模型揭示的浅水湖泊稳态转换影响因素分析     

邓文文  王荣  刘正文  郑文秀  张晨雪 《地球科学进展》2021,36(1):83-94

富营养化会导致浅水湖泊发生稳态转换,生态系统服务严重受损。磷是驱动湖泊发生稳态转换的重要环境因子,探究湖水磷浓度的变化规律是湖泊管理的关键。通过磷动力学模型,从影响湖水磷浓度的主要参数入手,探讨了每种参数变化对磷浓度的具体影响。结合前人研究结果,详细讨论了不同类型气候变化和人类活动对湖泊稳态转换时间、滞后时长、修复速率等的影响。研究认为,气候变化所导致的温度升高、光强减弱、风浪增强等和人类活动所导致的生物扰动、水位波动增强等因素变化虽不会改变湖泊稳态转换突变时间,但会推迟湖泊修复时间,造成突变阈值减小,滞后时间延长,稳态增大。在湖泊保护中要重点考虑主要外力驱动对湖泊稳态转换过程影响的区别,避免有害突变的发生。  相似文献   

我国马尾藻金潮生态动力学研究进展     

王丹  姜亦飞  王先桥  王素芬  何恩业  张蕴斐 《地球科学进展》2021,36(7):753-762

马尾藻金潮作为一种新兴的海洋生态灾害在国内外频发,我国近些年近海防灾减灾形势愈发严峻.简介了马尾藻的主要危害;对国内外马尾藻金潮的溯源研究、基础生物和生态学研究、监测预警研究现状进行了梳理,对金潮生态动力学研究的发展现状与独特优势进行了讨论,认为未来我国金潮生态动力学会立足于多学科多手段融合,开展突出关键物理、化学和生物过程及其耦合作用的系统性研究,开展金潮与其他海洋生态灾害如绿潮、赤潮等联合暴发的驱动机制及其关联性研究,在研究思路上要注重基于海洋环境监测与海洋立体观测的早期预警、基于分子生物学和生态学手段的快速鉴种溯源、基于统计模型的生物量初级生产力评估以及基于数值模型的漂移轨迹与生消关键过程的趋势预测与风险评估相结合,为开发具备业务化预报能力的金潮生态动力学数值预警报系统不断努力,以便进一步提升我国大型海藻生态灾害的预警报技术和防灾减灾能力.  相似文献   

辫状河流演变过程与机理的研究进展          下载免费PDF全文

李志威  鲁瀚友  陈帮  游宇驰  胡旭跃 《水科学进展》2021,32(6):957-968

辫状河流属于冲积河流的主要类型,对流水地貌景观、水生栖息地和河流开发与生态保护具有重要科学意义。根据辫状河流演变过程与机理的国内外研究进展,对定义与形态特征进行综合描述,并给出常用的形态表征方法与参数。总结辫状河流的4种野外地形观测方法以及水槽试验和数值模型的应用,比较它们的适合范围;描述辫状河流的不同形态单元的组成,列举沙洲形成、汊道调整与横向迁移、岸滩侵蚀、河漫滩淤积等基本演变规律;对比分析水流功率、床沙粒径、泥沙补给、滨河植被、河谷宽度等影响辫状河流形态动力学过程的主要控制因素;指出青藏高原不同空间尺度辫状河流的形成原因、形态特征和演变规律是河流动力学的重要研究方向。  相似文献   

含缺陷空间变异性岩体裂纹扩展的近场动力学模拟     

仉文岗  孟凡胜  卢志堂  何昌杰  李建新  文海家 《工程地质学报》2021,29(3):702-710

天然岩体内部含有微裂纹,其裂纹的发展贯通机制一直是岩石力学研究的热点问题。此外,岩体物理力学参数的空间变异性,也会影响其强度及破坏演化过程。本文采用了一种新的随机近场动力学方法(RPD),并对含缺陷岩体单轴压缩下的裂纹发展进行模拟,该方法结合了近场动力学方法在模拟裂纹发展及随机场方法在表征材料参数空间变异性方面的优势,使所建模型更接近真实岩体状态。利用MATLAB编程并依托含单一倾斜预制裂缝模型进行了计算程序的准确性验证。结果表明,所采用的随机近场动力学方法可以很好地模拟裂纹发展过程,预制裂缝倾角对后续裂纹发展有较大影响。此外,不考虑岩体物理力学材料参数空间变异性的存在时,会大大低估裂纹发展速度。  相似文献   

Sr和Yb两个元素对花岗岩理论的重要意义——花岗岩研究的哲学思考          下载免费PDF全文

张旗  焦守涛  刘惠云 《甘肃地质》2021,(1):1-15

花岗岩研究已有几百年的历史,可是花岗岩却没有形成自己独立的理论体系,也没有系统的花岗岩分类。花岗岩非常复杂,如何化繁为简,归纳出花岗岩最本质、最核心、最关键的标志,是一个非常棘手的任务。本文从哲学的角度出发,发现Sr和Yb可能是两个具有特殊含义的元素,特殊在于,它们不仅具有一般微量元素的特点,还具有特殊的功能,关键是它们的行为与花岗岩部分熔融后残留的变质矿物组成(如石榴石、斜长石等)有关。可能正是由于这个因素,才使Sr和Yb具有其他微量元素所不可匹敌的功能。本文按照Sr、Yb的排列组合提出了一个系统的花岗岩分类。对于花岗岩的地球动力学意义,学术界一直有争论,本文认为板块构造只能影响到大陆边缘,影响不到大陆内部。大陆演化研究最重要的任务是恢复大陆地质历史上的变化,如大陆地质演化不同时期曾经发生过的伸展和挤压(有的还有旋转,是挤压的副产品)、抬升和垮塌、造山与盆地、加厚与减薄等。如何识别上述变化及其过程,目前在方法学上还十分困难。依靠Sr、Yb及其与残留相平衡的理论则提出了一个方案,能够解决或大体解决上述问题。例如,埃达克岩(高Sr低Yb)代表加厚地壳,南岭型(非常低Sr高Yb)代表减薄地壳,浙闽型(低Sr高Yb)和广西型(高Sr高Yb)代表正常厚度的地壳,喜马拉雅型花岗岩(低Sr低Yb)代表中压与高压过渡的状况。因此,按照Sr和Yb的变化,即可大致恢复地质历史时期大陆地壳温压条件的变化,推测大陆地貌的变化(平原、丘陵、高原、山脉),探讨构造应力的变化(挤压导致加厚,伸展导致减薄)等。此外,不同类型花岗岩还与成矿有关,大体是:埃达克岩与金铜有关,南岭型与钨锡有关,喜马拉雅型与金有关,而浙闽型、广西型基本上是不利于成矿的。但是,实践中也有金铜钨锡在空间上共生的实例,则金铜与钨锡可能成因上或成矿时代上或控矿因素上有所不同。问题还很复杂,还有许多现象很难解释,笔者只是从宏观角度给出了一个思路,一个概念,很多细节并不清楚。研究表明,科学与哲学是密切相关的,哲学是科学的高度概括。本文尝试从哲学的角度对纷繁复杂的花岗岩进行归纳和简化,只是一个初步的尝试,还有更多问题需要认真研究。  相似文献   

基于岩石圈厚度和地幔横向黏度变化的地幔对流模型重估云南地区剪切波各向异性源的深度     

朱涛  马小溪 《地学前缘》2021,28(2):284-295

在已有模型的基础上,考虑岩石圈厚度和软流层横向黏度的变化,本文建立了更接近地球实际情形的地幔对流模型,然后重新推测了导致云南地区剪切波各向异性的软流层源的深度。结果表明:岩石圈厚度和软流层横向黏度变化对云南地区的软流层各向异性源的深度及软流层的变形程度和机制具有重要影响;软流层各向异性对云南西南部区域、东部区域北纬26°N以南和四川盆地及其西缘的剪切波分裂具有明显的贡献,它们分别位于90~180、170~330和200~320 km深度;在云南西南部区域和东部区域北纬26°N以南,导致剪切波分裂的软流层可能处于大剪切变形状态,主要受地幔流动方向/流动平面模式控制,而四川盆地及其西缘的则处于小剪切变形状态,主要受应变模式的控制。  相似文献   

微生物对地下水中萘的降解特性及动力学研究     

张晟瑀  张朦幻  王利刚  万玉玉 《地学前缘》2021,28(5):146-158

针对我国东北某石油烃污染场地地下水中的萘污染,筛选出了Acinetobacter和Pseudomonas菌属的高效萘降解菌群。该菌群对萘的耐受性较高,且具有良好的乳化性,能够自动调节细胞表面疏水性和自聚集性。不同pH值、萘初始浓度、温度和菌接种量对萘降解效率的影响研究表明:最适菌群生长的pH范围为7.08.0;萘降解效率和速率在1.005.00 mg/L范围内与其初始浓度成正比;在1030 ℃温度范围内均表现出较高的萘降解效率。在此基础上,利用Guass、GuassAmp、LogNomal、Poisson和Pulse数学模型对萘的降解过程进行拟合,其降解速率更符合GuassAmp模型。通过将降解动力学模型中的常数与影响因素相关联,推导出了拟合度较高的多因素影响下的萘降解动力学方程。  相似文献   

准噶尔盆地南缘侏罗系煤岩生烃动力学研究     

曾立飞  靳军  马万云  于双  潘长春 《地球化学》2021,50(3):282-293

应用金管-高压釜装置对采自准噶尔盆地南缘西部煤样JC25和东部煤样JC41进行生烃动力学模拟实验,获取生油、生气量和生烃动力学参数.升温速率分别为2℃/h和20℃/h,实验压力为50 MPa.实验得到两个煤样JC25和JC41最大生油量(以下单位mg/g均表示每克有机碳的生成量)分别为126 mg/g和68.5 mg/g,计算的排油量分别为88.8 mg/g和29.5 mg/g,表明侏罗系煤岩在南缘西部四棵树凹陷较其他区域具有较大的生油潜力.两个煤样最大生气量(∑C1–5)分别为121.6 mg/g和112 mg/g,差异相对较小.煤样JC25和JC41的H/C原子比值分别为0.85和0.77,类脂组含量分别约为8％和6％,岩石热解(Rock-Eval)参数氢指数(IH)分别为155 mg/g和156 mg/g.实验结果表明,H/C原子比值、类脂组含量比IH能更好地反映煤岩的初始生油、生气潜力.依据生烃动力学参数模拟了地质条件下(升温速率5℃/Ma)的生油和生气过程.煤样主要生、排油阶段的Ro,Easy介于0.80％～1.20％之间.在半开放条件下(发生排油),两个煤样的生气速率比较接近.在Ro,Easy=1.50％时生气转化率分别为23％和18％,煤岩主要生气过程发生在高过成熟阶段(Ro,Easy>1.50％).侏罗系烃源岩在霍玛吐背斜带中部成熟度较高,较其他区域具有更大的天然气勘探潜力.  相似文献   

桂中都安-马山煌斑岩成因及其构造意义          下载免费PDF全文

唐远兰  时毓  王永强  孙艺容  刘希军 《地球科学》2021,46(6):2083-2116

为精确厘定桂中地区都安-马山带煌斑岩的形成时代并探讨其源区属性、构造环境及其动力学背景,对其进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、40Ar-39Ar金云母定年、Hf同位素分析测试和全岩地球化学研究.结果表明,锆石U-Pb定年未能成功限定煌斑岩的成岩年龄,但煌斑岩中发育大量2 578~1 650 Ma的捕获锆石,指示其存在太古宙-古元古代变质基底.金云母40Ar-39Ar定年结果限定了煌斑岩的侵位年龄为100.4±0.99 Ma.Hf同位素研究表明,ε_Hf（t）有正有负,且正值多于负值,表明岩浆源区主要以新生地壳为主,存在部分古老地壳的再循环.全岩地球化学分析显示,煌斑岩具有较低的SiO₂含量（47.66%~50.93%）及高的K₂O含量（4.98%~6.77%）、富集LILE和LREE而亏损HFSE（如Nb、Ta和Ti）,表现出富集地幔和俯冲流体交代作用的特征.桂中煌斑岩形成过程中,地壳混染作用十分有限,主要形成过程为:流体交代的富集地幔,在燕山晚期岩石圈的拉张-伸展背景下,部分熔融形成煌斑岩岩浆,同时NNW向的南丹-昆仑关大断裂为岩浆的侵位提供了通道.研究区煌斑岩形成于太平洋和印度板块向欧亚板块俯冲碰撞的动力学背景下.   相似文献   

华北克拉通南部太古宙大陆地壳的生长和演化     

第五春荣 《岩石学报》2021,37(2):317-340

太古宙约占地球已有演化历史的三分之一强,这一时期涉及到大陆地壳起源、陆壳的巨量生长和稳定以及板块构造作用的启动、建立等诸多最根本的全球性重大地质事件。太古宙岩石在华北克拉通南部的涑水、登封、太华、霍邱和五河等杂岩中广泛出露,这为解析上述重大科学问题提供难得的素材。近十年来,在华北克拉通南部古生代-中生代火山岩或早前寒武纪变沉积岩中陆续发现冥古宙-古太古代的捕获/碎屑锆石,暗示南部地块依然尚存地球形成最初期的陆壳物质。根据华北克拉通南部太古宙岩石年龄统计结果显示有2850~2700Ma和2580~2480Ma两个突出年龄区间,对应的峰值年龄分别为~2.76Ga和~2.52Ga。其中~2.76Ga的岩石主要出露于南部的鲁山、霍邱、五河和中条山地区。此外,在华北克拉通诸多地区,诸如怀安、阜平、五台、中条等地区的花岗质片麻岩和变质沉积岩中也均发现年龄为~2.76Ga的碎屑锆石或者继承锆石,暗示华北克拉通2.85~2.70Ga岩石的分布似乎比现今出露范围更为广泛。与整个华北克拉通类似,2.58~2.48Ga岩石亦在克拉通南部广泛分布,尤其是嵩箕地区的登封杂岩几乎全部是由新太古代晚期的岩石组成。~2.52Ga是华北克拉通南部,乃至整个克拉通太古宙地壳演化最突出、最重要的岩浆-构造事件,明显有别于全球其它诸多典型克拉通。已有的同位素资料研究表明华北克拉通南部,乃至整个克拉通在太古宙经历了两期明显的地壳生长事件:一期发生在2.85~2.70Ga左右,以形成于此时期的涑水杂岩中花岗质岩石和鲁山太华片麻岩系中深成侵入岩和斜长角闪岩为代表;另一期发生在2.58~2.48Ga,以登封杂岩、涑水杂岩以及小秦岭地区太华杂岩中~2.52Ga各类花岗质岩石和变基性岩为代表。华北克拉通正是经过这两期陆壳巨量生长事件之后完成初始的克拉通化。我们在登封杂岩中识别出形成于俯冲汇聚环境的TTG质片麻岩、类似于赞岐岩的变闪长岩和具有N-MORB地球化学特征的变基性火山岩,提出其构成"新太古代构造混杂岩",标志着新太古代末期具有现代体制的板块构造在华北克拉通南部已经开始启动。最近,在登封杂岩中识别出的新太古代双变质带也支持上述观点。  相似文献