赤道不稳定波对海气相互作用影响的数值模拟分析

赤道不稳定波 (tropical instability waves) 存在于热带东太平洋赤道附近, 通常于每年的春末夏初出现, 以约0.6 m/s速度向西传播, 波周期为20～40天左右, 波长约为1000～2000 km.本文利用一个全球高分辨率海气耦合模式对赤道不稳定波在赤道附近的热量输送进行分析, 表明赤道不稳定波产生指向赤道的热通量, 从而部分抵消了热带东太平洋地区由Ekman辐散和温度平流导致的强冷却效应, 维持热带地区的热量平衡.其对赤道冷舌区的增暖作用可以消除和减弱气候模式中热带东太平洋地区的系统性冷偏差, 能使冷舌的强度和分布得到合理的改善, 对气候模式的改进和发展具有潜在贡献.赤道不稳定波还可以改变赤道海洋上空低层大气层结稳定度, 导致近地层强的风场辐合辐散, 并进一步影响大气混合层的温度、 风场等气象要素.模拟分析结果还表明, 赤道不稳定波对大气强迫产生二次响应, 改变赤道上空逆温层的垂直位移和逆温强度.研究赤道不稳定波对热带海洋气候及其海气相互作用机理的理解具有重要意义.     

20世纪90年代中国东西部土地利用变化时空特征分析

在覆盖全国的1km栅格土地利用本底与动态成分数据时空信息平台支持下,应用土地利用动态度模型,分别计算了全国及东西部地区土地利用一级类型的单一和综合动态度,并分析了土地利用动态度的空间格局。通过分析东西部土地利用类型变化特征和土地利用类型转换特征,对20世纪90年代中国东西部土地利用变化过程的时空特征进行了全面分析,揭示了东西部地区土地利用变化的时空规律。并对主要土地利用类型变化的原因进行了分析。     

丛枝菌根真菌与沙棘对露天矿排土场的联合改良效应

我国东部草原露天矿区土壤瘠薄,草场退化严重,生态恢复难度大。针对露天矿排土场的特殊环境,研究丛枝菌根真菌与沙棘的共生状况以及菌根对沙棘根系发育的影响和对排土场土壤的改良效应。试验发现,接菌组(+M)沙棘的株高和冠幅比对照组处理(CK)分别提高了20%和21%,+M的根长和根体积分别为CK的1.46倍和1.97倍;+M中沙棘根际土中的易提取球囊霉素含量为3.22 mg/g,显著高于CK的2.16 mg/g;+M的磷酸酶活性是CK的1.76倍,速效磷含量也有相似变化规律。研究结果表明,利用微生物促进露天矿排土场的土壤改良及生态恢复具有较强的可行性,对矿区生态系统的恢复具有重要意义。     

Study on the Relationship between Large Volcanic Eruptions and Temperature Variation Based on Tree-Ring Data in the Eastern Tibetan Plateau during the Past Millennium

Volcanic eruptions can significantly cool the global troposphere on the time scales from several months up to a decade due to reflection of solar radiation by sulfate aerosols and feedback mechanisms in the climate system. The impact of volcanic eruptions on global climate are discussed in many studies. However, few studies have been done on the impact of volcanic eruption on climate change in China in the past millennium. The 1300-year and 600-year temperature series were reconstructed based on the six tree-ring temperature proxy data in northeastern and southeastern Tibetan Plateau, respectively. Three warm periods occurred in 670-920,1000-1310 and 1590-1930, and three cold periods happened at 920-1000,1310-1590 and 1930-2000 in the northeastern Tibetan Plateau. There were two obviously warm periods (1385-1450 and 1570-1820) and two cold periods (1450-1570 and 1820-2000) in southeastern Tibetan Plateau. Contrasting with volcanic eruption chronology, we analyzed the relationship between volcanic activity and temperature variation in the eastern Tibetan plateau during the past millennium using Superposed Epoch Analysis (SEA) method. The results indicated that the temperature decreased one year after large volcanic eruptions located beteen 10°S and 10°N in latitude in northeastern Tibetan Plateau and two years in southeastern Tibetan Plateau. The volcanic eruptions occurred at different latitudes have different impacts on the temperature variations, which may be caused by regional difference, the nature of the eruption, the magnitude of the resulting change in incoming solar radiation, prevailing background climate and internal variability, season, latitude, and other considerations.     

2014年春季季风间期东印度洋赤道及其邻近海域硅藻群落

2014年4月10日至5月13日在东印度洋赤道区及其邻近海域(10.08°N-6.00°S,80.00°~96.10°E)进行硅藻物种组成和群落结构的调查。分析了45个网采样品,共鉴定出浮游硅藻34属113种(包括变种、变形及未定名种),大部分物种为热带外洋性种以及暖海外洋性种,与该海区的热带及亚热带的环境特征一致。优势种为佛氏梯形藻(Climacodium frauenfeldianum)、地中海细柱藻(Leptocylindrus mediterraneus)、密聚角毛藻(Chaetoceros coarctatus)、美丽漂流藻(Planktoniella foromsa)、大西洋角毛藻那不勒斯变种(Chaetoceros atlanticus var. neapolitanus)、距端假管藻(Pseudosolenia calcar-avis,即距端根管藻Rhizosolenia calcaravis)、圆柱几内亚藻(Guinardia cylindrus)、达蒂角毛藻(Chaetoceros dadayi)、伏氏海线藻(Thalassionema frauenfeldii)、离心列海链藻(Thalassiosira excentrica)、瘤面角毛藻(Chaetoceros bacteriastroides)以及笔尖根管藻粗径变种(Rhizosolenia styliformis var. latissima)等。硅藻的平均细胞丰度为1.855×103个/m3,其平面分布不均匀,赤道断面细胞丰度较低,高值区出现在海区北部。聚类分析发现有7种生态类群,这些硅藻的种类和丰度平面分布与上层水体(200 m以浅)温度、盐度及营养盐的水柱平均值有较好的对应关系。     

基于稳定同位素的东太平洋大青鲨(Prionace glauca)营养级研究

碳、氮稳定同位素为分析淡水和海洋生态系统的生物营养关系提供了有力手段,但在大洋鱼类中的应用还很少。本研究以热带东太平洋大青鲨(Prionace glauca)整节脊椎骨作为样品(叉长范围153—242cm),运用稳定同位素技术,分析大青鲨的δ~(13)C值和δ~(15)N值及其变化,比较不同基线生物的选择对营养级计算的影响。结果表明,大青鲨δ~(13)C范围为–15.76‰—–13.41‰,最大差值2.35‰;δ~(15)N范围为10.62‰—17.72‰,最大差值7.1‰;δ~(13)C值和δ~(15)N值随个体长度的变化不明显(可能原因是样品鱼均为较大个体),性别间的差异不显著,但不同基线生物的选择对营养级计算值的影响较大。本文研究表明,通过整节脊椎骨的稳定同位素测定来获得大青鲨的摄食特征信息是可行的。由于基线生物对营养级计算的影响问题难以在短期内解决,今后可将相对营养级或营养级的变化作为重点,研究人类活动(如捕捞)对大洋鱼类摄食和营养级的影响。     

辽东岫岩地区古元古代花岗伟晶岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及地质意义

辽东岫岩地区位于胶—辽—吉古元古代造山/活动带内,区域内广泛存在花岗质伟晶岩脉或岩体,对其进行研究具有重要的构造意义。研究区出露大量古元古代花岗伟晶岩,前人将其统一划归到花岗质混杂岩和辽河岩群内。本文通过详细的野外地质调查和室内综合研究,将该套花岗伟晶岩脉解体为出来,重新厘定为新的填图单元。本文对研究区2件花岗伟晶岩样品进行岩石学、岩石地球化学、锆石LA-ICP-MS稀土微量元素和U-Pb定年的综合研究,获得花岗伟晶岩的原岩年龄,并对其岩石地球化学、成因和构造环境进行了探讨。花岗伟晶岩主要矿物组合为钾长石+斜长石+石英±白云母±电气石,花岗伟晶结构,块状构造。岩石地球化学分析结果显示其均匀具有一致的地球化学特征。它们均显示高的SiO2(72.1%~75.3%)、Al2O3(13.5%~16.4%),低CaO(1.42%~2.03%)、MgO(0.15%~0.76%)、P2O5(0.01%~0.02%%)、TiO2(0.06%~0.17%)等含量;稀土元素总量偏低,稀土富集、重稀土亏损,稀土配分曲线右倾型,明显的正δEu异常;微量元素富集大离子亲石元素(Cs、Rb、Ba、U),相对亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)等特征。样品(DST-TW1和WJG-TW1)锆石CL图像强度均较弱,前者大部分锆石不能反映矿物内部结构,后者大部分锆石能显示弱振荡环带,这一特征与锆石U含量均较高(1253.1×10-6~12861.5×10-6、874.5×10-6~5319.1×10-6)相吻合。锆石虽具有岩浆锆石的自形特征,但其Th/U值(0.01~0.26和0.01~0.62)较低,稀土配分模式显示热液锆石特征,在(Sm/La)N—La和Ce/Ce*—(Sm/La)N图解上偏热液锆石区域,此花岗伟晶岩脉可能是母岩浆高度结晶分异后的残余岩浆热液结晶而成,偏热液性质。本文研究的2件样品(DST-TW1和WJG-TW1)年龄分别为1864±20 Ma(MSWD=0.19)和1903.6±4.7 Ma(MSWD=0.041),其侵位时间介于1.9~1.86 Ga之间。从岩石地球化学、形成时代推测其物源与研究区周围~1.87 Ga的S型花岗岩具有亲缘关系。从构造环境来看,研究区内古元古代花岗伟晶岩形成于胶—辽—吉造山带弧陆碰撞结束后伸展的构造体制下,在主期花岗质岩浆上涌之后,地壳在不断伸展和松弛垮塌,大量残余岩浆或岩浆热液上涌形成伟晶岩的岩脉、岩墙或岩体,侵位时代从~1.9 Ga到~1.74 Ga。从而推测胶—辽—吉造山带在碰撞后的构造折返过程中一直处于伸展的构造机制,后造山阶段至少持续了160 Ma。     

中国钾盐矿产基地成矿规律与深部探测技术示范

本项研究得到国家“十三五”重点研发计划支持,系“深地资源勘探开采专项”2017年启动的重点项目之一,由中国地质调查局中国地质科学院矿产资源研究所牵头,来自自然资源部、中国科学院、教育部、大型石油国企等10家骨干单位以及多家协作单位参加,联合开展协同创新研究,充分体现“产研学用”密切融合。本项研究聚焦“特提斯东段中生代(三叠纪、侏罗纪)海相成钾作用与后期改造、青藏高原北部柴达木盆地深层富钾卤水迁移-分异-汇聚成矿机制”的关键科学问题和“深部含钾盐系‘双复杂’高精度地震成像技术、深部钾盐矿层(富钾卤水层)测井识别与地震预测技术”的关键技术问题,以柴达木西部和川东北两个重点成钾区为资源基地落脚点,兼顾其他含钾盆地研究,建立三维地质模型和成矿模型,完善海、陆相成钾理论,形成3 000 m以浅钾盐勘探成套技术能力,综合评价深部钾盐资源潜力,实施异常验证钻探,新发现1个大型钾盐资源基地,值得综合评价的有利成钾远景区3~4处,实现深部钾盐找矿突破和增储示范。值得强调的是,只有立足国内,突破海相,在中西部大中型叠合盆地古代海相蒸发岩地层中找到大规模海相可溶性固体钾盐矿床,方能从根本上扭转中国钾盐资源严重短缺的被动局面。令人欣慰的是,通过近10年的艰苦努力,我国海相钾盐取得了一系列成矿理论新认识和钾盐找矿新发现:创新提出了滇西南“二层楼”成钾模式,指出侏罗纪海相找钾新方向;在川东北宣汉普光地区发现三叠系海相可溶性“新型杂卤石钾盐矿”,开拓了四川盆地海相找钾新领域和新方向;在新疆库车地区发现埋深超5 000 m的钾石盐矿层,取得了库车坳陷海相找钾的实质性进展;创新提出“W型复底锅”成钾模式,在陕北奥陶纪海相盐盆发现厚层钾石盐矿化段,取得古陆表海型钾盐找矿重要新进展。至此,中国海相钾盐找矿崭露了突破的曙光。如何在这些新发现的基础上,进一步加大投入、深入研究,取得海相可溶性钾盐找矿的实质性突破,落实建成若干大型以上海相钾盐资源基地,将是“十四五”及以后时期中国钾盐的主攻方向。     

青藏高原东缘构造演化的SHRIMP锆石U-Pb年代学框架

青藏高原东缘一直被普遍认为是一个吸收印度—欧亚大陆碰撞变形的调节带。本文所获得的最新SHRIMP锆石U-Pb测年结果显示:青藏高原东缘具有更加复杂的地质历史。测年结果表明,高原东缘最古老的前寒武纪结晶基底形成于古元古代(2401~1912Ma)。这一古老基底首先受到中元古代构造热事件(1361~1040Ma)的影响,随后受到新元古代与弧岩浆活动有关构造热事件(791~817Ma)的强烈改造。松潘—甘孜复理石杂岩的基底是亲洋壳型的,形成于晚新元古代的大陆裂解作用(681~655Ma)。高原东缘的前寒武纪微地块可能是由这次裂解作用从扬子或青藏地块拉裂出去形成的。这些微陆块先增生拼贴于东冈瓦纳大陆、然后又从中裂离,并最终卷入高原东缘的特提斯构造演化过程中。伴随东冈瓦纳大陆裂解,高原东缘古特提斯洋于石炭纪至二叠纪早期拉开(328~292Ma),经早中生代弧-陆碰撞作用闭合(224~213Ma)。中侏罗世这一地区发育显著的构造岩浆活动(175Ma),但其动力学背景仍不十分清楚。晚白垩世岩浆活动(97Ma)可能是印度板块初始俯冲阶段的产物。新生代岩浆作用(18Ma)与陆-陆碰导致的大规模走滑断层作用所引起的同熔作用有关。