生物地球化学循环研究在地球系统科学中的地位与应用

文章采用系统科学的基本原理和方法,阐明了地球系统科学与可持续发展战略之间的关系,重点探讨了物质的生物地球化学循环研究在地球系统科学中的地位与作用,选择氮磷营养物质并建立湖泊为中心的陆地地球系统,尝试性探讨制定区域可持续发展战略的基本思路方法,从社会与自然生态两方面提出实现系统可持续运转的调控措施。     

生物地球化学循环研究在地球系统科学中的地位与应用

文章采用系统科学的基本原理和方法,阐明了地球系统科学与可持续发展战略之间的关系,重点探讨了物质的生物地球化学循环研究在地球系统科学中的地位与作用。选择氮磷营养物质并建立以湖泊为中心的陆地地球系统,尝试性探讨制定区域可持续发展战略的基本思路方法,从社会与自然生态两方面提出实现系统可持续运转的调控措施     

广西贺州热泉水文地球化学特征、热储温度与循环深度估算

广西贺州地热资源分布于３个异常带中,热储层主要为花岗岩及石英砂岩。分析了贺州热泉的水文地球化学特征,对其热储温度及循环深度进行了估算,结果表明：热泉水为中低温偏碱性水,水化学类型为ＨＣＯ_３－Ｎａ和ＨＣＯ_３－Ｃａ型。区内硅酸盐矿物的水解作用控制着热泉水化学组分,Ｎａ－Ｋ－Ｍｇ平衡图显示热泉的水岩相互作用仍处于初级阶段。玉髓温标估算热储温度为42.3～119.5℃,循环深度为786～3579ｍ。较高的温度促进了氟化物的溶解,使得地热水中氟离子含量较高。     

中国氦气地球化学特征、聚集规律与前景展望

为揭示我国天然气藏中氦气形成条件与富集规律,寻找和发现富氦资源,基于各盆地氦气含量及同位素数据统计和综合研究,一是提出氦气“生—运—聚”系统,相对于天然气藏中的其他气体组分,首先具有特殊性,主要表现在氦气分子结构简单、化学性质稳定,经历的组分分异和同位素分馏效应相对简单或较弱;氦源U和Th元素物理衰变及其释氦机理复杂、极低生氦速率和低浓度、高渗透和扩散性、聚集依附于载体气;同时又具有统一性,主要表现在氦气运聚成藏与分布同样遵循传统“含油气系统”和“成藏系统”的共性规律.二是指出我国各类常规—非常规天然气田中氦气广泛弥散分布,资源品位总体较低(多数体积分数为0.10%左右或0.10%以下的贫氦资源),但低中有高,非均质性强,存在富氦资源;同时我国氦气来源和分布具有明显的分区分块差异性,东部地区天然气中混入不同含量的幔源氦,甚至高达60%以上,载体气存在有机-无机复合等多种成因,中、西部地区氦气以壳源成因为主,西部构造岩浆活动区存在少量幔源氦的混入.三是提出氦气资源评价和选区方向,需要立足于盆地基底或盖层中富含放射性U和Th元素的较古老沉积岩(泥页岩、铝土岩等)、岩浆岩(花岗岩等)、变质岩...     

化学机械抛光技术研究现状与展望

化学机械抛光技术几乎是迄今唯一可以提供全局平面化的表面精加工技术,可广泛用于集成电路芯片、计算机硬磁盘、微型机械系统(MEMS)、光学玻璃等表面的平整化。本文综述了CMP的技术原理和CMP设备及消耗品的研究现状,指出了CMP急待解决的技术和理论问题,并对其发展方向进行了展望。     

化学机械抛光技术研究现状与展望

化学机械抛光技术几乎是迄今唯一可以提供全局平面化的表面精加工技术,可广泛用于集成电路芯片、计算机硬磁盘、微型机械系统(MEMS)、光学玻璃等表面的平整化.本文综述了CMP的技术原理和CMP设备及消耗品的研究现状,指出了CMP急待解决的技术和理论问题,并对其发展方向进行了展望.     

透闪石玉成矿研究现状与展望

透闪石玉的成矿与热液介质下成矿元素Si、 Mg和Ca的迁移形式密切相关。近年来,随着先进地质学理论和现代测试仪器在透闪石玉研究中的应用,尤其是同位素示踪技术在研究中的应用,透闪石玉的成矿理论更加完善,但仍然存在一定的问题：透闪石玉成因分类的科学性,成矿物质来源的可靠性以及成矿过程的系统性。基于透闪石玉成矿研究现状,结合前人的研究成果,从透闪石玉成因类型划分、成矿物质来源、成矿环境和成矿年代4个方面进行了总结,分析了研究中存在的不足。在此基础上,根据透闪石玉成矿特征和相关同位素的分馏机制,从原位稀土元素、微区⁴⁰Ar/³⁹Ar定年和同位素示踪3个方面,对透闪石玉的成矿物质和蚀变热液来源的研究方法作出展望,以期为玉石的成因研究提供理论依据。     

定量估算造山带地壳厚度的岩石地球化学方法:综述与实例

应用岩石地球化学数据定量、半定量估算岩浆弧地壳厚度的方法包括:钙碱性岩套K₂O含量、w(Sr)/w(Y)值、w(La)_N/w(Yb)_N值,玄武质岩石Na₂O含量、CaO含量、w(Ce)/w(Y)值等。目前提出的定量公式对厚度在20~45 km范围内的俯冲造山带地壳厚度反演结果可靠性较高。中酸性岩w(Dy)/w(Yb)值可以指示造山带是否存在加厚的地壳。应用岩石地球化学数据定量、半定量反演造山带地壳厚度的公式要求:明确其适用条件与应用范围;有足够数量的样本;进行数据筛选并且剔除离群值。藏南冈底斯弧的实例研究表明,w(La)_N/w(Yb)_N值能够估算碰撞造山带古地壳厚度,印度板块与亚洲大陆碰撞引起的地壳显著增厚导致冈底斯地体中酸性岩浆岩w(Sr)/w(Y)值、w(La)_N/w(Yb)_N值在40 Ma以来明显跃升。三江地区三叠纪义敦岛弧地壳厚度为60 km;福建长乐—南澳构造带早白垩世时期岩浆弧的地壳厚度为42 km;辽西地区中侏罗世—早白垩世时期火山岩地壳厚度为50~65 km。     

海洋温差发电的研究现状与展望

海洋是一个巨大的能源库,世界各国都致力于海洋能的开发与利用,其中海洋能的热电转换备受关注.在阐述海洋温差发电(OTEC)的优势及国内外发展现状的基础上,重点对动力循环方式、工质特性对循环的影响进行分析.由于低品位能的热电转换效率较低,提高循环净效率迫在眉睫,因此论述了提高海洋温差发电动力循环净效率的措施,并对海洋温差发...     

滑坡活动时间预测预报研究现状与展望

滑坡活动特别是隐蔽性强的突发性滑坡活动,给人民的生命财产和建筑设施带来巨大的灾难.滑坡活动时间预测预报工作是当前滑坡研究中的难题,进展缓慢.本文系统地总结了国内外滑坡活动时间预测预报的研究现状,分析了各种滑坡活动时间预测预报方法的优劣.在此基础上,探讨了滑坡活动时间预测预报技术的发展趋势.     

贡嘎山冰川退缩区土壤-植物-微生物功能多样性对磷循环的协同作用

对于植物和土壤微生物来说,磷是重要的生命元素。土壤磷的生物有效性随成土过程发生改变,同时植物和土壤微生物通过调整自身养分利用策略,对土壤磷循环产生影响。基于冰川退缩迹地土壤和植被原生演替序列,探讨了土壤-植物-微生物功能多样性的磷循环协同作用过程,分析了贡嘎山海螺沟冰川退缩区4次冰碛物出露时间(1980、1970、1958、1930年)退缩迹地上发育的土壤物理化学性质、磷形态和酶活性的演化规律。结果表明:①随着植被演替和土壤发育,海螺沟冰川退缩区土壤磷含量及其生物有效性发生明显改变; ②成土作用初期,微生物促进了原生矿物磷的转化,并为早期植被发育提供养分; 随着原生矿物磷释放量的减少,植物养分利用策略经历了由磷回收循环→简单获取→回收循环3个不同阶段; 另外,随着植被演替,微生物更多地参与有机磷活化,提升了植物养分重吸收效率; ③海螺沟冰川退缩区冰碛物磷的快速流失加剧了植物与微生物对磷的竞争。     

雪冰孢粉记录研究进展

孢粉作为一种可靠的代用指标,能够反映不同时间尺度古气候和古环境的变化信息。雪冰孢粉研究以雪冰中的植物花粉和孢子为研究对象,结合雪冰研究的特性和孢粉研究的优势,为气候重建提供了一种新的手段。雪冰孢粉是古植被的直接反映,可用于重建湿度、温度和人类活动。归纳了雪冰孢粉的古环境意义,总结了雪冰孢粉研究的空间分布状况,概述了雪冰孢粉记录的研究进展。现阶段雪冰孢粉研究在源区与传播特征、季节变化特征、辅助雪冰定年和古气候重建等方面均取得了良好的进展。北极地区有区域性的雪冰孢粉现代过程研究工作,而山地地区研究主要关注单个冰帽,并有若干学者在孢粉重建古温度以及孢粉重建古湿度等方面进行了定量化尝试。目前研究表明,雪冰孢粉对湿度变化的响应较为敏感,并且在温度重建方面具有极大潜力。特别在青藏高原,藜科、蒿属、禾本科以及莎草科花粉的百分比变化能够较客观地反映湿度变化信息。此外,雪冰孢粉记录的草原、草甸和荒漠植被类型的转变能够提供温度和湿度变化信息。但是,这些孢粉指标均具有一定的局限性,且其古环境指示意义研究也并不深入。青藏高原雪冰孢粉现代过程和古气候重建等应是未来值得关注的研究内容之一。     

人类活动对鸭绿江下游水沙变化的影响

基于鸭绿江荒沟站1958~2008年的实测径流量和输沙量数据,采用Mann-Kendall法对水沙变化的趋势进行检验,利用双累积曲线法对水沙变化进行阶段性划分,在此基础上研究人类活动对水沙变化的影响。研究结果表明:鸭绿江下游荒沟站的实测年径流量和输沙量变化均呈显著的下降趋势,且年径流量下降的趋势强于年输沙量下降的趋势;以1963年和1994年为转折点,将径流-输沙曲线分为3个时段:1958~1963年、1964~1994年、1995~2008年;自然因素是影响径流量减少的主因,人类活动影响较弱,平均为10%左右,但各时段影响不同;人类活动对年输沙量的阶段性影响增减不一,但总体是减沙为主,平均年减沙量约为0.81×106t。     

基于MODIS数据的锡林郭勒草原植被覆盖变化及驱动因子分析

防治荒漠化管理往往需要掌握人类因素对植被生长动态影响的关键数据,气候变化背景下的干旱半干旱地区草原植被覆盖多属于缓慢量变,这种变化很难通过土地利用/覆盖类型的转换来分析.旨在掌握2001—2014年内蒙古锡林郭勒草原植被覆盖变化时空特征,定量掌握关键区域气候因子与植被的动态关联关系,进而分离和评估气候和人类因素对区域植被覆盖变化的贡献.结果表明:研究区植被覆盖2001—2014年总体呈增加趋势,年内最大的归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)每年增幅为0.001 8;气温和降水对锡林郭勒草原植被变化均有显著作用,两者共同驱动的NDVI预测模型决定系数(R2=0.65)大于气温(R2=0.46)或降水(R2=0.54)单要素驱动的结果;气候和人类因素对区域植被覆盖增长总体均呈现积极的作用,人类因素特别是生态治理保护措施对草原植被覆盖的贡献远大于气候因素变化.耦合遥感数据的植被变化驱动力分析方法,有助于提高干旱半干旱地区人地相互作用的定量评估能力,为防治荒漠化工作提供重要科学数据支撑.