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  • 闫施帅, 鄢全树, 石学法, 袁龙
    预出版日期: 2024-07-16
    全球俯冲汇聚系统中,俯冲输入组分包括正常大洋板片以及具浮力的海底高原等正地形, 两者对俯冲带将产生迥异的地质效应,因此,深入开展海底高原与俯冲带相互作用研究对理解俯 冲带地球动力学过程和陆壳侧向增生等地质过程具有重要意义。系统总结了目前正处于一些关 键俯冲带处的典型海底高原的地质与地球物理特征,结合俯冲带特征及数值模拟成果,深入探讨 海底高原与俯冲带相互作用的地质效应。在俯冲带运动学和几何学方面,位于俯冲前缘的具浮力 的海底高原等正地形通常会抵制俯冲,并可能造成俯冲带后撤和俯冲极性反转并形成新的俯冲 带,甚至可能会终止俯冲并增生于成熟岛弧/陆壳边缘。然而,近来的研究显示,部分海底高原的俯 冲行为并没有终止,而是俯冲角度变缓呈现平板俯冲的样式,从而造成俯冲带地区上覆板块的构 造缩短与增厚以及岩浆活动逐渐向板内迁移。在岩石地球化学方面,具富集地球化学特征的海底 高原的俯冲消减不仅影响着壳幔圈层相互作用过程、岛弧—弧后熔岩的地球化学组分以及俯冲带 地区热液矿床的形成,而且这些地质体的深俯冲也将对地幔不均一性的形成作出重要贡献。最 后,指出未来会在海底高原深部精细结构及演化,岛弧及弧后盆地对“海底高原—海沟”新俯冲构 造格局的地质响应,以及控制海底高原发生俯冲/增生的因素及其之间的定量关系等方面较大的发 展潜力。
  • 葛家旺, 唐小龙, 赵晓明, 朱筱敏, 齐昆
    预出版日期: 2024-07-16
    :层序地层学前期研究注重顺物源方向的二维剖面解释,垂直物源方向的层序结构差异性 是当前研究的热点和难点。以南海琼东南盆地西区晚更新世(0.125 Ma 迄今)陆架边缘地层序列 为例,通过典型地层终止关系、地层叠置样式和陆架边缘迁移轨迹方法,识别了体系域单元内部结 构和组合特征,自下而上划分为低位体系域(LST)、海侵体系域(TST)、高位体系域(HST)和下降 体系域(FSST)。其中下降体系域内部分界面(WSTS)可将下降体系域分为早晚两期,该界面对应 陆架边缘迁移轨迹角由正到负和地层叠置样式由进积到降积的转换面。琼东南盆地西区上更新 统发育稳定型和滑塌型两类陆架边缘层序结构,随着相对海平面的变化,稳定型陆架边缘主要发 育多期次陆架边缘三角洲和深水扇沉积,滑塌型陆架边缘则主要发育大规模峡谷和块体搬运沉积 体系;响应于“快速海侵而缓慢下降”的不对称海平面升降特征,晚更新世陆架边缘层序表现为较 薄或者不发育的低位—海侵体系域,厚的强制海退楔单元,而外陆架区活动性断裂增加了高位体 系域组分在层序中的占比。先存的坡折地貌、断裂活动及非对称海平面升降旋回差异共同导致了 研究区层序结构多样性体系,高频层序地层驱动机制的定量化探索是更新世层序地层学未来发展 趋势,该研究为层序地层学标准化实践和侧向层序结构差异研究提供了一定的参考意义。
  • 李政宏, 周亮, 高鸿, 王文达, 魏伟
    预出版日期: 2024-07-16
    山地城镇发展受限于地形地貌,出现了以新城建设为主的城市扩张模式。该模式地理空间 表现为新城建设远离主城区,城市建设用地逐渐向更高的坡度上扩张(即建设用地梯度扩张)。梯 度扩张虽解决山地城镇土地资源紧缺问题但也提高了诸如地面沉降等地质灾害的风险,探究梯度扩 张规律以及识别灾害风险为重中之重。研究选取梯度扩张程度剧烈的3 个新城作为典型案例区域, 利用数字高程模型获取了2017—2022 年新区梯度扩张区域,基于2016—2020 年Sentinel-1A SAR 数据利用SBAS-InSAR 技术得到地表形变信息,揭示新区梯度扩张与地面沉降之间的空间关联。 结果表明:①2017—2022 年,延安新区、两江新区和兰州新区的梯度扩张现象显著,梯度扩张区占 比分别为53.5%、51.0% 和45.2%,受地形影响最严重的延安新区梯度扩张区占比最高,梯度扩张速 度与城市扩张速度趋势基本相符。②延安新区、两江新区和兰州新区最大沉降速分别为28 mm/a、 30 mm/a 和29 mm/a,沉降多发生在新区扩张前沿且沉降区周围均存在不同规模梯度扩张区域。 ③梯度扩张强度与地面沉降速率为正相关,高梯度扩张强度和高地面沉降速率区域的集聚分布表 示城市梯度扩张加速了扩张区地面沉降的发生。研究对探究城市梯度扩张与地面沉降关联,推动 山地城市可持续发展有着积极的意义。
  • 梁鹏斌, 牟建新, 高永鹏, 田立德, 李林涛
    预出版日期: 2024-07-04
    冰川厚度与储量是未来冰川变化预测、可用淡水资源估计以及潜在海平面上升评估等冰 川学研究的前提。基于我国西部31 条冰川实测探地雷达厚度数据对GlabTop2 冰厚模型进行参数 校正和优化,模拟羌塘高原冰川厚度分布并评估冰川水资源总量,结果表明:①GlabTop2 模型模拟 的冰川平均厚度与实测平均厚度较接近,两者相关性为0.87,RMSE 为18.2 m,模型对冰川厚度的 高估和低估分别为9% 和-17%,模型模拟冰川中流线基岩地形形状的能力优于剖面基岩形状; ②2022 年羌塘高原冰川储量为(177.6±26.6) km 3,平均冰川厚度为(88.2±12.3)m,冰储量集中分布 在5 600~6 200 m,为(148.28±22.24)km 3,占整个羌塘高原冰川总储量的84.4%,其余高程带冰储量 分布相对较少。
  • 梁诗晴, 罗传秀, 向荣, ISLAM ARIFUL, 魏海成, 苏翔, 万随, 杜恕环, 张兰兰, 杨艺萍, 黄云, 林刚
    预出版日期: 2024-07-03
    :火事件的发生与气候变化和植被变化密切相关,系统性地研究全新世火活动的时空演化 规律,可以更清晰地理解火活动机制与区域性气候、植物变化的关联,同时有助于预测未来火的演 化趋势。为了解安达曼海周边地区火灾活动的演化以及可能的驱动因素,以安达曼海南部的海洋 钻孔ADM-C1 为研究材料,对其全新世以来的炭屑记录进行深入分析,并综合安达曼海周边地区 其余的5 个炭屑记录,重建了全新世以来安达曼海周边地区火灾活动的演变过程。研究表明,尽管 点火、火灾天气和植被组成在各地不尽相同,导致火灾发生频率在区域和地方范围有所不同,但在 广泛的气候变化背景下,全新世安达曼海周边各地的火事件发生频率变化具有广泛同步性。全新 世安达曼海周边的火灾活动发生频率受到区域性植被和降水变化影响,并最终受控于印度夏季风 强度的变化。与末次冰消期相比,12.0~9.0 ka BP 安达曼海周边区域火灾活动的发生频率呈下降趋 势,反映了印度夏季风降水逐步增强以及木本植物含量逐渐上升的区域环境;9.0~5.0 ka BP 较低的 区域火灾活动发生频率同时受到较高的印度夏季风降水量和区域木本植物含量的制约;5.0 ka BP 后高频的区域火灾活动更多反映了印度夏季风降水的降低。此外,研究结果还表明全新世安达曼 海周边区域火灾活动发生频率与厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)强度、印度洋偶极子(IOD)位相和热 带辐合带(ITCZ)位置的变化相关。
  • 熊雅婷, 董广涛
    预出版日期: 2024-07-03
    摘要:伴随着近年来高性能计算资源的快速提高,模式的水平分辨率逐渐精细化。对流允许尺 度(分辨率为4 km及以上)模式已成为当前区域气候模式发展和应用的主要方向之一。通过文献 调研对对流允许尺度区域气候模式的4 种建模方式、相比于传统分辨率区域气候模式的增值能力 以及未来气候预估进行了回顾和总结。对流允许尺度区域气候模式无需使用对流参数化方案就 可以显式表示深对流过程,在一定程度上改善了模式对复杂地形和地表强迫的表现能力。对流允 许尺度区域气候模式在模拟降水特征(降水日变化、持续时间、次日尺度降水强度、短时强降水强 度), 积雪特征(雪深、覆盖率),中尺度对流系统特征(数量、周期)、热带气旋特征(强度、路径),城 市热岛形态等方面存在显著增值能力。目前,对流允许尺度区域气候模式仍然存在着诸多挑战和 不确定性,今后可利用更高分辨率数据集,改进的云微物理过程和边界层参数化方案以及更高性 能计算资源,进一步提高对流允许尺度区域气候模拟和应用能力。
  • 祝唐刘, 刘智丹, 邹立, 钟希煌, 奚嘉鸿, 江雪艳
    预出版日期: 2024-07-02
    陆海交互区较高的固碳效率和较强的固碳潜力是基于自然长期解决气候变化和实现“碳 达峰”“碳中和”的重要方案。为揭示莱州湾南岸陆海交互层中溶解有机物的来源和赋存形式,丰 富对陆海交互区的碳源、汇的认识,于2021 年11~12 月采集钻孔岩芯间隙水,分析其有色溶解有机 物的紫外可见吸收光谱和三维荧光光谱。分析结果表明,溶解有机碳与a(320)都呈现第二次海侵 后变化大浓度高的特征,陆相间隙水溶解有机物组成和性质差别大于海相间隙水。经平行因子分 析法鉴别和OpenFlour 匹配的5 种荧光组分中,除底层外,类腐殖质组分贡献为总荧光强度的77%。 荧光指数和自生源指数表明岩芯间隙水有色溶解有机物由微生物再生产活动贡献为主,埋藏越 久,微生物贡献越为显著,陆相层和海相层没有明显差别。主成分分析结果表明,不同沉积阶段溶 解有机物组成存在一定差别,但随着沉积过程的发生,间隙水溶解有机物组成和性质逐渐趋同。 长时间尺度下腐殖质高度成熟。
  • 张企盈, 苗晓明, 常鑫, 孔凡兴, 谷玉, 刘喜停
    预出版日期: 2024-06-21
    海底甲烷渗漏是海洋环境中甲烷的重要来源,对全球碳循环和极端环境生物地球化学循 环具有重要影响,示踪和重建海底(古)甲烷渗漏活动具有重要的科学意义。在甲烷渗漏活动过程 中,硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化作用普遍发育,从而改变孔隙水地球化学特征,并导致自生矿物的 形成。其中,自生黄铁矿是硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化的典型自生矿物之一,可作为记录甲烷渗 漏活动的良好指标。综述了硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化衍生自生黄铁矿的地球化学特征和形貌 特征,评估了其在示踪和重建海底(古)甲烷渗漏活动的潜力。结果表明,自生黄铁矿的硫和铁同 位素及原位微量元素和同位素可以有效识别硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化过程,甲烷渗漏环境沉积 物中自生黄铁矿的形貌和含量与正常海洋沉积物存在明显差异,彰显了自生黄铁矿示踪和重建海 底(古)甲烷渗漏事件的巨大潜力。
  • 屈侠, 黄刚
    预出版日期: 2024-06-21
    气候系统属性可影响二氧化碳(CO2)浓度变化下全球地表气温演变的非对称性,但目前仍 不清楚哪些属性的贡献相对关键。因耦合模式比较计划第六阶段模式试验样本不足,基于45 个 CMIP6 模式数据,逐一构建了快速、再现能力理想的两层能量模型,共开展了391 组试验。该模试 验结果显示,在对称的CO 2浓度上升和下降演变下,平衡气候响应、深海热容量和海表—深海热传 输系数对全球地表气温演变的非对称性起主要贡献,它们主要通过改变CO 2浓度下降期全球地表 气温达峰后的降温速度来实现。因此,加深对气候系统平衡气候响应、深海热容量和海表—深海 热传输系数的理解,有助于人类更科学地实现巴黎协定目标。
  • 刘彧, 刘金涛, 刘承帅, 罗维均, 程安云, 王世杰
    预出版日期: 2024-06-21
    在全球变化背景下,我国土壤面临严重的污染和侵蚀、退化问题,正在威胁生态系统稳定 性和粮食安全性。如何量化土壤的形成演化(时间和速率等)是地球科学领域的重要科学问题。 大气成因放射性宇生核素 10 Be(以下简称大气 10Be)是天然示踪剂,其在土壤中的含量受成土时间、 地表侵蚀和化学风化等土壤演化过程综合控制,是定量示踪千万年来土壤形成演化过程的有效手 段,具有广阔的应用前景。首先系统梳理了 10 Be在地球大气层的生成、传输、沉降以及在土壤中累 积和迁移过程的最新研究进展,指出大气 10 Be长期沉降速率及其在风化带中迁移性的精确估算,是 本领域亟待解决的重要难题;其次评述了大气 10 Be用于估算成土时间、成土速率、指示土壤侵蚀及 在坡地运移等方面的方法,提出深入调查区域地质和环境过程并对模型参数和结果进行合理约 束,是应用大气 10 Be技术的关键前提。随着我国加速器质谱分析技术和能力的快速发展,将有力推 动大气 10 Be技术在土壤演化定量研究中的广泛应用,帮助解决环境生态系统演变预测及耕地土壤 保育等难题。
  • 周广胜, 周梦子, 周莉, 汲玉河
    预出版日期: 2024-06-21
    综述了陆—气相互作用在观测、机制和模型方面的最新进展,指出现有陆—气相互作用观 测研究还没有同时考虑陆面生理生态与大气边界层变化对陆—气通量影响,制约着陆面过程参数 化或参数的卫星遥感反演以及陆面过程模式的业务应用。从全面认识陆—气相互作用与陆面过 程模式发展出发,指出未来需进一步强化陆面生理生态与大气边界层变化对陆—气相互作用的影 响研究以及陆面过程模式的业务应用研究,并提出了拟关注的重点任务:①陆—气相互作用的跨 界面立体观测;②多源数据在跨界面陆—气相互作用中的应用;③陆面过程模式发展与业务应用。
  • 吴忠庆
    预出版日期: 2024-06-21
    岛弧模型和地幔柱的海底高原模型是大陆起源的两个主流模型。相较于岛弧模型,地幔 柱模型能更好地解释太古宙大陆的特征,但在解释太古宙陆壳源区富水这一关键特征时遇到了困 难。最近提出的水诱导的地幔反转模型比较好地解决了这个一问题,同时还能解释太古宙多个令 人困惑的现象。该模型指出,在地幔发生整体熔融的情况下,岩浆洋在中地幔深度开始结晶,形成 外层和基底两个岩浆洋。由于下地幔矿物含水能力低,随着岩浆的结晶,最初含一定量水的基底 岩浆洋将逐渐富水。水降低基底岩浆洋的密度。当水富集到一定程度时,基底岩浆洋的密度将不 再高于上覆地幔,从而导致重力失稳,形成地幔反转。这种反转将水带到地球浅部,促进了大陆和 克拉通岩石圈地幔等的形成。因此,太古宙大陆是基底岩浆洋演化的产物。当地幔反转耗尽基底 岩浆洋后,太古宙型的大陆不再形成。太古宙末期对应着大陆形成机制的转变期,而水诱导的地 幔反转可以自然地解释为什么太古宙前后的大陆具有完全不同的特性。类似地,水诱导的地幔反 转还可以解释其他多个长期困扰的现象,如:为什么几乎没有冥古宙的大陆,为什么太古宙的镁铁 质岩石的源区具有原始地幔的组分且在整个太古宙几乎不变,为什么内太阳系只有地球具有大陆 等。形成全地幔岩浆洋和岩浆洋含水是水诱导的地幔反转的两个前提。由于大撞击在基底岩浆 洋形成中扮演了关键角色,月球远比我们想象的重要。
  • 臧昆鹏, 申小龙, 魏康轩, 温军, 潘凤梅, 徐宏辉, 姜瑜君
    预出版日期: 2024-05-14
    基于2012 年和2014年船基走航连续观测数据再分析,并结合“自下而上”和“自上而下” 法,开展了渤海蓬莱油气田油气平台伴生气火炬燃烧效率和CH4排放量估算研究。结果显示,观测 海域油气平台伴生气燃烧导致下风向大气CO 2 CH 4  混合比分别抬升11×10-6~20×10-6 和100× 10-9~260×10-9,估算燃烧效率为(97.8±1.1)%,为国际先进水平。“自下而上”和“自上而下”法估算全 渤海火炬燃烧过程的 CH 4排放分别达3.6~6.1 Gg/a 和1.80~2.68 Gg/a,是人为的CH 4强点源。排放 因子和观测数据时空代表性等是导致两种方法估算结果不同的主要原因。可为海洋油气开采中 伴生气回收利用和CH4减排等工作提供一定的科技支撑。
  • 程久菊, 吕新苗, 朱立平, 马庆峰, HUMAGAIN SIMA, PAUDAYAL N KHUM
    预出版日期: 2024-04-19
    认识区域大气花粉组成及其形成条件有利于明确不同类型花粉组合的气候与环境意义。 利用布卡大气花粉采样器在珠穆朗玛峰北坡开展了连续2 年(2012—2013 年)的大气花粉观测研 究。基于后向轨迹和潜在来源区域模型,探讨了占秋季主要组分的桤木属花粉传输路径与潜在来 源区域,分析了桤木属花粉与其植物分布和大气环流的关系及气候指示意义。结果显示:①桤木 属花粉季气团传输路径主要来自于采样点西南方向;②桤木属花粉潜在来源区域与其气团传输路 径基本一致,主要是喜马拉雅山脉中段,包括尼泊尔中部和东部以及西藏南部等地区;③桤木属花 粉数量、传输路径和来源区域的年际变化与大气环流有关,受高空西风影响的西南气团对桤木属 花粉影响更大。研究结果可以为认识珠穆朗玛峰北坡外来花粉的气候意义提供科学依据。
  • 仝川, 罗敏, 胡敏杰, 王纯, 刘白贵, 展鹏飞
    预出版日期: 2024-04-19
    海平面上升直接改变河口感潮沼泽的水文和盐度特征,是河口感潮沼泽面临的主要环境 问题之一。总结了开展海平面上升对河口感潮沼泽碳动态影响研究的方法和实验平台,分别从海 平面上升引发的盐水入侵和水淹增加2 个方面综述海平面上升对河口感潮沼泽CH 4和CO 2排放通 量、产生速率和土壤有机碳厌氧矿化途径等方面的影响及其机制。盐水入侵显著降低河口感潮淡 水沼泽CH 4产生速率和排放通量,导致土壤有机碳厌氧矿化途径从CH 4产生为主向硫酸盐异化还 原为主转变,然而盐水入侵对CO2排放通量的影响具有不确定性。水淹增加对河口感潮沼泽CH 4和CO 2排放通量影响的报道相对较少,已有研究表明水淹高度增加降低CO2排放通量。最后提出 海平面上升对河口感潮沼泽碳动态影响研究应加强的领域,以期为科学地开展海平面上升对河口 感潮沼泽含碳温室气体动态的影响提供参考。
  • 么嘉棋, 常奂宇, 王梦然, 陈敏, 莫凡, 徐南, 温振, 曹永强
    预出版日期: 2024-04-19
    :水文水资源监测是对地观测系统的重要任务之一,是支撑新时代水利高质量发展、满足“三 水”共治需求和践行“十六字”治水策略的直接有效途径,而卫星遥感技术提供了一种大范围、快速 和高精度的数据获取渠道。但是现有卫星遥感在水文水资源应用上存在多星同步观测难、应急响 应能力差和易受天气影响等问题,因此美国国家航空航天局于2022 年12 月发射了地表水和海洋地 形卫星(Surface Water and Ocean Topography,SWOT),这是全球第一颗通过多传感器协同观测全球 陆地和海洋水资源的卫星,预期将极大提升水文水资源监测的时空分辨率和精度。系统梳理了水 文水资源监测卫星发展现状、应用和技术难点等概况,并分析了SWOT 卫星的参数、科学任务、算 法流程和应用产品等内容,对我国后续卫星设计规划和数据处理关键技术有一定的参考价值。
  • 刘锦波, 张勇, 刘时银, 王欣, 蒋宗立
    预出版日期: 2024-04-19
    青藏高原及周边分布着数量众多的石冰川,因其独特的蓄水功能和气候响应特征,不仅影 响区域潜在的固态水资源,还增加了相应灾害发生的风险,越来越受到人们的关注。当前,对石冰 川识别、冰储量估算及其动力学过程模拟的探讨还较为缺乏,导致无法准确评估广大无资料或缺 资料地区的石冰川变化及其气候响应特征。在系统梳理青藏高原及周边石冰川分布特征的基础 上,综合回顾和总结了石冰川识别方法、冰储量估算方法、动力学过程及其模拟的研究进展。受观 测数据缺乏和方法不确定性等问题的限制,当前青藏高原及周边石冰川编目、识别和冰储量估算 精度仍面临诸多挑战。展望未来,深入认识气候—石冰川动力学过程的相互作用机制,强化天— 空—地多层次、多角度、多手段的石冰川监测,集成人工智能和新观测技术的石冰川识别和冰储量 估算方法,准确评估气候变化条件下青藏高原及周边石冰川变化、未来趋势及其影响,进而服务于 青藏高原及周边区域社会经济可持续发展。
  • 张福乐, 王锦龙, 黄德坤, 于涛, 杜金洲
    预出版日期: 2024-01-17
    2023 年8 月24 日,日本政府启动福岛核污染水排海,这将进一步增加对海洋生态环境的辐射风险。分析了福岛核污染水中主要人工放射性核素的浓度,估算了其在福岛核污染水中的储量。根据东京电力公司公布的数据发现,截至2023 年3 月,福岛核污染水储罐中 3H的浓度为(1.9~25.0)×10 5 Bq/L,明显超出日本法律允许的 3H 的最大排放浓度(6×10 4 Bq/L);部分核污染水储罐中 90Sr 和 129I 的浓度也高于日本法律允许的 90Sr 和 129I 的最大排放浓度(30 Bq/L和9 Bq/L)。经估算,在排海前福岛核污染水中 3H和 129I 的储量分别为0.9 PBq(1 PBq=1×10 15 Bq)和6.2×10 9 Bq,这与核事故阶段 3H和 129I 泄漏到海洋中的量(0.1~1.0 PBq 和6.9×10 9 Bq)相当。此外,进一步对福岛核污染水中典型放射性核素(如 3H、 14C、 60Co、 90Sr、 129I、 134,137Cs 和 239,240Pu 等)在海洋环境中的迁移转化行为进行了论述,重点介绍了福岛放射性核素在太平洋海域的迁移路径,及其在海洋沉积物上的吸附和海洋生物中的富集行为。期望为我国应对福岛核污染水排海提供一定的科学依据和见解。
  • 江鸿, 韩永明, 刘卫国, 曹蕴宁, 胡婧, 樊会敏, 刘博
    预出版日期: 2024-01-17
    :基于全球地质记录的比对,国际人类世工作组建议20 世纪中期(约1950 年)为人类世的起始时间,四海龙湾沉积物曾被列为“人类世界线层型剖面”的候选地质体之一。但在1950 年以前,人类已较深刻地影响了四海龙湾周围地区的环境。通过重建四海龙湾沉积物900 年以来的总有机碳、总有机碳和总氮的摩尔比(C/N)、δ 13C org和Ca/Ti,以及硅酸盐矿物主要元素Si、Al 和K含量的历 史序列,平均分辨率约为10 年,以气候变化为背景,探究该地区人类活动的历史。发现人类活动从1850 年开始显著增强,在此之前的中世纪暖期和小冰期指标变化大体符合自然规律。1850—1950年指标的变化反映出快速增长的人口破坏了植被,导致风化加剧,地表环境的演变脱离了自然轨道,表明人类活动开始成为一种重要的地质营力,但这段时期的变化只是局地信号;1950 年后,C/N 持续下降及δ 13C org持续负移,反映出在新政府和先进生产力的条件下,四海龙湾周围地区的环境状态再次发生改变,这与全球地质环境的加速变化同步,可以支持国际人类世工作组所提出的“20 世纪中期是人类世的起始时间”。
  • 宋文婕, 梁誉正, 陶贞, 钟庆祥, 贺一聪
    预出版日期: 2023-11-24
    摘要 (1191) PDF全文 (1002)   可视化   收藏
    土壤有机碳因其储量大、驻留时间长而成为陆地生态系统碳库的主要组分。土壤有机碳 库的微小变化将对陆地碳通量和全球气候变化产生重大影响。土壤有机碳的组成、转化和稳定性 机制主要受土壤微生物性质制约。因此,就微生物介导的土壤有机碳形成、转化和稳定等方面研 究进展进行综述。土壤有机碳包括植物源碳和微生物源碳两部分。植物碳是土壤有机碳的主要 物源;土壤微生物活性是土壤有机碳形成、转化和稳定的主要驱动力。土壤微生物通过“体外修 饰”途径将植物碳分解形成易周转的土壤颗粒态有机碳;微生物通过“体内周转”途径形成的微生 物残体碳,与土壤黏土矿物相互作用形成的矿物结合态有机碳贡献于土壤有机碳稳定组分,其中 微生物残体碳对稳定土壤有机碳的贡献率为38.74%。激发效应和续埋效应之间的平衡调控土壤 有机碳库的储量和稳定。全球尺度上,介导土壤有机碳变化的微生物活性受制于年降水量和土壤 环境要素(土壤有机碳,总氮和pH)。响应于全球变化,将来应关注植物凋落物—微生物活性—土 壤基质耦合调控的土壤有机碳数量与质量变化机制研究和微生物碳利用效率的环境依赖性探究, 以深入认知土壤微生物的固碳效应。
  • 任建国, 王洋, 吕大炜, 柴鹏, 李妲, 李志清, 肖笛
    预出版日期: 2023-10-09
    为了更好地了解地质科学领域基金项目的申请情况,提高基金项目申请书和结题报告的质量,并了解本学科当前研究热点,分析了2023 年度地质学(申请代码D02)的项目申请、评审及资助情况,梳理了受理与通讯评审过程中存在的问题,总结了2022 年度结题项目完成情况及主要学科方向取得的研究进展。此外,以2023 年度地球深部过程与动力学领域相关分支学科面上项目和青年科学基金项目申请书为样本,运用词云分析方法,对申请书的关键词进行统计分析,剖析了该领域及各分支学科的研究热点,为科研人员项目申请提供参考。
  • 李薇, 肖军, 康晋霆, 房忱琛
    预出版日期: 2023-10-08
    对2023 年度国家自然科学基金委员会地球科学部地球科学二处地球化学学科(申请代码:D03)所管理的基金项目进行总结分析,包括项目申请、受理、同行通讯评议、会议评审以及资助情况等,并通过对学科近5 年项目申请情况的分析,提出学科发展面临的挑战。结果显示:①2023 年度地球化学学科申请量相比2022 年度减少5.1%,但申请项目的依托单位数量近几年保持连续增长;②表层地球化学作为学科新增代码,项目申请量增长较快,2023 年已进入学科前3 位,成为学科领域的新增长点;③近5 年地球化学学科项目申请人、负责人均较地球科学部平均年轻1 岁以上。总体而言,地球化学学科目前面临体量基数小和增长慢的挑战,也存在研究队伍相对年轻化的优势。学科未来既需持续加强自身理论和方法的基础研究,又要着力强化支持地球化学的应用研究。最后对2022 年度结题项目的代表性成果进行了介绍。
  • 程惠红, 孙长青, 任杰, 宋小刚, 周军
    预出版日期: 2023-10-07
    主要介绍了2023 年度国家自然科学基金委地球物理学和空间物理学学科科学基金评审工作,详细阐述了地球物理学、空间物理学和大地测量学各类项目的申请、评审和资助情况,并重点分析了面上项目和青年科学基金项目的通讯评审情况。此外,总结了2022 年结题项目完成情况及各分支领域取得的重要研究进展。
  • 冷疏影, 张亮, 谭晓晓, 鞠鹏, 宋炜, 毛伟
    预出版日期: 2023-09-27
    摘要:为了使科研人员更好地了解海洋科学与极地科学领域基金项目的申请情况,提高项目申请书和结题报告的质量,分析了2023 年度地球科学部四处(海洋科学与极地科学,申请代码D06)各类项目的申请、评审及资助概况,总结了2022 年度结题项目和在研项目的成果标注情况,归纳了2022 年度结题项目取得的研究进展。还梳理提出了上述管理过程中发现的问题,总体来看,2023年度面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目申请单位数量较2022 年度增加36 个,项目申请总量较2022 年度减少6 项,这3 类项目分别减少56 项、增加33 项和增加17 项。2022 年度结题项目尚存在研究成果第一标注率较低和结题报告撰写不规范等问题。
  • 江强, 邱楠生
    预出版日期: 2023-09-19
    形成于白垩纪期间的3 个海洋大火成岩省——Kerguelen 大火成岩省、Ontong Java 大火成岩省和Caribbean 大火成岩省——被普遍认为是造成白垩纪2 次全球性大洋缺氧事件的原因。建立大火成岩省与大洋缺氧事件之间因果关系的前提条件是二者同时发生。然而,由于在研究海洋大火成岩省的喷发年龄时,常用的定年对象容易受到海水蚀变等作用的影响,导致获得的年龄并不能都代表火山活动的时间。通过对3 个海洋大火成岩省的所有年龄数据进行收集、可靠性评估和筛选,发现现有的可靠性年龄数据虽然能证明大洋缺氧事件发生时3 个大火成岩省有同时期的喷发活动,但大火成岩省的喷发时长和喷发节奏等方面的特征尚不明确,其与大洋缺氧事件之间的因果关系还有待于利用更多的年龄数据进行深入研究。
  • 张开鑫, 黄璟胜, 王晨, 童晨晨, 王子成
    预出版日期: 2023-04-11
    对于模拟示踪试验的溶质运移,传统方法采用细网格离散小尺度表皮层,存在网格数量多和计算时间长等问题。由于表皮层外缘的参数变化剧烈,即使采用细网格,仍然存在显著误差。因此发展基于完整井的新示踪试验溶质运移模型,提出新的瞬态Robin 边界条件反映表皮层吸附/解吸溶质的影响,实现表皮层的无网格。应用拉普拉斯变换导出模型的解析解,通过有限元法建立基于非完整井的数值解。结果显示新瞬态Robin 边界条件精准反映负表皮层的影响。对于求解反演问题,表皮层宽度的估计范围由0.45~0.54 m缩至0.47~0.48 m,纵向弥散度由0.6~10.0 m缩至6.4~7.7 m,参数估计的可靠度显著提升。表皮层的无网格节省97%的数值解计算时间。
  • 李育, 段俊杰, 李海烨, 高铭君, 张宇欣, 薛雅欣
    预出版日期: 2023-04-11
    湖泊在区域水循环和生态系统演化中起着重要作用。在以往的湖泊演化研究中多利用湖泊沉积物代用指标重建湖泊与气候变化过程,缺乏对湖泊水循环特征的定量研究。基于特征时段流域、湖泊水量平衡模型以及瞬态气候演变模型的湖泊能量平衡模型,对青藏高原及周边6 个典型湖泊进行了水量平衡计算和湖泊演化模拟。结果表明:小柴达木湖和罗布泊全新世期间降水和蒸发的变率较小;色林错和纳木错早中全新世降水和蒸发的变率较大,主要受控于温度和净辐射变化;青海湖和猪野泽早中和中晚全新世降水和蒸发变率接近。系统分析了全新世期间青藏高原不同气候区湖泊水循环要素演化过程,有助于理解该区湖泊演化的古气候学机理。
  • 刘羽, 张丰收, 孙建强, 朱治强, 汪玉, 杨仲康, 张莘, 郭芷琳, 张博, 陈涛
    预出版日期: 2022-12-06
    分析了国家自然科学基金委环境地球科学学科2022 年度项目申请和同行评议概况,指出了申请和评议过程中存在的问题,提出了改进建议,总结了2021 年结题项目取得的主要研究进展.为科研人员后续项目申请提供参考。
  • 何建军, 葛非, 刘哲, 张宇, 郭郁葱, 李婧
    预出版日期: 2022-12-01
    国家自然科学基金委员会地球科学部地球科学五处(大气学科)顺利完成2022 年度面上项目、青年科学基金项目、地区科学基金项目的申请受理、评审、资助和结题等工作。2022 年度大气学科收到以上3 类项目申请共计1 817 项,较2021 年度增加了5.9%,其中11 项申请书因不合管理规范而不予受理。从项目评审结果来看,2022 年度这3 类项目的通讯评审综合评分较2021 年度略有提升,会议评审专家组支持原创和交叉研究,以及支撑技术的研发。从资助情况来看,2022 年度资助的3 类项目数较2021 年度增加了7.0%,其中青年科学基金项目数增加了11.9%。从结题成果来看,2021 年共结题项目314 项,发表论文等成果与往年相当。2022 年大气学科被列入“负责任、讲信誉、计贡献”评审机制改革试点学科,统计发现97.3%的通讯评审在规定时间内返回评审意见,81.8%的专家认为该机制能够提高专家评审的公正性,90.9%的专家认为该机制能够使专家更加注重评审意见对申请人的贡献。
  • 任建国, 初航, 吕大炜, 孙文洁, 宋换新, 李素萍, 曹明坚
    预出版日期: 2022-11-30
    为了有效地指导地质学科科研人员和科研单位对次年基金项目的申报,以2022 年度国家自然科学基金委员会地球科学部地质学科所管理的各类项目为研究对象,对各类项目的申请、评审和资助情况,以及4 类科学问题属性项目的申报情况进行了分析,结果显示:①与2021 年度相比,2022 年度的项目申请中,除优秀青年科学基金项目申请数下降之外,其他项目申请数都有所增加;②2022 年度面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目的评审数比2021 年度略有增加。此外,对2022 年1 月提交的项目进展报告和2021 年底结题的项目结题报告进行了梳理,总结了主要学科方向取得的研究进展。
  • 王勇生, 马威威, 杨隽豪, 白桥
    预出版日期: 2022-11-30
    大陆俯冲带通常是由大洋俯冲带发展而形成,因而大陆造山带内通常会同时记录大洋俯冲和大陆俯冲阶段的信息。位于中国中东部的大别造山带记录了丰富的三叠纪华南、华北板块陆—陆碰撞信息,但几乎完全缺失晚古生代大洋俯冲阶段证据。基于古生代地质事件相关岩石可能被掩盖于合肥盆地底部或在大陆俯冲过程中被运移至地幔深部的推测,针对合肥盆地中部出露的玄武岩和辉绿岩开展了详细的锆石LA-ICP-MS U-Pb 定年和Lu-Hf 同位素分析。测试结果显示,大蜀山辉绿岩和小蜀山玄武岩均获得了较多的晚古生代年龄结果,加权平均年龄分别为338、270 Ma和349、273 Ma,鸡鸣山辉绿岩则主要表现为早白垩世年龄。这些基性岩浆岩中锆石年龄结果表现为连续分布的特征,两个最小的年龄结果指示了新生代基性岩浆活动的发生时间,其他锆石则来自于古老岩石的再循环。对高温条件下的锆石保存机制以及锆石来源的综合分析,可以得出合肥盆地基性岩中的晚古生代锆石来源于古特提斯洋俯冲形成的岩浆岩。三叠纪大陆俯冲阶段部分晚古生代岩浆岩被俯冲板片运移至地幔深部,而后在新生代太平洋板块俯冲过程中与深部地幔一起部分熔融而形成合肥盆地新生代基性岩浆岩。这为大别造山带晚古生代曾发生过大洋俯冲事件提供了直接证据。
  • 熊巨华, 高阳, 吴浩, 李鑫, 梁丹, 于文凭, 马美红, 周永强, 王晓锋
    预出版日期: 2022-11-25
    国家自然科学基金受社会广泛关注。介绍了2022 年度地理科学学科集中受理期项目申请与受理状况,之后分别从三大分支学科、3 种项目类型与4 类科学问题属性分析了2022 年度基金项目评审与资助状况,并指出了在项目申请与评议工作中应注意的事项。对于2021 年底结题项目,首先分析各类项目结题成果,其次重点阐述了代表性成果,最后指出了项目进展与结题报告中存在的主要问题。
  • 李薇, 肖军, 郝露露, 胡冬梅
    预出版日期: 2022-11-25
    对2022 年度国家自然科学基金委员会地球科学部地球科学二处地球化学学科(申请代码:D03)所管理的基金项目进行总结,包括申请和受理、同行通讯评议和会评送审以及资助情况等,并对2021 年度结题项目的研究成果进行介绍。①2022 年度地球化学学科基金项目的申请量保持稳定;②申请项目的格式规范性有所提高,初审合格率明显高于往年;③面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目的平均送审率为143.5%;④通过3 年的“负责任、讲信誉、计贡献”评审机制试点,地球化学学科对约2 000 名评审专家的评审态度与公正性及其对评审工作的贡献进行记录,探索如何更好发挥同行评议对科学基金资助决策的核心作用;⑤2021 年度结题的项目在同位素地球化学、元素地球化学、地质年代学、宇宙化学和行星化学等方面取得重要进展。
  • 冷疏影, 张亮, 吴仁豪, 王丽芳, 王慧, 乐成峰
    预出版日期: 2022-11-18
    为了使科研人员更好地了解海洋科学与极地科学领域基金项目的申请情况,提高基金项目申请书和结题报告的质量,分析了2022 年度地球科学部四处(海洋科学与极地科学,申请代码D06)项目的申请、评审及资助情况,梳理了受理与通讯评审过程中存在的问题,总结了2021 年度结题项目完成情况,并归纳了2021 年度主要学科方向取得的研究进展。总体来看,2022 年度面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目申报单位数量共增加5 个,申请量较2021 年度的增幅分别为13.8%、10.4%和10.6%,D0611(海洋工程与环境效应)和D0613(海洋能源与资源)增幅最明显,以上3 类项目原创类和交叉类项目申请数量虽有所增加但所占比例略有下降,2021 年度结题项目尚存在研究进展总结不够、成果第一标注率较低的问题。
  • 黄平, 周士杰
    地球科学进展.
    预出版日期: 2018-11-07
    热带降水是全球能量水份循环的重要环节。热带降水在全球变暖下的变化是目前国际上广泛关注的气候变化问题之一。回顾了近30年来关于热带降水在观测中的变化以及基于气候模式预估未来变化方面的研究进展;总结了目前在热带区域降水变化机制方面的国际前沿研究进展及研究方法;最后讨论了目前气候模式预估未来区域降水变化所遇到的模式间差异大等影响预估可信度的问题,展望未来研究中面临的主要挑战。
  • 何尹杰, 吴大放, 刘艳艳
    地球科学进展.
    预出版日期: 2018-11-07
    城市轨道交通系统能推动城市的物理转型,导致土地利用、土地覆被的变化,改变人们的行为活动模式和为周边带来巨大的经济利益。基于"web of science" 数据库的455篇、中国知网的321篇期刊文章,采用文献统计分析方法和文献可视化工具,通过软件CiteSpace 中的热点词聚类和Google Earth进行文献的地理可视化,探讨国内外城市轨道交通对土地利用影响的研究状况。对当前该领域研究的热点主题进行系统的分类、归纳、整理并予以评述,旨在为今后的相关研究提供参考。通过研究得到4个方面的结论:①国内外所涉及的热门研究主题基本相同,但相较而言,国内外研究侧重点和尺度有所不同。②城市轨道交通普遍会给周围的住宅和商业造成溢价,对人口密度而言,郊区的影响比市中心大,并且都需要一定的时间才能显现出来。③在“大数据”时代利用“3S”工具来研究城市轨道交通对土地利用的影响有很大的应用前景。并提出了4点看法:①未来该领域的研究更趋向综合性与人文性。②国外的开发模式在国内应用会存在不适,应根据自身的情况不断发展完善。③理论上共享单车能拓展轨道交通站点的辐射范围。④科学合理地划分轨道交通沿线的缓冲区有助于精细统计土地利用变化面积。
  • 陈科贵, 刘思序, 王兆峰, 张翼飞
    地球科学进展.
    预出版日期: 2018-11-07
    南图尔盖盆地Karabulak油田基底碳酸盐岩储层结构复杂、孔隙空间类型多样、非均质性极强,利用单一的常规测井方法对该类储层进行识别一直是测井解释的难点。利用深侧向电阻率、声波时差、密度、补偿中子等多条常规测井曲线的响应特征进行重构,并结合改进后的曲线变化率法,总结出了碳酸盐岩裂缝型储层、孔洞型储层和缝洞型储层在常规测井曲线上的响应规律,提出了一种针对研究区碳酸盐岩缝洞型储层的测井评价新方法。应用这一方法对研究区的X1、X2井开展储层划分与评价,结果表明研究区碳酸盐岩储层类型主要为缝洞型。通过与试油结论和成像测井识别结果进行对比,研究提出的方法准确识别出了裂缝、孔洞发育的地层,显著提高了对研究区缝洞识别的效率和精度。
  • 李涌涛, 李建文, 潘林, 郭亮亮, 魏绒绒, 刘德智
    地球科学进展.
    预出版日期: 2018-11-07
    随着北斗三号全球卫星导航系统16颗组网中圆地球轨道(MEO)卫星的发射成功与新信号的播发,北斗正式进入全球系统的建设阶段,同时国际全球导航卫星系统(GNSS)监测评估系统(iGMAS)也在对北斗三号系统,从卫星端到地面接收端等各方面的运行性能,进行系统测试和评估。对12颗北斗三号MEO卫星上播发的新信号B1C和B2a的观测数据质量,在数据完整率、多路径误差、伪距噪声和载噪比等4个方面进行分析评估,并与全球定位系统(GPS)和伽利略(GALILEO)系统进行比较分析。结果表明,北斗三号系统内B1C的观测数据完整率优于B2a,多路径误差、伪距噪声和载噪比B2a信号优于B1C,北斗三号12颗MEO卫星的工作性能相当,即北斗三号在各卫星建设中的一致性与统一性。伪距噪声方面北斗三号较GPS和GALILEO略大,观测数据完整率、多路径误差和载噪比等方面北斗三号则与GPS和GALILEO相当。
  • 张硕, 简星, 张巍
    地球科学进展.
    预出版日期: 2018-11-07
     基于单颗粒碎屑磷灰石原位分析的物源分析是沉积地质学研究的一种重要手段。磷灰石中Sr,Y和稀土等微量元素含量由SiO2含量和所在熔体中的分配系数控制,微量元素的含量在不同岩石的磷灰石中差异较大,可作为指示其母岩类型的重要指标。磷灰石在物源分析中的应用可归纳为以下3个方面:①元素地球化学,特征元素包括Sr、Y、稀土元素(REE)等;②同位素地球化学包括Sr-Nd同位素、Lu-Hf同位素等;③单颗粒多法定年,即同颗粒磷灰石进行(U-Th)/He、裂变径迹和U-Pb定年分析。综合上述3个方面可获得磷灰石的母岩类型、形成条件和后期演化、源区抬升剥蚀史、沉积区沉降史等信息。尽管碎屑磷灰石的热年代学目前在沉积物源研究中广泛运用,但基于碎屑磷灰石元素及同位素地球化学(包括磷灰石U-Pb同位素定年)的沉积物源判别仍处于起步阶段,有望在沉积地质学、盆地分析、构造地质学等研究领域具有广阔的应用前景。
  • 马芊红, 张科利
    地球科学进展.
    预出版日期: 2018-11-07
    西南喀斯特地区是我国因水土流失导致生态环境问题严重而研究相对薄弱的地区。从侵蚀特征、不同空间尺度土壤侵蚀研究进展及研究中的关键问题3个方面系统总结了该地区土壤侵蚀研究成果,在此基础上,提出现有研究中存在的不足以及未来土壤侵蚀研究方向。结果表明:①在独特的地质水文背景下,喀斯特地区形成地表地下二元结构,导致地表侵蚀与地下侵蚀并存,在此基础上形成了复杂的坡面产流产沙过程和流域汇流输沙过程。②目前喀斯特地区土壤侵蚀机理研究多集中在坡面尺度,在土壤侵蚀影响因子定量评价上取得了丰硕成果;小流域水沙关系的连续高精度监测资料较少;资料不足时,河流泥沙可作为研究喀斯特地区土壤侵蚀强弱及时空分异特征的有效途径。③以50 t/(km2·a)作为允许土壤流失量较以前的土壤侵蚀强度分级标准更为合理;石漠化与土壤侵蚀关系复杂,仍需进一步定量研究石漠化对土壤侵蚀的影响;目前对土壤漏失界定、漏失机理和比例等问题未形成统一认识,多方法组合、多尺度匹配是揭示漏失的可靠途径。总之,为进一步探明喀斯特地区土壤侵蚀规律,建立和完善适用于该地区的土壤侵蚀预报模型,迫切需要在坡面—流域—河道尺度上开展同步试验和监测,追踪泥沙来源,从而为推进西南喀斯特地区水土保持工作提供理论和技术支撑。