沉积区－剥蚀区古地貌一体化恢复及古水系研究:以渤海湾盆地辽东东地区馆陶组为例

古地貌是控制古水系、沉积体系的关键因素之一.以渤海湾盆地渤中坳陷东部的辽东东地区中新世馆陶组为例,对馆陶组的沉积区和剥蚀区分别开展了基于残余地层厚度法和印模法的古地貌恢复,以增进对研究区古水系、源－汇系统的整体认识,为其物源体系、沉积环境、砂体分布的预测提供科学依据.两种方法的古地貌及古水系恢复结果对比研究表明,基于残余地层厚度法的沉积区古地貌恢复结果适用于目的层沉积区古水系的恢复;而基于印模法的沉积区－剥蚀区一体化的古地貌恢复结果实现了剥蚀区、沉积区古水系的统一解释.沉积区－剥蚀区一体化的古地貌恢复弥补了基于沉积区古地貌的古水系恢复中难以判断"源－汇体系"中源区古水系分布及从源到汇古水系派生关系的局限性.      

夏季亚洲季风区对流层-平流层不可逆质量交换特征分析

基于2005年NCEP/GFS分析资料和拉格朗日粒子扩散模式的“Domain Filling”技术,以气块穿越对流层顶后的滞留时间为标准,诊断分析了夏季亚洲季风区对流层-平流层质量交换,重点讨论了对平流层大气成分收支具有实际意义的不可逆双向质量交换过程,并利用前向（后向）轨迹追踪方法,分析了其4天的“源（汇）”特征.研究结果表明：(1)对流层-平流层质量交换(Troposphere-Stratosphere mass Exchange,STE)的计算对滞留时间阈值的选择具有较强敏感性,大多数的气块在1～2天内可频繁地往返对流层顶.这些瞬时交换事件的考虑与否对穿越对流层顶的质量交换计算的准确性具有重要影响,尤其在中纬度的风暴轴区域.(2)从亚洲季风区对流层-平流层质量净交换纬向平均上看,45°N以南的区域为对流层向平流层的质量输送(Troposphere to Stratosphere mass Transport,TST),副热带地区为最强的上升支,而在45°N~55°N的中纬度地区是平流层向对流层质量输送（Stratosphere to Troposphere mass Transport,STT）.地理分布上,STT主要分布在青藏高原以北的东亚地区,与亚洲季风区夏季大尺度的槽区相对应.夏季整个亚洲季风区都是TST发生的区域,最大值位于青藏高原东南侧及其附近区域,该区域占亚洲季风区不可逆TST夏季平均总量的46%.(3)对流层-平流层质量交换的“源汇”特征分析表明,STT主要源于100°E以西、50°N以北的高纬地区,向下可以输送到中国东北部及朝鲜半岛北部等中纬度区域.而TST主要来源于中纬度和副热带地区的大气输送,向上穿越对流层顶高度以后,可分别向高纬的极地和热带地区输送,这意味着亚洲季风区夏季的TST水汽输送可能进入“热带管”中,进而可能对全球平流层水汽平衡产生重要影响.     

《京都议定书》第二承诺期森林管理基准线分析

基于各附件I缔约方2011年提交的年度国家温室气体排放清单、《京都议定书》第一承诺期森林管理活动的温室气体源/汇数据,以及森林管理活动的基准线数据,分析了森林管理活动在第一承诺期履约中的贡献,以及按各方提交的基准线,预计森林管理活动在未来承诺期履约中的作用。结果表明,《京都议定书》第一承诺期的最初两年（2008—2009年）,附件I缔约方可从合格的森林管理活动中获得年均2.46亿t CO2当量（CO2-eq）的信用额,相当于相应缔约方基准年（1990年）源排放的2.3%,对减限排目标的贡献率达53%,不合理的规则使一些缔约方在履约中可过度地利用森林管理的汇清除。各附件I缔约方提交的2013—2020年森林管理活动的基准线（约2.52亿t CO2-eq/a的净汇清除）远低于目前和过去的水平,使其可从中获得的用于抵消减排目标的信用额约为第一承诺期的4倍,对未来承诺期履约的贡献率将更大,一些缔约方提交的减排目标中的大部分可通过森林管理活动的信用额来抵消。因此,本文建议在未来的谈判中,要严格控制可用的森林管理活动的信用额,避免森林管理活动被滥用。     

不同陆地生态系统碳通量对GEOS-Chem模型模拟全球CO2浓度的影响

大气中CO₂含量的增加速率已经超过了自然界所能吸收的速度,并逐步影响到全球气候变暖。利用模型模拟分析已经成为一个重要的工具用以深入对碳循环的理解。本文使用2008～2010年的生物模型SiB3（Simple Biosphere version 3）与优化后的CT2016（Carbon Tracker 2016）陆地生态系统碳通量驱动GEOS-Chem大气化学传输模型模拟全球CO₂浓度。通过分析模拟CO₂浓度的空间分布与季节变化,加深对全球碳源汇分布特点的理解,探究陆地生态系统碳通量不确定性对模拟结果的影响,进而认识陆地生态系统碳通量反演精度提升的重要性。SiB3与优化后的CT2016陆地生态系统碳通量都具有明显的季节变化,但在欧洲地区碳源汇的表现相反,其全球总量与空间分布也存在极大的不确定性。模拟CO₂浓度结果表明:在人为活动较少地区,陆地生态系统碳通量对近地面CO₂浓度空间分布起主导作用,尤其在南半球和欧洲地区模拟浓度有明显差异,且两种模拟结果的季节差异依赖于陆地生态系统碳通量的季节变化。将模拟结果与9个观测站点资料进行对比,以期选用合适的陆地生态系统碳通量来提升GEOS-Chem模拟CO₂浓度的精度。实验结果表明:两种模拟结果均能较好的模拟CO₂浓度的季节变化及其峰谷值,但CT2016模拟的CO₂浓度在多数站点处更接近观测资料,模拟准确性更高。     

地质甲烷对大气甲烷源与汇的贡献

地质甲烷是除湿地外最大的一类自然源,主要包括微渗漏、泥火山、海底渗漏、火山地热区和温泉等,这些地质源每年向大气释放约42～64 Mt甲烷气体,在整个大气甲烷收支平衡中具有重要意义.IPCC第四次报告(2007年)以前由于相关调查研究的欠缺,甚至基本数据的匮乏(包括未发现的源)以及甲烷地质成因的复杂性,对地质甲烷等烃类气体向大气的排放通量估算严重偏低.最近几年,国外相关研究者进行了一定规模的系统调查和科学研究,补充完善了有效数据库,改变了估计偏低的现状,并且使IPCC将地质来源的甲烷单独列项.相对来讲,我国在这一领域的研究还刚刚起步,与国际水平相差甚远,包括泥火山等地质甲烷释放通量的原位测量和科学研究仍属空白.因此,适时总结国内外相关研究的现状和发展趋势,将有利于为开展中国地质源甲烷的研究提供有益的参考.     

青海省土壤有机碳储量估算及其源汇因素分析

收集了青海省第二次土壤普查资料的2 856个土壤统计剖面数据,计算了20世纪80年代青海省土壤0～20 cm和0～65 cm深度的土壤有机碳密度,根据1∶400万数字化土壤类型图,统计了不同类型土壤的土壤有机碳储量。结合本研究采集的105个表层土壤数据,估算了青海省典型地区土壤有机碳近30年来的年均变化量。研究建立了土壤有机碳含量与温度、降雨等气候因子的关系方程,根据青海省土地利用现状估算了不同时期土地利用方式变化对青海省土壤碳源汇转化的影响。结果显示:(1)0～20 cm表土层SOCD20加权平均值为4.509 kg/m2,其值在各类型土壤间差异较为显著,SOCR20为2.953 Pg;0～65 cm的SOCD65加权平均值为13.597 kg/m2,SOCR65为8.904 Pg。由于受气候、土壤类型、植被类型、海拔等因素的影响,青海省土壤有机碳密度的分布呈现自东南向西北递减的带状分布特征;(2)近30年来青海省有机碳含量明显下降;(3)根据气象站的资料,分析了近50年来的年均气温变化趋势,预测在全球变暖背景下青藏高原土壤将表现出碳源效应,而研究区愈加明显的人类活动影响、大面积草地退化等土地利用方式改变也是造成土壤碳释放的主要原因之一。     

盆地动力学研究综述及展望

沉积盆地是地球系统的浅层组成部分,是壳-幔、岩石圈-软流圈两级圈层相互作用的浅部表现形式。沉积盆地分析不仅可以揭示不同类型化石能源、沉积型层控矿产、砂岩型铀矿等资源的分布规律,为矿产勘探提供直接依据,而且可以为大地构造演化过程、重大构造事件、全球环境变迁及气候演变提供丰富资料和详细证据。当代盆地分析不断从单一沉积学分析拓展到综合分析,从静态要素分析拓展到过程和动力机制分析。盆地动力学研究内容包括3部分,即以沉积学分析为主的盆地充填动力学、以构造地质学分析为主的盆地形成演化动力学和多学科交叉的盆地流体动力学研究。近10多年来,盆地动力学研究在深水沉积学、高精度层序地层学、源-汇系统、源区剥蚀过程及其深部响应、大陆边缘盆地动力学及盆地流体动力学等方面取得了长足的进展。     

土壤碳循环研究进展及干旱区土壤碳循环研究展望

土壤碳库动态及其驱动机制是陆地生态系统碳循环与全球变化研究的热点问题之一。随着各国对《京都议定书》的重视,农业土壤碳库变化及其源汇效应研究不断加强,但以往研究土壤碳循环主要是针对有机碳,较少考虑无机碳的作用和地位,干旱区土壤无机碳储量巨大,其在区域碳循环过程中的贡献日益显著,这使得干旱区土壤碳循环研究必须同时考虑土壤有机碳和无机碳的行为。国内外关于农业土壤有机碳动态的研究主要围绕农业土壤有机碳储量、固碳潜力等问题展开,研究区多为湿润、半湿润地区;国际上对农业土壤无机碳动态的研究主要集中在干旱区土地管理措施对土壤发生性碳酸盐碳的形成与转化方面,研究方法以稳定同位素技术为主,但目前关于中国干旱区农业土壤无机碳动态的研究还较为薄弱。因此,应加强干旱区绿洲土壤碳循环研究,深入分析干旱区绿洲土壤碳的源/汇效应;探讨土壤无机碳动态变化的机理。     

盆山系统沉积学-兼论华北和塔里木地区研究实例

在地球科学领域盆山系统可以作为一种新的地质单元或整体进行研究。在评述国内外研究成果基础上,本文提出了盆山系统分类三原则:即板块构造单元（位置）、盆山形成演化的构造动力学体制、构造-古地理特征或区域源-汇构造-沉积属性,并由此将盆山系统划分为陆内、陆缘（陆洋）和洋内盆山系统三大类及下属十四个亚类。进而论述了盆山系统沉积学的研究体系,其中构造-地层单元与等时地层格架、物源示踪与源汇体系、综合沉积记录及古构造-古气候演变等三方面是研究基础,沉积体系（域）与综合构造-古地理是核心,而盆山演化动力学为学科目标。以华北东部陆内盆山系统为例,研究指出西伯利亚板块与华北-蒙古联合块体的碰撞隆升,形成了该区侏罗纪-早白垩世早期最显著的陆内山-盆系统,而苏鲁造山带碎屑物源影响甚微;以塔里木陆缘盆山系统为例,初步揭示了泥盆-石炭纪西南天山被动陆缘与东南天山弧相关陆缘盆山系统的差异记录。研究认为,为了深化盆山动力学研究,现阶段特别值得在物源示踪与源汇体系、综合沉积记录及古构造-古气候演变方面加强盆山系统沉积学工作。     

温室气体本底观测研究

简要介绍了限排温室气体的源、汇特点及其影响,概述了国内外温室气体本底观测研究的沿革及发展趋势,阐述了在我国深入开展该领域工作的紧迫性和必要性。