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基于深度学习的冰川融水径流浊度低成本视觉监测研究

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冰川冻土 2025年

作者：郑一力李金峰朱学岩路子建王洁李明月张强弓北京林业大学工学院中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境全国重点实验室中国科学院大学

冰川融水径流的浊度是反映冰川物质输出的重要指标，准确获取浊度数据对于研究冰川消融对下游环境的影响具有重要意义。传统的冰川融水径流浊度获取方法主要依靠涉水观测，存在成本高、效率低且难以连续监测的局限性。因此，本研究在青... 详细信息

冰川融水径流的浊度是反映冰川物质输出的重要指标，准确获取浊度数据对于研究冰川消融对下游环境的影响具有重要意义。传统的冰川融水径流浊度获取方法主要依靠涉水观测，存在成本高、效率低且难以连续监测的局限性。因此，本研究在青藏高原中南部廓琼岗日1号冰川开展实验，提出了一种基于低成本野外相机和深度学习方法的冰川融水径流浊度视觉监测方案。以1号冰川融水径流的图像和浊度数据为基础，搭建了基于MobileNetV1的冰川融水径流浊度预测模型。结果表明，廓琼岗日1号冰川融水径流水体颜色与浊度之间存在显著相关性，且日内浊度变化相对剧烈。所提出的冰川融水径流浊度预测模型可实现对冰川融水径流浊度的预测，在0～5 000 NTU(Nephelometric Turbidity Unit,NTU)的浊度区间，浊度预测值的平均绝对误差（Mean Absolute Error,MAE）为183.93 NTU，决定系数R2为0.45。在0～200 NTU的浊度区间，浊度预测值的平均绝对误差为9.14 NTU，相较于ShuffleNet、GhostNet、DenseNet121、InceptionV3、ResNet50，分别降低19.16 NTU、15.97 NTU、3.21 NTU、5.14 NTU和2.81 NTU，决定系数R2为0.93，分别提升0.3、0.26、0.09、0.05和0.04。本研究为高频连续低成本监测高原地区冰川融水径流浊度变化提供了新思路。

关键词：冰川融水径流浊度深度学习视觉监测

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定雪冰中的痕量铁

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中国无机分析化学 2025年

作者：高少鹏安红梅王春慧中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境全国重点实验室中国科学院大学西藏自治区地质环境监测总站珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司

雪冰中痕量铁在全球铁循环和气候变化研究中具有重要意义，然而由于铁含量极低，雪冰样品中铁浓度的精确测量面临着技术上的挑战。通过系统优化电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)的三种工作模式，包括标准模式(STD)、动能歧视模式(KED)和动... 详细信息

雪冰中痕量铁在全球铁循环和气候变化研究中具有重要意义，然而由于铁含量极低，雪冰样品中铁浓度的精确测量面临着技术上的挑战。通过系统优化电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)的三种工作模式，包括标准模式(STD)、动能歧视模式(KED)和动态反应模式(DRC)，以提高其对雪冰中痕量铁的检测灵敏度和抗干扰能力。通过对不同模式的参数(如碰撞气流量、反应气流量等)进行优化调试，结果显示，DRC模式具有显著的低检出限和抗基体干扰能力，最低检出限可至0.003 7 ng/mL，显著低于KED模式检出限0.11 ng/mL，是痕量铁分析的优选方法，而KED模式则作为可靠的替代。利用优化后的DRC模式对祁连山老虎沟冰川雪坑样品的铁含量进行测定，铁浓度在1.6～9.6 ng/mL，结果表明，该模式能稳定、高效地测量雪冰中极低浓度的铁，为雪冰中铁的高灵敏度分析以及极地和高原地区铁的地球化学循环研究提供了可靠的技术支撑。

关键词：雪冰铁电感耦合等离子体质谱碰撞反应池

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西藏阿里地区变色锦鸡儿灌丛地上群落特征

草业科学 2025年

作者：赵磊磊李博文吕静雅庞哲吕汪汪孙建平周阳陈兰英贾跃凤刘云霞牛海山汪诗平国家林业与草原局西南调查规划院中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境全国重点实验室中国科学院大学资源与环境学院中国科学院西北高原生物研究所西藏大学生态环境学院西藏低碳草牧科技有限公司

变色锦鸡儿（Caragana vetsicolor）是西藏西部地区最具代表性的灌木物种，然而，目前仍然缺乏该灌丛群落基本特征的研究。我们于2022年7月下旬和8月上旬在普兰、札达、噶尔和革吉等地选择了9个调查地点，使用样方法调查了13个（10m×10... 详细信息

变色锦鸡儿（Caragana vetsicolor）是西藏西部地区最具代表性的灌木物种，然而，目前仍然缺乏该灌丛群落基本特征的研究。我们于2022年7月下旬和8月上旬在普兰、札达、噶尔和革吉等地选择了9个调查地点，使用样方法调查了13个（10m×10m）变色锦鸡儿灌丛群落特征和36个（1m×1m）草本层植被群落特征。结果表明：（1）该地区的变色锦鸡儿灌丛冠幅较小且较低矮，在所调查的772株变色锦鸡儿灌丛中，约71.4%的灌丛冠幅小于0.3m2，90.9%的灌丛高度低于20cm；（2）二裂委陵菜（Potentilla bifurca）和紫花针茅（Stipa purpurea）是灌木群落草本层中的常见物种，其出现频率分别为58.3%和50.0%；（3）回归分析发现，随着变色锦鸡儿灌丛数的增加，灌丛冠幅和灌丛高度显著降低；灌丛盖度与草本层平均高度显著正相关，但与物种丰富度呈显著负相关。本研究揭示了变色锦鸡儿灌丛的地上群落特征，为预测未来气候变化和放牧对其结构和功能的影响评估提供了本底数据支持。

关键词：变色锦鸡儿高寒灌丛草原群落特征物种相互作用

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水系锌离子电池锌阳极保护策略研究进展

化学通报 2025年第01期 2-16页

作者：杨星宇徐嘉艺张骑鹏黄雨婕董纪广石成龙秦亚茹青海民族大学化学与材料科学学院中国科学院青海盐湖研究所青藏高原资源化学与生态环境保护国家民委重点实验室

水系锌离子电池(AZIBs)凭借其高安全性、低成本和环保特性，被视为下一代储能系统的潜在候选者。锌阳极在水系电解液中表现出的良好电化学可逆性和高理论容量，使其成为一种理想的电极材料。然而，在循环过程中，锌阳极易出现枝晶生长... 详细信息

水系锌离子电池(AZIBs)凭借其高安全性、低成本和环保特性，被视为下一代储能系统的潜在候选者。锌阳极在水系电解液中表现出的良好电化学可逆性和高理论容量，使其成为一种理想的电极材料。然而，在循环过程中，锌阳极易出现枝晶生长、析氢反应和腐蚀钝化等问题，严重影响电池的长期稳定性和循环寿命。因此，制定有效的阳极保护策略对于推动AZIBs的实际应用至关重要。本文综述了几种阳极保护的有效策略，包括电解液改性、锌阳极结构设计、界面改性以及隔膜改性。这些策略旨在抑制锌枝晶的生长，减少副反应的发生，从而实现AZIBs的高安全性与高效循环性能。通过这些策略的有效应用，AZIBs有望在未来的能源存储领域中发挥重要作用。

关键词：水系锌离子电池锌腐蚀枝晶生长电解质

西藏荣那超大型Cu-(Au)矿床黑云母矿物学特征及其对成矿的指示

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江西科学 2025年

作者：刘通张夏楠李光明秦克章李金祥潘家永余可龙赵俊兴罗辉东华理工大学地球科学学院核资源与环境国家重点实验室东华理工大学中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所青藏高原地球系统与资源环境全国重点实验室中国科学院青藏高原研究所紫金矿业集团股份有限公司

荣那Cu-（Au）矿床位于西藏班公湖-怒江成矿带西段,是斑岩-高硫型浅成低温热液套合矿床,其成矿岩体为花岗闪长斑岩。根据黑云母的产状及成因,将荣那矿床中的黑云母分为三类:斑岩中浸染状黑云母（BtⅠ）、斑岩中斑晶黑云母（BtⅡ）和交... 详细信息

荣那Cu-（Au）矿床位于西藏班公湖-怒江成矿带西段,是斑岩-高硫型浅成低温热液套合矿床,其成矿岩体为花岗闪长斑岩。根据黑云母的产状及成因,将荣那矿床中的黑云母分为三类:斑岩中浸染状黑云母（BtⅠ）、斑岩中斑晶黑云母（BtⅡ）和交代角闪石的新生黑云母（BtⅢ）。这些黑云母都比较富Mg,XMg=0.71～0.86,XMg=Mg/（Mg+Fe）,其中Fe、Mg使用其摩尔分数计算。与岩浆成因的BtⅠ和BtⅡ相比,热液成因的BtⅢ的XMg值、Al2O3、SiO2、F的含量更高,TiO2、FeO、Cl的含量更低。BtⅢ的log(f（HF）/f（HCl）)值小于BtⅠ和BtⅡ,即从岩浆到热液阶段f（HF）/f（HCl）值降低,可能是由于在熔流体分异过程中,Cl倾向于进入流体、F倾向于残留在熔体导致的。三类黑云母氧逸度均位于Ni-Ni O（NNO）和Fe2O3-Fe3O4（HM）缓冲剂之间,表明荣那矿床的岩浆-热液体系具有较高的氧逸度。和岩浆成因的BtⅠ、BtⅡ相比,热液成因的BtⅢ氧逸度相对较低,这可能与磁铁矿的沉淀有关。

关键词： Cu-(Au)矿床黑云母荣那西藏斑岩-浅成低温热液矿床

1949-2017年青藏高原科学考察研究历程

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地理学报 2022年第7期77卷 1586-1602页

作者：姚檀栋王伟财安宝晟朴世龙陈发虎中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境全国重点实验室北京100101

被誉为世界屋脊和亚洲水塔的青藏高原是中国资源宝库和生态安全屏障。1949年以来,青藏高原科学考察研究作为国家战略任务受到高度重视。1949—2017年第二次青藏高原综合科学考察研究(简称“第二次青藏科考”)启动之前,中国科学家在青藏... 详细信息

被誉为世界屋脊和亚洲水塔的青藏高原是中国资源宝库和生态安全屏障。1949年以来,青藏高原科学考察研究作为国家战略任务受到高度重视。1949—2017年第二次青藏高原综合科学考察研究(简称“第二次青藏科考”)启动之前,中国科学家在青藏高原地区开展的科学考察研究历程大致可分为4个阶段:(1)区域专题科学考察阶段(20世纪50—60年代),该阶段取得了重要的第一手资料,为此后的大规模青藏高原综合科学考察研究奠定了基础;(2)第一次青藏高原综合科学考察研究阶段(简称“第一次青藏科考”,1973—1992年),该阶段首次开展了大规模多学科的综合考察研究,完成了面积约260万km2的青藏高原综合科学考察研究,积累了大量的科学资料,产生了巨大的科学和社会影响;(3)问题主导的科学考察研究阶段(20世纪90年代—21世纪初),包括攀登计划、国家重点基础研究发展计划、高水平国际合作等为特征的科学问题主导的科学考察研究,实现了由静态到动态、由定性到定量、由单一学科到交叉学科的里程碑式转变;(4)建制化和团队攻坚的科学考察研究阶段(2003—2017年),这一阶段以2003年中国科学院青藏高原研究所成立为标志,队伍规模化组建,野外台站体系化建成,实验室建设形成规模,国际合作不断深化,中国科学院战略性先导科技专项以及第三极环境国际计划等重大项目的实施,汇集了全国和全球开展青藏高原研究的杰出人才,推动青藏高原研究走进世界地学研究的第一方阵,为2017年启动第二次青藏科考打下了坚实基础。

关键词：青藏高原科考历程第一次青藏科考青藏科考成果

1949年以前青藏高原探险和科学考察活动概况

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地理学报 2022年第7期77卷 1565-1585页

作者：陈发虎王亚军丁林姚檀栋中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境全国重点实验室北京100101

本文收集整理了1949年以前对青藏高原区域的主要探险和考察活动。青藏高原的探险和考察主要可划分为4个阶段:(1)古代主要是与国内外宗教活动相关的附带零星记录;(2)晚清时期主要是西方人以科学名义的初步科学考察;(3) 1912—1949年中外... 详细信息

本文收集整理了1949年以前对青藏高原区域的主要探险和考察活动。青藏高原的探险和考察主要可划分为4个阶段:(1)古代主要是与国内外宗教活动相关的附带零星记录;(2)晚清时期主要是西方人以科学名义的初步科学考察;(3) 1912—1949年中外联合科学考察;(4) 1912—1949年中国学者主导的较系统科学考察。清代以前对青藏高原的考察,以地理现象描述、资料收集、单学科考察和研究为主,1912—1949年科学考察已过渡到采用简易科学仪器进行地理要素的测量、对某一专题(如植物)的局部区域有了比较深入的研究。1912—1949年中国学者从配合西方科学家开展联合科学考察发展到政府组织国内学者对青藏高原地理、地貌、地质和气象气候、植物等的考察和研究,中国学者的一些成果也开始走向国际,扩大了国内外对青藏高原的认识。

关键词：青藏高原探险考察古代清代 1912-1949年 1949年以前

2000~2020年雅鲁藏布江中部流域大气气溶胶时空变化及影响因素

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环境科学 2024年第12期45卷 7003-7011页

作者：王薇邬光剑范丽行安宝晟杨泽睿黄菊中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境全国重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

基于MODIS MCD19A2数据集的气溶胶光学厚度(AOD),结合气象数据、土地利用/地表覆被分类数据和社会经济数据,利用加权回归的季节趋势分解、Theil-Sen Median斜率估计等方法,分析了雅鲁藏布江中部流域2000~2020年AOD的时空分布及变化特征... 详细信息

基于MODIS MCD19A2数据集的气溶胶光学厚度(AOD),结合气象数据、土地利用/地表覆被分类数据和社会经济数据,利用加权回归的季节趋势分解、Theil-Sen Median斜率估计等方法,分析了雅鲁藏布江中部流域2000~2020年AOD的时空分布及变化特征,并通过地理探测器、XGBoost模型和SHAP等方法,定量估算了各影响因素对AOD时空变化的贡献率.结果表明,雅鲁藏布江中部流域AOD的空间分布呈现出明显的异质性,主要受地形控制,AOD高值集中于海拔低于4300 m的河谷中.受降水和风速的影响,AOD的季节性差异明显,冬季均值最高,超过50%的区域AOD均值大于0.01;夏季最低,仅12.8%的区域均值大于0.01.近期雅鲁藏布江中部流域的AOD整体呈现出升高趋势,AOD年均值从0.008上升到0.012,河谷区域升高更为显著.气候变化和人类活动强度增加是造成AOD升高的主要原因.平均气温、平均风速、人口密度和GDP的变化与AOD的变化呈正相关,降水量变化与AOD变化呈现负相关,其中平均气温的升高对近期AOD变化的贡献率达到61.1%.

关键词：雅鲁藏布江中部流域气溶胶光学厚度(AOD) 时空变化 XGBoost模型 SHAP 地理探测器影响因素

全球典型大陆造山带中榴辉岩的折返机制:来自变质岩和地球物理的限制

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地学前缘 2022年第1期29卷 303-315页

作者：张丁丁张衡中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境国家重点实验室北京100101

大陆岩石圈深俯冲作用是地球科学领域的前沿热点,榴辉岩的折返机制是板块构造及动力学的关键科学问题。全球著名的大陆造山带中榴辉岩的p-T轨迹呈现差异性折返特征,为了揭示榴辉岩的折返机制,本文结合变质岩石学和地球物理学研究,选取3... 详细信息

大陆岩石圈深俯冲作用是地球科学领域的前沿热点,榴辉岩的折返机制是板块构造及动力学的关键科学问题。全球著名的大陆造山带中榴辉岩的p-T轨迹呈现差异性折返特征,为了揭示榴辉岩的折返机制,本文结合变质岩石学和地球物理学研究,选取3个典型大陆造山带——中生代—新生代的阿尔卑斯造山带、中生代的苏鲁—大别造山带和新生代的喜马拉雅造山带中的榴辉岩进行阐述。在阿尔卑斯造山带地区,地球物理研究结果发现,欧洲板块的俯冲造成了Adria地区下方的岩石圈存在明显厚度差异。同时,阿尔卑斯造山带Doria Maria和Pohorje地区以及Pohorje地区内部,榴辉岩折返历史也不尽相同,原因可能是亚德里亚大洋岩石圈断离后不同期次的逆冲推覆作用使其差异性斜向挤出。苏鲁—大别造山带中榴辉岩的快速折返,原因可能是华南板块与华北板块碰撞后岩石圈的拆沉或断离作用。在喜马拉雅造山带,西构造结和中喜马拉雅榴辉岩的折返存在差异性。在西构造结,那让和卡甘榴辉岩呈现不同的p-T轨迹和折返速率,变质岩石学和地球物理研究结果都表明它们的差异性折返很可能与印度-欧亚大陆碰撞过程中的构造挤压作用以及印度大陆岩石圈的断离作用有关。喜马拉雅造山带是年轻的正在进行造山活动的造山带,相较于古老的苏鲁-大别造山带,它更适合变质岩石学和地球物理学的综合研究。因此西构造结高压/超高压榴辉岩的折返机制——构造挤压和俯冲板块断离可应用于全球造山带。

关键词：造山带高压/超高压榴辉岩折返地球物理变质岩石学