2001~2010年中国陆地生态系统农林产品利用的碳消耗的时空变异研究

人类是陆地生态系统的重要组成部分,可以视为区域陆地生态系统的消费者,人类对陆地生态系统净初级生产力（NPP）的消耗是区域碳消耗的重要途径。量化农林产品利用的碳消耗总量（CCU）有助于准确评估生物圈与大气间的碳交换,为全球陆地生态系统的碳管理提供理论依据。基于农产品、草产品及林产品的统计数据,本研究评估了中国区域2000s人类利用农林产品引起的碳消耗总量及强度,结果表明：2001~2010年,农林产品利用的碳消耗总量为805.79TgC/a,占全国NPP总量的28.49%,最大值出现在山东、河南、广西等地。其中,农产品利用的碳消耗总量达到630.54TgC/a,最大值也出现在山东、河南和广西;草产品利用的碳消耗总量为114.90TgC/a,内蒙古、新疆和四川贡献的份额较大;林产品利用的碳消耗总量最少,仅为60.35TgC/a,主要分布在福建、浙江、湖南等地。碳消耗强度存在明显的区域差异,农林产品利用的碳消耗强度与农产品利用的碳消耗强度具有相似的空间分布,最大值均出现在山东、江苏等地;草产品利用的碳消耗强度的最大值出现在重庆、内蒙古、四川等地;林产品利用的碳消耗强度则出现在浙江、福建。中国区域农林产品利用的碳消耗总量及强度在年际间普遍呈现增大的趋势,碳消耗总量年均增加22.02TgC。本研究表明,农林产品利用的碳消耗在维持区域陆地生态系统碳平衡中起着重要作用,需要在今后予以充分重视。     

陕西旬邑西头遗址商末周初殉人植物性食物组成分析——来自牙结石中的淀粉粒和植硅体证据

殉人的植物性食物组成分析是了解个体乃至群体生活习性和生活状况的重要基础, 对于殉人的身份辨识及殉葬制度研究具有十分重要的考古学意义。商周时期存在大量墓葬殉人现象, 以往研究多集中在殉人与墓主关系、殉人身份辨识等方面, 对其植物性食物来源的分析十分薄弱。本研究选取陕西旬邑西头遗址M90的37具殉人作为对象, 对其牙齿表面附着牙结石进行淀粉粒和植硅体分析, 并对墓葬中随葬动物骨骼等样品进行¹⁴C年代测定。结果显示, M90年代应为商末周初时期; 发现有粟类植物、小麦族(Triticeae)、块根块茎、食用豆类、坚果类等5类植物淀粉粒, 以及粟稃壳、禾草类稃壳、早熟禾亚科和黍亚科等茎叶植硅体。综合商周时期旬邑地区植物考古的证据, 认为西头遗址殉人的植物性食物结构较为多样, 以当时社会主流的粟(Setaria italica)、黍(Panicum miliaceum)等粟类作物为主, 小麦族植物占比较少, 块根块茎、食用豆类和坚果类植物亦有部分摄入。从淀粉粒的损伤特征和稃壳类植硅体的发现来看, 食物在食用前经过了碾磨或蒸煮等加工处理, 其谷物脱壳水平应较为先进。此外, 殉人在以粟黍为主的主粮摄入上无明显差别, 仅在小麦族植物的食用上有所区别。目前所知商周时期殉人的食谱均以粟黍为主的C₄类植物为主, 但由于殉人与墓主关系及殉人身份等级的差异, 在以小麦族植物为代表的C₃类植物摄入上差异明显, 这种差异性的饮食结构显示了不同时期先民在饮食上的选择偏好, 以及等级差异对古人饮食的影响。本研究首次从植物利用角度对殉人的食谱进行分析, 填补了以往文献、植物大遗存和碳氮稳定同位素分析对古人饮食来源认识的不足, 为商周时期殉葬制度研究提供了新思路。

     

海南岛双池玛珥湖揭示的历史时期人类活动影响下大气汞沉降的高分辨率记录

以取自海南岛北部双池玛珥湖SCH17-04岩芯全长为420cm的沉积物为材料, 对其开展了AMS¹⁴C测年和总汞浓度、总有机碳、常量地化元素、干密度等指标的测试分析。通过对多代用指标的综合比对分析, 并结合历史文献资料, 着重探讨了815~1510A.D.时段内区域气候环境与人类活动影响下的汞沉积过程及其可能影响因素。研究结果表明: 在研究时段内, SCH17-04岩芯中汞浓度(Hg_-C)为0.22~3.11μg/g, 汞沉积通量(Hg_-AR)为0.01~1.92μg/(cm²·a)。进一步分析发现, 双池玛珥湖沉积物中汞浓度与各环境代用指标之间呈现出变化步调的不一致性, 揭示了有机质吸附、土壤侵蚀、气候变化、海洋释放等自然因素可能对沉积物中汞积累的贡献较为微弱。综合岩芯记录与史料记载分析发现, 主要与人类活动关系较为密切的大气汞沉降输入占据着主导地位, 其中人为汞信号始于约940A.D., 对应于五代十国时期, 并且在约940~1130A.D.(五代十国中后期和北宋)和约1320~1420A.D.(元朝中后期和明朝初期)期间, 特别是在后一时期, 出现显著的人为汞通量峰值阶段, 这与历史上海南岛人口数量变化趋势较为吻合, 揭示了人类活动(如金属冶炼和开采、战争叛乱、人口迁移等)在这些时期对自然界中的汞释放与积累具有重要影响。

     

黑河干流中游地区近40年来地下水环境变化特征及其成因

长期的监测结果表明自20世纪80年代以来黑河中游张掖地区地下水环境发生显著变化。笔者应用时间序列分析、相关性分析和遥感解译等方法分析近40年来该地区地下水水位、地下水水化学、黑河出山径流量、气象要素、绿洲面积演变规律,识别地下水环境对气候变化及人类活动的响应规律。结果表明,研究区中部区域地下水水位变化与出山径流量相关性显著,与张掖地区降水量相关性差,气候变化通过影响黑河上游径流量进而对研究区中部地下水水位产生影响,研究区降水变化对地下水水位影响微弱;研究区西部、东部地下水水位变化受人类活动影响显著,东部山前区受河流弃水量持续增大影响,近年来地下水水位显著回升,西部明花乡至骆驼城一带井灌区由于地下水大量开采,地下水水位仍处于持续下降状态;研究区南部山前带河流两侧一定范围内地下水水化学特征多年保持稳定,其余地区地下水水化学特征变化显著。     

人类活动驱动下的高碘地下水成因机制——以福州市为例

长期饮用高碘水会引起甲状腺功能障碍,威胁人体健康。文章以福州市富碘浅层地下水为研究对象,基于不同土地利用类型区的42组地下水样品,采用统计分析和离子比系数等方法,研究了地下水中碘的分布特征及高碘地下水成因机制。结果表明:福州市地下水中碘含量为0.008 0~0.52 mg/L,平均值为0.10 mg/L,呈现出内陆低-沿海高、山地低-平原高、农村低-城市高的分布特征。高碘地下水样品占19.1％,主要分布在闽江沿岸主城区、福清东部及平潭等滨海地区。第四纪形成的冲海积沉积物是区内地下水中碘富集的天然物质基础,还原的地下水环境、较长的滞留时间是利于地下水中碘富集的自然条件。高碘地下水的空间分布与人口密度高的地区高度耦合,揭示了人类活动排放的高碘生活污水是该地区高碘地下水形成的重要驱动因素。     

河南省内黄县三杨庄全新世以来的孢粉学记录

河南省安阳市内黄县三杨庄汉代遗址地层年代跨度从更新世晚期延续至今,多次的洪水泛滥和古土壤发育形成了三杨庄地层中洪积层与古土壤层的交替出现,距地表850~212cm处包含了5个洪积层和5个古土壤层。孢粉分析结果表明:三杨庄地区10200~7200cal.aB.P.期间孢粉浓度较低,气候较为暖湿; 7200~4500cal.aB.P.期间孢粉浓度显著升高,进入全新世大暖期; 4500~2000cal.aB.P.期间气候向降温变干的趋势发展,但仍比较温暖。洪积层和古土壤层的孢粉组合差异主要表现为洪积层中木本植物花粉(主要为松属)含量显著高于临近的古土壤层,而且人类活动强度越大,这种差距越明显。依据孢粉组合也能较好地划分本区地层中的洪积层和古土壤层。全新世早期该区可能已经有人类从事农业活动,之后虽然遭受多次洪水侵袭,但人类活动并未消失,大致在中全新世晚期之后(约6000cal.aB.P.),人类活动强度不断增强。     

用自然思维解析病毒及其与海洋的关系

新型冠状病毒(Coronavirus)肆虐,造成全球恐慌,迄今已有上千万人感染、数十万人失去了生命。一场突如其来的疫情,几乎成为全球范围内划时代的重大事件,甚至会改写人类发展的历史,这充分说明人类对病毒的认识还很肤浅,还缺少应对病毒的科学储备和有效举措。病毒源于海洋、存于自然,几乎是无处不在、无时不在。病毒一方面对人类健康造成巨大威胁,另一方面又是自然界、甚至人体内不可或缺的特殊微生态系统。病毒是生命起源的界限、是基因传递的使者、是生态环境的桥梁、是细菌的天然杀手。人类抗击病毒首先是彻底"防控",其次是有效"疫苗",最终靠提高免疫力。而海洋盐卤可能是从"元素平衡"的机理出发、从根本上提升人体免疫功能的关键。     

基于四元驱动的海河流域河川径流变化归因定量识别

海河流域水资源极为短缺,河川径流下降显著,定量识别径流变化成因对于科学认识流域水循环演变机理、支撑水资源开发利用具有重要的科学意义和实际价值。基于模型参数区域化技术构建了海河流域可变下渗容量（VIC）模型,重构了流域天然河川径流序列。建立了气温变化、降水变化、下垫面变化和取用水四元要素驱动的河川径流变化归因定量识别技术体系,分析了4种因子在海河流域河川径流减少中的贡献。结果表明:①1956—2010年,人类活动是海河流域河川径流减少的主要原因,但是气候变化的影响不可忽略,其中气候变化的贡献约为1/3,人类活动的贡献约占2/3;气候变化中,降水下降的贡献远大于气温升高的影响,分别约为30%和4%;人类活动中,取用水的影响大于下垫面变化的影响,分别约为55%和11%。②海河流域4个水资源二级区的河川径流变化成因相比,从北向南气温升高的影响减小,降水减小的影响增大,海河北系和海河南系的取用水影响较大,滦河流域径流变化时间较晚,徒骇马颊河径流变化程度最小。     

基于生活实践的人与自然生命共同体构建——西藏夏乌村案例

人与自然的关系是地理学的核心话题。以西藏夏乌村为研究案例地,基于半结构化访谈、参与式观察等质性方法,从日常生活实践视角,透视地方社会与自然的关系,剖析人与自然生命共同体何以构建。经研究发现：① 藏族村民与青稞（Hordeum vulgare var. coeleste ）、耕牛互动时,借助物质、情感、空间以及身份转型等多重生活实践策略与后者联结,经由人的自然化实践,建构起表征型人与自然的生命共同体。此时,青稞和耕牛作为工具化的自然,是村民的身体表征,在人类行动者缺场或受限时,扮演为日常生活叙事的角色。② 藏族村民与虫草（Cordyceps）、猕猴（Macaca）互动时,借助意义、制度、空间协商等生活实践策略与后者建立联系,经由自然的人化实践,建构起链接型人与自然生命共同体。此时,虫草和猕猴作为对象化的自然,被社会所建构,并赋予社会生命,逐渐嵌入日常生活。     

气象与健康交叉融合发展及其概念演进

基于健康中国战略实施、应对气候变化和人口老龄化的现实需求,气象与健康交叉融合发展问题倍受关注。首先从哲学思想和医学理论的引领、生物气象学发展对理论形成的贡献、殊途切入内涵趋同的探索过程等方面就其发展历程进行了梳理与理性提升;然后,就气象与健康交叉学科发展中、尤其是作者团队新探究所提出的部分新概念进行了初步阐释,旨在抛砖引玉、吸引更多同行学者互动,促进此新兴交叉学科发展,更好地服务于全民大健康需求。