中国过去3ka冷暖千年周期变化的自然证据及其集成分析

基于集成分析的思想，对不同时间分辨率的自然信息所反映的过去 3ka我国冷暖变化进行综合分析，划分了百年尺度上过去 3ka冷暖变化的阶段，进而发现冷暖变化呈现 1．3～1.35ka的重现周期，每个周期包含相继出现的 4冷暖阶段：持续300～350 a的暖期、550～600 a的冷期、 200～250 a的暖期和200 a左右的冷期。每个冷暖期中发生的相对冷暖事件也服从 1．3～1．35ka周期。在冷暖变化幅度上，300～350 a的暖期较200～250 a的暖期显著，550～600 a的冷期较200 a左右的冷期显著。目前处在长度为200～250 a的暖期中，其特点可以与2．7～2．5kaBP和 1．40～1．15kaBP的暖期相类比。     

全球变化条件下的土壤呼吸效应

土壤呼吸是陆地植物固定CO₂尔后又释放CO₂返回大气的主要途径，是与全球变化有关的一个重要过程。综述了全球变化下CO₂浓度上升、全球增温、耕作方式的改变及氮沉降增加的土壤呼吸效应。大气CO₂浓度的上升将增加土壤中CO₂的释放通量，同时将促进土壤的碳吸存；在全球增温的情形下，土壤可能向大气中释放更多的CO₂，传统的土地利用方式可能是引发温室气体CO₂产生的重要原因，所有这些全球变化对土壤呼吸的作用具有不确定性。认为土壤碳库的碳储量增加并不能减缓21世纪大气CO₂浓度的上升。据此讨论了该问题的对策并提出了今后土壤呼吸的一些研究方向。其中强调，尽管森林土壤碳固定能力有限，但植树造林、森林保护是一项缓解大气CO₂上升的可行性对策；基于现有田间尺度CO₂通量测定在不确定性方面的进展，今后应继续朝大尺度田间和模拟程序方面努力；着重回答全球变化条件下的土壤呼吸过程机理；区分土壤呼吸的不同来源以及弄清土壤呼吸黑箱系统中土壤微生物及土壤动物的功能。当然，土壤呼吸的测定方法尚有待改善。     

中国西部流域水循环研究进展与展望

由于中国西部水文循环的地区特性、生态系统的脆弱性和社会经济发展对水资源需求的增加,使得中国西部开发面临十分现实和严峻的水资源问题。从中国西部流域水循环的特点及存在的问题出发,探讨了中国西部流域水循环研究基础科学问题。同时,对21世纪中国西部流域水循环科学问题的研究进行了展望。核心的方面是：自然变化和人类活动影响的西北干旱地区水资源演变规律是什么？在西部生态环境建设中如何估算生态需水量？西北干旱地区的水资源究竟能够承载多大规模的社会经济发展需求？如何合理分配与调控水资源,最大限度地发挥其潜力,促进该地区社会经济的可持续发展？     

再论华南（东）晋宁－加里东海盆地形成、演化及封闭

华南（东）晋宁－加里东海盆地形成于青白口纪，经历了晋宁期，加里东早期及加里东晚期３个演化阶段。海盆地基底为陆壳，形成于拉伸的裂谷环境，海盆地的封闭以陆内俯冲及拼贴为主，具多阶段性。海盆地基底，特别是华夏地块基底高热值属性导致了加里东海盆地有湘桂海盆地和赣闽粤海盆地２种类型，后者位于华夏基底之上，活动性明显，形成数条陆内动力热流变质带。     

中亚天山地区关键水文要素变化与水循环研究进展

天山地处欧亚大陆腹地,是丝绸之路经济带中段的重要水源地.天山地区的水循环系统具有时空差异性大、水源机制复杂、径流构成多元以及水系统脆弱等特点,水循环各环节受陆表格局和气候变化影响显著,水文要素对气候变化响应敏感,难以沿用现有的流域水循环模式阐述其内在机理.结合文献阅读和研究,系统分析了气候变化背景下天山地区关键水文要素...     

膨胀土干湿循环过程孔径分布试验研究及其应用

采用压汞法对膨胀土干湿循环过程孔隙大小分布的演化规律进行了试验研究,结果表明,随着循环次数的增加,膨胀土的总孔隙体积、孔隙率和平均孔径等微结构参数均递增;分析了试验结果产生偏差的原因,其一是干湿循环过程中膨胀土试样的体积收缩,其二是孔隙形状和测试压力有限的影响,在此基础上对试验数据进行了合理修正。结合毛细管模型,利用修正的孔径分布曲线推算了膨胀土干湿循环过程中的土-水特征曲线,并分析了干湿循环过程中基质吸力的变化规律：以含水率28%为分界点,含水率大于该值时基质吸力随循环次数N的增加而线性递增,含水率小于该值时基质吸力随循环次数N的增加而线性递减;在此基础上,建立了基质吸力与循环次数之间的关系,为解释膨胀土力学特性的干湿循环效应开辟了一条新途径。     

胀缩性土抗拉强度试验研究

抗拉强度是黏性土重要的力学指标之一。自行研制了简易土工拉伸仪,并通过试验确定了合适的制样方法。在此基础上,对具有胀缩性的武鸣红黏土和百色膨胀土分别进行试验,探讨了其抗拉强度与干密度、含水率、干湿循环次数等影响因素的关系,研究结果表明：两种土的抗拉强度-含水率曲线在饱和度接近66%时出现峰值,该峰值对应含水率接近最优含水率,峰值两侧呈指数关系变化,抗拉强度随含水率的变化规律受土中水的形态影响。抗拉强度随干密度的增加而线性递增,增加幅度显著。抗拉强度随干、湿循环次数增加而衰减,1～2次循环时,强度衰减幅度最大,但3次循环后,趋向于一稳定值,稳定值为初始值的20%左右,土体干、湿循环后抗拉强度降低是微结构劣化的结果。     

硝酸盐氮氧稳定同位素分馏过程记录的海洋氮循环研究进展

海洋生态系统中的氮素生物地球化学循环主要是由微生物的代谢过程来驱动的,包括氮固定、氮同化、硝化以及反硝化和厌氧氨氧化过程,这些过程都伴随着不同程度的氮氧同位素的分馏,直接影响着海洋硝酸盐中的氮氧稳定同位素组成.因此,通过检测海洋硝酸盐中的氮氧稳定同位素信号,就可以捕捉到海洋中发生的具体氮素循环过程.细菌反硝化法是这一研究最有力的手段,通过细菌的作用把硝酸盐中记录的氮氧稳定同位素信号转化到N2O中,再通过痕量N2O的同位素质谱测定和分析,准确地反映海洋中发生的氮素转化过程.硝酸盐氮氧稳定同位素分馏过程为深入理解海洋氮循环提供了一个重要的工具,有力推动了海洋氮素生物地球化学的研究,在近10年来取得了重要进展.     

Possible link between multi-decadal climate cycles and periodic reversals of solar magnetic field polarity

The linkage between multi-decadal climate variability and activity of the sun has been long debated based upon observational evidence from a large number of instrumental and proxy records. It is difficult to evaluate the exact role of each of solar parameters on climate change since instrumentally measured solar related parameters such as Total Solar irradiance (TSI), Ultra Violet (UV), solar wind and Galactic Cosmic Rays (GCRs) fluxes are more or less synchronized and only extend back for several decades. Here we report tree-ring carbon-14 based record of 11-year/22-year solar cycles during the Maunder Minimum (17th century) and the early Medieval Maximum Period (9–10th century) to reconstruct the state of the sun and the flux of incoming GCRs. The result strongly indicates that the influence of solar cycles on climate is persistent beyond the period after instrumental observations were initiated. We find that the actual lengths of solar cycles vary depending on the status of long-term solar activity, and that periodicity of the surface air temperatures are also changing synchronously. Temperature variations over the 22-year cycles seem, in general, to be more significant than those associated with the 11-year cycles and in particular around the grand solar minima such as the Maunder Minimum (1645–1715 AD). The polarity dependence of cooling events found in this study suggests that the GCRs can not be excluded from the possible drivers of decadal to multi-decadal climate change.