城乡系统关联耦合的演化特征及地域类型划分

基于城乡系统关联耦合的概念内涵,以东北三省34个地级市为研究单元,采用2003—2017年的城、乡发展数据,运用灰色关联模型,对东北三省城乡关联的内部要素作用、城乡耦合时空特征以及城乡关联耦合地域类型进行研究。结果表明：东北三省历年城、乡各要素间关联度均在0.5以上,属于较高关联;城、乡子系统中对城乡关联耦合的强作用要素集中于城市系统的经济、空间领域以及乡村系统的经济领域,弱作用要素集中于城市系统的工业、社会领域与乡村系统的人口、社会领域;2003—2017年,东北三省城乡耦合度平均值由0.788下降至0.692,城乡相互作用趋于缓和、城乡协调适应性不断增强;东北三省城乡耦合度呈现“南低北高、南北差异日渐缩小、高值集中于各省经济落后区域、低值向四大中心城市极化”的空间格局;东北三省34个城市的城乡关联耦合演化可划分为高水平协调稳定型、高水平协调倒退型、较低水平协调倒退型、低水平与较低水平协调发展型、低水平与较低水平协调稳定型5种类型。     

青藏高原东北缘主要断裂闭锁特征和滑动亏损研究

利用1999—2015年GPS水平速度场, 基于块体-位错模型, 反演了青藏高原东北缘4条主要断裂(海原断裂, 六盘山断裂, 陇县—宝鸡断裂, 西秦岭北缘断裂)的闭锁程度和滑动亏损速率的空间分布, 并分析了各断裂的地震危险性。 结果显示, 六盘山断裂南段、 陇县-宝鸡断裂北段、 西秦岭北缘断裂东段闭锁程度最强, 闭锁深度达到24 km左右; 西秦岭北缘断裂东段滑动亏损速率最大, 平均值达到3 mm/a; 六盘山断裂南段、 陇县—宝鸡断裂北段滑动亏损速率平均值达到1.9 mm/a, 稍弱于西秦岭北缘断裂东段; 海原断裂闭锁程度和滑动亏损速率相对较小, 闭锁程度和滑动亏损都仅分布在浅部。 我们认为现阶段海原断裂的地震危险性相对较小, 六盘山断裂南段、 陇县—宝鸡北段、 西秦岭北缘断裂东段地震危险性高于这些断裂的其他段落。 这些结果对于青藏高原东北缘地震危险性判定和地震灾害评估具有参考意义。     

Response of vegetation dynamics to climatic variables across a precipitation gradient in the Northeast China Transect

This study investigated the influence of climatic variables on the spatio-temporal variation of vegetation growth using normalized difference vegetation index (NDVI) data and climate data from 2000 to 2013 in the Northeast China Transect. Partial correlation and linear regression methods were applied to quantify the response of the growing season NDVI to climatic variables. Gradient analysis was used to investigate how the response changes across the precipitation gradient over the transect. The results show that, at the spatial scale, NDVI increases with precipitation in grassland, and the spatial sensitivity is 0.001/mm. At the temporal scale, grassland NDVI is less correlated with precipitation in wet areas where precipitation exceeds a threshold of 250 mm. The temporal sensitivity of grassland NDVI to precipitation is 0.0003–0.0006/mm. Positive correlations between NDVI and temperature dominate in forest areas, and forest NDVI is sensitive to temperature by 0.06–0.12/°C.     

2011年东日本大地震对中国东北地区地壳变形的持续影响

实际监测与理论研究均表明, 2011年东日本大地震对中国东北地区地壳变形产生了显著的影响。 然而, 对震后影响的持续时间却存在着不同的看法, 有的学者依据所掌握的资料认为即使受影响最大的东北地区其持续时间截止于2013年上半年等。 针对这一问题, 本文对中国地壳运动观测网络2016年前的多期复测资料进行了处理与分析, 结果表明: 这种影响不仅存在, 而且仍是目前东北地区时段性地壳变形的主体成分, 仅是随着时间的推移呈现逐渐减弱的态势。 因此, 推测震后影响至少在今后数年内仍将存在。     

基于GPS观测研究中国东北地区现今地壳形变特征

基于中国东北和俄罗斯远东东南部2012—2017年的GPS观测数据, 利用包含年周期、 半年周期、 线性项和阶跃项的函数模型拟合GPS站坐标时间序列, 得到ITRF2014下的速度场, 并进一步转换到欧亚参考框架下得到相对欧亚板块的速度场。 基于多尺度球面小波方法解算应变率场, 并分析了其空间分布特征, 同时研究了各GPS站对2011年日本东北M_W9.0大地震的震后松弛响应特征和背景形变场特征。 结果表明: ① 若不扣除日本东北大地震的松弛效应, 相对欧亚板块中国东北主体上表现为东南方向运动, 在依兰—伊通断裂和嫩江断裂带之间, 地壳表现为逆时针旋转, 其他区域向东南方向运动, 方向一致性较好, 在敦化—密山断裂东侧速度大小明显增加。 敦化—密山断裂和依兰—伊通断裂两侧拉张量分别为3.96±0.04 mm/a和0.71±0.05 mm/a, 两条断裂的剪切运动不明显。 总体上, 面应变率显示出NW—SE向的拉张和NE—SW向的挤压, 面应变率显示出依兰—伊通断裂南端、 嫩江断裂带北端和俄罗斯远东东南部呈挤压状态。 在依兰—伊通断裂、 敦化—密山断裂南侧以及俄罗斯远东东南部最大剪应变率相对较大。 ② 各GPS测站对2011年日本东北M_W9.0大地震震后松弛的响应整体上表现为东南向运动, 松弛形变量随震中距增加而减小。 松弛效应的面应变率总体上表现为NW—SE向的拉张和NE—SW向的挤压, 面应变率显示出依兰—伊通、 敦化—密山断裂南端、 嫩江断裂带北端以及俄罗斯远东地区具有挤压特征, 其他地区表现为拉张特征。 中国与俄罗斯远东边界南端存在一个明显的最大剪应变率高值区。 ③ 扣除日本东北M_W9.0大地震引起的松弛变形后, 总体上面应变率仍然表现为NW—SE向的拉张和NE—SW向的挤压, 面应变率最大值仍然位于依兰—伊通断裂和敦化—密山断裂南端、 第二松花江断裂带以及俄罗斯远东和中国边界最南段。 在依兰—伊通断裂、 敦化—密山断裂南端, 中国与俄罗斯远东边界南端的最大剪应变率高值区仍然存在, 表明这些地区应变积累较快, 并且一直在持续。     

基于合成速率法的青藏块体东北缘断裂活动分析

基于合成速率法、趋势累积率法与跨断层资料等的结合,从时空的不同角度分析了青藏块体东北缘主要断裂应变积累的运动特征。结果显示:(1)2010～2016年,祁连山断裂带呈微弱拉张的运动态势,海原断裂带由张转压,六盘山断裂带在门源地震前显示张性运动,震后发生转折;(2)长期来看,基于趋势累积率D_c的计算结果显示了祁连山断裂带中、西段累积应变略高于东段,从量值上看整个青藏块体东北缘D_c高值区位于六盘山断裂带附近。     

应用高温甲烷吸附实验研究川东北地区五峰组页岩甲烷吸附能力

页岩甲烷吸附能力是决定页岩气井开采方案的重要参数,对评估页岩气藏潜力意义重大。干酪根类型、总有机碳含量、矿物组成、成熟度和孔径等是影响页岩吸附性能的因素,但针对高温高压下过剩吸附现象对页岩甲烷吸附能力影响的研究还需开展进一步的探索。为揭示四川盆地东北地区五峰组页岩甲烷吸附能力,本文通过场发射扫描电镜、低温氮气吸附和高压甲烷吸附实验,研究了高温高压下页岩的甲烷吸附能力,并分析了页岩孔隙结构等对页岩吸附能力的影响。结果表明:①五峰组页岩孔隙结构非均质性强,发育有机孔隙、粒(晶)间孔隙、粒(晶)内孔隙和粒(晶)间溶孔等多种孔隙;②比表面积平均为19.1282m^2/g;孔体积平均为0.0195cm^3/g;孔径平均为5.2226nm;③修正后的饱和吸附气量为2.56m^3/t;④五峰组页岩甲烷吸附性能受控于比表面积、孔体积;有机质含量越大、有机质热演化程度越低,其甲烷吸附性能越强;⑤孔隙结构是影响页岩甲烷吸附能力的重要内因。同时指出低压条件下的实验吸附曲线不适合直接评价页岩甲烷吸附能力。     

青藏高原东北部区域性大到暴雨的诊断分析及数值模拟

利用NCEP时间间隔为6h的1°×1°的格点资料、常规探测资料和MM5V3.4版非静力中尺度模式对2003年7月29～30日高原东北部的区域性大到暴雨过程进行诊断分析和数值模拟,研究该过程的天气形势、物理量场配置和卫星云图的演变特征及复杂地形的影响。结果表明,南亚高压西部副型是高原东北部大到暴雨天气过程的主要流型,对大到暴雨预报有一定的指示意义。云系的叠置可为高原及邻近地区的暴雨预报提供重要的依据。MM5非静力中尺度模式对高原大到暴雨天气过程有一定的模拟能力,可为高原暴雨的进一步诊断分析提供高分辨率资料。高原大到暴雨过程的水汽初始源地,有直接水汽源和陆地水汽源。暴雨盛期,物理量场配置与平原地区不同。低层辐合和气旋性涡度的加强所产生的强上升运动是造成较大降水的原因,中低层出现θse的Ω型场是一种不稳定的层结,暴雨区出现在暖舌中。高原东北部的特殊河谷地形及叠加在高原大地形上的中尺度地形对冷暖空气的作用对暴雨过程至关重要,地形在其中的作用主要是动力性的。     

东北地区煤田地质环境放射性综合评价方法研究

通过筛查天然放射性测井资料获取地层连续的放射性数据,以异常层与煤层的位置关系确定煤层型、煤间型、煤上型、煤下型4种异常类型,建立了一套应用于煤田原生地质环境放射性综合评价方法.经过对评价方法和评价结果的分析,认为东北地区巴彦山煤田、呼和诺尔煤田、阜新煤田、平庄煤田等地质环境放射性明显,在开发中应注意放射性核素迁移造成的环境影响.     

东北地区黑土退化地球化学指示与退化强度

利用东北地区土地质量地球化学调查数据,分析探讨了黑土不同退化类型的地球化学指标变化,并与20世纪80年代对比分析了黑土下降的面积和强度.结果显示,有机质下降和盐碱化是黑土退化的关键因素,在有机质缺乏区和碱性土壤区,土壤C/N值均小于10.0,且全氮、全磷、全硫、有机碳等指标间呈现弱相关性,而代表黏粒的铝、铁氧化物或指标与易被这些物质吸附的微量元素仍保持“生命共同体”特点.对比海伦及公主岭地区不同时期土壤锌、钼等微量元素含量,显示锌、钼等微量元素含量10年来均明显下降,表明在黑土有机质流失以及土壤盐碱化过程中土壤全氮、全磷、全硫以及锰、锌等营养元素在一定程度上随之流失.自20世纪80年代以来,松辽平原区土壤有机碳减少面积达54.45%,有机碳减少了131 Mt,其中向大气释放碳数量为26.2 Mt.在开垦相对较晚的黑龙江省,黑土有机碳下降程度最强,由北向南随着开垦程度增强,有机碳下降程度反而相对较小,体现随着开垦程度增强,有机碳不断趋于平稳的过程.通过统计及对比研究认为,在研究黑土退化及黑土开发保护过程中既要重视人为活动导致的土壤养分流失,也要重视黑土向强酸、强碱化发展的趋势.