石漠化区植被恢复过程凋落叶分解特征及其对土壤有机碳/氮的影响——以重庆中梁山为例

运用凋落物分解袋及样品室内分析的方法,研究了石漠化脆弱生态区植被恢复不同阶段主要建群种凋落叶分解及有机碳、氮释放动态及其与土壤团聚体有机碳、氮之间的关系。结果表明:(1)各植被恢复阶段凋落叶分解系数介于0.73～1.33之间,不同阶段之间表现为,草地<灌丛<乔木林<灌乔林,人工樟树林介于乔木林与灌乔林之间。(2)各植被恢复阶段凋落叶有机碳、氮净释放率介于58.5%～72.9%与21.2%～63.9%之间,有机碳在分解期间表现为净释放,有机碳、氮释放率随植被恢复年限的延长呈增加的趋势。(3)凋落叶分解与养分释放对土壤有机碳、氮含量的提高有促进作用。其中,凋落叶分解系数与0.25～1 mm、<0.25 mm粒径团聚体轻组有机碳、氮之间关系密切。在植被恢复过程中,凋落叶分解速率及有机碳、氮释放率随恢复年限延长而呈增加趋势,凋落叶分解对土壤有机碳、氮有重要影响,轻组有机碳、氮优先向小粒径团聚体输入,小粒径团聚体在土壤有机碳、氮积累中有重要作用。凋落叶分解一方面能为植物生长提供养分,同时也促进土壤有机质的形成与积累,植被恢复过程中应加强水土保持、提高土壤层的养分保蓄与抗水土流失能力。      

俯冲带蛇纹岩的变质过程

俯冲带蛇纹岩是俯冲带流体的重要来源,特别是其深部脱水作用对地幔动力学影响深远,是研究俯冲带约80~200km深度范围的地球动力学的关键,因此研究蛇纹岩的变质作用过程及其相关特征矿物(组合)的温压稳定范围具有重要意义。蛇纹岩具有简单的矿物(组合):蛇纹石类、硅镁石类、磁铁矿、氢氧镁石、绿泥石、橄榄石、透辉石、角闪石、滑石等,并且这些矿物(组合)对温压变化不敏感从而很难用来判定蛇纹岩所经历的变质演化轨迹。近几十年来,研究者通过实验岩石学和野外地质观察,主要研究了蛇纹石类矿物和硅镁石类矿物的温压稳定范围,并且试图使用这些特征矿物(组合)来判定俯冲带蛇纹岩的峰期变质条件。本文总结了蛇纹岩中这些主要矿物的温压稳定范围和相关变质反应,并且以中国西南天山蛇纹岩为例,展示使用特征矿物(组合)和叶蛇纹石Al等值线判定蛇纹岩峰期温压条件在实际岩石中的应用。另外,早期对叶蛇纹石的研究表明:随着温压条件的变化,叶蛇纹石的晶体结构会发生相应的调整。表现为单位晶胞内硅氧四面体的个数(m值)发生变化:温度升高,m值变小;压力升高,m值变大,这个发现在高压实验和天然样品中得到了一定程度的验证。本文利用已知峰期温压范围的叶蛇纹石样品分别采用粉末制样法和离子减薄制样法,进行透射电镜测试(TEM)样品的m值,并通过统计的方法获得叶蛇纹石的m值的峰值。结果显示叶蛇纹石的m值的峰值在一定程度上可以用以指示温压条件。本文提出可以用矿物组合、叶蛇纹石Al等值线和叶蛇纹石m值峰值相结合的方法确定蛇纹岩的变质温压条件和P-T轨迹。     

棉花阴、阳叶的气孔导度和光合作用观测对比及模型应用

以实验观测数据为基础,对棉花阳叶和阴叶光合速率、气孔导度的变化进行比较,通过双叶模型和大叶模型对冠层光合作用进行对比分析,结果表明,大叶模型的计算结果普遍高于双叶模型,总体高出13％。由此可见,过去在研究植被一大气碳交换中使用大叶模型估算植物光合作用会夸大碳汇的作用。     

典型特大城市下垫面空气动力学特征参数的计算与分析研究

基于2012年12月—2013年11月上海徐家汇气象铁塔风和湍流观测资料及铁塔周边500m半径范围(平均建筑高度为39.5 m)下垫面信息,分别利用温度方差方法、风速标准差方法、涡度相关法和形态学方法计算典型特大城市下垫面零平面位移和动力学粗糙度。结果表明,温度脉动方差法计算的零平面位移与建筑物高度分布存在差异,但在58~208°方向与建筑顶面积系数呈现正相关(相关系数0.73),计算公式的经验参数、稳定度阈值和风速对计算结果影响较为显著;涡度相关方法和风速标准差方法计算的动力学粗糙度随风向分布趋势相似(相关系数0.94),并与零平面位移呈负相关关系。形态学方法与动力学方法之间数值和随风向的变化趋势均存在差异,风温观测仪器源区和形态学方法分析区域具有显著影响。     

基于数学形态学的三维风暴体自动识别方法研究

基于雷达数据的风暴体识别、追踪及预警方法是重要的临近预报技术之一,其中准确的风暴体自动识别是进行风暴体自动追踪和预警的前提。在风暴体识别中常会碰到的两个问题是:虚假合并和从风暴簇中分离出相距较近的风暴单体。美国国家大气科学研究中心提出的TITAN(Thunderstorm Identification,Tracking,Analysis,and Nowcasting)算法使用单阈值进行识别,容易将相邻的多单体回波识别为一个风暴体。美国国家强风暴实验室提出的SCIT(Storm Cell Identification and Tracking)算法使用7个反射率因子阈值进行识别,可以较好地分离出风暴簇中的风暴单体,但它直接抛弃了低阈值的识别结果,导致风暴体内部结构信息的丢失。SCIT的这种识别策略可能会使处于初生阶段、强度较低的风暴体被错误地抛弃掉。TITAN和SCIT都无法完全识别出相邻风暴的虚假合并。为了解决这两个问题,文章提出了基于数学形态学的识别方法。该方法首先使用第1级阈值进行单阈值识别;其次,对识别得到的风暴体执行基于动态卷积模板的腐蚀操作,以消除虚假合并;然后,使用高一级阈值进行识别,并对识别得到的风暴体进行膨胀操作,当风暴体的边界在膨胀的过程中相互之间接触,或接触到了原来较低阈值识别的风暴体的边界时,则停止膨胀过程;最后,逐次使用更高级别的阈值进行识别,并在每一级阈值的识别过程中执行腐蚀和膨胀操作。试验结果表明,通过在多阈值识别的过程中综合使用膨胀和腐蚀操作,基于数学形态学的三维风暴体识别方法不仅能够成功地识别出风暴体的虚假合并,同时还能在从风暴簇中分离出相距较近的风暴单体时,尽可能多地保留风暴单体的内部结构信息。     

B货翡翠的漫反射红外傅里叶变换光谱法鉴别

对酸处理后注蜡和注胶的翡翠（Ｂ货），漫反射红外傅里叶变换光谱法是一个有用的非破坏的识别手段，因此，ＤＲＩＦＴ光谱法可用来鉴别天然的未经处理的翡翠与打蜡翡翠（Ａ货）。ＤＲＩＦＴ光谱中表现出的强吸收峰可用于检测胶和蜡的存在。利用ＤＲＩＦＴ光谱法对１０个翡翠样品进行综合研究。结果表明，其中一些翡翠样品已经过了酸处理、注蜡或注胶处理。该研究结果已被基础宝石学测试和Ｘ射线光电子分光光度法（ＸＰＳ）检测所证实     

应用XRF-SEM-XRD-FTIR等分析测试技术研究丽水蓝色类欧泊(蛋白石)的矿物学与光学特征

直至目前,我国相关欧泊的矿藏及其相应的矿物学特征鲜见报道,近期在浙江丽水缙云地区发现的蓝色类欧泊石引起了宝玉石科研工作者的广泛关注,但此矿物的相关研究至今尚未见论述。本文应用X射线荧光光谱(XRF)、场发射扫描电镜(FE-SEM)结合X射线粉晶衍射(XRD)与傅里叶变换红外光谱(FTIR)等多种综合检测技术首次对该类蓝色原矿的矿物学及光学变彩性质进行研究。结果表明:XRF分析显示蓝色原矿的主体化学组成为SiO₂(质量含量95%),仅含极少量的Fe₂O₃与Al₂O₃等杂质。同时,蓝色原矿及其相应的热处理后样品局部区域具有明显的变彩特征,主体的化学组成与其光学特征与天然欧泊的组成及变彩效应类同。XRD分析显示原矿粉体的无机相的晶型为方石英相,衍射峰形锐化,该晶体的结构特征明显相异于天然欧泊即微晶类的蛋白石(Opal-CT)、Opal-C与非晶蛋白石类(Opal-A)。此外,样品的红外光谱与天然欧泊间存在一定的频率位移。鉴于此,初步将该类原矿归属为类欧泊,因蓝色原矿所在地丽水缙云地区属于中生代陆相火山岩的地质,因此进一步将该原矿命名为一类火山岩类的类欧泊石,而有关此类欧泊是否可以归属为广义上的欧泊有待再作商榷。同时基于对蓝色原矿有无变彩效应区域的FE-SEM测试结论,本文初步推测该类矿物的光学变彩特征与原矿表面的“叠瓦状”结构形貌有关。     

山东省青岛市灵山岛下白垩统中发现鱼类和叶肢介化石

山东省青岛市灵山岛下白垩统沉积岩地层首次发现鱼类和叶肢介化石。鱼类化石为Lecoptera sinensis Woodward(中华狼鳍鱼);叶肢介化石为Yanjiestheria Chen(延吉叶肢介属),分为4个种。该鱼化石属于热河生物群的典型分子,和该叶肢介属在胶莱盆地中广泛分布,属于早白垩世陆相河湖动物群。两类化石同层保存,化石保存完整,属于原地埋藏,所以含这些化石的地层应属于陆相沉积,而与海相沉积关系不大。这套地层因岩性和沉积环境与胶莱盆地南部地区的莱阳群法家茔组(K_1f)非常接近,建议使用法家茔组之名,而不使用因被认为是海相浊流沉积而命名的"灵山岛组"。     

东南极凯尔盖朗群岛与克洛泽岛小鳞犬牙南极鱼群体耳石形态初步分析

耳石外型分析已广泛用于鱼类种群识别,而东南极克洛泽岛与凯尔盖朗群岛的小鳞犬牙南极鱼(Dissostichus eleginoides)被认为存在两个不同的地理种群。由此,本研究利用6个耳石形状指标(形态因子、圆度、环率、矩形趋近率、椭圆率和幅形比)和椭圆傅里叶系数对凯尔盖朗群岛与克洛泽岛的小鳞犬牙南极鱼耳石外型进行描述和分析。分析前,首先排除个体异速生长效应对耳石形态造成的影响,再应用主成分分析选取后续判别分析的成分。基于形状指标和椭圆傅里叶系数相结合的耳石外型判别分析结果显示,判别成功率为80.00%。来自凯尔盖朗群岛与克洛泽岛的小鳞犬牙南极鱼耳石外型整体形态相似,但耳石外部轮廓存在着细微差异。结合以往的遗传学结论和标志放流结果,耳石外型研究可以初步推断,克洛泽群岛和凯尔盖朗群岛之间存在种群交换,但因为两个区域之间的交换比例和机制尚不清楚,需利用多种分析方法,如耳石微化学、标志放流等作进一步阐述和补充。     

利用傅里叶函数构建全球气压气温改进模型

针对全球气压气温(GPT2w)模型各气象参数存在明显周期性误差的问题,该文以2015—2017年长三角地区的7个探空站资料作为参考,分析GPT2w模型各气象参数残差的季节性周期变化,并利用多阶傅里叶函数建立一种新的GPT2w改进模型。分析结果表明：与探空数据相比,GPT2w模型气压、温度、水汽压和加权平均温度的RMS均值分别为8.87 hPa、8.80 K、8.80 hPa和7.30 K;GPT2w改进模型气压、温度、水汽压和加权平均温度的RMS均值分别为3.65 hPa、2.76 K、2.47 hPa和2.48 K,相较于GPT2w模型总体精度有大幅改进,且与GPT3模型相比,其精度亦有明显改进。总体而言,利用傅里叶函数的GPT2w改进模型可在长三角地区获取精度优于GPT3模型的气象参数。