GEOCHRONOLOGICAL LIMITATIONS FOR INTERPRETING THE PALEOCLIMATIC HISTORY OF THE TIBETAN PLATEAU

在当前全球变化背景下,青藏高原冰川急剧退缩严重影响着东亚地区水资源.为了有效地规划水资源,需要对高原气候变化及其机制有深入的理解.尽管在青藏高原及周边地区有大量的古气候记录,但是目前对高原气候的时空变化及其机制仍缺乏深入一致的认识.青藏高原冰川、树轮和石笋记录可以提供过去气候变化的框架,但是这些记录的分布局限于一些特定的地理区域.青藏高原上广泛分布的湖泊沉积物是研究高原气候的时空变化及其机制的优良介质.湖泊沉积物岩芯的年龄控制主要依赖于放射性碳同位素定年,但大多数高原湖泊具有碳库效应,为建立沉积岩芯年代控制需要进行碳库年龄校正所带来的年龄误差目前未有深入研究,这在某种程度上制约了利用湖泊沉积物记录研究高原气候时空变化及其机制.本文比较了目前确定高原湖泊碳库年龄的方法并提出建议采用的方法,汇总目前己发表的高原湖泊碳库年龄,讨论湖泊现代碳库年龄的空间分布及其影响因素,讨论湖泊碳库过去变化及其可能造成的岩芯年代控制误差;以青海湖和班公错两个高原湖泊已发表的记录为例讨论过去碳库年龄变化可能造成对记录完全不同的解释;还讨论了由碳库效应校正而带来的湖泊沉积物岩芯年龄控制误差对青藏高原湖泊记录的末次盛冰期终止年代的空间分布及其对变化机制解释的影响.如果考虑碳库效应的过去变化,目前所观测到的高原气候时空变化及其机制需要重新解释.因此,为了更好地理解青藏高原气候时空变化及其机制,我们需要更多有良好定年、高分辨率和定量化的湖泊记录,本文也建议在解释目前湖泊记录时需要应对年龄控制极大重视.     

国土空间管控的方法与途径

国土空间管控是对国土空间各类开发保护活动的科学谋划与管理安排,是进行国土空间宏观调控和微观管理的重要政策工具。探讨以地域功能和资源环境承载力为科学基点的国土空间管控体系框架,并以福建省和贵州省六盘水市为例,解析“三区三线”协同划定和国土开发强度并测算两个国土空间管控中技术难点的解决方法,在此基础上,提出以功能管控和参数管控为核心的多尺度、多时序国土空间管控途径。研究发现：① 功能管控以主体功能区划和“三区三线”划定方案为基础,按照四类主体功能定位、三类空间（生态、农业和城镇空间）、六类分区（生态保护红线及一般生态区、永久基本农田及一般农业区、城镇开发边界及城镇预留区）以及N类建设和非建设类用途分层级实施;② 参数管控则以国土开发强度为关键目标参数,实施基于总量-目标和过程-增幅双控的阈值管控,以及基于上限和下限双控的分类型管控途径,旨在实现各类空间内和区域整体的生产、生活、生态“三生”结构均衡协调,促进形成高质量、可持续的国土空间开发保护格局。     

非水相液体污染场地源区自然消除研究进展

污染场地的健康风险和环境地质危害备受关注, 自然衰减被公认是优选修复技术。对存在非水相液体的场地, 源区非水相液体残余导致的“拖尾和反弹”问题对污染场地自然衰减技术提出了挑战。近年来源区自然消除技术的出现丰富深化了自然衰减修复的内涵, 展现了解决“拖尾和反弹”问题的巨大潜力。本文综述了轻非水相液体(LNAPL)污染场地源区自然消除的研究历程和最新成果, 研究显示: ①2000年至今, 自然衰减修复的相关研究逐渐从地下水污染羽衰减转向包气带源区自然消除; ②包气带自然消除过程被证实是源区自然消除的关键生物过程, 占LNAPL总质量损失的90%~99%;③LNAPL挥发过程中的生物降解是源区自然消除的主要研究对象。在以上研究过程中,建立的源区自然消除研究方法：①可分为LNAPL源区-羽识别、定性判断和定量估算三个部分; ②包气带定量评估常用浓度梯度、二氧化碳通量(动态密闭室和静态捕集)和热力学梯度是量化评估的三类方法。综合已有的研究进展和难点, 可以预见, 在未来研究中, 识别源区LNAPL的成分变化、明确源区自然消除的限速因子,以及开发恰当的气体脱气和气泡逃逸观测方法,是源区自然消除修复方法应用推广需解决的关键科学问题。     

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。

     

低高度极尖区位形的经验模式

地球极尖区是太阳风等离子体进入内磁层和电离层的一个重要“窗口”,但其总体结构长期以来尚未确定. 2008年3月8日两个连续亚暴期间,太阳风的整体变化范围较大,基于全球三维数值模拟我们建立了一个由行星际磁场(interplanetary magnetic field, IMF)B_Y、B_Z控制的低高度(1.1个地球半径高度)极尖区的预报模式.该模式由椭圆函数构造而成,拟合函数由极尖区位置和宽度控制并取决于IMF B_Y和B_Z.极尖区地磁纬度(geomagnetic latitude, MLAT)随着向北IMF B_Z的增加而增加,随着向南IMF B_Z的增加而明显降低.当B_Y=0时,磁地方时(magnetic local time, MLT)接近12,当IMF为东向(西向)时,极尖区中心将位于北半球下午(上午)侧. MLAT宽度随IMF B_Z从北转南而减小,MLT宽度随IMF B_Z从北转南而增大.通过...     

青藏高原草地地上生物量和理论载畜量

准确模拟和预测草地地上生物量(Aboveground biomass,AGB)和理论载畜量对于维持草地生态系统平衡、优化放牧管理至关重要。当前很多研究以围栏外草地AGB为基础,估算了青藏高原草地AGB的现存量。但是,牛羊啃食后的草地AGB现存量无法准确评估草地理论载畜量。围栏内草地不受家畜采食影响,其年际变率由环境因子驱动,可视为草地潜在AGB (potential AGB,AGB_p),更适用于草地理论载畜量的评估。本研究以青藏高原345个围栏内AGB观测数据为基础,结合气候、土壤和地形数据,利用随机森林算法构建草地潜在地上生物量估算模型,并对当前气候条件(2000-2018年)和未来20年(2021-2040年)4种气候变化情景(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5)下的草地AGB_p和高寒草地理论载畜量进行模拟与预测。结果表明:(1)随机森林算法可准确模拟当前气候条件下的青藏高寒草地AGB_p(R²=0.76,P<0.001);2000-2018年青藏高寒草地AGB_p平均值为102.4 g m^-2,时间上增加趋势不明显(P>0.05);AGB_p年际波动和生长季降水显著正相关(R²=0.57,P<0.001),和生长季温度日较差显著负相关(R²=0.51,P<0.001)。(2)当前气候条件下,青藏高寒草地平均理论载畜量为0.94 SSU ha^-1(standardized sheep unit ha^-1);在过去20年约有54.1%草地理论载畜量呈提升状态。(3)和当前相比,未来20年青藏高原中部和北部草地AGB_p和理论载畜量呈下降态势。因此,建议未来在厘清气候变化影响下草畜关系的基础上进行有针对性的草牧业规划和管理,以缓解区域气候变化引起的草畜矛盾。     

A semi-analytical solution for frost heave prediction of clay soil

Frost heave is one of the main freezing problems for construction in permafrost regions.The Konrad-Morgenstern segregation potential（SP） model is being used in practice for frost heave using numerical techniques.However,the heat release from in-situ and migrated water in the freezing zone could result in some numerical instability,so the simulation of frost fringe is not ideal.In this study,a semi-analytical solution is developed for frost heave prediction of clay soil.The prediction results to the two tests with different freezing mode with clay soil agree well with the tested behavior,which indicates the feasibility of the solution.     

鄂尔多斯盆地南部延长组富铀凝灰岩地球化学特征及形成机制

本文系统地研究了鄂尔多斯盆地南部延长组凝灰岩元素和同位素地球化学特征。结果表明：凝灰岩主量元素具有高K、高Al、Si中等至高、低Na的特征; REE总体特征为轻稀土富集、重稀土亏损,∑REE在4857～40212 μg/g 之间变化,Eu呈现出负异常,在034～082内变化,δCe范围在080～208之间; 微量元素中U含量在312～144 μg/g 之间,Ba、U、Th、Hf和Ce呈明显正异常,Nb、P、Ti和Rb呈现负异常。详细的分析表明：U的富集和一些微量元素如Ta、Dy、Lu等相关,Th与∑REE存在明显的正相关性,这些变化可能和盆地中铀矿的富集有关; 凝灰岩的硫同位素总体呈现深源特征。根据以上的研究对凝灰岩的形成原因及形成环境进行了探讨。鄂尔多斯盆地南部延长组凝灰岩来源于秦岭造山带火山作用,其中的铀元素富集是由于砂岩型铀矿中铀向凝灰岩迁移而被还原所致。本研究对盆地砂岩型铀矿的铀运移和富集机理认识具有一定指导意义。     

苏浙皖边界地区苏皖运动的有关问题

苏皖运动的存在于否,对研究苏浙皖边界地区的地质发展史和正确认识长兴阶地层有重要意义。笔者论证了长兴组的厚度变化、界线粘土层的性质与成因、底砾岩的确认和地层接触关系、古生物群的突变等问题,认为:1)区内苏皖运动是存在的;2)砺山-江阴海堤不可否定;将安徽广德牛头山经江苏宜兴至江阴条带内的龙潭组上部地层作为长兴组的相变产物是不妥的。     

Impacts of Climatic Factors on Runoff Coefficients in Source Regions of the Huanghe River

Runoff coefficients of the source regions of the Huanghe River in 1956–2000 were analyzed in this paper. In the 1990s runoff of Tangnaihai Hydrologic Station of the Huanghe River experienced a serious decrease, which had at- tracted considerable attention. Climate changes have important impact on the water resources availability. From the view of water cycling, runoff coefficients are important indexes of water resources in a particular catchment. Kalinin baseflow separation technique was improved based on the characteristics of precipitation and streamflow. After the separation of runoff coefficient (R/P), baseflow coefficient (Br/P) and direct runoff coefficient (Dr/P) were estimated. Statistic analyses were applied to assessing the impact of precipitation and temperature on runoff coefficients (including Dr/P, Br/P and R/P). The results show that in the source regions of the Huanghe River, mean annual baseflow coefficient was higher than mean annual direct runoff coefficient. Annual runoff coefficients were in direct proportion to annual pre- cipitation and in inverse proportion to annual mean temperature. The decrease of runoff coefficients in the 1990s was closely related to the decrease in precipitation and increase in temperature in the same period. Over different sub-basins of the source regions of the Huanghe River, runoff coefficients responded differently to precipitation and temperature. In the area above Jimai Hydrologic Station where annual mean temperature is –3.9oC, temperature is the main factor in- fluencing the runoff coefficients. Runoff coefficients were in inverse relation to temperature, and precipitation had nearly no impact on runoff coefficients. In subbasin between Jimai and Maqu Hydrologic Station Dr/P was mainly affected by precipitation while R/P and Br/P were both significantly influenced by precipitation and temperature. In the area be-tween Maqu and Tangnaihai hydrologic stations all the three runoff coefficients increased with the rising of annual precipitation, while direct runoff coefficient was inversely proportional to temperature. In the source regions of the Huanghe River with the increase of average annual temperature, the impacts of temperature on runoff coefficients be-come insignificant.