略谈气候异变对中国上古农业转型的影响

结合考古资料,对气候异变与中国上古农业转型的关系进行了论述,认为在全新世时期中国发生过几次较大的降温事件,气候异变一方面给原始农业文化造成严重的损害,另一方面又激发了人们应对这种挑战的勇气和智慧,成为原始农业文化进化和转型的契机;中国上古农业发展中的两次重大转型——农业"边缘"地区游牧经济的形成和黄河中下游地区"沟洫农业"的出现,均与气候异变有关;人类科学地应对和适应气候异变,使中华文明的进程出现了新格局。历史经验表明,自然环境虽然能够对历史过程产生重大影响,但关键是人类如何去应对,人类自身才是历史发展更为重要的决定性因素。     

人类活动与气候变化对科尔沁沙质草地植被的影响

1992—2006年在科尔沁沙地开展了草地放牧和封育试验,分析研究了人类放牧活动和气候变化对草地植被的影响。研究结果表明：①人类放牧活动对沙质草地植被具有显著影响,其中轻度放牧可使原退化草地植被盖度、高度、物种丰富度和多样性明显提高,中度放牧下虽然草地植被盖度和高度有所下降,但对物种丰富度和多样性无不良影响,持续过度放牧可以导致草地植被迅速破坏;②围栏封育可以促进退化草地植被盖度、高度、物种丰富度和植物多样性得到较快恢复,其恢复速度是草层高度＞植被盖度＞物种丰富度＞多样性;③暖湿气候有利于草地维持较高的植被盖度、高度、物种丰富度和多样性,而持续干旱会导致相应指标的明显下降,多雨时期气温变化对植被的影响较大,干旱时期降水变化对植被的作用较强。     

内陆湖泊流域的化学风化及气候变化—以内蒙古岱海为例

利用湖泊沉积物中Rb/Sr值来反映受古气候制约的流域陆地化学风化率的变化，并恢复了岱海近400a以来以小冰期为特征的、具有100a准周期（经谱分析）的气候波动历史。通过磁化率、粘土矿物含量和种类的综合分析，确证了湖泊沉积物Rb/Sr值的变化可以用来重建流域内化学风化率与其相应的古气候演化过程，是湖泊沉积记录中具有比磁化率更明显气候意义的有效代用指标。     

基于粘弹库仑应力变化的后续最大地震震级估计及2008、2014年于田两次7.3级地震之间的关系讨论

在前人关于于田地区地壳水平分层模型研究的基础上,结合于田台GPS连续观测资料粗略确定各层的粘滞系数。基于粘弹水平分层模型,分别计算了2008、2014年两次于田7.3级地震的粘弹同震库仑应力变化。基于粘弹库仑应力变化,采用“直接”余震频次的计算方法,计算了区域范围内与主震同震库仑应力变化直接相关的理论地震频次。提出基于理论与实际地震频次对比以及理论与实际地震频次-距离衰减曲线拟合残差对比估计与主震同震库仑应力变化直接相关的后续最大地震震级的方法。不同方法的计算结果显示,与2008年于田7.3级地震同震库仑应力变化直接相关的最大后续地震震级为MS7.2~7.5,而2014年于田7.3级地震的估计为MS6.3。前者与2014年于田地震7.3的震级非常接近。由于震级相同、空间距离较近、时间间隔较短、区域外力作用相同、两次地震构造关联性较强且具有较明确的应力相互作用,因而认为2008、2014年两次7.3级地震构成一对广义的双震型地震,这与该区域以往序列类型特点相吻合。对震级下限及G-R关系b值对结果的影响进行了初步讨论,结果显示,当粘弹同震库仑应力变化确定之后,震级下限对后续最大地震震级估计影响不大,但G-R关系b值对结果有较大影响。     

“机器代人”与城镇新增长模式 ——以广东省佛山市顺德区为例

为分析“机器代人”影响下的劳动密集型城镇新增长动力,文章构建了“机器代人”背景下城镇新增长模式的分析框架,以珠三角城镇增长的代表性地区--佛山市顺德区为案例,重点从技术、产业、人口和空间4个方面进行了探讨。研究发现：“机器代人”的推广应用极大地促进了地区的技术升级,企业和政府共同推动着地区技术升级路径从“二次创新”走向“一次创新”。技术升级对产业升级和人口变化产生重要的影响,一方面促使了家电等传统产业转型升级,传统产业对自动化设备的需求又带动了机器人产业的发展;另一方面削减了普通劳动力需求,催生新的就业机会,促使地区就业结构变化。产业升级和人口变化共同促进空间组织产生变化,创新要素在空间上扩散与集聚,区域形成“大集聚、小分散”的格局,边界地区成为区域新的增长核心。在“机器代人”影响下顺德区形成了技术、产业、人口和空间相互影响与促进的城镇新增长模式。     

中国玛珥湖及其研究意义

随着全球变化研究的深入,科学家们认识到古气候变化除轨道尺度的冰期/间冰期旋回之外还存在年代际-千年尺度的高频变化和突变事件。要认知这些变化,古气候记录的时间分辨率要达到"年-年代际"。因此,寻求时间跨度长、连续性好、信息丰富的高分辨率记录是过去全球变化研究面临的主要任务之一。玛珥湖为火山射汽喷发形成的封闭湖泊,由于其独特的形成机制及水文背景,使其能够提供数万年乃至几十万年连续稳定的沉积记录,是高分辨率古气候、古环境变化研究的重要对象。中国玛珥湖得天独厚,从热带到寒温带均有分布,为系统研究中国不同气候区各种时间尺度古气候变化规律提供了理想材料。本文基于中国玛珥湖的分布及沉积特征,探讨玛珥湖沉积记录能够为古全球变化研究做出怎样的贡献,解决什么科学问题,具体包括以下三个方面的内容:(1)在轨道尺度上,精确定位现代气候在地质历史中的位置是未来最具挑战性的科学问题之一。我国热带地区玛珥湖沉积物跨越了至少4个冰期-间冰期旋回,能够为理解冰期驱动机制、下一次冰期来临、高低纬关联等关键科学问题提供多学科数据;(2)千年尺度古气候变化,其成因可能源于不同的动力学机制,是气候系统对各种外部和内部驱动因子响应的结果,因此千年震荡可能存在明显的时空差异。集成不同气候带的玛珥湖沉积记录将为理解千年震荡规律及其驱动因子做出贡献;(3)年-年代际气候变化是预测未来气候变化的基础,PAGES、IPCC以及PAGES-Asia 2K均将过去2千年来气候变化作为预测未来几十年至百年尺度上重大全球变化的背景,并为此构建全球数据体系,玛珥湖沉积特别是纹层沉积记录能够填补某些地区高分辨率数据的空白。     

六盘山朝那湫湖泊沉积物Rb/Sr比值及其古气候意义

湖泊沉积物Rb/Sr比值通常被视为流域化学风化强度的代用指标, 然而不同湖泊沉积物Rb/Sr比值的古气候意义有时也存在一定差异。本研究以六盘山朝那湫湖泊73cm长度(1743~2012A.D.的沉积序列)岩芯沉积物Rb/Sr比值为分析对象, 结合同一岩芯其他主要元素以及古气候代用指标(TOC、C/N比值、δ¹³C_org等)指示的环境变化信息, 对朝那湫湖泊沉积物Rb/Sr比值在十年/数十年尺度上的古气候意义进行综合判别。研究结果显示: 朝那湫湖泊沉积物中的Rb、Sr元素主要以残渣态赋存, Rb/Sr比值与其他陆源组分元素有较好的相关性, Rb/Sr比值变化主要受控于陆源碎屑物质输入。Rb/Sr比值与同一岩芯TOC、C/N比值、δ¹³C_org等降水代用指标以及邻近区域树轮等古气候记录的对比结果表明: 在十年/数十年尺度上, 气候偏干期, 陆源碎屑物质输入较多, 沉积物Rb/Sr比值减小; 气候偏湿期, 陆源碎屑物质输入较少, 沉积物Rb/Sr比值增大。这主要是由朝那湫流域降水特点和植被覆盖共同决定的, 同时也暗示朝那湫流域物理风化和化学风化强度可能呈反向变化。因此, 在将Rb/Sr比值作为流域化学风化强度的代用指标之前, 有必要对湖泊沉积物的Rb、Sr元素的赋存形态进行辨别, 并结合湖泊自身沉积环境以及其他古气候指标进行综合分析, 方可获得更加全面准确的流域物理侵蚀搬运或化学风化信息。

     

基于作物空间分配模型的东北三省春玉米时空分布特征

利用1980-2010 年东北三省分县玉米播种面积与产量统计、耕地分布、农业灌溉分布以及作物适宜性分布等多源数据,结合基于交叉信息熵原理的作物空间分配模型（Spatial Production Allocation Model,SPAM）,在5'×5'的像元尺度模拟了春玉米种植面积与产量的时空分布,并重点分析了两者在纬向、经向,以及高程上的时空变化规律。结果显示：（1）玉米种植面积在2000 年前向北扩展至北纬44°~48°间,2000 年后在中南部出现大规模发展（北纬42°~44°）,并进一步向东扩展至东经123°~127°间,同时还表现为向低海拔（高程100 m以下）和较高海拔（高程200~350 m）扩展的态势;（2）单产在纬向上的增加区主要集中在北纬42°~48°,经向上的单产增加则相对均匀,高程上单产提升区主要集中在海拔350 m以下。（3）像元内玉米种植比例整体上由中低种植比例为主逐步演变为中高比例占据主体,并且中高种植比例像元对应的玉米单产水平整体上较高,反映了市场经济驱动下的玉米种植集聚化和规模化的发展趋势。     

陕西省碳足迹时空变化研究

为了解近年来陕西省碳足迹的状况,采用《2006年IPCC国家温室气体清单指南》和中国《省级温室气体编制指南》推荐的方法测算了陕西省及其各市的碳足迹。结论如下：1995~2009年,陕西省碳足迹从4 129.38×10⁴t上升到22 460.23×10⁴t,增加了443.91%。从空间上全省碳足迹可分为3类：陕南始终为负值;陕北和渭南市较高;关中除渭南市以外的地区较低。14 a间全省人均碳足迹由1.18 t增加到5.95 t;各市人均碳足迹,陕北较高,关中较低,陕南为负值。全省碳足迹密度从2.00 t/hm²增高到10.90 t/hm²。陕西省的人均和单位面积的碳足迹远高于应对全球气候变化的目标,但空间上差异很大。以2009年为例,全省人均碳足迹是应对全球气候变化目标的2.98倍,而陕北则超过10倍,高于美国;关中为1.29~4.57倍。全省2009年碳足迹密度是应对全球气候变化目标的4.89倍;渭南、咸阳、西安3市高达9.63~16.95倍;榆林、铜川、延安和宝鸡4市为3.54~7.10倍;陕南植被的固碳作用消除了当地的碳排放外,还有剩余碳汇,但尚不能抵消陕北及关中的较高的碳足迹,因此总体看,对气候变化有负面影响,陕西的碳减排任务仍较重。