东亚季风“2.8ka”事件高分辨率的石笋记录

据湖北省神农架永兴洞一支石笋的8个230Th年龄、648个δ18O数据,建立了晚全新世4.40～ 1.75ka B.P.时段平均分辨率为4a的东亚夏季风演化序列,其中在2.92～ 2.74ka B.P.期间,δ18O发生显著正偏,幅度达2.5‰,指示一个显著的弱季风事件(这里称之“2.8ka”事件).该事件以夏季风缓慢减弱开始,迅速增强结束,事件内部有两个次一级的振荡旋回(两峰三谷结构),在内部细节与转型特征上类似湖北和尚洞石笋δ18O记录的“8.2ka”事件,暗示发生在全新世这两个冷事件的驱动机制基本一致.这两个弱季风事件都发生在太阳活动明显减弱时期,并分别与北大西洋Bond 2和Bond 5冰漂碎屑事件同步,表明百年尺度的东亚季风环流的演化由太阳活动和北高纬气候共同驱动.     

棉花生育期关键气象因子及单产丰歉评估指标

根据河南省棉花播种面积权重,选出安阳、新乡、商丘、周口和南阳5个代表站,利用棉花产量与棉花生育期间5个代表站旬平均光照、温度、降水的相关系数,确定7个关键气象因子,建立了其与产量的回归方程,提出了考虑7个关键气象因子综合影响的棉花单产丰歉评估指标。应用该评估指标对1980~2004年棉花单产的丰歉进行检验,与实况一致的达84%,产量与评估指标相关系数达0.71以上,相关极显著。     

用弹性圆薄板理论分析盐岩单井水溶溶腔覆岩关键层

本文系统分析了岩盐单井水溶开采的特征, 应用弹性圆薄板理论对溶腔覆岩关键层进行分析, 推导出了溶腔覆岩层下沉变形微分方程和溶腔覆岩关键层上的载荷计算式, 并对溶腔覆岩关键层受力特征进行了分析, 推导了溶腔覆岩关键层初次破断距计算式, 建立了适用于岩盐单井水溶开采溶腔覆岩关键层判别的判据式, 是对以往关键层理论研究成果的补充, 为关键层理论应用于岩盐单井水溶开采溶腔覆岩移动规律研究打下了理论基础。最后, 对岩盐单井水溶开采覆岩控制研究内容和关键层理论在其中的应用思路进行了初步探讨。     

小冰期十年际尺度亚洲季风变化的四川黑竹沟洞石笋记录

基于四川省黑竹沟洞一支石笋（编号：EB1）高精度²³⁰Th年龄和氧同位素数据,建立小冰期时期（1375~1810A.D.）气候变化时间序列。该序列δ¹⁸O值变化范围为-10.37‰~-8.58‰,敏感响应于区域气候变化过程。高分辨率δ¹⁸O变化序列能清晰地捕捉到10年际尺度振荡旋回。该石笋记录根据δ¹⁸O值变化可分为4个阶段：1375~1540A.D.和1680~1780A.D.时段,δ¹⁸O值整体偏负,指示季风增强时期;1540~1680A.D.和1780~1810A.D.时段,δ¹⁸O值整体偏正,处于弱季风阶段。与贵州董哥洞、甘肃万象洞和印度Jhumar洞石笋记录对比发现在小冰期时期δ¹⁸O变化特征具有一定的相似性,表明上述区域降水可能共同受控于印度季风水汽输送影响,反映了区域性夏季风经向环流及其降水变化特征。通过EB1石笋记录与北半球温度曲线的对比发现,两者在百年尺度上同相位变化,可能指示北高纬气候的控制作用。而该石笋与秘鲁东北部Cascayunga洞石笋记录的进一步对比结果显示亚洲季风与南半球季风记录呈反相位关系,证实了ITCZ位置的南北移动在半球间能量传递和交换过程中的重要作用。功率谱分析结果显示小冰期季风波动具有显著的25a和9a周期旋回,接近太阳黑子22a和11a周期频率,表明太阳活动变化可能是小冰期十年际尺度亚洲季风波动的重要驱动因素。

     

末次冰期亚洲季风千年尺度事件的频谱特征分析

基于神农架永兴洞3支石笋氧同位素记录,拼接重建了末次冰期88~22 ka B.P.平均分辨率达70 a的东亚季风演变序列。本文以小波诊断技术为基础,对去除65°N夏季太阳辐射和72 ka异常事件影响的石笋δ¹⁸O进行了多时间尺度分析。小波频谱分析结果表明,末次冰期亚洲季风具有明显的近8 ka、4 ka、2 ka左右的周期。其中近8 ka周期是唯一一个贯穿整个末次冰期的显著周期。小波方差分析结果也显示该时段仅有1个突出的峰值,对应时间约为7.7 ka。进一步分析发现这个周期组分其实也出现在格陵兰冰芯δ¹⁸O和南极温度变化中,可能被年龄误差和异常事件所掩盖。已有的千年尺度机制难以有力地解释该周期组分,我们利用外差法对轨道参数的周期进行分解,获得16 ka周期,这个周期的一半刚好与发现的8 ka周期相匹配。因此,地球轨道参数单独或共同作用,引起海表温、大冰盖、海洋/大陆生态系统的变化,通过大气、大洋等环流作用,从而产生地球气候系统轨道和千年尺度的振荡。

     

MIS4早期千年尺度事件特征的湖北石笋记录

高精度定年的石笋记录有助于校正冰芯时标和理解千年尺度事件的驱动机制。基于湖北永兴洞YX288石笋5个高精度²³⁰Th年龄和264组氧同位素数据,重建了MIS4早期东亚季风水文循环演化过程。结合同一洞穴YX46记录,发现两条记录在重叠时段的波动特征高度一致,清晰地记录了持续时间较长的DO19.1事件和持续极短的DO19.2事件。石笋记录显示DO19.2和DO19.1事件的开始时间分别为约72.06 ka和69.40 ka,结束时间依次为约69.85 ka和69.03 ka,在误差范围内与格陵兰NGRIP冰芯AICC2012时标一致。这两个事件的持续时间依次约为2200 a和360 a。在DO19.2事件期间,石笋记录的东亚季风较为稳定,显著不同于格陵兰冰芯记录的温度持续下降的特征。这一季风稳定状态与南北两极间温度差的稳定波动特征较为一致,这也得到反映热带辐合带位置变化的Cariaco盆地反照率记录的支持,表明南北半球的温度变化对亚洲季风的综合影响。

     

Impact factors identification of spatial heterogeneity of herbaceous plant diversity on five southern islands of Miaodao Archipelago in North China

Herbaceous plants are widely distributed on islands and where they exhibit spatial heterogeneity. Accurately identifying the impact factors that drive spatial heterogeneity can reveal typical island biodiversity patterns. Five southern islands in the Miaodao Archipelago, North China were studied herein. The spatial distribution of herbaceous plant diversity on these islands was analyzed, and the impact factors and their degree of impact on spatial heterogeneity were identified using CCA ordination and ANOVA. The results reveal 114 herbaceous plant species, belonging to 94 genera from 34 families in the 50 plots sampled. The total species numbers on different islands were significantly positively correlated with island area, and the average α diversity was correlated with human activities, while the β diversity among islands was more affected by island area than mutual distances. Spatial heterogeneity within islands indicated that the diversities were generally high in areas with higher altitude, slope, total nitrogen, total carbon, and canopy density, and lower moisture content, pH, total phosphorus, total potassium, and aspect. Among the environmental factors, pH, canopy density, total K, total P, moisture content, altitude, and slope had significant gross effects, but only canopy density exhibited a significant net effect. Terrain affected diversity by restricting plantation, plantation in turn influenced soil properties and the two together affected diversity. Therefore, plantation was ultimately the fundamental driving factor for spatial heterogeneity in herbaceous plant diversity on the five islands.     

滇西弥渡盆地中晚更新世断陷特征及环境演化

为了解滇西弥渡盆地中晚更新世以来的断陷特征及环境演化,开展了弥渡盆地各级阶地沉积物的热释光测年、沉积相和孢粉的研究工作。通过野外调查发现弥渡盆地西侧至少发育5级阶地,对应于5次间歇断陷阶段,重点调查弥渡盆地西侧的奇家营Ⅰ级阶地、龙华寺Ⅲ级阶地、平安庄Ⅳ级阶地、大树坪Ⅴ级阶地。Ⅰ级、Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级阶地热释光测年值分别为 200.48±22.05ka,239.06±26.30ka,320.85±35.29ka和 332.07±36.59ka。年代学分析结果表明: 滇西弥渡盆地的地貌格局形成约33万年来的间歇式断陷运动,而且表现出早期断陷速率快,晚期断陷速率减缓的趋势。从沉积特征分析: 早期沉积特征中出现半深湖沉积物,说明湖盆断陷速率相对较快,反映出该段时期程海断裂带南段的活动性相对较强; 晚期主要以湖泊近岸、浅湖为主,说明湖盆断陷速率相对较慢,反映出该段时期程海断裂带南段的活动性相对较弱。通过阶地堆积物沉积相和孢粉分析研究显示,更新世中晚期弥渡盆地沉积环境主要为山间盆地河湖环境,气候由凉爽湿润→温暖湿润→凉爽湿润转变的特点。弥渡盆地西缘、北缘发育较多洪积扇,洪积扇以线性排列,东缘洪积扇较少,多为单个扇体,说明盆地西、北侧断陷速率相对较快。盆地西侧的洪积扇,由北向南规模逐渐变小,堆积物由粗变细,扇面坡度由大变小,说明北段断陷运动较强。这一现象说明盆地近代具有向北掀斜的趋势。     

淮南顾北矿F104断层两侧岩溶水化学形成机制及导隔水性评价

利用断层两盘岩溶水化学特征判断其导隔水性对于我国华北型煤田水害防治具有十分重要的实践意义。以顾北矿F₁₀₄断层两侧太原组岩溶地下水为研究对象,在分析断层两盘水文地质条件基础上,采用Piper三线图、离子组合比和主成分法,分析了主要组分来源及水-岩作用差异性,并采用PHREEQC软件对岩溶地下水进行反向水化学模拟。结果表明:南北区岩溶水均存在方解石和白云石的溶解和沉淀现象,南区阳离子交换吸附和脱硫酸作用程度强于北区,而北区黄铁矿氧化和岩盐溶解作用较南区明显,南北两区水化学环境及水-岩作用存在显著差异,进而推断F₁₀₄断层具有较好的阻水性,且影响了其两侧的氧化-还原环境及温度差异,控制着地下水径流方向和水-岩作用程度。      

宁夏冬季负积温变化特征

对宁夏20个测站1961—2004年的冬季负积温EOF分析表明,冬季的冷趋势具有明显的大尺度特征,在近40 a逐渐变暖。据累积距平显示,l986年出现了突变,之前,冬季气温偏低,具体表现为冷冬年全部分布在此时段,之后偏暖,90年代以后出现暖冬的频次明显增加。≤0℃持续日数具有明显的年代际变化,2001—2004年比60年代平均减少了13.5 d。在80%保证率下,全区≤0℃持续日数和负积温依地势自北向南增多,引黄灌区最少,中部干旱带次之,南部黄土丘陵区相对最多。