天山北麓山地-绿洲-荒漠生态系统净初级生产力空间分布格局及其季节变化

以天山北麓总面积达93 936 km~2的山地-绿洲-荒漠生态样带为例,利用生态-遥感光能利用率模型NPP-PEM,使用1 km分辨率SPOT/VEGETATION遥感等数据资料,估算了生态样带净初级生产力(NPP)空间分布及其季节变化.结果表明山地-绿洲-荒漠生态样带平均NPP为161.06 g C·m~(-2)·a~(-1),样带陆地生态系统年总碳吸收量或年总NPP累积量为15.081 Tg C(1Tg=10~(12)g),其中绿洲农田、山地草甸草原、平原荒漠草原和山地森林对的碳吸收贡献率分别为32.67%、28.16%、12.41%和9.15%.夏季是各类生态系统NPP增加量最大的季节,而沙漠由于早春短命植被覆盖而具有生长双峰现象.样带NPP空间分布及其季相变化特征是自然环境、地貌、气候以及人类生产活动长期共同作用和影响的结果,其中水热条件和基质是控制干旱区陆地生态系统NPP空间格局的决定因子.结果检验表明模拟效果较为合理,证明NPP-PEM模型在干旱生态系统的应用是可行的.研究为干旱区陆地生态系统碳循环研究开辟了途径,可为干旱区生态系统评估、监测和管理提供研究方法和参考依据.     

一维大变形主、次固结耦合新模型

针对传统一维大变形固结理论不能考虑土体次固结变形的缺点,在连续介质力学有限变形理论和土力学固结理论基础上,提出了全新的一维大变形主、次固结耦合模型。该模型采用超静孔压为控制变量,可以分别表述为欧拉坐标、拉格朗日坐标和固相体积坐标等三种形式,其中均可以显式地反映出土体重度变化、固相速度、地表沉降速度、地下水位变化、荷载变化和次固结等6个因素的影响。在不同简化条件下,新模型可以分别退化为以往学者提出的相关模型。当不考虑次固结效应时,新模型与经典的Gibson大变形固结模型完全等价。从便于工程应用的角度而言,新模型中仅考虑次固结和外荷载变化的退化形式更便于求解,可作为一种供参考的实用模型。     

轻量砂变形及强度特性三轴试验研究

通过三轴试验系统研究了新型土工材料--轻量砂的变形及强度特性。结果表明,不同的配比、龄期使轻量砂具有不同的原生结构强度,围压使不同原生结构强度的土样处于剪胀或剪缩状态,导致发生应变硬化、应变软化以及相应状态下孔压的3种对应形态变化。变形模量随EPS（发泡聚苯乙烯）球粒掺入比的增大而线性减小,随水泥掺入比、龄期增大而线性增大,相同配比的土样变形模量与围压关系不大;三轴抗压强度随EPS球粒掺入比增大而呈负指数关系减小,随水泥掺入比、龄期、围压增大而线性增大,存在水泥掺入比阀值;土骨架转换效应对于土样强度的影响很大,造成了土体单轴、三轴抗压强度分带,高水泥掺入比能够大大弱化EPS颗粒的土骨架效应。结合前人成果,系统地研究了轻量砂密度、无侧限抗压强度的影响因素,引入材料学中比强的概念,提出了单价比强图结合配方公式的方法,对轻量土砂进行配方优化。分析了轻量土砂应力-应变关系转型问题,提出采用无侧限抗压强度来表征不同配比、龄期轻量土砂的原生结构强度。通过试验与数理统计,建立临界围压与原生结构强度的关系,为数值模拟计算与建立本构模型奠定了基础。     

Assessment of effectiveness of nature reserves on the Tibetan Plateau based on net primary production and the large sample comparison method

Twenty-one typical coupled large samples were chosen from areas within and surrounding nature reserves on the Tibetan Plateau using the large sample comparison method (LSCM). To evaluate the effectiveness of the nature reserves in protecting the ecological environment, the alpine grassland net primary production (NPP) of these coupled samples were compared and the differences between them before and after their establishment as protected areas were analyzed. The results showed that: (1) With respect to the alpine grassland NPP, the ecological and environmental conditions of most nature reserves were more fragile than those of the surrounding areas and also lower than the average values for the Tibetan Plateau. (2) Of the 11 typical nature reserves selected, the positive trend in the NPP for Manzetang was the most significant, whereas there was no obvious trend in Taxkorgan. With the exception of Selincuo, the annual NPP growth rate in the nature reserves covered by alpine meadow and wetland was higher than that in nature reserves consisting of alpine steppe and alpine desert. (3) There were notable findings in 21 typical coupled samples: (a) After the establishment of the nature reserves, the annual rate of increase in the NPP in 76% of samples inside nature reserves and 82% of samples inside national nature reserves was higher than that of the corresponding samples outside nature reserves. (b) The effectiveness of ecological protection of the Mid-Kunlun, Changshagongma, Zoige and Selincuo (Selin Co) nature reserves was significant; the effectiveness of protection was relatively significant in most parts of the Sanjiangyuan and Qiangtang nature reserves, whereas in south-east Manzetang and north Taxkorgan the protection effectiveness was not obvious. (c) The ecological protection effectiveness was significant in nature reserves consisting of alpine meadow, but was weak in nature reserves covered by alpine steppe. This study also shows that the advantage of large sample comparison method in evaluating regional ecology change. Careful design of the samples used, to ensure comparability between the samples, is crucial to the success of this LSCM.     

叶绿素荧光遥感在陆地生态系统碳循环和陆气相互作用中的应用研究进展

陆地生态系统通过植被光合作用可以吸收约30％的人为碳排放,在全球碳循环、减缓大气二氧化碳浓度上升等方面具有重要作用。最近10年发展起来的日光诱导叶绿素荧光遥感技术,可以监测植被实际光合作用,为全球陆地生态系统碳循环的研究提供了新的思路和方法。本文回顾了叶绿素荧光遥感产品发展及其在陆地生态系统碳循环和陆气相互作用中的应用研究进展,特别是在全球植被总初级生产力估算和陆地生态系统碳循环模型发展方面的进展,并进一步讨论了该领域研究面临的挑战和未来的发展方向。     

山西省盂县羊泉冶镁白云岩矿床地质特征、成因及经济意义研究

金属镁是新世纪重要的绿色金属能源,而冶镁白云岩是生产金属镁不可缺少的原料,是山西省能源重化工基地的一种十分重要的矿产资源.盂县羊泉冶镁白云岩矿床位于吕梁、太行断块-五台山块隆东侧,白云岩矿体赋存于寒武系上统-奥陶系下统三山子组,总体上呈走向NW、倾向SW的单斜构造.含矿岩石主要为中-厚层细-粗晶白云岩,粉晶-细晶或中粗晶粒状结构,块状或薄层状构造.矿床的形成演化经历了沉积-白云岩化-重结晶三个阶段.矿体平均品位ω(MgO)为21.20％、ω(SiO2)为0.67％、ω(K2O+ Na2O)为0.076％,品位变化较均匀.该区共求得冶镁用白云岩矿资源量约3.45亿吨,属一大型矿山,具有较大的开发前景.     

西藏甲玛铜多金属矿床角岩中黑云母矿物化学特征及地质意义

甲玛铜多金属矿床角岩中黑云母按其产状可区分为原生黑云母和热液黑云母,本文采用扫描电镜对两类产出状态的黑云母进行了观察,采用电子探针(EPMA)对这两类黑云母进行了微区原位成分分析,并根据电子探针数据计算了黑云母的矿物化学式。角岩中的原生黑云母和热液黑云母均属于镁质黑云母,二者都经受了热液流体的改造作用。从原生黑云母到热液黑云母Fe3+和Fe2+分异程度加大,Fe3+含量升高,Fe2+含量降低,指示了岩浆-热液流体逐渐向氧化态过渡。相比于原生黑云母,Cu元素更易于在热液黑云母中富集。角岩型矿石中的Cu含量与热液黑云母的Fe2+/(Fe2++Mg2+)比值呈正相关,与其Fe3+/Fe2+比值呈负相关,对于热液黑云母所在的角岩型岩矿石样品,其矿化强度或可以黑云母的Fe2+/(Fe2++Mg2+)比值来衡量;而Mo元素在两类黑云母中均广泛分布,不具有选择性赋存的特征。     

内蒙古霍各乞铜多金属矿床原生晕地球化学特征及深部成矿远景评价

通过系统采集内蒙古霍各乞铜多金属矿区第7、-9勘探线上11个钻孔的岩石、矿石样品,绘制原生晕剖面等值线图,建立垂向元素分带序列,结合该矿床指示元素的变化特征,对钻孔深部隐伏矿进行了预测。该矿床成矿元素组合为Cu-Pb-Zn,前缘晕由Hg、Sb、Cd组成,尾晕以W、As、Sn为特征。该矿床处于倒转向斜的倒转翼,元素的垂向分带序列大部分为反向分带。垂向分带和指示元素的变化特征说明矿床具有多期多阶段反复叠加的特点,第7勘探线至少存在2期含矿流体,钻孔ZK702、ZK830、ZK726、ZK817深部可能有盲矿体。     

古海洋生产力与氧化还原指标——元素地球化学综述

海洋表层初级生产力大小以及水体氧化还原条件是古海洋和古气候研究的重要内容,而元素地球化学是研究初级生产力以及氧化还原条件最常用的手段。主量元素Fe和Si是限制生物的营养元素,痕量金属元素Cu、Ni和Zn是微营养元素,而营养条件是沉积生产力的限制因素,因此这些元素的含量能反映初级生产力大小。Ba和Mo是随有机质一起沉淀下来的,与水体的有机碳通量有关,也是古生产力大小的指标。对氧化还原敏感的痕量金属元素含量（如Cr、V和U）以及元素比值（如V/（V＋Ni）、V/Cr、Ni/Co、U/Th和V/Sc）常用来重构水体的氧化还原条件。     

结构-地基体系水平与扭转位移耦合效应研究

采用动力理论对地基-结构非线性相互作用体系的振动方程进行了定性分析.基于多线性随动强化模型,采用非线性有限元法求解了基础和地基土之间的水平刚度与摇摆刚度,建立了结构-地基非线性相互作用体系的力学模型.利用拉格朗日能量法推导了结构水平位移和扭转相耦合的振动方程.采用多尺度法研究了结构-地基相互作用体系的主共振.通过分析不...