滦平盆地西瓜园组中段厚层砾岩沉积特征及成因机制研究:来自滦页1井全井段连续取心的证据

为了探讨陆相断陷盆地厚层砾岩的沉积特征、成因机制和控制因素,寻找有利勘探目标,以滦平盆地西瓜园组中段厚层砾岩为研究对象,运用沉积学理论,结合测井、录井、岩心、薄片和测试结果,对厚层砾岩的岩相及岩相组合、沉积构造和电性进行分析。研究表明,西瓜园组中段厚层砾岩具有被黑色页岩包裹的特征,即顶、底部与黑色页岩突变接触。岩心中大量的黄铁矿和部分敏感元素指标反映了缺氧的强还原环境,表明其为深水环境中的砾岩体。基于不同成因,共识别出滑动、滑塌2种重力流类型。滑动沉积主要包括6种岩相、5种岩相组合,以主滑动面、次滑动面、高角度层理,以及层内小型正断层和逆断层为主要识别标志;滑塌沉积包括6种岩相、4种岩相组合,以滑动面、滑塌变形构造、包卷层理、泄水构造、变形砾以及部分原生层理(粒序层理)为主要识别标志。根据滑动面的发育位置、自然伽马曲线和声波曲线的幅度变化特征,可以划分出4期滑动沉积。西瓜园组时期滦平盆地的边缘坡折带、物源供给和一定的触发机制共同控制深水滑动、滑塌型重力流的形成,结合控制因素和沉积特征建立陆相断陷湖盆陡坡带滑动-滑塌型重力流的发育模式。     

冬季北极涛动和北极海冰变化对东亚气候变化的影响

本文简要回顾了冬季北极涛动 (北大西洋涛动 )和北极海冰面积变化对东亚气候变化的影响、研究中存在的问题以及目前亟待解决的科学问题。     

Evaluating river morphology change with a geomorphic form variation approach

Geomorphic river design strives for natural resilience by encouraging geomorphic form complexity and morphological processes linked to greater habitat diversity. Increasing availability of high-resolution topographic data and spatial feature mapping methods provide advantages for morphological analysis and river restoration planning. We propose and evaluate an approach to quantifying topographic variability of geomorphic form and pixel-level surface roughness resulting from channel planform geometry differences using spatially continuous variety computation applied to component metrics including flow direction, aspect and planform curvature. We define this as the geomorphic form variation (GFV) approach and found it scalable, repeatable and a multi-stage analytical metric for quantifying physical aspects of river-bed topographic variability. GFV may complement process-based morphological feature mapping applications, hydraulic assessment indices and spatial habitat heterogeneity metrics commonly used for ecological quality evaluation and river restoration. The GFV was tested on controlled synthetic channels derived from River Builder software and quasi-controlled sinuous planform flume experiment channels. Component variety metrics respond independently to specific geometric surface changes and are sensitive to multi-scaled morphology change, including coarser-grained sediment distributions of pixel-level surface roughness. GFV showed systematic patterns of change related to the effects of channel geometry, vertical bed feature (pool-bar) frequency and amplitude, and bar size, shape and orientation. Hotspot analysis found that bar margins were major components of topographic complexity, whereas grain-scale variety class maps further supported the multi-stage analytical capability and scalability of the GFV approach. The GFV can provide an overall variety value that may support river restoration decision-making and planning, particularly when geomorphic complexity enhancement is a design objective. Analysing metric variety values with statistically significant hotspot cluster maps and complementary process-based software and mapping applications allows variety correspondence to systematic feature changes to be assessed, providing an analytical approach for river morphology change comparison, channel design and geomorphic process restoration.     

变化环境下半干旱草原流域径流变化特征及其影响因子定量分析

地表水文过程在气候波动和人类活动的作用下发生了不可忽视的变化,这种变化对于内蒙古半干旱草原流域来说更为显著。采用改进的M-K趋势检验法、双累积曲线法、累积距平法和小波变换法对典型半干旱草原流域——锡林河流域1963～2015年径流序列的变化特征进行了剖析,并以社会经济指标量化流域内人类活动影响及细化降水特征因素,运用统计检验和主成分分析进行了变化环境下流域径流主要影响因素的定量分析。结果表明,锡林河流域径流量在水文年、季尺度呈现显著(p0.05)减少趋势;流域径流的突变年份为1998年,在其前后影响径流变化的主导因素发生变化,1998年以后径流受到人类活动和气候变化的双重影响;水文年和枯水季径流序列均存在6年、25年左右的周期,而丰水季径流不存在显著周期变化;尽管气候因素中的降水、蒸发、相对湿度及所有人类活动因素与径流显著相关而影响径流,但其中人类活动为径流变化的主导因素。     

邯邢地区中生代侵入岩中磷灰石的成因矿物学研究

氧逸度为有效的氧分压,是实验岩石学中重要的研究课题,岩浆的氧逸度是继温度、压力、浓度等影响成岩成矿过程的关键性物理化学参数。本文利用磷灰石的氧逸度计,对邯邢地区六大主要岩体的岩浆氧逸度进行了计算。研究结果显示,样品中的磷灰石主要为羟-氟磷灰石,磷灰石的形态、成分和结构特征指示其为岩浆成因。磷灰石中的Mn元素在晶格中有两种方式,多以Mn3＋和Mn5＋的方式进入晶格。磷灰石氧逸度计计算的logfo2为-12.31~-9.75,均值-11.02。参考与磷灰石共生角闪石的形成温度,认为邯邢地区岩浆岩普遍具有较高的氧逸度。根据磷灰石氧逸度值与矿床规模的填图结果,认为并非氧逸度越高越有利于邯邢式铁矿的形成。结合矿物学填图等值线闭合的趋势,进而推断邯邢地区中部的符山和武安岩体深部可能仍存在较好的找矿远景。     

1961 - 2017年中国东北地区降雪时空演变特征分析

利用东北地区162个气象台站逐日降水量和天气现象数据, 采用统计分析方法, 对近57年（1961 - 2017年）降雪的气候特征和时空演变规律进行了分析。结果表明： 降雪量和降雪日数最多出现在12月, 小雪和中雪最多出现在11月或12月, 大雪和暴雪在冬末春初出现概率最高。降雪分布为山地大于平原, 平原地区自北向南、 自东向西减少, 降雪高值区主要位于大兴安岭北部、 小兴安岭和长白山区, 降雪强度中心位于长白山区和辽宁中部平原地区。年、 秋季、 冬季、 春季降雪量占同期降水量比例分别为4.7%、 7.0%、 84.4%和7.6%; 辽宁省西部山区和南部大连地区日最大降雪量占年总降雪量比例最高, 最长连续降雪日数在2 d以下, 降雪较高纬度地区更为集中。近57年降雪量和降雪强度分别以1.93 mm?（10a）^-1和0.11 mm?d^-1?（10a）^-1的速率显著增加, 降雪日数以2.08 d?（10a）^-1速率显著减少; 降雪量增加主要表现为各等级降雪量的增加, 降雪日数减少主要是微量和小雪日数的减少, 降雪强度增加主要为大雪和暴雪降雪强度的增加。年、 秋季和冬季降雪量占同期降水量比例平均每10年增加0.36%、 0.48%和0.45%, 春季以0.11%?（10a）^-1的速率减少。中雪、 大雪和暴雪对降雪贡献率均呈增加趋势, 小雪降雪量和微量降雪日数贡献率减少; 1987年降雪量和降雪日数突变后, 微量降雪日数和暴雪日数、 小雪降雪量贡献率改变显著。就区域平均而言, 2001 - 2017年的降雪量较1961 - 1980年增加了27.8%, 降雪日数减少了22.4%。     

冰川运动速度研究： 方法、 变化、 问题与展望

冰川运动将积累区获得的物质输送到消融区, 维持着冰川的动态平衡。近年来, 随着气候变化, 全球大部分冰川面临着剧烈的退缩, 而冰川运动变化则较为复杂, 引起了学者们的广泛关注。文章系统总结了近年来冰川运动速度的提取方法、 冰川运动速度时空分布与变化及其影响因素的相关研究进展。另外, 还探讨了目前冰川运动速度研究中存在的问题和未来的发展趋势。结果表明： 基于测杆的方法能够获得精度较高的测量数据, 但存在时间和空间上的局限性; 基于遥感数据自动化提取的方法应用广泛, 但影像之间的配准以及海量数据的计算是当前阶段制约冰川运动速度研究的主要问题; 近年来, 无人机和地基合成孔径雷达的应用为冰川运动速度研究提供了高精度的数据支撑, 但二者在冰川运动研究中的应用还不够广泛。冰川运动速度的分布及其变化在空间上存在明显差异, 冰川厚度的变化可能是全球大部分冰川运动速度变化的主要原因, 但在单个冰川系统上, 冰川运动速度变化较为复杂, 其原因还需要进一步探讨。遥感数据的不断丰富, 云计算平台的使用, 物联网、 无人机和地基合成孔径雷达等技术的不断普及, 以及星、 空、 地协同观测的出现将会极大促进未来冰川运动速度研究的发展。此外, 冰川动力学过程也将备受关注, 成为未来冰川运动研究的热点问题。     

1980 - 2015年南迦巴瓦峰地区冰川变化及其对气候变化的响应

基于地形图和Landsat TM/OLI遥感影像等数据, 利用目视解译和波段比值法提取1980年、 2000年和2015年南迦巴瓦峰地区冰川空间分布数据, 分析研究区近35年冰川变化, 探讨冰川对气候变化的响应。结果表明： 1980 - 2015年, 南迦巴瓦峰地区冰川面积持续减小并呈加速退缩的趋势, 近35年共减少了（75.23±4.67） km², 占1980年冰川总面积的（25.2±1.6）%, 年平均面积减小率为（0.73±0.05）%。研究区东南坡冰川面积变化速率大于西北坡, 在不同流域、 海拔及朝向上, 冰川变化差异较大。南迦巴瓦峰地区冰川表碛十分发育, 表碛覆盖冰川面积变化率小于裸露冰川, 表碛覆盖对冰川消融具有抑制作用。南迦巴瓦峰地区在气温显著升高的背景下, 虽然降水量有所增加, 但冰川对气温更加敏感, 因气温升高引起冰川消融所带来的物质损失超过降水增加对冰川的补给, 导致南迦巴瓦峰地区冰川普遍萎缩。     

4种再分析气温资料在羌塘国家级自然保护区的适用性研究

利用1979 - 2018年羌塘国家级自然保护区边缘的3个气象站点狮泉河（西部）、 申扎（中部）和安多（东部）的观测气温（OT）, 与ERA-Interim（ET）、 NCEP/NCAR（NT1）、 NCEP/DOE（NT2）和JRA-55（JT）4种再分析气温资料, 从年际变化和年变化两方面采用多年气温变化趋势、 均方差、 相关性等参数方法在羌塘自然保护区进行了适用性研究。结果表明： 从多年平均气温年际变化来看, 4种再分析资料在狮泉河（西部）的适用性较差, JRA-55资料在安多（东部）和申扎（中部）的适用性较好, 且冬季再分析气温资料与观测气温的相关性好于夏季; 从多年平均气温年变化来看, 均表现为冬季（1月或12月）最低, 夏季（7月或8月）最高的“单峰型”变化。综合来看, JRA-55资料在羌塘自然保护区的适用性较好, ERA-Interim对多年气温趋势变化表现不准确, NCEP/NCAR和NCEP/DOE与观测气温相比显著偏低。     

黄河北岸兰州段丘陵区土壤生态化学计量与空间变异北大核心CSCD

为探究黄河北岸兰州段丘陵区土壤碳、氮、磷含量及化学计量比的空间变异特征,基于12个样地数据,采集1 m剖面内不同发生层土壤进行土壤含水率(SWC)、pH、有机碳(SOC)、全氮(STN)和全磷(STP)的测定。分析了研究区土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征在植被和土层上的差异及空间变异特征。结果表明:(1)研究区SOC、STN、STP均值分别为4.53、0.74、0.13 g·kg^(-1),C∶N、C∶P、N∶P均值分别为7.85、55.17、8.40;(2)研究区SOC、STN、C∶N和N∶P的块基比C_(0)/(C_(0)+C)<0.25,主要受气候、植被、地形等自然因素影响;STP、C∶P则C/(C+C)>0.75,主要受退耕还草等人为因素影响;(3)研究区土壤整体受到氮限制,与此同时有机碳更为匮乏,磷则在短期内不会成为限制因子。在黄河流域兰州段北岸丘陵区北岸的生态治理与恢复中,应重视有机肥和氮肥的配置与施加,同时需减少人为干扰,这对于植被的快速恢复与养分的固定具有重要意义。