黄土高原复杂地形受中尺度运动影响的稳定边界层湍流特征

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(Semi-Arid Climate and Environment Observatory of Lanzhou University,简称SACOL)2008年12月观测资料,研究了稳定边界层湍流特征.使用涡动相关资料研究湍流通量时,定义湍流的平均时间τ内的中尺度运动是造成湍流统计量变化范围大的主要原因,稳定情形? τ取几十秒至几分钟.对梯度理查森数大于0.3的强稳定情形的湍流尺度分解(MRD)谱分析表明,感热通量在112.4～449.9 s存在谱隙,尺度大于谱隙的中尺度运动造成了通量观测资料离散性大,甚至有支配性影响.动量通量的谱隙在112.4～224.9 s之间.弱风时,中尺度运动的影响更大,垂直风速标准差以0.1的比率随中尺度风速变化;垂直风速标准差同广义风速表现出很好的相关性,并随着广义风速消失而消失.三维风速标准差与摩擦速度呈很好的线性关系,垂直、水平、横风风速的无量纲标准差分别为1.35、2.54、2.21.对湍流动能的研究发现,在梯度理查森数大于0.3的条件下,仍然存在连续的湍流.以湍动能为依据,分析了湍流的平稳时间长度,其长度随稳定度变化而变化,2008年12月7～11日从133.5 s变化到856.2 s,湍流平稳时间长度反映了中尺度运动的发生频率.     

喀斯特槽谷区表层喀斯特水化学的暴雨动态特征

喀斯特水化学是在碳酸盐岩-水-CO2气三相相互作用的开放系统中形成的,水化学变化既反映了喀斯特含水介质特点和喀斯特发育的程度,又反映了喀斯特区水土流失的进程。选择重庆市南川区南平镇兰花沟为代表,以兰花沟喀斯特动力系统观测站为依托,采用多功能自动化观测仪CTDP300,对暴雨条件下表层喀斯特泉的pH、电导率、水温和水位进行了连续自动监测。监测结果表明:1.表层喀斯特带对降雨很敏感,其喀斯特水化学明显受降雨条件的影响。在强降雨开始时,喀斯特水pH升高,水温降低、电导率降低、PCO2降低,方解石饱和指数(SIc)升高,喀斯特泉水化学表现出雨水的"活塞效应"。2.在强降雨中后期,表层喀斯特水pH、电导率、水温下降,方解石饱和指数(SIc)降低,这表明稀释作用可贯穿整个降雨过程,但在降雨后3～4 h,表层喀斯特带的高裂隙率和渗透性开始发挥作用,水动力作用和CO2效应逐渐占据主导地位。因此,降雨过程中有两个重要的作用在控制着水化学的动态变化,一是雨水的稀释作用,二是碳酸盐岩-水-CO2气相互作用。3.根据喀斯特水化学在降雨条件下不同结构的含水介质中的反应,兰花沟表层喀斯特带含水介质以管道为主。4.土地利用类型的改变也会影响到表层喀斯特水化学对暴雨的响应。     

中国省际工业生态效率空间分布及影响因素研究

将中国30省市（不含港、澳、台和西藏地区）作为研究对象,进行省际工业生态效率空间分布及影响因素研究。首先构建中国省际工业生态效率评价指标体系,其次利用DEA-BCC模型结合Malmquist指数对2006~2015年中国30省市在时空两个维度上的工业生态效率进行测算,再次运用Geoda软件分析中国工业生态效率的空间分布特征,最后通过空间误差模型对中国工业生态效率的影响因素进行检验。研究结果表明：① 中国工业生态效率虽呈现小幅度下降趋势,但整体效率水平较高;30省市之间存在明显差异性,呈现出东部>中部>西部的分布格局。② 中国工业生态效率Malmquist指数增长率水平较高;30省市Malmquist指数均为正向增长,呈现出稳定增长趋势;技术进步效率是Malmquist指数的主要推动力。③ 中国30省市工业生态效率呈现正向空间自相关性,且存在明显的集聚状态,近邻效应显著。④ 中国省际工业生态效率的主要影响因素有经济发展水平、产业结构、政府规制、技术进步、外商投资和产业集聚。     

夏季短期调水对太湖贡湖湾湖区水质及藻类的影响

贡湖湾作为"引江济太"工程长江来水进入太湖的第一站,湖湾水体生态环境的变化是对调水工程净水效果的最好响应,因此本文针对贡湖湾一次夏季短期调水展开调查研究,分别取2013年7月24日(调水前)和2013年8月18日(短期调水后)两次监测水样的水体理化指标和浮游藻类群落数据进行了对比分析,并对浮游藻类群落与环境因子做了相关性分析.结果表明:受来水影响,短期调水后监测区水体的p H略有下降,溶解氧、浊度、硝态氮、总氮、总磷以及高锰酸盐指数等水体理化指标浓度均较调水前有所升高;其中受调水影响最为显著的区域为望虞河的入湖口区、湾心区.两次监测调水前后湖区水体优势藻种属未发生变化,仍以微囊藻为主,但蓝藻种属比例有所下降,绿藻和硅藻等种属比例则有所上升.望虞河入湖口区和贡湖湾湾心区的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数受调水的影响升高.同时,浮游藻类群落结构与受水水体理化参数的冗余分析结果表明,此次监测的短期调水后,太湖贡湖湾监测湖区水体p H、溶解氧、硝态氮、总氮、总磷、高锰酸盐指数等环境因子与浮游藻类的群落分布呈显著相关,是影响受水水体中藻类群落的主要环境因子.     

夏季东太湖光合有效辐射衰减特征及其对沉水植物恢复的指示

水下光照分布是影响水生态系统的重要因素,研究光合有效辐射衰减特征对于沉水植物恢复具有一定的指导意义.根据沉水植物生物量资料,将东太湖划分为沉水植物茂盛区、沉水植物稀疏区和无植物区3种区域.基于2019年夏季原位水下光场资料,探讨了东太湖光衰减特性和光照衰减因子的空间差异以及不同区域内的主导衰减因子,分析了东太湖的稳态阶段和富营养化水平,并阐述了真光层深度与透明度的关系,以期为东太湖沉水植物恢复和保护提供相关资料.结果表明:东太湖不同区域光衰减特性差异显著,光合有效辐射衰减系数(k d(PAR))在0.73~11.80 m^-1之间变化,真光层深度范围为0.39~6.31 m.不同区域的无机悬浮物和有机悬浮物浓度存在显著性差异,稀疏区叶绿素a浓度显著高于茂盛区,而与无植物区没有显著差异,有色可溶性有机物(CDOM)吸收系数在3种区域无显著性差异.k d(PAR)与无机、有机悬浮物的线性拟合效果较好,而与叶绿素a、CDOM拟合较差.水体吸收和散射作用是茂盛区光衰减的主要原因,无植物区域主导衰减因子仅有无机悬浮物,稀疏区由叶绿素a和无机悬浮物共同主导,是生态修复需要重点关注的区域,有机悬浮物和CDOM对东太湖光照衰减没有太大影响.东太湖目前正处于从草型稳态向藻型稳态过渡的阶段,整个湖泊属于富营养水平,真光层深度大约为透明度的2.7倍.     

WRF-Hydro模型与新安江模型在陈河流域的应用对比

本文利用全球陆面数据同化系统与降雨观测数据,以陕西半湿润区陈河流域为研究对象,驱动WRF-Hydro模型,研究该模型的表现和适用性,并在结构、参数、输入输出和模拟结果方面与新安江模型对比.考虑到次表面层与实际包气带的区别,引入土层厚度乘子ZSOILFAC对前者进行等比缩放,发现其与新安江模型反推包气带的厚度有较好的一致性.研究表明:在陈河流域中WRF-Hydro计算步长须在建议值的基础上缩小; WRF-Hydro模型善于模拟洪水细节,新安江模型表现好且稳定;前者的径流深和洪峰合格率平于或略低于后者;在两个指标均合格的洪水中,前者平均均方根误差比后者小21.5%,但对于其他洪水,前者平均均方根误差比后者大56.2%; WRF-Hydro在洪水起涨时刻模拟较好,表现出其在中小流域应用的潜力.     

水体细菌碱性磷酸酶及其编码基因研究进展

水体溶解性反应磷是浮游植物可直接利用的主要磷营养形式,细菌碱性磷酸酶催化的有机磷矿化过程则是维持溶解性反应磷供给的重要途径.通过总结细菌碱性磷酸酶的种类与分布特征,发现主要包括Pho A、Pho X和Pho D 3种类型细菌碱性磷酸酶,其中超过50%的Pho X分布于细菌细胞的外部环境,对溶解性反应磷的循环再生尤为重要.综述水体产碱性磷酸酶细菌群落组成的研究进展,以及影响编码基因表达的环境因素,对比分析产碱性磷酸酶细菌群落鉴定方法的特点及发展趋势.细菌碱性磷酸酶编码基因的研究多关注寡营养海洋生态系统,对于同样存在磷限制问题的富营养化湖泊生态系统鲜有涉及,而构建针对典型富营养化湖泊生态系统的细菌宏基因组数据库,则可为建立淡水生态系统细菌碱性磷酸酶及其编码基因的研究方法奠定基础,有助于认识湖泊水华频发的微生物学驱动机制.     

祁连山老虎沟12号冰川冰内结构特征分析

利用探地雷达(Ground Penetration Radar,GPR)调查冰川冰内结构和冰层厚度是一种监测冰川变化常用手段.应用麦克斯维(Maxwell)方程的二维时域有限差分(FDTD)方法,通过将模拟图像与老虎沟12号冰川的实测图像的对比,分析了雷达剖面中的几种反射特征,如冰裂隙、融洞、暖冰等.对比结果表明,GP...     

滇西茅草坪脉状铜矿床脉体构造与成矿时代研究

西南三江造山带兰坪盆地西缘发育一条重要的脉状铜矿带,通常认为其成矿与盆地演化有关,而忽略了同处于盆地西缘的崇山剪切带和成矿的关系。茅草坪是近来在该带南段新发现的一例脉状铜矿床,本文通过详细野外工作厘定矿床地质特征,重点开展露头及镜下尺度的含矿脉体构造观察,在此基础上,分选成矿期热液白云母开展40 Ar/39 Ar定年,进而探讨成矿与剪切变形的关系。研究表明,矿床热液矿物以3种形式出现:热液蚀变晕、平行剪切面理的热液脉(A1脉)、横切剪切面理的热液脉(A2脉)。以上不同脉体中的矿物不仅有连续生长的特点,而且存在一定的交切关系,反映它们大致同期形成,但矿物沉淀顺序由早到晚变化。蚀变晕形成于早期,主要由电气石和石英组成,矿物呈强定向排列,长轴平行于剪切面理,为将挤压剪切应变下形成;A1脉形成略晚于蚀变晕,主要由电气石、石英、方解石、白云石、白云母、黄铜矿等组成,矿物弱定向排列,长轴近平行于剪切面理,为弱挤压剪切应变下形成;A2脉形成最晚,脉内矿物与A1脉相似,矿物无定向性、张性充填,反映形成时剪切变形已停止,可能为变形后应力松弛阶段形成的张性脉。因此,茅草坪矿床矿化形成在剪切作用由强变弱、直至停止的过程中,为剪切作用末期的产物。A1脉体中的白云母40 Ar/39 Ar坪年龄为20.34±0.19 Ma,可以代表矿床形成年龄,表明茅草坪地区的剪切作用结束于20Ma。综上表明,茅草坪矿床形成在崇山剪切带区域剪切走滑期间(末期),矿化受与剪切变形末期相关构造控制,是一个与崇山剪切带演化有关的脉状Cu矿床。因此,兰坪盆地西缘脉状铜矿带矿床成因应充分考虑与崇山剪切带演化的关系。     

1960—2019年西北地区气候变化中的Hiatus现象及特征

1998—2012年全球地表平均温度发生变暖停滞（Hiatus）,然而Hiatus现象是否在全球各地均存在尚有争议,其在西北地区的表现及特征缺乏深入研究。本文基于1960—2019年气温地面观测数据,利用累积距平曲线、Mann-Kendall突变检验、滑动t检验及Yamamoto检验进行气候突变分析,结合线性倾向估计进行气候变化趋势分析,对西北地区气候变化中的Hiatus现象及其特征进行了探讨。结果表明：① 西北地区年均气温在1986年、1996年和2012年分别突变,1996年突变升温后在1998—2012年间保持高位震荡;② 1998—2012年间西北地区年均温变化率为-0.20 ℃/10a,呈现明显Hiatus现象,分季节看,冬季降温幅度最大,夏季仍保持升温,春季均温比秋、冬季提前1年开始和结束停滞期,从空间上看,西北地区东南部降温最显著,青藏高原不存在Hiatus;③ 2012年Hiatus结束后西北地区气温普遍快速升高,季节上以冬季升温最快,空间上以南疆升温最快。综合来看,1998—2012年的Hiatus现象在除青藏高原外的西北地区表现明显,停滞后的快速升温值得高度关注。