Prognosis of TiO2 abundance in lunar soil using a non-linear analysis of Clementine and LSCC data

We suggest a technique to determine the chemical and mineral composition of the lunar surface using artificial neural networks (ANNs). We demonstrate this powerful non-linear approach for prognosis of TiO₂ abundance using Clementine UV-VIS mosaics and Lunar Soil Characterization Consortium data. The ANN technique allows one to study correlations between spectral characteristics of lunar soils and composition parameters without any restrictions on the character of these correlations. The advantage of this method in comparison with the traditional linear regression method and the Lucey et al. approaches is shown. The results obtained could be useful for the strategy of analyzing lunar data that will be acquired in incoming lunar missions especially in case of the Chandrayaan-1 and Lunar Reconnaissance Orbiter missions.     

岩溶夷平面演化与青藏高原隆升

文章以作者在青藏高原南部及东邻地区获得的资料为基础,就青藏高原地区夷平面的识别、整体坡降、时代以及夷平面对构造隆升的响应等问题进行讨论。区域对比与成因分析显示青藏高原石林等形态形成于土下环境,属覆盖型岩溶,而与其共存的红色风化壳(石灰土)具有脱硅富铝作用弱而粘化作用强的特征,与湿热气候条件下的夷平面环境是一致的。根据野外观察资料和岩溶作用对水动力条件的敏感性,岩溶区厚层连续的风化壳只能发育在接近地貌侵蚀基准的夷平面上。因此,厚层连续的风化壳及其壳下的覆盖型岩溶均可指示地貌发育的晚期阶段和夷平面的存在,这为利用覆盖型岩溶及共存的风化壳识别夷平面提供了理论依据。根据青藏高原东邻地区岩溶地貌发育的演化特征,作者认为在同等条件下,岩溶夷平可以在更短的时间里达到更低的夷平高度(相对常态夷平),初步估计岩溶夷平面整体坡降小于0.5‰。构造隆升使青藏高原进入不利于岩溶作用的寒冻圈,岩溶夷平面经刻蚀作用演变为刻蚀平原,而云贵高原刻蚀作用较弱,但受到“土壤丢失”等岩溶过程的破坏。这种差别主要是构造隆升幅度的不同造成的。为了解决夷平面的年代问题,作者对滇西表生锰氧化物40Ar39Ar测年适宜性作了研究,结果显示鹤庆等地表生锰矿具有较     

黄土高原全新世黄土-古土壤演替及气候演变的再研讨

文章从黄土-古土壤的演替规律、黄土再沉积与古土壤埋藏后的次生成壤特殊性,揭示了第四纪生物气候演变的实质。对黄土高原具代表性的现代耕种土壤壤土和黑垆土的研究,揭示了土壤剖面内伏形成环境较现代暖湿的古土壤层;对于土壤剖面上部的覆盖层,证实不仅是人为施加土粪的堆积物,且包含新的黄土沉积物;从土壤发生学观点,埃土与黑垆土称之耕种埋藏型古土壤较合适;通过分辨古土壤剖面层内干旱草原和暖湿型森林植被孢粉共存的矛盾实质,证实黄土高原全新世曾存在茂密的森林和森林草原植被及森林型土壤的发育,并延续到人类历史时期。在第四纪研究中,通常把黑垆土作为全新世代表地层,以S0表示,我们的研究补充提出,根据黄土高原生物气候地带性的分异规律,自南而北,S0应以埃土与黑垆土分别表示,并应在S0层上部划分出Lx,说明气候冷干化的趋向及新一轮黄土沉积期已悄然来临。以上问题的再研讨,对第四纪生态环境演变和当前黄土高原生态环境建设的战略部署,具有重要的理论和实际意义。     

气候变化对全新世以来中国东部政治、经济和社会发展影响的初步研究

将社会科学(文史考古研究)与自然科学(气候变化)结合,分析了黄土高原社会经济发展较长江三角洲地区为早的原因,提出这可能是由于全新世大暖期的气候变化对不同地理区域产生不同的影响,最后并分析了中国历史上的3次移民潮的原因及其对长江三角洲社会经济发展的影响。     

祁连山东段剥蚀面与青藏高原隆升

祁连山北麓广泛分布着一级剥蚀面, 它是山地阶段性隆升的产物. 通过对剥蚀面之上砾石层中细砂物质的ESR测年以及黄土地层的古地磁测定, 认为祁连山东段的剥蚀面最终解体于1.4 Ma BP. 这与邻近区域陇西盆地的剥蚀面解体时代(1.8 Ma BP)有所差异, 这或许是第四纪期间青藏高原阶段性隆升在区域间存在着差异特征的重要表现.     

青藏高原主要生态系统净初级生产力的估算

利用青藏高原贡嘎山、海北、五道梁、拉萨等4个野外台站2000~2002年的观测数据、陆地生态系统模型与2001年MODIS遥感数据相结合的方法来估算青藏高原区域的净初级生产力。结果表明:青藏高原区域的净初级生产力空间分布趋势表现出由东南向西北逐渐递减的梯度,该趋势也与水热梯度表现基本一致;整个青藏高原的净初级生产力为302.44×1012 gC yr-1,其中森林的净初级生产力最高,120.11×1012 gC yr-1,占整个高原净初级生产力的39.7%;全年中夏季(6~8月) 的净初级生产力最高,246.7×1012 gC yr-1,约占全年总净初级生产力的80%。用实测数据验证模拟结果表明,二者非常相符。     

青藏高原海拔要素对温度、降水和气候型分布格局的影响

青藏高原平均海拔4 000~5 000 m,由于特殊的地理条件,生态环境较为脆弱,对气候变化非常敏感,并对周围乃至全球的气候产生重要影响。使用1961-2010年青藏高原温度、降水0.5°×0.5°格点数据,以及由GTOPO30数据（分辨率为0.05°×0.05°）经过重采样生成的陆地0.5°×0.5°的数字高程模型DEM,分析了青藏高原温度、降水受海拔要素的影响,并通过青藏高原区域79个气象站的数据进行验证,进而使用柯本气候分类和中国自然地理区划两种方法对青藏高原气候进行划分,探讨青藏高原各分区海拔要素对温度、降水的影响差异以及出现差异的原因。研究表明：青藏高原及其各分区的气温垂直递减率不同,是由于地形起伏不同造成的青藏高原热源效用不同;降水与海拔的关系不同,是由于各区域受控于不同的气候系统,造成干湿度的不同,因而最大降水高度带不同。     

青藏高原纳木错西缘新元古代中期岩浆事件:对北拉萨地块起源的约束

本文报道了青藏高原北拉萨地块纳木错西缘变质辉长岩和花岗片麻岩的锆石U-Pb定年、岩石地球化学和锆石Hf同位素分析结果。锆石LA-ICP-MS定年结果表明,变质辉长岩和花岗片麻岩的原岩形成时代分别为720±6Ma和732±7Ma,相当于新元古代中期。变质辉长岩为钙碱性系列,具有Nb、Ta和Ti负异常,与岛弧玄武岩类似。变质辉长岩中锆石具有较高的εHf(t)值(+5. 2～+9. 7),应当是源自俯冲环境下相对亏损的地幔楔。花岗片麻岩原岩为I型花岗质岩石,并且具有较为均一的锆石εHf(t)值(-3. 3～+0. 3),可能形成于地壳内古元古代变质火成岩的部分熔融作用。结合区域地质资料,变质辉长岩和花岗片麻岩的原岩应当形成于新元古代中期的洋壳俯冲消减过程。北拉萨地块上的前寒武纪岩浆和变质记录与东非造山带的活动时限较为一致,因而北拉萨地块可能与东非造山带具有亲缘性。     

同源岩浆不同期次之间混合产生的暗色包体——以北拉萨地块中部晚白垩世桑心日岩体为例

本文在研究西藏北拉萨块体中段桑心日岩体中的暗色包体时发现了一种具有特殊岩石成因的暗色包体。暗色包体呈椭球状,在暗色包体和寄主岩的接触面上通常形成一个明显的可能由风化作用造成的间隙面。暗色包体为二长玢岩-花岗闪长玢岩,寄主岩为花岗岩,暗色包体明显较寄主岩更基性,更富Na_2O、CaO、MgO和Fe_2O_3~T。暗色包体和寄主岩具有明显不同的稀土元素特征,暗色包体的稀土元素含量变化较大,最基性样品具有最高的稀土含量,随着基性程度的降低稀土元素含量明显下降。随着岩浆的进一步演化,岩浆向花岗岩方向演化,稀土含量又逐步升高。寄主岩和暗色包体具有基本一致的微量元素组成,具有典型的弧岩浆岩的特征,富集Rb、Cs、K等大离子亲石元素和Th、U,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素。此外,暗色包体和寄主岩具有明显的Ba、Sr的负异常。暗色包体成岩年龄为75. 6±1. 2Ma,寄主岩的成岩年龄为71. 8±0. 6Ma,暗色包体成岩年龄较寄主岩早约4Myr。两者具有一致的锆石原位Lu-Hf同位素特征。综合以上岩相学、年代学、元素地球化学和同位素地球化学证据,我们认为桑心日暗色包体和寄主岩来源于同源母岩浆,初始岩浆在母岩浆房中经历了不同程度的含钾角闪石结晶分离作用,并沿早期较弱的构造裂隙侵入到地壳的某一层位,随着构造活动进一步加剧,经过进一步分异母岩浆大规模上侵,并将早先侵位处于半塑性状态的暗色包体侵吞、裹挟至近地表。桑心日暗色包体最可能的成因模式可以解释为同源岩浆不同期次间的物理混合。     

基于BP神经网络的青藏高原土壤养分评价

土壤养分在养分循环和土壤-植物关系中起着重要作用,在高海拔生态系统中,由于缺乏系统的实地观测,土壤养分在高山草原中仍然知之甚少。为了了解青藏高原多年冻土区高寒草地土壤养分的基本情况以及土壤养分的等级划分,利用青藏高原腹地西大滩至安多地区采集的154个土壤样品数据,基于BP神经网络模型建立具有3层网络,10个中间层节点的土壤养分评价模型。在MATLAB软件中进行BP神经网络的训练和验证后,对青藏高原多年冻土区高寒草地土壤养分进行综合评价。结果表明：2009年青藏高原高寒草地的土壤养分综合评价等级为4级,属于较低水平。综合评价结果与基于主成分分析方法的土壤质量指数（SQI）基本一致,说明BP神经网络模型对青藏高原土壤养分的评价结果是合理的。对评价结果与海拔、植被盖度和植被类型的关系分析表明,海拔越高或植被盖度越高,土壤养分的评价等级越高;不同植被类型的评价等级表现出高寒沼泽草甸（2级）>高寒草甸（4级）>高寒草原（5级）的趋势。BP网络作为一种简单又准确的识别方法,不仅可以评估土壤养分等级,还可以比较不同地区的土壤养分高低状况,希望为青藏高原的土地资源管理与保护提供基本的科学依据。