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广西横州市岩溶与非岩溶区耕层土壤Zn通量特征

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中国环境科学 2024年

作者：杨烨宇李程杨忠芳张起钻王磊邹胜章韦华周莫佳蓉中国地质科学院岩溶地质研究所/广西岩溶资源环境工程技术研究中心/联合国教科文组织国际岩溶研究中心广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站自然资源部南方石山地区矿山地质环境修复工程技术创新中心中国地质大学(北京)地球科学与资源学院中国地质调查局天津地质调查中心广西壮族自治区第四地质队广西壮族自治区自然资源生态修复中心

锌（Zn）作为植物和人体必需的金属微量元素，其在耕层土壤中的表生地球化学循环已受到广泛关注。确定岩溶区和非岩溶区土壤年净输入通量密度之间的差异及自然因素和人为因素对土壤Zn的贡献程度对土地管理和资源可持续性利用至关重要。... 详细信息

锌（Zn）作为植物和人体必需的金属微量元素，其在耕层土壤中的表生地球化学循环已受到广泛关注。确定岩溶区和非岩溶区土壤年净输入通量密度之间的差异及自然因素和人为因素对土壤Zn的贡献程度对土地管理和资源可持续性利用至关重要。本次以广西横州市岩溶区和非岩溶区为研究区，针对耕层土壤Zn的输送途径和年输送通量密度进行对比研究。结果表明，受成土母质影响，岩溶区表层土壤Zn含量明显高于非岩溶区，岩溶区和非岩溶区土壤Zn的输入量受人类活动影响较大，主要输入途径均为大气沉降，年输入通量密度均值分别为494.15和484.99 g·(hm2·a)-1；主要输出途径为农作物收割，年输出通量密度分别为490.63和580.12 g·(hm2·a)-1，受铁锰结核和灌溉水影响，非岩溶区年输出通量密度略高；研究区年净输入通量整体表现为Zn累积状态。

关键词：土壤锌(Zn) 年净输入通量密度岩溶区广西横州

矿物纳米酶介导的元素生物地球化学循环及环境效应

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中国科学：地球科学 2021年第8期51卷 1203-1213页

作者：池志濑余光辉天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院环渤海地球关键带科学与可持续发展重点实验室环渤海滨海地球关键带野外科学观测研究站天津300072 南京农业大学资源与环境科学学院南京210095

地球系统中每年周转的矿物纳米颗粒有数十亿吨.部分矿物纳米颗粒已被证明具有类酶活性(称为"矿物纳米酶"),并广泛分布在大气、海洋、水体、土壤等生态环境中.与天然酶相比,矿物纳米酶催化效率可控,同时对热、酸、碱具有较大范围的耐受性... 详细信息

地球系统中每年周转的矿物纳米颗粒有数十亿吨.部分矿物纳米颗粒已被证明具有类酶活性(称为"矿物纳米酶"),并广泛分布在大气、海洋、水体、土壤等生态环境中.与天然酶相比,矿物纳米酶催化效率可控,同时对热、酸、碱具有较大范围的耐受性.作为多学科交叉融合的新产物,矿物纳米酶已被广泛应用于多个学科领域.本文系统梳理了地球系统中矿物纳米酶的种类与特性,探讨了矿物纳米酶在环境生物地球化学循环中的关键作用,重点阐述了矿物纳米酶的界面过程与机制,最后展望了地球系统中矿物纳米酶的优先发展方向.

关键词：纳米酶过氧化物酶纳米矿物活性氧自由基生物地球化学循环

天津七里海湿地生长季土壤CO通量及水热因子变化特征

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生态学杂志 2023年

作者：李世勇丁虎陈静韩晓昆薛浩华海锋郎赟超天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院天津市环渤海地球关键带科学与可持续发展重点实验室天津市宁河区七里海湿地保护中心物质绿色创造与制造海河实验室天津环渤海滨海地球关键带国家野外科学观测研究站

土壤呼吸是陆地CO2排放的重要来源，明确CO2动态及其控制因素对于全球变化研究具有重要意义。然而，目前关于湿地土壤呼吸的原位连续观测相对较少。本研究以环渤海地区的天津七里海湿地土壤为对象，采用CO2通量传感器和土壤温、湿度传... 详细信息

土壤呼吸是陆地CO2排放的重要来源，明确CO2动态及其控制因素对于全球变化研究具有重要意义。然而，目前关于湿地土壤呼吸的原位连续观测相对较少。本研究以环渤海地区的天津七里海湿地土壤为对象，采用CO2通量传感器和土壤温、湿度传感器进行原位连续观测，探究生长季期间(2022年5月1日至9月30日)湿地土壤的CO2通量昼夜和季节变化及水热因子特征，以及CO2通量对土壤水热因子的响应。结果显示，生长季期间土壤CO2通量先增加后降低，其平均值为6.68±2.55 μmol·m-2·s-1。土壤CO2通量与温度呈显著正相关，指数回归关系可以阐明研究期土壤呼吸75.7%的变化，生长季湿地土壤呼吸温度敏感性较强(Q10=3.21)。昼夜尺度上，CO2通量呈单峰型变化，与土壤温度之间具有滞后效应，主要呈现逆时针的变化特征。此外，土壤呼吸与土壤含水率呈弱负相关。在土壤先前水分条件的限制下，降雨初期会出现瞬时的CO2通量峰值，随后在降雨时CO2排放明显受到抑制，在短期降雨结束后土壤CO2通量快速升高。本研究表明，温度是研究区生长季土壤呼吸的首要控制因子，同时土壤呼吸在降雨事件期间也明显受到土壤含水率影响。因此，在未来气候背景下的升温和降雨频率变化可能导致该湿地生态系统土壤碳通量变化更加强烈。

关键词：湿地土壤呼吸土壤温度 Q 滞后现象降雨事件

基于中国中东部多站流星雷达的二维风场观测研究

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地球与行星物理论评（中英文） 2024年第3期55卷 329-343页

作者：鲁茂林易稳曾洁薛向辉叶海伦陈廷娣中国科学技术大学、地球和空间科学学院、中国科学院近地空间环境重点实验室合肥230026 中国科学技术大学、地球和空间科学学院、安徽蒙城地球物理国家野外科学观测研究站合肥230026 合肥微尺度物质科学国家研究中心合肥230026 中国科学院比较行星学卓越创新中心合肥230026 航天科技协同创新中心哈尔滨150001

全天空流星雷达广泛应用于中间层-低热层大气水平风场的观测,为研究该区域大气风场的变化特征提供了重要数据支持.目前流星雷达主要采用单站观测模式,没有水平分辨率,并且只能探测流星区域的大气平均水平风场.为了得到更加丰富且精准的... 详细信息

全天空流星雷达广泛应用于中间层-低热层大气水平风场的观测,为研究该区域大气风场的变化特征提供了重要数据支持.目前流星雷达主要采用单站观测模式,没有水平分辨率,并且只能探测流星区域的大气平均水平风场.为了得到更加丰富且精准的中间层-低热层大气风场信息,本研究介绍了建设在中国安徽地区的多站流星雷达系统,该系统包括安装在蒙城(33.36°N,116.49°E)的一台单站流星雷达和长丰(31.98°N,117.22°E)的一台远程接收机,两地直线距离约为167 km.相比于单站流星雷达,多站流星雷达系统探测到的前向散射流星数目增加了约70%,并且一般可以提供400 km×400 km以上的水平观测区域.除此之外,多站流星雷达系统还可以提供更加丰富的流星观测角度.新多站系统可以实现中间层-低热层大气二维水平风场的观测,在获取平均水平风场以及风场水平梯度的同时,还可以估计水平风场的散度、相对涡度和拉伸、剪切形变信息.多站流星雷达能够提供更多的水平风场参数,对进一步研究中间层-低热层区域的大气动力学过程具有重要意义.不仅如此,未来即将建成的多站流星雷达观测网将会实现中国中东部地区上空的中间层-低热层大气高时空分辨率的三维风场观测,这将有利于促进我们对中间层-低热层区域内的各类波动过程的理解.

关键词：流星雷达中间层-低热层大气大气水平风场

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海洋生态系统健康评估：机遇、困难与挑战

海洋与湖沼 2024年

作者：孙晓霞冷疏影张亮庄志猛沙忠利魏皓孙松中国科学院海洋研究所青岛海洋科技中心海洋生态与环境科学功能实验室中国科学院大学国家自然科学基金委员会地球科学部中国水产科学研究院黄海水产研究所天津大学海洋科学与技术学院

经济社会的发展需要一个健康的海洋生态系统，对海洋生态系统健康状态进行有效评估是全球关注的重大科学问题。人类不居住在海洋中，所以不可能通过我们自身的感受和观察来了解海洋的状态，我们对海洋的深入了解只能来自对海洋的观测。... 详细信息

经济社会的发展需要一个健康的海洋生态系统，对海洋生态系统健康状态进行有效评估是全球关注的重大科学问题。人类不居住在海洋中，所以不可能通过我们自身的感受和观察来了解海洋的状态，我们对海洋的深入了解只能来自对海洋的观测。开展海洋生态系统健康评估这一重大科学目标驱动下的海洋生态系统观测，是支撑健康海洋与可持续发展的重要举措。如何对中国近海生态系统健康状态进行评估、如何建立支撑生态系统健康状态评估的海洋综合观测方案是我们当前亟待解决的重大科学问题。在综合分析海洋生态系统现状、存在问题与健康评估需求的基础上，建议基于近海生态系统健康评估重大科学考察航次方案，选取中国近海重点区域和断面，基于历史观测资料整合研究，提出中国近海生态系统健康评估关键指标，构建生态系统健康评估技术体系和模式，确定明晰近海生态特征所需观测的空间范围、典型断面和时间频率，在中国近海选定的固定断面观测，精准获取相关资料并开展验证；评估中国近海生态系统健康状况，为健康海洋与可持续发展提供科学依据。

关键词：海洋生态系统海洋观测健康评估健康指标

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地基激光雷达反演树木叶面积参数方法

空间科学学报 2023年第6期43卷 1160-1175页

作者：胡容海邢煜振中国科学院大学资源与环境学院北京100049 北京燕山地球关键带国家野外科学观测研究站北京101408

叶面积指数(Leaf Area Index, LAI)是表征植被冠层结构的核心参数,叶面积指数的间接测量一直是植被遥感的一项重要研究内容。地基激光雷达(Terrestrial Laser Scanning, TLS)以其高效、精细的三维观测能力被广泛用于叶面积指数的反演研... 详细信息

叶面积指数(Leaf Area Index, LAI)是表征植被冠层结构的核心参数,叶面积指数的间接测量一直是植被遥感的一项重要研究内容。地基激光雷达(Terrestrial Laser Scanning, TLS)以其高效、精细的三维观测能力被广泛用于叶面积指数的反演研究,同时地基激光雷达也为反演更精细的叶面积参数,例如叶面积体密度(Foliage Area Volume Density, FAVD)的三维分布提供了可能性。从方法论角度出发,对基于地基激光雷达反演叶面积参数的主要方法,不同方法的优势、局限性和影响因素进行分析。现有反演方法可分为四类:基于间隙率的方法、基于接触频率的方法、基于计算机图形学理论的方法以及基于生态生理学模型的方法。基于地基激光雷达的叶面积参数反演也从样方尺度叶面积指数向更精细的单木尺度叶面积垂直剖面(Vertical Foliage Profile, VFP)和体素尺度叶面积体密度发展。在此过程中,聚集效应、非均一路径长度和遮挡效应是影响测量精度的重要因素,需要进一步的研究和校正。

关键词：叶面积参数地基激光雷达间隙率接触频率体素

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内陆水体CH_(4)冒泡排放研究进展

地球科学进展 2023年第8期38卷 802-814页

作者：牛雪琦时巍巍吴文欣刘树伟杨平李思亮晏智锋天津大学地球系统科学学院、表层地球系统科学研究院天津300072 南京农业大学资源与环境科学学院、农业农村部东南沿海农业绿色低碳重点实验室江苏南京210095 福建师范大学地理科学学院福建福州350007 环渤海滨海地球关键带野外科学观测研究站、天津市环渤海地球关键带科学与可持续发展重点实验室天津300072

内陆水体是大气甲烷(CH_(4))的重要排放源,其中冒泡途径排放的CH_(4)对总排放贡献较大。通过梳理国内外研究的最新进展,系统介绍了内陆水体CH_(4)冒泡的产生、传输、氧化及排放机制,并概述了CH_(4)冒泡排放的测定方法与技术。其次,基于... 详细信息

内陆水体是大气甲烷(CH_(4))的重要排放源,其中冒泡途径排放的CH_(4)对总排放贡献较大。通过梳理国内外研究的最新进展,系统介绍了内陆水体CH_(4)冒泡的产生、传输、氧化及排放机制,并概述了CH_(4)冒泡排放的测定方法与技术。其次,基于不同的时空尺度,对比分析了全球内陆水体的CH_(4)冒泡排放的时空变化特征;总结了CH_(4)冒泡产生与排放过程中相关影响因素的作用机制,并介绍了水体CH_(4)冒泡排放模型的发展现状。最后,探讨了内陆水体CH_(4)冒泡的潜在研究方向与挑战,为后续中国内陆水体CH_(4)冒泡排放观测、过程机理与调控机制探究、模型开发与估算等研究工作提供参考。

关键词： CH_(4)冒泡排放内陆水体温室气体碳循环

水位变化下长江下游围垦集约养殖鱼塘消落带温室气体排放影响机制:以南京地区为例

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农业环境科学学报 2024年第8期43卷 1928-1938页

作者：王寿鑫刘艺轩高艺菲周旭东于志国南京信息工程大学水文与水资源工程学院南京210044 水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室南京210044 天津大学地球系统科学学院天津300072 江苏师范大学地理测绘与城乡规划学院江苏徐州221000 南京水利科学研究院生态环境研究所南京210044

为了研究水位变化对淡水养殖鱼塘消落带沉积物温室气体(GHGs)排放的影响,结合前期野外观测数据,选取南京市温室气体高排放的养殖鱼塘消落带沉积物为研究对象,通过室内微宇宙培养实验,设置高水位、低水位、先高后低和先低后高4个不同水... 详细信息

为了研究水位变化对淡水养殖鱼塘消落带沉积物温室气体(GHGs)排放的影响,结合前期野外观测数据,选取南京市温室气体高排放的养殖鱼塘消落带沉积物为研究对象,通过室内微宇宙培养实验,设置高水位、低水位、先高后低和先低后高4个不同水位的处理组,并结合气相色谱法、紫外-可见光光谱法和三维荧光光谱技术(3D-EEMs)等方法探讨其影响机制。结果表明:静态高水位组的CH_(4)累积排放量是静态低水位组的3.46倍,静态低水位组的CO_(2)累积排放量是静态高水位组的1.21倍,静态低水位组的N_(2)O表现为持续吸收。动态组中,水位上升和下降均促进了CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O的排放,其中水位上升组的CO_(2)和CH_(4)累积排放量分别是静态低水位组的1.15倍和2.53倍,水位下降组CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O累积排放量分别是静态高水位组的1.25、1.08倍和2.84倍。研究表明:水位变化差异和变化影响下的消落带沉积物溶解性有机质对温室气体的产生和排放起到了关键作用。CO_(2)排放与可溶性有机碳浓度相关性最高。CH_(4)排放与C/N呈显著负相关关系,同时与溶解性有机质定性光谱指数[腐殖化指数(HIX)和SUVA254(254 nm波长处的紫外吸光度与总有机碳的比例)]有显著相关关系。N_(2)O的排放主要受水位变化引起的硝化与反硝化作用的影响。

关键词：消落带养殖鱼塘水位变化温室气体沉积物

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利用固体潮研究岩石天体的深部结构

地球与行星物理论评（中英文） 2024年第5期55卷 537-551页

作者：肖驰李斐鄢建国叶茂原田雄司郝卫峰邓青云中国地震局地震研究所地震大地测量重点实验室武汉430071 武汉引力与固体潮国家野外科学观测研究站武汉430071 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 武汉大学中国南极测绘研究中心武汉430079 澳门科技大学创新工程学院中国澳门999078

经过地球物理学的长足发展,我们有着丰富的手段来研究地球的内部结构.然而对于地球之外的其他天体,研究其内部结构的手段却仍然十分有限,往往依赖于轨道探测器、着陆器以及天文观测获取的大地测量数据.在这之中,固体潮对研究其内部结构... 详细信息

经过地球物理学的长足发展,我们有着丰富的手段来研究地球的内部结构.然而对于地球之外的其他天体,研究其内部结构的手段却仍然十分有限,往往依赖于轨道探测器、着陆器以及天文观测获取的大地测量数据.在这之中,固体潮对研究其内部结构有着重要的意义.固体潮汐形变和其带来的潮汐耗散提供了关于行星内部结构,尤其是深部核幔边界及核心部分的关键信息.本文将全面地对利用固体潮汐参数(包括潮汐勒夫数及潮汐品质因子)研究岩石天体的深部结构进行综述.首先对固体潮的基本理论、潮汐参数以及黏弹性模型进行了介绍,建立了天体内部结构参数与其外部固体潮汐响应之间的关系.之后对现有利用固体潮汐参数研究水星、金星、火星及月球这些岩石天体的内部结构的工作进行了回顾与总结,可以发现固体潮汐参数是一种对天体深部结构进行约束的有效手段.本文进一步提供了未来探测任务获取的高精度数据对研究天体深部结构的贡献.然而,目前固体潮汐参数对天体深部结构研究中也存在一些问题.例如不同黏弹性模型之间耗散强度的差异性问题、黏弹性模型的短周期实验数据和宏观长周期理论计算结果之间的不匹配问题等.本文也针对这些问题进行了讨论和分析,并对未来的研究方向进行了展望.

关键词：固体潮潮汐响应黏弹性内部结构岩石天体