大兴安岭天保工程区生态系统服务变化研究

利用Landsat和MODIS遥感数据和InVEST模型,评估了1990-2015年大兴安岭天保工程区实施前后生态系统土壤风蚀量、生境质量和碳储量的时空变化,并通过地理探测器方法对生态系统服务时空变化分布与趋势进行驱动因子探测和交互作用探测分析.结果 表明:①从空间分布来看,额尔古纳市南部、鄂温克族自治旗西北部、科尔沁...     

长白山天池火山西南麓水压致裂法地应力测量及其实测数据在断裂稳定性分析中的应用

长白山天池火山是一座新生代多成因复合火山, 其活动性一直受到地学界的高度重视.而地应力测量数据对于了解火山的活动情况等具有重要意义, 但目前长白山天池火山地区实测地应力资料较少.为了更准确地了解长白山天池火山地区现今地应力状态及断裂稳定性, 在长白山天池火山西南麓MJZ测点0~300 m孔深开展了水压致裂法地应力测量.利用此次实测地应力数据, 本文首先分析了该地区地壳浅表层应力状态, 结果表明: ①测区以水平构造应力为主导, 应力值与其他地区相比, 相对较低; ②S_H(最大水平主应力)、S_h(最小水平主应力)和S_v(垂向主应力)均随深度增加而基本呈线性增大趋势; 在60~180 m深度, 三者展现为逆断层应力状态, 即S_H＞S_h＞S_v; 在180~300 m, 则表现为S_H＞S_v＞S_h, 该应力关系有利于走滑断层活动; ③钻孔上部S_H方向为N38°E, 与东北地区构造应力场方向基本一致.钻孔下部由于受区内NW向断裂和其他因素影响, 存在与区域主应力方向有偏差的局部应力场.其次, 基于实测应力数据, 应用库仑摩擦滑动准则, 并取摩擦系数为0.6和1.0, 初步评价了区域断裂的稳定性.结果显示, 研究区现今应力状态尚未达到断裂失稳滑动水平, 推测测区断裂目前相对稳定.结合其较低的应力积累水平, 一定程度上反映出长白山天池火山区目前没有明显活动, 地壳总体是稳定的.本文的研究结果可为长白山天池火山的活动性、地震地质等研究提供地应力方面的基础数据, 同时也为测区地质环境安全评价提供参考依据.

     

基于WW3的南海北部有效波高时空变化及其极值重现期估算方法分析

本文基于第3代海浪模式WAVEWATCH III （WW3）模拟的1996–2015年海浪后报数据,分析了南海北部有效波高及其极值的时空变化特征,并采用Pearson-III和Gumbel两种极值分布方法对该区极值波高重现期进行了估算。结果表明,南海北部有效波高的季节变化和空间分布与季风风场基本一致,呈现秋冬高春夏低,并自吕宋海峡西侧向西南降低的特征,与ERA5再分析数据结果高度相似。有效波高极值（简称极值波高）的时空分布特征受时间分辨率强烈影响,采用极值数据的分辨率越高（如逐小时）,所展现的台风型波浪特征越显著。扣除季节变化信号后的有效波高和年极值波高均体现出较强的线性增高趋势,近20年升高的比例分别为7.7%和31.6%,值得警惕和关注。该区多年一遇极值波高存在若干个大值区,且与台风的路径、强度有直接联系,表明台风是引发该区域极端大浪的最主要机制。对比Pearson-III和Gumbel极值分布估算结果发现：若极值波高较低,频率随极值波高升高缓慢降低,此时两种极值分布的估算都比较准确,差异极小,可忽略不计;但当研究时间范围内,某年极值波高远超其他年份时,Pearson-III极值分布估算结果明显高于Gumbel极值分布估算结果,且更接近实际极值波高,即Pearson-III极值分布在此情况下表现更好。本研究表明对于特定海区,在出现超强台风引发极值波高远超出其他年份时,不同计算方法对极值波高的估算差异较大,会显著影响重现期的评估。此外,南海北部年极值波高的强烈增高趋势,也可能给计算未来极值波高重现期和海上工程防护带来不可忽视的影响。     

祁连山北麓牧区社会-生态系统脆弱性诊断——以甘肃肃南裕固族自治县为例

基于人与自然耦合视角,辨识社会-生态系统脆弱性是区域可持续发展研究的核心议题和前沿领域。依据社会-生态系统和脆弱性经典范式VSD模型(Vulnerability Scoping Diagram),利用显式空间脆弱性指数和致脆因子诊断模型分析了2004—2016年肃南县社会-生态系统脆弱性的变化趋势及其致脆因子。结果表明:该县社会-生态系统的暴露度指数介于0.374～0.725,整体呈先降,再升,后降的趋势。敏感性指数和适应性指数均呈持续波动上涨趋势,脆弱性指数由2006年的0.327持续上升至2014年的1.081后,又下降至0.440。该县社会-生态系统脆弱性的潜在风险和致脆因子主要来源于系统的暴露度,牲畜密度、人均GDP、植被覆盖度是影响系统暴露度涨落的潜在风险因素,退牧还草工程及财政支出支持力度是社会-生态系统脆弱性提升的关键致脆因素。未来肃南县应放缓经济发展增速,提高第三产业GDP比重、加大财政支出力度、推进落实草原生态保护政策及其可持续治理长效机制,以降低社会-生态系统脆弱性的风险。     

云量对祁连山老虎沟12号冰川表面能量平衡的影响

为探讨云量对冰川表面能量平衡(SEB)的影响,利用架设在老虎沟12号冰川(简称12号冰川)消融区(4 550m a. s. l.)的自动气象站资料,结合能量平衡模型计算各能量分量并分析其季节变化,通过云量参数化方案获取云量因子并量化其对冰川表面能量收支的影响。结果表明:净短波辐射为冰川表面主要的能量来源(92%),净长波辐射为主要能量支出(61%),二者均受云量影响,但云的短波辐射效应更强(-37W·m^-2)。云量通过影响辐射收支和湍流通量进而影响冰川表面能量收支,随云量的增加,冰川表面获得的能量减少,冰川消融速率降低。与其他区域的冰川表面能量收支对比,除地理位置、反照率、气温等因素外,海拔和云量的影响也非常显著。     

河北省北部晶质石墨矿层岩(矿)石地球化学特征与成因分析

晶质石墨是一种新兴战略矿产。近年在河北省北部发现了多处大中型晶质石墨矿床,主要赋矿层位于新太古代崇礼上岩群、古元古代红旗营子岩群等,具有良好的成矿潜力。通过系统的野外地质调查与采样、分析测试工作,详细研究了赋矿层位的岩相学、地球化学特征,并对碳质来源进行了分析。结果表明:赋矿岩石主要为含石墨黑云斜长变粒岩、片麻岩与透辉岩,原岩恢复以砂泥质碎屑岩、钙质沉积岩为主。主量元素含量变化较大, SiO₂含量为38.90%～80.42%, CaO+MgO为2.05%～31.93%, Al₂O₃为1.50%～15.34%;稀土元素含量为79.1～321.4μg/g, PAAS标准化分布模式一般具有右倾或较平坦分布特征, δCe略具负异常,部分具有δEu异常。微量元素特征指示沉积环境为滨浅海环境,部分地区存在富氧条件,局部为还原环境或存在热液加入。石墨中碳同位素值为–26.0‰～–20.7‰,主要来源于生物成因有机碳;大理岩碳同位素值为–3.8‰～1.1‰,主要来源于碳酸盐岩成因无机碳。区内晶质石墨矿层分布受到地层、岩性、岩相控制,含矿...     

资源三号测绘卫星三线阵成像几何模型构建与精度初步验证

南极查尔斯王子山脉实地科学考察的顺利开展需要该区域1:50 000基础地理信息数据作为支撑。国产高分辨率资源三号立体影像为基础地理信息数据的获取提供了必要的遥感数据支持。充分利用资源三号立体数据,在冰、云和陆地高程卫星（the ice, cloud, and land elevation satellite, ICESat）上的地学激光测高系统（Geoscience Laser Altimeter System, GLAS）等多源遥感信息的辅助下,制作了南极查尔斯王子山脉1:50 000基础地理信息成果,并对其进行了精度分析。分析结果表明,数字高程模型（DEM）的高程精度优于5.31 m,数字正射影像图（DOM）成果与南极洲陆地卫星影像镶嵌图比较的较差中误差为16.30 m。因此,在南极地区利用资源三号立体数据集成各种遥感数据制作1:50 000基础地理信息成果是高效实用的。     

南海北部陆缘古双峰-笔架碰撞造山带空间展布特征

为了解南海北部陆缘古双峰-笔架碰撞造山带空间延伸范围、褶皱和断裂构造发育特征,通过对研究区22条多道反射地震剖面资料的地层-构造解释,结合钻井岩石地层资料的综合解释,运用构造解析分析法、筛选法以及回剥法对位于南海北部陆缘的古双峰-笔架碰撞造山带的构造几何学基本特征进行了研究。综合分析筛除了新生代构造沉降量后的新生代地层底界面(反射地震Tg界面)的空间起伏形态特征和前新生代地层变形特征发现,古双峰-笔架碰撞造山带呈NEE向展布,其核部位于珠江口盆地东南部的陆洋过渡带下陆坡位置,即06号测线所在位置及其附近,琼东南盆地为造山带的NWW翼。此研究结果可为南海地区前新生代晚期大地构造格局重建、南海成因机制研究提供构造事实观测依据。     

兴都库什山及伊朗高原抬升对南亚季风-中亚干旱气候演化影响的模拟研究

新生代以来青藏高原大地形及其周围边缘地形的构造抬升对亚洲气候演化有着深远而复杂的影响。目前的气候代用指标表明南亚季风的开始可以追溯到始新世, 随后在早中新世和晚中新世经历了显著的加强过程。同时, 构造地质证据表明兴都库什山脉和伊朗高原的隆升可能开始于10~12 Ma。兴都库什山脉和伊朗高原作为南亚季风和中亚干旱区之间的天然地理屏障, 其对南亚季风和中亚干旱区气候演化和分异是否有一定的影响, 目前尚未可知。本研究利用高分辨率的大气环流模式系统性评估了兴都库什山脉和伊朗高原对南亚和中亚气候的影响。结果表明, 兴都库什和伊朗高原对南亚季风的加强和中亚干旱区降水的抑制均有贡献。相较而言, 兴都库什山脉对南亚季风的加强和向北扩张起主导作用。兴都库什山脉引起的南亚夏季降水增量达到兴都库什和伊朗高原共同作用的65.6 %。兴都库什山脉抬升后, 南亚地区15° N以北, 尤其是印度半岛中部和西北部夏季降水均显著增加, 阿拉伯海对流层低层的西南风和印度西北部偏南风显著加强。伊朗高原对中亚干旱区的干旱化作用更强, 并以冬季变化为主导。伊朗高原引起的中亚地区冬季降水减少量占兴都库什和伊朗高原共同作用的71.4 %。伊朗高原抬升后, 中亚地区冬季的盛行西风显著减弱, 从而导致降水显著减少。本研究的数值模拟试验表明, 地质记录揭示的南亚季风在晚中新世的加强可能与兴都库什山脉和伊朗高原在该阶段的抬升密切相关。

     

螺髻山北麓地下水化学特征与水质评价

为研究川西大凉山区螺髻山北麓地下水化学特征、演化机制以及评价地下水质现状,笔者系统采集研究区不同地段的15组地下水样品为研究对象。利用Gibbs图解法、离子比例系数法和基于RMSprop算法的BP神经网络评价法,探讨该地区地下水化学特征演化机制,评价地下水质现状,支持服务帮助当地合理开发和安全利用水资源。结果表明研究区水化学类型以Mg2+·Ca2+−HCO3–为主,其水化学离子的形成主要以岩土风化溶滤作用为主,由硅酸盐矿物与碳酸盐矿物共同控制,硅酸盐矿物控制更显著。结合地质背景,认为硅酸盐矿物主要来自火山碎屑岩类、花岗岩类、砂岩类和泥质岩类等岩石。利用BP神经网络对5000组地下水样本学习训练,对研究区样本进行评价,模型训练图像表明BP神经网络能很好拟合地下水样本训练集并且对测试集进行客观准确的判断。研究区地下水评价结果显示：Ⅰ类水质点占13.3%,Ⅱ类水质点占40%,Ⅲ类水质点占46.6%,整体水质较好,建议Ⅲ类水质地区普格县特尔果乡甲甲沟村、普格县特补乡白庙子需要加强地下水污染源调查以及水质保护。