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西藏羊八井地热田SOTEM探测及热储结构分析

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地球物理学报 2023年第11期66卷 4805-4816页

作者：陈卫营薛国强赵平任旺奇何一鸣吕鹏飞雷康信赵炀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北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 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北京100101 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083

西藏羊八井地热田是世界上著名的高温地热田,历经四十多年的开发利用,浅部地热资源日趋萎缩,亟需开发深部高温地热资源来维持地热发电或新增装机容量.深刻了解断裂分布特征、地热流体的升流通道,对于开发深部高温地热资源具有十分重要... 详细信息

西藏羊八井地热田是世界上著名的高温地热田,历经四十多年的开发利用,浅部地热资源日趋萎缩,亟需开发深部高温地热资源来维持地热发电或新增装机容量.深刻了解断裂分布特征、地热流体的升流通道,对于开发深部高温地热资源具有十分重要的意义.我们在羊八井地热田实施了6条电性源短偏移距瞬变电磁法(SOTEM)探测剖面,通过反演获得了2 km深度范围内地层的电性结构.结合现有的构造地质、地球物理、地球化学、钻孔测温等资料,取得了如下新认识:(1)确认F14断裂是地热流体从地热田北区向南区运移的主通道;(2)深部地热流体的上升通道出现在北区硫磺沟,中尼公路附近下伏渗透性较差的基岩阻挡着地热流体在深处从北区向南区的侧向流动;(3)南区深处存在一个富水区,汇聚着来自唐山的大气降水和冰雪融水,与正在开采的浅层热储水力联系较弱;(4)在南区实施尾水回灌,难以实现维持热储压力、延长地热田开采寿命的目的.

关键词：羊八井地热田 SOTEM 电性结构运移通道热储结构

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特提斯地球动力系统研究新进展

中国科学：地球科学 2024年第3期54卷 892-896页

作者：丁林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

特提斯洋(Tethyan Ocean)最早由奥地利地质学家Eduard Suess在1893年提出.欧洲地质学家通过对它的研究发展了现代地质学,但并未对板块构造理论的诞生提供核心科学支撑(Trümpy, 2001).随着研究的不断深入,特提斯的概念从一个中生代的大... 详细信息

特提斯洋(Tethyan Ocean)最早由奥地利地质学家Eduard Suess在1893年提出.欧洲地质学家通过对它的研究发展了现代地质学,但并未对板块构造理论的诞生提供核心科学支撑(Trümpy, 2001).随着研究的不断深入,特提斯的概念从一个中生代的大洋演变成涵盖整个显生宙的原特提斯、古特提斯和新特提斯三个长期演化的大洋(图1;吴福元等, 2020)。

关键词：板块构造理论地球动力系统特提斯吴福元地质学家显生宙

围栏对青藏高原不同类型草地土壤原核微生物多样性的影响

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生态学报 2024年第2期44卷 651-661页

作者：樊丹丹孔维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国家重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

草地退化是草地植被的倒退演替,导致生物多样性丧失和生态系统功能退化,围栏是恢复退化草地生态系统功能的有效管理措施。微生物是土壤中的重要组成部分,在维持草地生态系统稳定性和功能方面发挥着重要作用。然而,目前尚不清楚围栏如何... 详细信息

草地退化是草地植被的倒退演替,导致生物多样性丧失和生态系统功能退化,围栏是恢复退化草地生态系统功能的有效管理措施。微生物是土壤中的重要组成部分,在维持草地生态系统稳定性和功能方面发挥着重要作用。然而,目前尚不清楚围栏如何影响不同类型草地土壤微生物群落。以青藏高原草甸、草原和荒漠草地三种草地类型的退化草地为研究对象,设置围栏和放牧两种处理,采用Illumina HiSeq高通量测序技术研究了围栏对土壤原核微生物群落多样性和群落结构的影响。结果表明:围栏未显著影响草甸土壤原核微生物的丰富度、Shannon多样性和均匀度,但显著增加了草原土壤的原核微生物的丰富度、Shannon多样性和均匀度(P所有土壤理化和植被因素均无显著相关性。冗余分析(RDA)表明,不同类型草地土壤原核微生物群落结构发生了显著的变化,并沿草甸、草原和荒漠草地的过渡逐渐转变(P研究表明不同类型草地土壤原核微生物群落对围栏的响应不同,这为因地制宜制定草地管理措施提供了数据支持,为草地退化的防治提供了理论支持。

关键词：围栏土壤原核微生物群落草地类型青藏高原

泸定M_(S)6.8地震发震机制研究——来自震前噪声成像和b值分布的共同约束

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地球物理学报 2024年第5期67卷 1767-1780页

作者：花茜裴顺平杨宜海薛晓添李磊李佳蔚刘翰林刘巍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 陕西省地震局西安710068 云南大学昆明650091 中国科学院大学北京100049

2022年9月5日四川省甘孜州泸定县发生了M_(S)6.8地震,打破了鲜水河断裂带东南段的大震"平静期",造成了重大自然灾害.清楚认识泸定地震震源区发震构造、地震活动性和应力状态对研究强震发震机制具有重要作用.本文利用震前在泸定地震震源... 详细信息

2022年9月5日四川省甘孜州泸定县发生了M_(S)6.8地震,打破了鲜水河断裂带东南段的大震"平静期",造成了重大自然灾害.清楚认识泸定地震震源区发震构造、地震活动性和应力状态对研究强震发震机制具有重要作用.本文利用震前在泸定地震震源区布设的50台短周期流动地震台阵观测资料及区域地震台网震相走时数据,分别采用背景噪声成像、双差定位和改进的b值成像技术,获得了震前震源区浅层高分辨率S波速度结构、地震空间分布及b值横向变化图像.结果揭示,泸定地震主震初始破裂起始于鲜水河断裂磨西段、具有高速异常和高应力特征的凹凸体内;主震西侧存在一条隐伏的正断型伴生分支断裂,5.0级的最大余震即发生在该断裂上;主震凹凸体的破裂同时造成了东南方向另一个较小高速凹凸体的破裂并形成密集余震群.由此可见,震源区跨断层高速异常"铆钉"结构和震前的高应力积累在整体上控制了泸定地震的发生和强余震活动.通过浅层高分辨率结构成像识别这种特殊的"铆钉"结构,同时通过b值成像识别高应力区,可有效评估断层的发震能力,对重点区域地震危险性研判具有极其重要的意义.

关键词：泸定M_(S)6.8地震 S波速度结构 b值成像高速凹凸体地震发震机制

雅鲁藏布江流域奴下水文站极端降水与极端径流的关系研究

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冰川冻土 2024年第4期46卷 1099-1112页

作者：黄桂锋孙赫姚檀栋中国科学院大学北京100049 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

青藏高原是亚洲十多条大江大河的发源地,被称为“亚洲水塔”。随着全球变暖加剧,青藏高原极端水文和气象事件频发。然而,其复杂的气候和下垫面(冰川、积雪、和冻土等)特征,限制了对该地区极端径流对极端降水响应关系的理解。本文以青藏... 详细信息

青藏高原是亚洲十多条大江大河的发源地,被称为“亚洲水塔”。随着全球变暖加剧,青藏高原极端水文和气象事件频发。然而,其复杂的气候和下垫面(冰川、积雪、和冻土等)特征,限制了对该地区极端径流对极端降水响应关系的理解。本文以青藏高原南部的雅鲁藏布江流域为例,利用逐日降水和径流数据,通过改进极端径流阈值法,并结合相关分析等方法,研究了不同发生概率下极端径流与极端降水之间的关系。研究结果表明:(1)雅鲁藏布江流域的极端径流事件通常持续1~2天,且随着发生概率的减小,事件持续时间相应缩短。(2)发生概率为10%、5%和1%的极端径流与极端降水的相关系数在0.07~0.28之间(P研究还能够为气候变暖背景下雅鲁藏布江流域的水资源管理和区域经济发展提供重要的理论支撑和科学指导。

关键词：极端降水极端径流极端径流识别方法雅鲁藏布江

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陆地地表水卫星遥感监测进展与展望

科学通报 2024年第22期69卷 3268-3282页

作者：苏雅楠陈圣乾冯敏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国家重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 兰州大学西部环境教育部重点实验室兰州730000

陆地地表水(简称地表水)是地球系统的重要组成部分,也是人类赖以生存的重要水资源储备地.然而,地表水的分布范围广,空间异质性强,受到自然和人类诸多因素的综合影响,正经历着剧烈变化,对生态系统和社会的可持续发展产生着深远影响.在这... 详细信息

陆地地表水(简称地表水)是地球系统的重要组成部分,也是人类赖以生存的重要水资源储备地.然而,地表水的分布范围广,空间异质性强,受到自然和人类诸多因素的综合影响,正经历着剧烈变化,对生态系统和社会的可持续发展产生着深远影响.在这样的背景下,遥感技术因其广泛覆盖、长时序观测的特性而日益成为研究地表水时空变化不可或缺的关键工具.本文从地表水遥感监测的数据源、方法、主要内容和发展趋势等方面对现有研究进行了综述.研究发现,近十年来,地表水遥感监测正处于黄金发展期.光学遥感数据源,如Landsat、Sentinel-2等,在地表水环境监测中发挥着主导作用.全球地表水数据产品,如Global Surface Water(GSW),为大区域地表水研究提供了有力支持.然而,新兴的大数据方法,例如深度学习,在地表水研究中仍显薄弱.受到光学遥感监测方法的局限,对于水库、湿地等特殊类型地表水的研究滞后于对大型湖泊等水体的研究.同时,中国、美国、欧洲和加拿大等地成为地表水研究的热点区域,而在经济欠发达、气候较干旱的地区,对地表水的研究相对较少.未来的研究需要更多关注极端气候变化下的地表水动态,提高对野外调查困难地表水(如热融湖和冰川湖)的识别能力.特别需要加强深度学习等大数据新方法在地表水研究中的应用,以推动对地表水更全面的认识,为地球系统研究和可持续发展提供关键支持.

关键词：地表水遥感观测大数据地球系统科学可持续发展

全球重力势能特征及其地质意义——基于Crust1.0模型的分析

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地球物理学报 2024年第1期67卷 77-88页

作者：张倩文徐亚王信国中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院油气资源研究重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院地球科学研究院北京100029 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

重力势能及重力势能差是分析岩石圈内部密度变化所引起的岩石圈平均应力特征的主要方法之一.本文基于全球Crust1.0模型地壳结构,结合常密度、横向变密度和三维变密度三种不同的地幔密度模型,获得了全球尺度更为精细的重力势能及重力势... 详细信息

重力势能及重力势能差是分析岩石圈内部密度变化所引起的岩石圈平均应力特征的主要方法之一.本文基于全球Crust1.0模型地壳结构,结合常密度、横向变密度和三维变密度三种不同的地幔密度模型,获得了全球尺度更为精细的重力势能及重力势能差分布特征并开展分析.研究结果表明,在北美西部、安第斯山脉、东非、青藏高原等区域表现为重力势能高,呈拉张应力状态;在洋盆、高原周围的盆地等地区表现为重力势能低,呈挤压应力状态.对比分析不同地幔密度模型结果,发现大洋地区洋壳薄,岩石圈地幔密度受构造及热影响变化较大,对重力势能影响大;大陆地区地壳厚度大,对重力势能影响大,地幔密度变化影响相对较小.采用三维变密度地幔模型获得的重力势能差分布和大地水准面异常计算获得的全球重力势能差分布具有相似特征,表明该模型的计算结果更符合全球岩石圈尺度的应力分布特征.三维变密度地幔模型计算的重力势能差显示洋中脊轴部地区趋于零,说明该处岩石圈密度变化对应力影响较小,其拉张应力与洋中脊地区地幔上涌更为相关.

关键词：重力势能岩石圈密度结构大地水准面岩石圈应力

干旱半干旱区灌丛对草本植物的促进作用研究进展

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植物生态学报 2022年第11期46卷 1321-1333页

作者：崔光帅罗天祥梁尔源张林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 中国科学院大学北京100049

植物间竞争与促进作用是调控物种、群落以及生态系统对环境变化响应的重要机制,其中促进作用在胁迫生境发挥更重要的作用。该文从灌丛对草本植物的促进作用随水分的变化规律、发生机制以及在植被恢复中的应用3个方面,总结了最近30年来... 详细信息

植物间竞争与促进作用是调控物种、群落以及生态系统对环境变化响应的重要机制,其中促进作用在胁迫生境发挥更重要的作用。该文从灌丛对草本植物的促进作用随水分的变化规律、发生机制以及在植被恢复中的应用3个方面,总结了最近30年来干旱半干旱区灌丛促进作用的主要研究进展。作为预测植物间相互作用随环境胁迫程度变化的经典模式,胁迫梯度假说(SGH)认为促进作用随环境胁迫程度的增强而增强。然而,在以水分为主要限制因子的干旱半干旱生态系统中,SGH存在很大的不确定性,即灌丛对草本植物的促进作用随水分的减少并不总是线性增强,这种不确定性不仅与灌丛对土壤水分的复杂影响密切相关,同时还受到物种特性、植物生活史阶段、研究方法、研究尺度和指标等的影响。干旱半干旱区灌丛通过调节其冠层下土壤水分、养分及微生物群落,改善冠层内温度和辐射,抵御取食者等的方式,直接或间接影响其冠层下植物的存活、生长和繁殖。近年开展的去除实验结果表明,灌木地下部分对灌丛促进作用的影响强于地上部分。灌丛促进作用被认为是退化生态系统植被恢复的有效手段,而植被恢复成功与否受到环境胁迫程度、物种特性、植物生活史阶段和土地利用等的综合影响。在气候变化和人类活动的双重影响下,全球干旱半干旱区面积不断扩大,灌丛明显扩张。明确灌丛促进作用发生机制,探索灌丛与草本植物间相互作用随干旱梯度的变化规律,阐明灌丛对草本植物的影响,对预测干旱半干旱区物种和生态系统对气候变化的响应具有重要意义。基于目前的研究进展和干旱半干旱区发生的气候和环境变化,该文对未来灌丛促进作用研究提出以下展望:1)探索利用生物指标指示环境胁迫程度和植物间相互作用;2)明确灌木地上和地下部分在促进作用中的相对贡献,进而阐明灌丛促进作用的发生机制;3)探索受益物种对护卫植物的反馈作用机制;4)综合评估护卫植物在植被恢复中的贡献;5)加强模拟增水实验和长期定位观测研究;6)加强促进作用与其他研究领域的结合,如促进作用与生物入侵、灌丛化、生物多样性和生态系统功能的关系,促进作用对气候变化的响应等。

关键词：护卫植物水分可利用性物种丰富度胁迫梯度假说促进作用植被恢复

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西藏扎日南木措流域水环境特征及其影响因素

环境科学 2024年第8期45卷 4529-4539页

作者：李志龙张惠芳刘长兵陈旭索娜卓嘎德吉央宗周云桥牛学锐董慧科王小萍兰州大学资源环境学院兰州730000 西藏自治区生态环境监测中心拉萨850000 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

扎日南木措位于藏西北高寒草原带,为西藏第三大湖,生态环境脆弱,长期以来其流域水环境的研究资料缺乏,为探究其流域地表水环境特征及影响因素,于2021年8月~2022年6月丰、枯、平水期对流域湖泊和入湖河流水环境进行调查,结合数理统计以... 详细信息

扎日南木措位于藏西北高寒草原带,为西藏第三大湖,生态环境脆弱,长期以来其流域水环境的研究资料缺乏,为探究其流域地表水环境特征及影响因素,于2021年8月~2022年6月丰、枯、平水期对流域湖泊和入湖河流水环境进行调查,结合数理统计以及水化学分析、相关分析和主成分分析等方法,对流域水化学特征进行了评价,分析了水质时空差异特征,并对水质影响因素进行了探讨.结果表明:①扎日南木措流域水体呈碱性,湖水离子组成以Na^(+)、SO_(4)^(2-)和Cl^(-)为主,河流以Ca^(2+)、HCO_(3)~-和SO_(4)^(2-)为主.②硫酸盐、砷、氯化物和总磷为主要超标污染物,流域水质存在明显时空差异.时间上,硫酸盐、砷和总磷超标均表现为:丰水期>枯水期>平水期,氯化物的水期差异不明显;空间上,河流水质优于湖泊,湖泊中砷、总磷、TDS、硫酸盐、氯化物、K^(+)和Na^(+)的浓度较河流高1~2个数量级,水质超标现象基本集中于湖区,而湖内水质空间差异小.③流域水化学过程主要受蒸发-浓缩和岩石风化下的自然过程控制,各类元素经地表径流进入湖泊后,在蒸发浓缩作用下不断富集最后产生超标.④水质时间差异主要是丰水期更多的元素淋失和更强烈的蒸发作用导致;而空间差异则主要是流动水体和封闭水体的水动力条件差异导致.

关键词：扎日南木措水化学特征时空差异影响因素主成分分析