基于经验模态分解和小波分解估算海气通量涡相关计算中的截断时间尺度

基于时长38天的海表风场实测数据,应用经验模态分解(EmpiricalModeDecomposition,EMD)和小波分解(Wavelet Decomposition, WD)这两种数据处理方法首先对涡相关法中的截断时间尺度(CutoffTimescale,CTS)进行估算,结果显示:基于EMD与WD方法估算出的CTS一般都在40秒左右(EMD的结果略小),远远小于传统涡相关法中CTS的取值(固定为10分钟),且EMD和WD的使用使得每一段数据都能够根据自身的湍流特点而获得合适的CTS; EMD方法和WD方法有效的去除了计算结果中的非湍部分,且对通量传输方向的刻画也更加合理,极大提高了通量的计算精度,所得通量与传统方法计算的通量偏差平均值高达45%;研究还对EMD和WD的优缺点进行了对比分析,结果表明EMD相比于WD有更高的自主性,而WD对信号的分离程度则更高。     

土壤碳氮与土壤酶相关性研究进展

土壤酶在生态系统中起着重要的作用，是土壤有机体的代谢动力，参与包括土壤生物化学过程在内的自然界物质循环。土壤碳氮作为土壤生物化学研究的重要内容。与土壤酶具有密切的关系。综述土壤碳氮与土壤酶的相关性，对研究其全球的变化很有必要。     

高寒草甸土壤组分碳氮含量及草甸退化对组分碳氮的影响

以青海省果洛州达日县原生高寒嵩草（Kobresia）草甸封育系统和重度退化草甸为对象,通过密度分组技术将每个土样分为2个组分：轻组和重组,分别分析每个组分的有机碳和全氮浓度,研究高寒原生嵩草草甸土壤密度组分碳氮数量和性质、检验高寒草甸退化对土壤轻组和重组中碳氮含量的相对影响程度;研究结果如下：（1）高寒嵩草草甸原生植被土壤表层重组和轻组的碳浓度分别为3.84%和28.63%,氮浓度分别为0.362%和1.192%,重组中C：N为10.60而轻组中的碳氮比为23.80;（2）从各组分中有机碳占全土有机碳的比例看,重组中的有机碳占明显优势;随土壤深度的增加,重组碳的比例由78.95%（0～10cm）上升到90.33%而轻组碳的比例由21.05%（0～10cm）下降到9.68%;（3）高寒草甸严重退化导致表层土总有机碳由47.47g·kg-1下降到17.63g·kg-1,其中重组碳含量由37.31g·kg-1下降到16.01g·kg-1,轻组碳含量由10.01g·kg-1下降到1.62g·kg-1,即按照土壤组分碳氮含量计算,重组碳流失了57%,轻组碳流失了84%;同时重组氮流失了43%,轻组氮流失了79%;（4）轻组中碳氮流失的主要原因不是由于草甸退化导致轻组本身碳氮浓度降低,而是由于土壤中轻组绝对数量降低导致的.重组中氮的流失远低于碳的流失,这可能暗示重组在保护氮的方式上与有机碳存在区别.     

基于概念模型的麦田土壤水分动态模拟研究

农田土壤水分模拟是农业用水管理的重要依据。以根区土体水量平衡方程为依据,考虑根区下界面水分通量,构建了农田土壤水分变化模拟模型,该模型由作物蒸散量模型、根区下界面水分通量模型以及水量平衡方程等组成。采用山西水利职业技术学院试验基地2007年和2008年2个年度冬小麦试验资料,确定了模型参数。结果表明,土壤储水量模拟计算值与实测值有较好的一致性,其相关系数达到0.9555;F检验结果达到极显著水平,所建立的麦田土壤水分动态模型可用于作物蒸散量、根区下界面水分通量和田间土壤水分的模拟计算;计算精度平均达到3%～11%。表明该模型可较好地描述农田士壤水分转化过程。     

灼烧法中有机质与总有机碳换算关系的重建及其在页岩分析中的应用

有机质与总有机碳(TOC)的换算关系为wo=1.724×wTOC,难以满足当前页岩气开发的现场测定要求,需要作出修正。本文以鄂尔多斯盆地南部页岩样品为研究对象,在传统灼烧法基础上,采用X射线荧光光谱仪测定页岩组成,得出影响烧失量的因素;用热重-差热仪研究页岩灼烧情况,确定了无机盐不分解而有机质分解的最佳灼烧温度和时间。通过线性拟合灼烧法测得的有机质含量与仪器法测得的有机碳含量间的换算关系,建立了一种通过测定烧失量来换算总有机碳含量的新方法。在页岩最佳灼烧温度480℃,灼烧时间1.5 h条件下线性拟合建立了两种新的换算关系,获得TOC测定值与仪器法的标准值相对误差分别为1.691%、0.486%,检出限分别为0.41%、1.60%。综合它们的优缺点,可将测定页岩类样品的换算关系重建为wo=2.125×wTOC。重建的方法通过严格控制灼烧温度,解决了传统灼烧法中烧失量因无机盐高温分解造成有机质代表性不足的问题,可用于精确测定页岩中的有机质或有机碳含量。     

湖泊沉积物中磷酸盐氧同位素前处理方法对比

磷酸盐氧同位素(δ~(18)OP)是一种有效的磷源示踪方式.由于湖泊沉积物的组成十分复杂,必须对样品进行除碳处理和纯化处理.本文对目前应用较为广泛的几种前处理方法进行比较,包括NaClO处理和H_2O_2处理等除有机碳方法,以及Blake法和Mc Laughlin法等纯化方法,以期获得适用于湖泊沉积物磷酸盐氧同位素的前处理方法.结果表明:(1)NaClO处理可以保证较高的无机磷提取效率,同时能有效地减少无机磷提取液中有机质含量,且对不同形态磷的破坏较小;H2O2对有机质的去除效果不稳定,且处理后样品磷形态之间发生转化,显著增加了提取的无机磷浓度.(2)Blake法和Mc Laughlin法分别采用磷钼酸铵(APM)+磷酸铵镁(MAP)沉淀和Ce PO4沉淀对样品进行纯化.在纯化处理湖泊沉积物过程中,Blake法优于Mc Laughlin法,主要体现为有机质去除率高,并且磷的回收率较为稳定.(3)经Blake法纯化丹麦Nordborg湖沉积物样品得到的Ag_3PO_4中C、N含量低于Mc Laughlin法且重现性好.本文结合NaClO法与Blake法的优点,建立了一种适合湖泊沉积物的磷酸盐氧同位素前处理方法:首先用2.5%NaClO对沉积物样品进行除碳预处理,然后对磷酸盐提取液依次通过氢氧化镁共沉淀(MAGIC)、APM+MAP沉淀、阳离子交换树脂处理,最后生成Ag3PO4沉淀.     

烷基萘分子稳定碳同位素组成演变的热模拟实验及其意义

萘及烷基萘是原油和沉积有机质的重要组成。目前对于烷基萘单体稳定碳同位素组成随有机质成熟作用加深的演变特征鲜见报道。本研究选取松辽盆地杜601井嫩一段低熟黑色泥岩进行热压模拟生烃实验,采用两步柱色谱层析技术分离烷基萘化合物使其达到稳定碳同位素的在线准确测定,从而厘定有机质不同成熟阶段烷基萘单体稳定碳同位素组成分布面貌。实验结果显示,不同模拟实验温度点排出的一甲基萘(MNs)和二甲基萘(DMNs)各异构体具有相对一致的稳定碳同位素值,分别介于–29.5‰~–29.3‰和–30.9‰~–30.5‰之间,这可能与生烃过程中干酪根的非均一性裂解有关;三甲基萘(TMNs)各异构体之间稳定碳同位素值差异较大,介于–36.8‰~–31.1‰之间,这可能与生源效应有关;其中,1,2,5-TMN稳定碳同位素组成偏轻,介于–36.8‰~–35.6‰之间,可能是细菌来源的藿类化合物降解及其芳构化的产物。实验结果表明,随着有机质热演化作用的加深,烷基萘单体稳定碳同位素组成变化介于0.8‰~1.4‰之间,基本在仪器测试误差范围之内,反映成熟作用所导致的烷基萘单体稳定碳同位素动力学分馏较小。因此,烷基萘单体稳定碳同位素组成可以成为油-源和油-油对比的潜在指标。     

柴达木盆地天然气的碳同位素地球化学特征及成因分析

依据天然气碳同位素中δ13C1、δ13C2、δ13C3的组成与划分标准，将柴达木盆地天然气划分为煤型气、裂解气、油型气与生物气四种类型，通过对天然气同位素中的δ13C1、δ13C2-δ13C1、δ13C3-δ13C2值的差异分析以及与对应的烃源岩干酪根碳同位素进行对比分析，探讨了柴达木盆地不同地区天然气的成因以及影响因素，这对于探索柴达木盆地的成气规律以及在不同地区天然气勘探的目标选择都有着现实意义。     

洱海沉积物中有机质和DNA的分布特征

测定了洱海沉积物中有机碳、氮,提取了沉积物中的DNA。有机碳氮呈现相同的变化趋势降解主要发生在表层10cm;7cm前后氧化-还原条件变化,微生物电子受体改变,所以有机质的降解方式不同,出现不同的特征。利用分子生物学和地球化学相结合的方法,能更全面的认识和理解早期成岩过程。     

塔里木盆地柯坪地区上寒武统表生溶蚀型藻格架白云岩的地球化学特征及意义*

采用野外观察、室内薄片鉴定及多项地球化学分析技术方法,对塔里木盆地柯坪地区上寒武统表生溶蚀型藻格架白云岩的特征及成因进行了研究。宏观上,藻格架白云岩呈丘状、透镜状夹于潮坪相白云岩层间,由于差异性溶蚀,发育了大量表生溶蚀孔。微观上,藻格架由富藻的泥粉晶白云石组成,而架间孔由浅色的亮晶白云石充填。藻格架泥粉晶白云石呈他形—半自形,镶嵌结构,具有暗红色—橙红色的阴极发光,较高的Na、K含量,较低的Fe含量;δ¹³C为-0.572‰～0.124‰、平均值-0.116‰,δ¹⁸O为-5.391‰～-4.983‰、平均值-5.240‰,表明其形成于准同生阶段盐度较高的相对氧化环境中。架间充填的亮晶白云石胶结物,呈半自形—自形中细晶,具有昏暗的阴极发光或者不发光,较低的Na、K含量,较高的Fe含量,δ¹³C值为-0.662‰～-0.251‰、平均值为-0.460‰;δ¹⁸O值为-6.639‰～-5.939‰、平均值-6.267‰,表明其形成于相对还原的埋藏环境。稀土元素分析结果表明,二者均具有LREE轻微富集、HREE亏损、Eu负异常特征,与海相泥晶灰岩稀土元素配分模式相似,揭示了其白云化流体均来自于原始的海水。在溶蚀作用方面,亮晶白云石胶结物相对泥粉晶白云石藻格架更易于溶蚀。前者在大气水表生溶蚀过程中,主量元素Ca、Mg丢失显著,Mg/Ca值由0.955降至0.007,微量元素Na、K丢失相对明显,Na/Ca值由原来的3.8×10^-4降为1.9×10^-4,K/Ca值由1.1×10^-3降至检测限以下,而不改变稀土元素的配分模式。这些特征表明,表生溶蚀过程在元素特征上是一个去白云化的盐度降低过程,而这一过程中基本无稀土元素的带入带出。