雅鲁藏布江结合带东段仁布-曲松地层分区上三叠统朗杰学(岩)群层序及构造样式再认识

雅鲁藏布江结合带东段夹在南、北两条蛇绿混杂岩带之间的一套活动类型的上三叠统朗杰学(岩)群,许多地质工作者对其地层层序、沉积特征、变形变质、物质来源以及形成的构造环境进行过研究。作者在前人工作成果的基础上,综合对比了已往区调工作获得的实际资料,以(构造)岩石地层为基础,结合沉积古生物特征、变形特征以及区域大地构造背景,对该岩(群)作了进一步的研究。初步认为:朗杰学(岩)群地层层序自老至新为宋热(岩)组、江雄(岩)组和姐德秀(岩)组(章村岩组);郎杰学(岩)群的构造样式为一"Ω"型两翼不对称的复式背斜构造。     

重心转移曲线在时空演化模式表达中的应用

探讨了一种利用重心模型进行时空演化模式定量化表达的方法,并以湖南省1983～1992年疟疾发病空间分布数据为例,通过计算每年度疟疾重心坐标,生成疟疾重心转移曲线,定量地表达湖南省疟疾的时空演化过程。将此方法结果与空间自相关分析结果进行比较,发现两者基本一致。多尺度的重心转移曲线实验结果表明,此方法的尺度效应不明显。     

全球过去千年典型暖期温度空间格局重建

利用过去两千年全球变化研究网络(PAGES 2k network)最新公布的501条代用记录, 重建了全球过去千年全年平均温度空间格局的演化特征, 对比分析了中世纪暖期及其最暖100年与20世纪现代暖期、中世纪暖期和小冰期最暖30年与20世纪最近30年的年平均温度空间模态异同。结果显示, 在世纪尺度上, 现代暖期与历史上中世纪暖期的温度异常空间格局大致相同, 变化幅度也在大部分区域相当, 但从年代际尺度上, 最近30年的升温比过去千年中世纪暖期和小冰期两个典型时期都明显。值得一提的是北大西洋中高纬度海温变化与上述特征并不相同, 在年代际和世纪尺度上小冰期和中世纪暖期海温均高于20世纪。可能原因是大西洋经圈翻转环流在中世纪暖期、 小冰期和20世纪现代暖期等3个特征时段对太阳辐射、火山活动和温室气体等外强迫的响应不同。     

北半球陆地生态系统碳交换通量的空间格局及其区域特征

陆地生态系统通过植被的光合作用吸收大气中的CO2,深入了解陆地生态系统碳吸收强度的空间变异及其区域特征对于准确地预测和评估全球碳收支以及制定高效的区域性生态系统管理政策具有重要的指导性意义。本文以China FLUX的长期联网观测数据为基础,整合了北半球区域已发表的涡度相关文献数据,对北半球区域碳交换通量,即总初级生产力（GPP）、生态系统呼吸（RE）和净生态系统生产力（NEP）的空间格局及其区域特征进行综合分析。我们获取了233个通量站点,732条站点年数据。观测站点分布于亚洲、欧洲和北美洲,纵跨纬度2.97°N到74.47°N,横跨经度148.88°W到161.34°E。气候类型涵盖了热带、亚热带、温带、北方林、极地与亚极地以及高山气候类型。生态系统类型包涵了森林（107个站点）、草地（65个站点）、农田（33个站点）和湿地（28个站点）四大生态系统。研究结果得出：北半球陆地生态系统GPP和RE呈现出显著的随着纬度升高而线性降低的趋势,纬度每升高1°N,GPP和RE在空间格局上约减少22.9gC/m2/a,而NEP的纬向变化规律不明显。森林和农田生态系统的GPP和NEP显著高于草地和湿地生态系统。RE则在森林生态系统最高,平均约为1185±641gC/m2/a,而在其余生态系统间无显著差异。在亚洲、欧洲和北美洲3个区域之间,森林、农田和湿地生态系统的GPP,RE和NEP均无显著差异。仅在草地生态系统中,欧洲草地生态系统的GPP和RE分别为1472±473gC/m2/a和1236±452gC/m2/a,显著高于亚洲和北美洲。GPP,RE和NEP呈现出从温暖性气候区向寒冷性气候区逐渐降低的趋势,同时受到水分状况的调节,表现出在相同的温度带里,相对湿润的气候区具有更高的NEP。这些结果表明北半球陆地生态系统碳交换通量存在着空间变异性,但没有显著的区域差异,然而在不同气候区和生态系统类型间差异显著,这意味着北半球陆地生态系统碳交换通量主要受到温度和水分环境条件以及人类活动的共同影响。     

2000~2010年长江三角洲土地利用/覆盖空间格局动态变化研究

土地利用/覆盖变化与空间格局间的相互作用机制是全球环境变化的研究热点。以2000年、2005年及2010年遥感影像为基础数据源,通过面向对象的分类方法,对长江三角洲的土地覆盖进行分类。利用分类结果,通过数学模型和景观指数探讨了土地利用变化对长江三角洲景观格局的影响。结果表明：1)2000~2010年长江三角洲土地利用变化明显,人工表面“涨势”明显,耕地与湿地则呈现下降趋势;2)10年间长江三角洲土地利用多样化指数增加,土地利用多样性程度逐年提高;3)2000~2010年长江三角洲景观破碎化程度增加,优势度减小,景观形状复杂性与异质性不断加大。这些研究可以为土地利用结构的调整、生态环境的恢复重建提供依据,促进长江三角洲的可持续发展。     

南海北部神狐海域天然气水合物成藏模式研究

南海北部陆坡神狐海域是我国海洋天然气水合物勘探开发研究的重点靶区,独特的水合物成藏特征,难以利用当前观测到的沉积速率和流体流动条件对其成藏机理进行解释和量化说明,对其形成演化模式和控制因素尚不明确.本文构建了海洋天然气水合物形成演化过程的动力学模型,模型的主控参量为海底沉积速率和水流速率,以此计算了神狐海域天然气水合物聚集演化过程,并与饱和度的盐度测试值进行对比.最后,在研究神狐海域地质构造活动和水合物成藏动力学基础上建立了神狐天然气水合物形成演化模式.认为神狐海域当前的天然气水合物是在上新世末—更新世早期断裂体系水合物基础上继承演化而来的,神狐海域天然气水合物形成演化具有典型的二元模式.第一阶段水合物形成发生在距今1.5 Ma之前构造活动形成的断裂体系中,高达50 m/ka的孔隙水流动携带了大量的甲烷进入水合物稳定带,导致了水合物的快速生成,在4万年内形成了饱和度达20%的甲烷水合物;第二阶段发生在1.5 Ma以来,泥质粉砂沉积使沉积体渗透率骤减,0.7 m/ka的低速率水流使甲烷供给不足,在海底浅层新沉积体中无法生成水合物,仅在水合物稳定带底部有缓慢的水合物继承增长,并因此形成了神狐海域当前观测到的水合物产出特征,而且水合物资源量仍在减少.     

龙口桑岛附近海域表层沉积物分布特征

根据桑岛附近海域184个表层沉积物样品的粒度测量结果,分析了表层沉积物类型、分布特征和粒度参数变化规律,并探讨了影响沉积物分布的主要因素。结果表明,桑岛附近海域表层沉积物主要包括砂质粉砂、砂质砾、砾石等7种类型,砂质粉砂分布广泛,含砾的粗粒沉积物主要分布在桑岛周边近岸,细粒组分高值区主要在远岸地区。沉积物分选程度总体上呈中等,偏态值基本都是正值。桑岛南侧水道和依岛北侧表层沉积物起动流速小于最大潮流流速,潮流作用在此处明显;砂质海岸和桑岛北侧海岸沉积物主要受波浪作用影响。     

基于DEM的莱州湾南岸典型水系河间地提取及区域地貌演化研究

以SRTM3-DEM为数据源,在ArcGIS支持下,采用水文分析以及DEM分析数据与地质图、卫星图像和地形图区域数据综合对比分析,结合实地调查及前人研究成果,对莱州湾南岸的弥河、白浪河、潍河3条典型河流河网河间地的提取进行了研究,并对不同流域河间地比率的空间关系、流域地貌侵蚀对比与区域变化、全新世河型及河型转换以及区域地貌发展阶段进行了研究.通过DEM的水文分析、河网提取、河间地制图,得到了每条河流、每种累积流量取值下河网中的河间地,从而提出了快速提取河间地的一种新方法.区域空间上,河间地比率自西向东存在弱的增大变化.流域侵蚀综合分析表明:3条河流曾明显下切,即西部的弥河以单河道截切式下切; 中部的白浪河以拓展式下切; 东部的潍河呈嵌入式下切.表明西部侵蚀下切幅度大于东部(西部河流侵蚀速度快于东部),从而印证了河间地比率西小、东大的空间变化.对古河型(/河网)分析表明,全新世以来有网状河、扇状分汊河、汇聚型河、顺直河和曲流河5种河型.河型转换受控于气候变化、基准面下降和不均衡的构造抬升.将研究区全新世的河流地貌演化分为全新世早阶段、全新世中期早阶段、全新世中期晚阶段、全新世晚期早阶段和全新世晚期晚阶段5个阶段.     

极区电离层对流速度的浅层神经网络建模与分析

电离层对流是太阳风与地球磁场相互作用下驱动的磁层大尺度对流循环与对流电场在极区电离层的映射, 与行星际磁场-地球磁场耦合系统息息相关.本文基于SuperDARN(Super Dual Aurora Radar Network)分布在北半球的23部高频相干散射雷达获取到的二维电离层对流速度对其进行建模研究.模型输入为行星际磁场三分量、太阳风速度、太阳风密度和地磁指数六个空间物理参数, 模型输出为二维对流速度.模型选择两种广泛应用于空间物理建模的浅层神经网络即广义回归神经网络(General Regression Neural Network, GRNN)和误差反向传播(Back Propagation, BP)神经网络.实验结果显示, GRNN模型和BP模型的速度幅值均方根误差分别为174.96 m·s^-1和234.21 m·s^-1, 速度方向角均方根误差分别达到62.30°和88.07°, 相比于对流速度最大值2000 m·s^-1和360°的方向角范围来说, 其误差是可以接受的.外推性实验结果显示, 在第24个太阳周期时, GRNN模型和BP模型的速度幅值均方根误差分别为305.35 m·s^-1和738.15 m·s^-1, 速度方向角均方根误差分别为82.01°和90.56°.实验结果表明, GRNN在时间外推性上的效果优于BP神经网络, 更适用于预测对流速度.我们发现在四种典型空间环境条件下, 利用GRNN模型预测的瞬时对流速度来构建的全域对流模式与现有统计模型构建的对流模式相似, 从而验证预测的对流速度可以用于分析瞬时极区电离层对流.

     

GNSS-A直线测量模式及航迹组合优化分析

海底控制点的GNSS-A定位精度受到测量船相对于海底控制点的航迹影响,本文针对圆形测量模式垂向几何结构较弱的问题,给出了一种新的基于嵌套圆的直线测量模式的分析方法,研究了直线测量模式的参数可估性,并给出了直线测量模式得到唯一解的条件.同时,详细分析了圆形测量模式下要增加十字航迹的原因,推导出圆加十字测量模式下获得海底控制点最优三维点位精度的走航半径约为1.15倍水深.理论分析表明,在圆形测量模式下增加直线航迹能够有效增强其几何结构,提升定位效能.此外,针对是否存在唯一的最优航迹进行了思考,并给出了相应的见解.最后,利用深海实测数据验证了理论推导的结果,圆加十字测量模式较圆形测量模式对海底控制点定位的精度提升可达1.4 cm.