮对声学估算的浮游动物生物量的影响。结果表明：半月周期的相对体积散射强度与潮流动能之间呈负相关关系,即天文大潮时,潮流动能较强,水体相对体积散射强度较低,浮游动物生物量则较小,天文小潮时则情况相反。初步推测其原因为：天文大潮时,强潮流一方面导致浮游动物生存环境恶化,使其生物量下降,另一方面也改变了浮游动物垂直迁移特性,浮游动物迁移到近海底处使其难以被观测。