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2022年四川泸定M_(s)6.8地震同震变形及地震活动性变化数值模拟研究

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中国科学：地球科学 2024年第8期54卷 2546-2560页

作者：孟秋王子韬张怀中国科学院大学地球与行星科学学院中国科学院计算地球动力学重点实验室北京100049 中国地震局地震预测研究所北京100036 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519080 北京燕山地球关键带国家野外科学观测研究站北京101408

鲜水河断裂带作为川滇菱形块体与巴颜喀拉块体的分界断裂带,平均左旋走滑运动速率约为10~15mm/a,是世界上地震活动性最强和构造运动最为活跃的大型走滑断裂带之一.2022年9月5日,鲜水河断裂带磨西段发生泸定M_(s)6.8地震,烈度最高可达IX... 详细信息

鲜水河断裂带作为川滇菱形块体与巴颜喀拉块体的分界断裂带,平均左旋走滑运动速率约为10~15mm/a,是世界上地震活动性最强和构造运动最为活跃的大型走滑断裂带之一.2022年9月5日,鲜水河断裂带磨西段发生泸定M_(s)6.8地震,烈度最高可达IX度,造成大量的人员伤亡与严重的财产损失.本次地震打破了鲜水河断裂带持续40多年的强震平静期,造成磨西段附近区域大量的余震活动.在本次地震发生后,鲜水河断裂带和区域强震活动性将会发生怎样的改变?泸定地震后区域地震活动性变化与鲜水河断裂带未来强震发生可能性正是本次研究的重点内容.文章通过有限元数值模拟方法,对发震断层及附近区域地震孕育环境进行了模拟,同时根据泸定地震同震形变特征,利用分裂节点法构建真实地震同震位错模型,计算本次地震主震对周围区域应力/应变场的影响,得到区域内主要断裂带库仑应力变化分布特征,结合观测地震资料分析邻近断层地震活动性.研究结果表明,鲜水河断裂带磨西段区域构造运动以东南向为主,应力场整体呈现近南北向的拉张和近东西向的挤压状态.泸定地震震中应力场变化量达1MPa以上,同震形变场最大位移集中分布于磨西镇和团结村地区,区域内断裂带库仑应力下降最大.然而,本次地震震中位置及周围区域G-R(震级-频度)关系的b值存在降低-降低-升高的异常现象,区域应力可能未完全释放.地震导致鲜水河断裂带其他段、安宁河断裂带和大凉山断裂带库仑应力增加,而龙门山断裂带和小金河断裂带库仑应力减少,同时触发了附近区域一系列正断型中强震活动.此外,距离泸定震中约20km的大岗山水电站受到NWW-SEE向约5.3MPa的拉张应力影响.而距离震中约225km的溪洛渡水电站受本次地震影响较小,水库附近地震活动性变化不大.本文通过数值模拟方法对泸定M_(s)6.8地震附近区域震后地震活动性进行了分析预测,可为防震减灾工作提供一定的科学依据.

关键词：泸定地震地震活动性库仑应力变化有限元数值模拟

黄土高原健康和衰退刺槐林径向生长对气候的响应

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生态学报 2024年第2期44卷 757-769页

作者：李宗善陈维梁焦磊张钦弟李兆林王聪高光耀卫伟孙婧雅白应飞中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 陕西黄土高原地球关键带国家野外科学观测研究站西安710061 陕西师范大学地理科学与旅游学院西安710119 山西师范大学生命科学学院太原030032 延安市退耕还林工程管理办公室延安716000

全球气候变化导致的区域森林生长衰退和死亡普遍发生,并对森林生态系统结构和组成以及主要生态系统服务功能产生重要影响,然而相关研究在国内还显偏少。根据黄土高原延安羊圈沟小流域人工刺槐林健康和衰退个体分别构建了刺槐健康和衰退... 详细信息

全球气候变化导致的区域森林生长衰退和死亡普遍发生,并对森林生态系统结构和组成以及主要生态系统服务功能产生重要影响,然而相关研究在国内还显偏少。根据黄土高原延安羊圈沟小流域人工刺槐林健康和衰退个体分别构建了刺槐健康和衰退树轮年表,并对人工刺槐林健康和衰退年表特征及对气候响应敏感性进行了对比分析。结果表明刺槐衰退年表质量较低,其年表统计参量,包括平均敏感度、样芯间相关系数、信噪比和样本群体代表系数均要低于刺槐健康年表。刺槐衰退年表在生活史早期(1985—2007年)与生长健康年表的波动趋势相类似,而在生活史晚期(2008—2016年)与健康年表指数出现生长分离现象,生长速率明显偏低。年表与气候要素响应分析表明刺槐生长衰退年表对气候要素响应敏感性要低于刺槐生长健康年表,但是两者均含有干旱胁迫气候信号,主要体现在与温度呈负相关关系,与降雨和干旱指数的正相关关系。年表与极端气候年份的时序叠加分析表明,生长健康和衰退年表对极端干旱年份响应敏感性均较高,表明极端干旱胁迫条件对刺槐生长健康和衰退个体均有抑制性影响;生长健康年表对极端湿润年份响应敏感性明显高于衰退年表,表明刺槐健康个体比衰退个体更能有效利用湿润年份有利条件,而具有较高的生长速率。研究揭示出黄土高原健康和衰退刺槐个体生长趋势变化及对气候响应敏感性均存在明显差异性,将为气候变化背景下人工刺槐林生长衰退和死亡预测模型建立提供科学依据,因而对黄土高原人工刺槐林生态恢复和保护及可持续经营具有科学价值。

关键词：树木年轮气候响应生长衰退人工刺槐林黄土高原

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中国北方温性草地最大叶面积指数的时空变化及其对气候变化的响应

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中国科学院大学学报（中英文） 2024年第2期41卷 195-211页

作者：冯一鸣张娜乐荣武闫志辉李振宇李小璠额日敦其木格中国科学院大学资源与环境学院北京101408 中国科学院大学北京燕山地球关键带国家野外科学观测研究站北京101408 内蒙古锡林郭勒盟草原工作站内蒙古锡林浩特026000 内蒙古西乌珠穆沁旗草原工作站内蒙古锡林郭勒盟026200

鉴于不同类型草地叶面积指数(LAI)的时空变化特征不尽相同,且不同变化趋势的LAI对气候变化的响应也不尽相同,利用长时间序列LAI和气象数据,结合草地分类数据,获得1981-2017年中国北方不同类型温性草地最大LAI的时空变化特征,并重点探讨... 详细信息

鉴于不同类型草地叶面积指数(LAI)的时空变化特征不尽相同,且不同变化趋势的LAI对气候变化的响应也不尽相同,利用长时间序列LAI和气象数据,结合草地分类数据,获得1981-2017年中国北方不同类型温性草地最大LAI的时空变化特征,并重点探讨不同变化趋势的LAI对气温和降水量变化的响应。结果表明,中国北方温性草地年均最大LAI的多年均值为(0.76±1.07) m^(2)/m^(2),东高西低;其中,草甸草原最高((2.73±1.20) m^(2)/m^(2)),草原化荒漠最低((0.13±0.17) m^(2)/m^(2))。总体上,年均最大LAI呈显著增加趋势;呈显著增加的面积占32.52%,显著降低的面积占6.31%;所有类型草地最大LAI显著增加的面积均大于显著降低的面积。年均最大LAI与1-8月总降水量和7-8月平均气温的年际变化均呈正相关。最大LAI显著降低和显著增加均主要受7-8月均温显著升高的影响。7-8月均温上升速率在影响LAI变化上存在转折阈值;对所占面积较大的草地类型,该阈值约为0.042~0.043℃/a。当气温上升速率低于该阈值时,LAI才随气温上升而增加;反之,LAI随气温上升而降低。这些研究结果可对气候变化背景下的草地利用、保护和恢复提供重要的科学依据。

关键词：叶面积指数温性草地类型时空变化降水量夏季气温

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中国近海浅层气调查研究进展

海洋地质与第四纪地质 2024年第3期44卷 183-196页

作者：段晓勇印萍谢永清曹珂仇建东李梅娜李雪中国地质调查局青岛海洋地质研究所青岛266237 中国地质调查局舟山海洋地质灾害野外科学观测研究站青岛266237 自然资源部浙江沿海城市地质安全野外科学观测研究站杭州310007 浙江省海洋地质调查大队舟山316000 中国地质大学(武汉) 武汉430074

随着海洋开发利用不断深入和全球气候变化持续加剧,近海沉积物中的浅层气(主要成分是甲烷)导致的灾害问题和可能产生的气候影响受到了进一步的关注,但目前为止对浅层气仍然缺乏系统的认识。在此对浅层气相关的主要认识进行了全面梳理,... 详细信息

随着海洋开发利用不断深入和全球气候变化持续加剧,近海沉积物中的浅层气(主要成分是甲烷)导致的灾害问题和可能产生的气候影响受到了进一步的关注,但目前为止对浅层气仍然缺乏系统的认识。在此对浅层气相关的主要认识进行了全面梳理,包括形成机理、存在形式、调查技术方法、分布特征、控制因素、主要危害等,以期为后续相关调查、理论研究和减灾防灾技术研发提供支撑。沿海三角洲平原第四纪下切河谷中充填的砂体和近海全新世细颗粒沉积物中普遍存在浅层气,以气包、分散气泡或溶解气的形式存在,近海大部分地区的浅层气主要来源于生物成因。含气沉积物的声学特性(声速、声衰减等)、孔隙水化学组成(如SO_(4)^(2-)、溶解气含量)会发生明显改变,这是支撑地球物理和地球化学探测技术应用的理论基础。浅层气的存在会改变土体力学特性,对工程建设造成较大危害;同时沉积物中的甲烷也会逸出到大气中,加剧全球变暖。基于对现有成果的总结,建议进一步加强海底浅层气形成机理、运移特性及其与气候变化的互馈机制方面的理论研究。

关键词：甲烷形成机理分布特征调查方法危害中国近海

基于GIS的山地旅游城市地震应急避难场所布局研究——以四川都江堰为例

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建筑工程（中英文版） 2024年第1期8卷 1-8页

作者：袁钰早李海凌张怀西华大学建筑与土木工程学院四川成都610039 中国科学院大学北京燕山地球关键带国家野外科学观测研究站北京101408

本文以都江堰为研究对象,考虑其作为山地旅游城市不同于其他平原城市的特点,引入旅游和山地两种属性对步行疏散速度的影响,改进避难场所传统服务半径。针对都江堰平原、山地两种地形并存的特性,基于缓冲区分析法对避难场所空间可达性定... 详细信息

本文以都江堰为研究对象,考虑其作为山地旅游城市不同于其他平原城市的特点,引入旅游和山地两种属性对步行疏散速度的影响,改进避难场所传统服务半径。针对都江堰平原、山地两种地形并存的特性,基于缓冲区分析法对避难场所空间可达性定量分析,并结合叠加分析验证都江堰避难场所空间布局的合理性。结果表明,都江堰存在避难场所范围重叠、分布不均、景区暴露在可达范围之外等不合理之处,需要进一步完善。

关键词：缓冲区分析叠加分析避难场所山地旅游城市

植物源和微生物源土壤有机碳转化与稳定研究进展

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应用生态学报 2024年第1期35卷 111-123页

作者：杨阳王宝荣窦艳星薛志婧孙慧王云强梁超安韶山西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室西安710061 陕西黄土高原地球关键带国家野外科学观测研究站西安710061 陕西师范大学地理科学与旅游学院西安710119 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016

土壤有机碳库是陆地生态系统碳汇的重要组成部分,探明土壤有机碳的转化与稳定机制是深入理解陆地生态系统碳汇功能及应对气候变化的关键。近年提出的“土壤微生物碳泵”理论,即:植物残体是土壤有机碳的初始来源,微生物同化产物也是土壤... 详细信息

土壤有机碳库是陆地生态系统碳汇的重要组成部分,探明土壤有机碳的转化与稳定机制是深入理解陆地生态系统碳汇功能及应对气候变化的关键。近年提出的“土壤微生物碳泵”理论,即:植物残体是土壤有机碳的初始来源,微生物同化产物也是土壤稳定有机碳库的重要贡献者,对土壤有机碳的固存机制提出了新的见解。由于植物残体分解过程的复杂性、多变性以及参与分解过程的微生物种群的高异质性,植物残体和微生物残体向土壤有机碳的转化和稳定机理尚不十分明确。本文阐述了植物残体和微生物残体定量的表征方法以及它们在土壤中的稳定机制,探讨了植物和微生物源残体碳对土壤有机碳的贡献及其在土壤有机碳积累过程中的主要影响因素,最后对该研究领域未来的发展方向和研究重点进行展望,以期为陆地生态系统土壤固碳研究提供科学支撑。

关键词：土壤有机碳土壤微生物植物残体微生物残体微生物碳泵

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新加坡和胡志明城区降水离子组成及来源分析

地球与环境 2024年第3期52卷 309-320页

作者：张琨宋韦陈志立刘学炎天津大学地球系统科学学院天津300072

近年来工农业发展导致东南亚城市大气污染日趋严重,然而其大气沉降离子组成观测仍稀少,导致关键污染组分的通量特征和来源并不十分清楚。本研究于2019年5月至2020年4月观测新加坡和胡志明城区降水离子(SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)、NO_(2)^... 详细信息

近年来工农业发展导致东南亚城市大气污染日趋严重,然而其大气沉降离子组成观测仍稀少,导致关键污染组分的通量特征和来源并不十分清楚。本研究于2019年5月至2020年4月观测新加坡和胡志明城区降水离子(SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)、NO_(2)^(-)、F^(-)、Cl^(-)、NH_(4)^(+)、K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+))浓度,基于正矩阵分解模型(PMF)进行来源分析,并重点讨论了占比较高的SO_(4)^(2-)的沉降通量及其变化特征。结果表明,偏北的胡志明市降水年均pH为6.9±0.5,但新加坡降水年均pH为4.5±0.4,呈重酸雨特征,其降水SO_(4)^(2-)在总离子中的占比(34%)和沉降通量(28.8 kg S/(ha·a))也显著高于胡志明市(分别为15%和19.3 kg S/(ha·a)),二者硫沉降也高于东南亚和中国大部分地区当前的沉降水平。PMF模型解析结果表明,农业源对新加坡和胡志明市降水NH4+的贡献分别为62%和47%,生物质燃烧源对降水K^(+)的贡献均达到73%,海洋源对新加坡和胡志明市降水Na+的贡献分别达到50%和92%,对降水Cl^(-)的贡献分别达到54%和45%。本研究提供了疫情前夕研究城市降水化学的重要数据,为评估后期疫情人为活动变化对空气污染的影响提供了参考依据,同时丰富了东南亚地区的降水化学组成和来源认识,为该地区城市空气质量管理及其生态环境效应评估提供了关键科学证据。

关键词：大气沉降雨水化学来源解析东南亚地区

潮河流域水体溶解性有机质的时空分布特征及来源解析

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环境科学 2024年

作者：马卓妮郭纯子张浩宋爽弓耀奇寿晨阳岳甫均天津大学地球系统科学学院生态环境部海河流域北海海域生态环境监督管理局生态环境部海河流域北海海域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心天津市环渤海地球关键带科学与可持续发展重点实验室

溶解性有机质（DOM）在水环境中广泛存在并参与各种生物地球化学循环的过程。城镇化和人类活动显著改变了河流DOM的来源和特性，解析DOM在流域尺度上的时空变化并进行溯源对水质管理具有重要意义。基于2023年野外采样数据，通过三维荧... 详细信息

溶解性有机质（DOM）在水环境中广泛存在并参与各种生物地球化学循环的过程。城镇化和人类活动显著改变了河流DOM的来源和特性，解析DOM在流域尺度上的时空变化并进行溯源对水质管理具有重要意义。基于2023年野外采样数据，通过三维荧光及平行因子法（EEM-PARAFAC），解析了我国北方饮用水源地潮河流域河流水体DOM的组成特征，明确了各组分在不同水文期的时空变化特征，并通过分析各光学参数之间的关系进一步识别了DOM的来源。结果表明，潮河流域河水中DOM有4种组分，C1为类富里酸样化合物，是最主要的荧光组分，C2和C4均为类腐殖质化合物，分别在丰水期和平水期强度最高，C3为类色氨酸，在枯水期强度最大。荧光参数的时空变化进一步表明，3个水文期河流DOM的来源明显不同，枯水期粪污特征明显，丰水期土壤特征明显，而平水期兼具二者特征。空间样点分析发现，源头区DOM更多受自然植被覆盖条件下陆源碎屑输入的影响，中游城镇化带来的人为污染影响增加，而下游两岸水生植被大面积覆盖导致浮游藻类增殖带来的影响显著。相关性分析发现，在不同水文期水环境参数、水体氮磷浓度和光学参数均与DOM表现出不同程度的相关关系，说明流域水环境演化和内外源营养物质的来源控制着其DOM的时空分布。

关键词：潮河流域溶解性有机质(DOM) 三维荧光光谱平行因子分析光学参数

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重庆白市驿PM中糖类特征及来源

环境科学学报 2024年

作者：傅铃雁刘彬杨成思豪张舒涵邓小康苏靖柯徐成华傅平青刘頔任红成都信息工程大学资源环境学院大气环境模拟与污染控制四川省高校重点实验室成都平原城市气象与环境四川省野外科学观测研究站天津大学地球系统科学学院中国科学院大气物理研究所

大气有机颗粒物是引起大气污染的重要成分之一，而四川盆地典型山地城市大气PM2.5的有机分子示踪物组成及其特征研究相对国内其它热门城市较少.为探究四川盆地典型山地城市大气PM2.5中糖类化合物的特征，利用气相色谱-质谱联用（GC-MS... 详细信息

大气有机颗粒物是引起大气污染的重要成分之一，而四川盆地典型山地城市大气PM2.5的有机分子示踪物组成及其特征研究相对国内其它热门城市较少.为探究四川盆地典型山地城市大气PM2.5中糖类化合物的特征，利用气相色谱-质谱联用（GC-MS）检测了重庆市白市驿不同季节PM2.5昼夜样品中12种糖类化合物的浓度水平，包括脱水糖、初级糖和糖醇.结果表明：（1）重庆市白市驿大气PM2.5中脱水糖占总糖的比例超过85%，其中，左旋葡聚糖占比最大.（2）总糖浓度为（264±208） ng·m-3，且白天浓度(（226±198） ng·m-3)低于晚上浓度(（307±212） ng·m-3).（3）总糖浓度呈现季节差异，夏季(（52.5±47.9） ng·m-3)<秋季(（287±172） ng·m-3)<春季(（294±206） ng·m-3)<冬季(（420±176） ng·m-3)，主要受到气象条件、民用取暖、植被生长等多因素的影响.（4）分子标志物源解析结果表明，生物质燃烧（BB-OC）、植物碎屑（P-OC）和真菌孢子（F-OC）排放的有机碳（Organic Carbon,OC）浓度分别为（2166±1711）、（11.7±11.8）和（47.5±36.9） ng·m-3（以C计，下同），其对的OC的贡献分别为16.9%、0.09%和0.53%.

关键词： PM 糖类生物质燃烧源解析重庆