台湾海峡南部、罗源湾和厦门港颗粒垂直通量研究

采用自行设计和制作的沉积物捕获器分别在台湾海峡南部的两个站位福建罗源湾大官坂垦区和厦门港进行了现场投放,得到迁出真光层的颗粒物通量分别为1.14,0.933,11.9和81.5g/m~2·d;颗粒有机碳通量分别为73.8,98.5,5054和856mg/m~2·d。上述海域沉降颗粒的通量不同,性质上也有所差异。     

RELATIVE BRIGHTNESS INDEX AND IT‘S CLIMATIC SIGNIFICANCE FROM LACUSTRINE SEDIMENT OF NAPAHAI LAKE，NORTHWESTERN YUNNAN PLATEAU，CHINA

Information on the palaeoenvironment from Late Pleistocene to Holocene in northwestern Yannan Plateau has been deduced from a study of a 28.81m-long core taken from Napahai Lake.The results from Relative Brightness In-dex(RBI) as well as those from the lithological analyses of bulk sediments,total organic carbon and granulometric analy-ses have been used to reconstruct the environmental and climatic evolution of the area.The ages were provided by three ^14C datings.The record suggested a climate fluctuation between warm-dry and cool-wet from ca.57 to 32ka B.P.which led a shallowing and swamping of the lake.The water level again increased quickly at ca.32ka B.P.,reached itˊs peak during LGM(Last Glacial Maximum,ca.18-20kaB.P.)and remained relative high until ca.15kaB.P.The high wa-ter level at LGM is attributed to cold-wet conditions.The area experienced an abrupt and unstable climatic changes dur-ing the transition period form 15 to 10ka B.P.with a dominated littoral environment.Awarm-dry climate led to the contrac-tion of the lake during the Holocene and reed-swamps became dominant..After a minor wet-cool pulse during the Late Holocene,the modern climate became to be established.     

兰州市城关区冬季TSP的监测分析及其与辐射的关系

气溶胶的气候效应是目前全球气候变化和数值模拟预测研究中的关键环节和最热门的前沿科学问题，也是了解气候变化机理的基础。为此，通过对兰州市城关区冬季不同高度大气气溶胶及太阳辐射的监测，对该地区气溶胶质量浓度状况及其辐射效应进行了分析。     

矿渣类颗粒介质结构对力链发展规律的影响

矿业活动产生的渣体是不规则颗粒介质,具有级配复杂、结构不稳定的特征,颗粒间通过力链传递应力。以典型铜矿渣为研究对象,借助CT扫描技术获得矿渣的颗粒结构形态,通过开展不同粗颗粒含量的平面压缩试验和数值模拟试验,得到宏观力学变形曲线及力链发展过程和颗粒结构变化,讨论颗粒结构和力链发展协同作用对宏观力学性质的影响机制,以及颗粒介质材料压缩发展规律。结果表明：矿渣类颗粒介质材料的力链发展方向与压力方向一致;矿渣宏观抗压性能随>5 mm粗颗粒含量的增加先增后减,在最优粗细颗粒配比50%处达到最大抗压强度;颗粒结构和力链间软硬结构存在显著的协同演化;压缩过程中内部存在快速压密、颗粒破碎和稳定压缩3个阶段。在矿渣堆填过程中,除控制其粗颗粒在最优级配外,保持均匀填筑和合理的压实使其进入稳定压缩阶段也非常重要。     

普定岩溶水-碳循环模拟试验场水体双碳同位素特征(δ13C-Δ14C)与碳足迹

河流输送到海洋的溶解无机碳(DIC)和有机碳(OC)受自然和人为双重因素的影响。了解DIC和OC的年龄、来源和转化,有助于掌握全球碳收支和提高现在以及未来自然和人类对河流碳循环影响的估算精度。本研究以普定岩溶水-碳循环试验场泉(地下水)-池(地表水)耦联系统为研究对象,利用双碳同位素(¹³C- ¹⁴C)方法,结合水生植物生长和传统水文地球化学特征,揭示了地下水-地表水系统中DIC和颗粒有机碳(POC)的来源及其转化机制。研究发现:(1)泉-池系统中DIC和POC的Δ¹⁴C具有相同的变化趋势,泉水中Δ¹⁴C值低于池水中Δ¹⁴C值,反映后者可能有“较年轻”的CO₂的加入;(2)池水水化学和碳同位素变化由土地利用类型和池中水生植物共同控制;(3)池水中颗粒有机碳(POC)浓度明显高于泉水,且其Δ¹⁴C值表现出与沉水植物和DIC的一致性(表观年龄均为3 200900 a),说明池水POC主要源于池中水生植物光合作用利用了碳酸盐风化产生的老碳(DIC),使新形成的有机质在表观年龄上“偏老”;(4)池水水体内源有机碳对水体POC的贡献在75%以上,内源有机碳通量(以C计)在250 t·km^-2·a^-1至660 t·km^-2·a^-1之间,相对于其他土地利用类型,草地对应的地表水系统具有最大的内源有机碳占比和通量,指示了沉水植物控制型浅水水体初级生产对有机碳循环的重要作用。综上,我们认为在岩溶区通过土地利用调整来调控水生植物群落对于增加碳汇具有重要潜力。     

基于卫星遥感的南海真光层底颗粒有机碳输出通量时空特征研究

在加强海洋强国建设、实现我国碳达峰和碳中和愿景目标背景下准确掌握南海碳通量时空变化格局具有重要的现实意义。根据2009—2018年10 a有机碳通量月度数据集,分析了南海真光层底颗粒有机碳通量变化特征。结果表明:(1)南海区域多年真光层底有机碳输出通量年平均值为55.40 mgC·m^-2·d^-1;其值大小在空间上的分布存在近岸＞陆架＞海盆的趋势。(2)从季节上看,南海真光层底颗粒有机碳输出通量冬季最高,春、秋季次之,夏季最小;真光层底颗粒有机碳输出通量1、4、7、10月平均值分别为82.43、47.37、46.34、54.75 mgC·m^-2·d^-1。研究结果可为全面掌握南海碳循环过程和机制提供技术支撑。     

利用原子力显微镜探针刺入测试黏土颗粒水化膜厚度的试验研究

黏土颗粒水化膜厚度问题是泥质膨胀性岩土膨胀机制研究的理论基础。关于黏土颗粒水化膜厚度测试资料较为丰富,但通过原子力显微镜测试黏土颗粒水化膜厚度的研究成果还较为少见,且在测试方法方面尚不完善。基于3层水化膜结构模型和原子力显微镜测试技术,通过对蒙脱石粉末、泥岩粉末、泥岩岩片3种样品的测试研究,提出了水化膜厚度刺入式测试方法、粉末样和岩石样的制样方法、试验数据的统计处理方法。总结了水化膜厚度测试曲线自由水段、弱结合水段、强结合水段、黏土颗粒段的变化规律。通过和既有研究成果的对比分析,论证了原子力显微镜刺入测试黏土颗粒水化膜厚度的合理性与可行性。结合工程实践,探讨了定量化获取水化膜厚度在理解泥质膨胀性岩土膨胀机制方面的工程意义和理论价值。     

砂土与EPS颗粒混合的轻质土（LSES）细观结构的CT研究

利用医用CT机从定性和定量两个层面研究了砂土与EPS颗粒混合的轻质土（简称为LSES）这种新型土工材料的细观结构,分析了不同水泥掺量（CC）和EPS颗粒含量（Ve /Vs）下LSES不同扫描截面的CT图像以及平均CT数ME值和方差SD。随着CC的增加,ME值增加,LSES的结构更加密实,原生损伤减少,而随着Ve /Vs的增加,水泥水化物C-S-H包裹EPS颗粒表面和填充孔隙的效率都将下降,且Ve /Vs与ME值在本次试验范围内基本呈线性关系。此外,根据SD值在各截面处分布的不均匀性,认为LSES是局部孔隙比分布差异较大的特殊结构性土,CC和Ve /Vs是影响其结构性的主要因素。     

多投影面下珊瑚砂砾颗粒形貌量化试验研究

珊瑚砂砾是一种由死亡的珊瑚、贝类等遗骸经过了漫长的物理与化学风化作用形成的一种特殊岩土介质。珊瑚砂砾颗粒具有易破碎的特点,其细观结构对岛礁地基的宏观力学性能有着重大影响,而砂土颗粒形貌的定量化一直是未能很好解决的技术难题。利用PartAn颗粒形貌观测系统可对同一砂土颗粒的多角度下投影图像进行研究,并通过多种参数对砂土颗粒的形貌进行评估,进而精确区分珊瑚砂砾中枝状、棒状、片状、块状颗粒的形貌特征,适用于不同形状砂砾材料的大量样本的快速测量。同时所得测试数据也可作为数值模拟的基础数据库,为随机生成不规则颗粒的手段提供了数据资源支撑。试验中对17万个单独颗粒进行了形貌量化分析,所得数据库量大,具有较高的统计可信度,同时免除了试验前人工挑选试样所带来的人为因素的干扰影响。所得珊瑚砂砾分形数据具有较高真实度,可为珊瑚砂砾在荷载作用下颗粒破碎的定量化提供可靠方法。     

楚科奇和西伯利亚陆架颗粒有机物的来源：碳、氮同位素的线索

The stable isotopic composition(δ~(13)C and δ~(15)N) and carbon/nitrogen ratio(C/N) of particulate organic matter(POM) in the Chukchi and East Siberian shelves from July to September, 2016 were measured to evaluate the spatial variability and origin of POM. The δ~(13)C_(POC) values were in the range of -29.5‰ to-17.5‰ with an average of -25.9‰±2.0‰, and the δ~(15)N_(PN) values ranged from 3.9‰ to 13.1‰ with an average of 8.0‰±1.6‰. The C/N ratios in the East Siberian shelf were generally higher than those in the Chukchi shelf, while the δ~(13)C and δ~(15)N values were just the opposite. Abnormally low C/N ratios(4), low δ~(13)C_(POC)(almost-28‰) and high δ~(15)N_(PN)(10‰) values were observed in the Wrangel Island polynya, which was attributed to the early bloom of small phytoplankton. The contributions of terrestrial POM, bloom-produced POM and non-bloom marine POM were estimated using a three end-member mixing model. The spatial distribution of terrestrial POM showed a high fraction in the East Siberian shelf and decreased eastward, indicating the influence of Russian rivers. The distribution of non-bloom marine POM showed a high fraction in the Chukchi shelf with the highest fraction occurring in the Bering Strait and decreased westward, suggesting the stimulation of biological production by the Pacific inflow in the Chukchi shelf. The fractions of bloom-produced POM were highest in the winter polynya and gradually decreased toward the periphery. A negative relationship between the bloom-produced POM and the sea ice meltwater inventory was observed, indicating that the net sea ice loss promotes early bloom in the polynya.Given the high fraction of bloom-produced POM, the early bloom of phytoplankton in the polynyas may play an important role on marine production and POM export in the Arctic shelves.