OSL测年中CGC法求D_e均值的计算方法之比较分析

光释光测年中等效剂量是计算样品埋藏年龄的一个重要参数,一般通过求多个实验测量值的均值得出。标准生长曲线法是求等效剂量的一种常用且有效的方法,分析讨论了此法计算的等效剂量存在小幅度的系统性的偏大及其原因,提出了改进的方法;展望了CGC法求De均值更优的估计——极大似然估计。     

光释光测年单个黄土样品测片个数选取问题的统计学研究

光释光测年多颗粒实验中单个样品的测片个数选取没有一定标准,从几十到一百多个不等。通过分析7个黄土中颗粒(38~63 μm)样品,分别进行了不同测片个数的等效剂量的实验及统计分析研究。每个样品的等效剂量由SAR法和SGC法得到,每个样品不同测片数的等效剂量结果进行了多种统计分析和检验。认为在风成沉积物的光释光测年实验中,当一个样品进行实验的测片数达到20~30个测片时,样品的等效剂量分布形态就趋于稳定;即此测片数较合理——既能较准确反映统计意义上的样品的古剂量,又不至于进行大量重复性工作;这对于水成沉积物光释光测年中单个样品的测片个数选取也有一定的参考价值。     

腾格里沙漠两万年以来典型沉积物钾长石和石英光释光测年对比研究

沙漠内部保存的晚第四纪沉积序列,是重建过去气候环境变化的重要材料。近年来,不同测年方法被用于测定风成、湖相等各类沉积物的年龄,特别是光释光测年技术在沙漠地区的应用越来越多。然而,对不同光释光测年技术能否获得相对年轻样品的可靠年龄等问题,仍存在一些不确定性。本研究在腾格里沙漠不同点位采集了沉积物样品,开展了石英单片再生剂量法(SAR-OSL)和钾长石红外后释光法(pIRIR₁₅₀)对比测试,尤其是针对钾长石pIRIR₁₅₀进行了剂量恢复实验、衰退系数(g-值)以及残余剂量测定,进而探究钾长石pIRIR₁₅₀技术在该地区沉积物测年中的适用性与可靠性。结果表明：钾长石pIRIR₁₅₀释光信号总体晒退良好,30 h晒退后的残余剂量仅为0.07～0.27 Gy,并且在60 Gy的剂量范围内(对应研究区约两万年以内的样品),剂量恢复比率基本为1。经g-值校正后的钾长石pIRIR₁₅₀年代结果总体上出现高估,而未校正的年代则与石英SAR-OSL年代结果具有较好的一致性,表明研究区沉积物样品的...     

察尔汗盐湖区线形沙丘下伏湖相地层的释光年代及其环境意义

本研究尝试使用钾长石多步升温红外后红外法 （MET-pIRIR） 对察尔汗盐湖北侧线形沙丘下伏古湖相沉积物进行年代测定,并初步探讨其古环境意义。结果表明：钾长石MET-pIRIR₂₅₀法能够得到等效剂量坪区,说明长石信号能够充分晒退并且异常衰减对测年结果的影响可以忽略,从而保证了测年结果的可靠性;古湖相沉积顶部200—180 ka的年代证实了深海氧同位素7阶段柴达木盆地大规模湖泊的存在;上覆地层缺失表明即便在柴达木盆地沉积中心附近,地表沉积物的侵蚀（主要为风蚀）也十分严重,以至于在冰期尺度上也难保证连续性;这一年代结果也表明湖泊的演化并非造成线性沙丘较年轻（3—0 ka）的直接原因。钾长石MET-pIRIR法的应用对解决盆地内中、晚更新世古环境、古气候、地貌演化等问题具有重要意义。     

CoLM模式对塔克拉玛干沙漠北缘陆面过程模拟评估及修正

采用2011年3月22日至7月26日肖塘陆气相互作用观测资料测试了不同陆面参数对公共陆面模式（CoLM）模拟效果的影响。地表参数包括地表反照率（α）、地表比辐射率（ε）、空气动力学和热力学粗糙度（z_0m、z_0h）、零置位移（d）、热传输附加阻尼（kB^-1）。结果表明：感热通量H和地表温度T_g对地表反照率、动力学粗糙度和地表比辐射率比较敏感,对零置位移不敏感。通过观测资料获得的这些参数及kB^-1参数化方案均被用来替换原CoLM模式中相应值及参数化方案。CoLM模式基本上能较好地模拟净辐射R_n、感热通量H、地表土壤热通量G₀和地表温度T_g日变化特征,只是在日峰值及其峰值出现时间的模拟上不理想;而CoLM模式对该地区土壤湿度M的模拟效果非常不好。误差统计值Bias、SEE、NSEE表明优化参数后的CoLM模式使得R_n的模拟误差被降低4.21%（SEE）,H的模拟误差被降低25.19%（Bias）,T_g的模拟误差被降低33.33%（Bias）、10.45%（SEE）和25%（NSEE）。     

秦岭森林物候时空分布特征及对水热条件的响应

大量观测数据分析表明，全球气候正逐步变暖。植物物候现象是全球自然环境变化的指示器。物候对气候变化的响应是研究全球气候变化的重要手段之一。森林是全球生态系统的重要组成部分，森林物候特征变化是反映气候变化对森林生长影响的综合性生物指标。利用2001—2018年MOD09A1卫星数据重建了秦岭地区增强型植被指数（EVI）序列，采用最大变化速率和阈值法结合提取了秦岭森林物候参数，结果表明：（1） Whittaker滤波法在灌木、农田、森林3种生态样地重建中稳定性较好，在秦岭山地有较好的适用性。（2） 秦岭地区物候多年均值分布同秦岭地区水热条件密切，由高海拔高山区到农耕区，生长季始期(Start of Growth Season,SOG)逐渐提前，生长季末期(End of Growth Season,EOG)逐渐推迟，生长季长度(Length of Growth Season,LOG)由高海拔区向低海拔区逐渐加长。秦岭浅山区和东部伏牛山农耕带生长季（SOG）开始较早，出现在3月上旬，高山区针叶林带生长季开始的较晚，出现在5月上旬到中旬（120～135 d）之间。生长季末期（EOG）集中出现在10月~11月初（270～310 d），高山区针叶林带生长季结束较早，浅山区植被生长季结束较晚，普遍出现在11月（300 d）以后。生长季长度（LOG）分布在150～200 d之间，低海拔地区LOG较长，大于180 d，高海拔林区生长季较短LOG集中在150～170 d。（3） 年际变化特征：2001—2018年生长季始期（SOG）呈现提前趋势,其中高海拔区提前明显，南北麓海拔低于500 m部分区域和东部伏牛山少部分区域出现推迟。生长季末期（EOG）呈现推迟趋势，其中秦岭北麓和东部中低海拔区域推迟明显，生长期长度（LOG）总体呈延长趋势。（4） 秦岭地区近17 a气温呈现上升趋势，变化率为0.02 ℃·a^-1，降水呈现不明显的上升趋势，日照时数则呈现明显的下降趋势，变化率为14.6 h·a^-1。（5） 秦岭地区物候参数同0 ℃、5 ℃和10 ℃界限温度、降水、日照时数相关性分析表明，全球变化下的升温作用是影响秦岭森林物候变化的主要因子，升温作用导致SOG提前，EOG推迟、LOG延长，主要集中在秦岭南北麓1 000~2 000 m之间，秦岭东部伏牛山低海拔区境内相关性最低，表明受温度制约较小。     

低温和赤霉素对百合鳞茎休眠解除的影响

以百合品种“西伯利亚”为材料,研究了低温和赤霉素（GA₃）处理对百合鳞茎休眠解除过程中形态和碳水化合物含量的影响,以及不同温度条件下鳞茎不同部位内源GA₃含量的变化。结果表明：低温（5℃）和0.15 g·L^-1 GA₃处理35 d时芽长与鳞茎高比值为67.954%,芽生长点位于鳞茎直立高度约2/3处,解除休眠所需天数最少;鳞茎在0~14 d时淀粉降解最快,第35天时可溶性总糖和还原糖含量最高。低温处理的内层鳞片和芽内源GA₃含量变化显著,且温度越低,变化越明显。低温条件下内层鳞片和芽的内源GA₃含量较高,上升趋势最为明显;而外层鳞片和根的GA₃含量水平较低,变化趋势较小。可见,顶芽和内层鳞片可能为整个鳞茎休眠解除活动的中心。     

广州市表层土壤磁学性质的空间插值方法比较

本文利用广州市范围内的350个表层土壤样品χ_lf、χ_ARM/SIRM、HIRM等14个磁学参数的测试结果，在对各磁学参数分别进行统计特征分析和正态性检验的基础上，对满足正态或近似正态分布的磁学参数进行趋势分析。利用确定性插值法（包括反距离权重法和径向基函数法）和地统计法（包括普通克里金法和泛克里金法）对14个磁学参数进行空间插值并根据交叉验证法（比较不同插值方法的交叉验证参数）的结果，比较地统计法和确定性插值法的预测误差，从而确定14个磁学参数的最优插值方法。结果表明：1）地统计法中，χ_ARM、χ_lf、χ_hf、S₁₀₀、S₃₀₀、S_-100、SIRM和HIRM的普通克里金法插值效果最好；SIRM/χ的泛克里金法插值效果最好；χ_ARM/SIRM和S_-300的普通克里金法（OK）和泛克里金法（UK）的插值效果接近。OK法作为最常用的地统计空间插值方法，在表土磁学参数上也相较于UK适用范围更广。2）确定性插值法中，χ_ARM、χ_lf、χ_hf、χ_fd（%）、χ_ARM/χ、χ_ARM/SIRM、HIRM的径向基函数法插值效果最优；S₁₀₀、S_-100、S_-300和SIRM的反距离权重法插值效果最优；反距离权重法和径向基函数法均可作为χ_fd、SIRM/χ、S₃₀₀的插值方法。3）综合比较地统计法和确定性插值法，发现χ_ARM、χ_lf、χ_hf、χ_fd、χ_fd（%）、χ_ARM/χ、χ_ARM/SIRM、S₃₀₀、HIRM的空间插值应采用径向基函数法；S₁₀₀、S_-100和S_-300的空间插值应选择反距离权重法；而SIRM/χ和SIRM空间插值建议分别采用泛克里金法和普通克里金法。     

切片采样算法在光释光年龄模型参数估计中的应用

光释光(OSL)年代学模型是基于数理统计学的一类概率密度模型,它根据特定的假设条件对样品等效剂量(De)分布进行数学解释,由此估计具有不同沉积历史或者能够代表样品实际埋藏年龄的De组分。年龄模型参数估计常通过极大似然估计(MLE)算法实现,本文尝试了切片采样算法在年龄模型参数优化中的应用。切片采样属于一种马尔科夫链蒙特卡罗采样(MCMC)算法,能根据测量数据与模型的联合似然函数进行随机采样,由此获得参数的采样分布。本文编写了实现年龄模型切片采样算法的应用程序,并使用模拟及实测De数据验证了该算法估计的可靠性。相对于MLE算法,MCMC算法具有对参数初值依赖性低、误差估计更准确的特点,切片采样算法提供了实现释光年龄模型参数估计的一种新方法。     

光释光测年基本流程

光释光测年是对沉积物上一次曝光事件年代的测定.自20 世纪80 年代该方法提出以来,得到了越来越广泛的应用.相对于¹⁴C测年,光释光测年虽存在误差偏大的不足（一般5%~10%）,但是具有以下明显优势：① 其测年年限范围比前者大得多;② 测年物质（石英或长石）丰富,这在干旱半干旱区的沙漠和湖泊中尤其重要,因为在这些地区很难找到可用于¹⁴C测年的有机质;③ 是对沉积物的直接定年;④ 测年事件包括曝光、受热（400 ℃以上）、火山、地震和晶体（方解石等）形成等.本文介绍了光释光测年的整个实验过程,包括采样、前处理、等效剂量测定、年剂量测定等,以期让有需要的地学同行了解这一方法,尤其是了解从地层或岩芯等取样的过程中应注意的事项.重点介绍单片再生剂量法(SAR)与标准生长曲线法(SGC)相结合测定等效剂量的实验方法(我们命名为SAR-SGC法).该方法能大大提高仪器的使用效率,可节省仪器时间60%以上.通过氟硅酸溶蚀长石来提取石英的中颗粒(38~63 μm)的前处理过程简便易行,获得的石英纯度高,且可以避免使用危险的氢氟酸.中国科学院青海盐湖研究所释光测年实验室近几年应用SAR-SGC法对黄土、沙漠、湖泊、海洋、冰川、考古点等各种类型沉积物进行光释光测年,都获得了很好的结果.     

干旱区泥炭样品加热过程中磁学特征的变化研究

利用采自干旱区高山～新疆阿尔泰山的表层泥炭样品,以K-T曲线为主,结合J-T曲线、磁滞参数以及XRD等相关实验,探讨了应用热磁实验鉴别富含有机质的弱磁性物质磁性特征.结果表明:样品中磁化率的主要贡献者为低矫顽力的强磁性矿物-磁铁矿,磁铁矿的粒径为PSD(准单畴).加热过程中,含铁粘土矿物绿泥石分解生成新的磁铁矿,磁畴转变成MD(多畴),逐步加热的K-T曲线表明,利用K-T曲线分析含有大量有机质成分弱磁性物质的磁性特征具有一定的指导作用,泥炭样品受热生成的磁性矿物的类型与数量不仅受加热的最高温度控制,同时在加热到不同温度时由于有机质对磁性矿物的还原作用表现出差异性,使得泥炭样品加热到不同温度后的转化、改造及最终生成物亦变得异常复杂.     

小叶锦鸡儿离体叶片对温度处理的某些生理响应

小叶锦鸡儿离体叶片分别经25、30、35、40、45、50、55℃等7个温度处理60min后, 测定了其光系统Ⅱ最大量子效率(F_v/F_m)和脯氨酸含量的响应。结果表明, 25~40℃的温度对F_v/F_m没有明显影响; 温度高于40℃, 首先使光合作用通过光系统Ⅱ的电子传递受到不同程度的阻抑; 当温度高于50℃, 使叶片光系统Ⅱ反应中心失活或破坏, 即小叶锦鸡儿叶片光系统Ⅱ反应中心可耐受的最高温度为50℃, 温度再高, 将对叶片造成高温伤害。另外, 在耐受范围内, 叶片中的脯氨酸含量可能表征了叶片遭受温度胁迫的程度。     

京津冀城市群大气污染的时空特征与影响因素解析

京津冀城市群是中国雾霾最严重的区域,在京津冀协同发展背景下,探究该地区大气污染的时空分布和影响因素具有重要意义。运用空间自相关分析和三种空间计量模型,分析了京津冀202个区县PM_2.5的时空分异特征,创新性地对自然与人文影响因素贡献及其空间溢出效应进行系统地甄别和量化。结果表明：2000-2014年来京津冀城市群PM_2.5浓度整体呈上升趋势,季节上呈秋冬高、春夏低,空间上呈东南高、西北低的特点,且城市建成区PM_2.5浓度比周围郊区和农村平均高10~20 μg/m³;2014年仅有13.9%的区县空气质量达标,PM_2.5浓度存在显著的空间集聚性与扩散性,城市间交互影响距离平均为200 km,邻近地区的PM_2.5每升高1%,将导致本地PM_2.5至少升高0.5%;社会经济内因对PM_2.5主要是正向影响,自然外因主要是负向影响;影响因素中对本地大气污染的直接效应贡献强度依次是：年均风速>年均气温>人口密度>地形起伏度>第二产业占比>能源消费>植被覆盖度,人均GDP、年降水量和相对湿度对本地PM_2.5没有显著影响;对邻近地区大气污染具有显著空间溢出效应的因素排序是：植被覆盖度>地形起伏度>能源消费>人口密度;对于自然和人文影响因素应分别采取针对性的适应策略和调控策略,加强区域间联防联控与合作治理,在城市群规划中注重环保规划与立法。     

洛川地区S4间冰期植被演化与气候变化

对洛川地区S₄间冰期磁化率与孢粉资料的分析表明：高分辨率的孢粉分析,比磁化率更细致地反映出气候的小尺度变化,能够更深入地研究区域气候变化,这主要得益于植被是对温度、降水量的直接反映,而磁化率则受多种因素的影响。S₄间冰期较为温暖湿润,当时亚热带的界线比现今纬度更高,可达到黄土高原中部地区。洛川地区S₄间冰期气候可以分为5个阶段,呈现为干冷-暖湿-湿热-暖湿-干冷的变迁过程,对应的植被类型应为旱生草原-森林草原-森林-森林草原-旱生草原。     

科尔沁湿草甸参考作物蒸散发模拟分析

为探明气候变化下干旱半干旱地区湿草甸参考作物蒸散发(ET₀)影响因子,使用FAO 56 P-M模型对科尔沁湿草甸ET₀进行模拟,利用涡度相关系统对模型的适用性进行评价,并通过通径分析及指标敏感性分析对ET₀的影响因子进行辨识。结果表明:(1)小时尺度模拟精度最高,日尺度次之,月尺度较差,小时尺度上晴、阴、雨3种天气条件下模拟效果不同,晴天最优,阴雨天较差。(2)ET₀年内变化呈单峰曲线状,生长季明显高于非生长季,集中在3—10月,占全年89.79%。生长季典型晴天ET₀逐小时分布特征遵循倒“U”单峰型变化规律。(3)通径分析结果显示,对ET₀的通径系数以及对回归方程估测可靠程度E的总贡献均表现为VPD(饱和水汽压差) > T_min(最低气温) > R_n(冠层表面净辐射)>u₂(2 m高度风速),即VPD为影响ET₀最重要的因子;指标敏感性分析中,在去除VPD后引起的E变化最大,说明ET₀对VPD的变化最为敏感,其次为u₂、T_min和R_n。     

土壤侵蚀研究中降雨过程随机模拟综述

土壤侵蚀是中国严峻的环境问题之一。土壤侵蚀模型是诊断和防治土壤侵蚀问题的有力工具。降雨随机模拟模型可以弥补观测资料在时空尺度上的不足,满足土壤侵蚀模型对降雨过程数据的需求。论文总结了降雨过程基本特征、随机模拟的研究进展以及未来的发展方向。主要结论有：① 最小降雨间歇(Minimum Inter-event Time, MIT)为分割次降雨的最小时间间隔,当干期小于该临界值,则合并为1次降雨;否则分割为2次独立的次降雨事件。采用指数方法计算得到中国中东部最小降雨间歇变化于7.6~16.6 h 之间,平均值为10.7 h;当MIT值较小时,次降雨过程参数如次雨量、历时、平均雨强与峰值雨强等对MIT的变化敏感。② 降雨的时程分配特征反映次降雨量在降雨过程中的分配,是降雨过程随机模拟的重要方面。采用Huff雨型分析方法得到中国降雨以峰值出现在前期的降雨为主,峰值出现在前1/2时段的降雨占65.1%;峰值出现在前期的降雨事件,与峰值出现在后期的降雨事件相比,历时较短、雨强较大。③ 美国农业部水蚀预报项目WEPP中自带的天气随机模型CLIGEN能较好地模拟日雨量,整体上低估次降雨历时,高估峰值雨强;且对于不同大小的日雨量等级,次降雨历时和峰值雨强的偏差方向和程度不一致。④ CLIGEN的参数输入需要降雨过程观测资料,难以获取,小时降雨观测资料相对更易获取,基于此,发展了使用小时降雨数据计算CLIGEN中2个与降雨过程相关的参数TimePk和MX.5P的方法。未来需加强随机模型对极值的模拟能力,以及建立多站点、多气象要素相关的天气条件约束型随机模型。     

合肥市商业地价驱动因素的空间非平稳性分析

基于微观因素的视角,对合肥市商业地价的空间格局、空间异质性进行空间插值和回归分析,研究发现： ① 商业地价空间格局呈现多中心的结构,峰值区集中分布在城市中心,低值区分布在二环线以外的地区;② GWR模型能清晰地反映出各因素对地价影响力的空间差异,容积率、交通站点、CBD和公园是研究区商业地价的关键驱动因素;③ 较之外在因素,内在因素对商业地价的边际作用效率较大,其中尤以容积率最为突出;④ 相较于欠发达地区,容积率在高度发达的区域对地价的正向效应更为显著,而交通站点和CBD对地价的作用正好相反。商业开发更愿意为小型公园支付更高的价格。     

沙质农田玉米生产力的形成与土壤环境关系的研究

结果表明:(1)在科尔沁沙地,五种主要类型农田生长季平均土壤含水量是粘壤土水浇地(ICL,12.4%) > 沙壤土水浇地(ISL,9.5%) > 粘壤土旱坡地(CLDSL,8.87%) > 粘壤土旱平地(CLDL,6.55%) > 沙壤土旱平地(SLDL,5.70%),地温是SLDL(22.04℃) > CLDL(21.73℃) > CLDSL(21.40℃) > ISL(21.08℃) > ICL(21.05℃),土壤养分综合指数高低的顺序是ICL(90.8) > ISL(83.8) > CLDL(75.8) > CLDSL(55.0) > SLDL(36.8);(2)五种类型农田玉米植株高(cm)和生物量(kg·m^-2)都是ISL(270,2.96) > ICL(245,2.70) > CLDSL(225,2.12) > CLDL(220,1.86) > SLDL(181,1.32);(3)玉米地上生物量与土壤速效N、P、K的相关系数为0.860,与土壤水分的相关系数为0.837,与土壤有机质含量的相关系数为0.753,而与地温的相关系数为-0.976。