中国石灰岩化学风化碳汇时空演变特征分析     

李汇文  王世杰  白晓永  操玥  吴路华 《中国科学:地球科学》2019,(6)

明确区域乃至全球碳酸盐岩化学风化碳汇的量级、空间格局及演变特征对解决陆地遗失碳汇难题、碳循环系统收支不平衡等问题具有极其重要的意义.为此,文章利用长时间高精度生态气象水文栅格数据以及中国和周边44个流域的监测数据,基于随机森林算法及碳酸盐岩最大潜在溶蚀模型,对中国碳酸盐岩中最主要的岩石类型即石灰岩在2000～2014年的化学风化碳汇进行估算,并对其空间格局、演变特征及趋势进行系统分析.结果显示:中国石灰岩区域Ca~(2+)及HCO_3离子活度系数高值主要分布于中国北方和西北区域,整体上呈现出由西北向东南逐渐减少的态势;中国2000～2014年石灰岩年均风化碳汇通量为4.28t C km~(-2)a~(-1),各区域差别较大,高值主要分布在中国东南岩溶区域,并且呈现出由西北向东南逐级递增的状态;在纬度上,中国南方28.14°N以南是通量波动最大的区域,整体上通量随着纬度的降低而呈现出增加的趋势;在气候带上,亚热带与热带区域是通量最大的区域,对于寒带、中温带、暖温带以及温带区域,荒漠气候带是这些气候类型中通量最小的区域,而草原气候带及阔叶林气候带是通量最大的区域;基于像元的趋势分析显示,中国石灰岩风化碳汇处于轻微增加的状态,其通量增长速率约为0.036t C km~(-2)a~(-1);全国石灰岩风化碳汇总量为7.07Tg C a~(-1),在研究期间处于波动的状态,在2002、2008及2010年为总量最大的三个年份,在2011年为最低,同样处于轻微增加的趋势,其增长速率约为0.06Tg C a~(-1);西藏自治区是中国石灰岩风化碳汇最大的行政区,总量达到了1.20Tg C a~(-1),南方岩溶区为中国石灰岩风化碳汇最大的岩溶分区,总量为4.95Tg C a~(-1),其碳汇占到中国石灰岩风化碳汇总量的70.01%;基于不同类型碳酸盐岩的风化碳循环差异及其关系估算得到中国碳酸盐岩的风化碳汇总量可达11.37Tg C a~(-1),其通量约为5.02t C km~(-2)a~(-1),碳酸盐岩风化碳汇总量相当于中国生物量碳汇的16.20%,这说明碳酸盐岩风化碳汇是中国碳汇系统的重要组成部分.此外,排除径流深为负值区域的干扰,中国碳酸盐岩风化碳汇通量可达6.54t C km~(-2)a~(-1).文章的研究模式对未来进一步改进全球尺度碳酸盐岩风化碳汇的精确估算具有重要的参考价值.  相似文献   

全球主要河流流域碳酸盐岩风化碳汇评估   总被引：7，自引：0，他引：7  

李朝君  王世杰  白晓永  谭秋  李汇文  李琴  邓元红  杨钰杰  田诗琪  胡泽银 《地理学报》2019,74(7):1319-1332

碳酸盐岩风化吸收的大气CO₂主要以HCO₃ ^-形式连续地经由河流从大陆输送到海洋,成为陆地生态系统的重要碳汇。目前主要河流流域的碳酸盐岩风化碳汇估算存在不确定性,分布格局尚不清晰。基于GEMS-GLORI全球河流数据库提供的全球10万km ²以上主要河流流域多年平均监测数据,利用水化学径流法估算出全球主要河流流域碳酸盐岩对CO₂的吸收速率为0.43±0.15 Pg CO₂ yr ^-1,平均CO₂吸收通量为7.93±2.8 t km ^-2 yr ^-1。CO₂吸收通量在不同气候带下差异显著,热带和暖温带CO₂年吸收速率占全球主要河流流域年吸收速率的62.95%。冷温带CO₂年吸收速率占全球主要河流流域的33.05%,仅次于热带地区。本文划分出全球CO₂吸收通量的9个关键带,关键带的交汇处CO₂吸收通量较高。喀斯特出露流域碳酸盐岩对CO₂吸收通量的均值为8.50 t km ^-2 yr ^-1,约为非喀斯特流域的3倍。全球喀斯特出露流域碳酸盐岩风化碳汇在全球碳循环、水循环及碳收支平衡估算研究方面占据重要地位。  相似文献   

新疆S214公路台特玛湖干涸湖盆段风沙危害及防治     

蔡东旭  李生宇  王海峰  俞祥祥  王世杰  徐新文 《中国沙漠》2020,40(1):1-11

新疆S214（考干-米兰，考米线）公路位于库鲁克塔格沙漠东南缘，穿越台特玛湖干涸湖盆。由于该区气候干旱，风力强劲，沙源丰富，流动沙丘广布且快速移动，风沙危害对公路运输构成严重威胁。通过对风沙环境和风沙危害定位观测和土壤水盐特征系统调查，确定了风沙危害极为严重的公路区段，提出了合理的风沙防护措施及防沙体系结构。结果表明：该区具有明显的单风向风况，主要盛行ENE和NE风，偶有反向风沙活动，起沙风频率、输沙势、输沙率极高，属于高能-大比率风能环境；受土壤水分、盐分含量影响，地表紧实度差异较大，部分地段为极疏松的沙层，部分地段为紧实的盐壳；S214公路风沙危害防护区段为K4+900~K18+200，设计建造的阻-固-输相结合的机械-植物复合防沙体系，防沙效果明显，保障了道路安全运营。这一强风沙、高盐区公路防沙体系建设模式可为类似环境地区工程防沙提供借鉴。  相似文献   

生物氧化锰矿物的研究进展   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈虎  王世杰  翁庆北  刘秀明  冉刚  左莹莹  蔚蓝 《矿物学报》2022,42(1):21-28

生物氧化锰矿物具有很强的氧化、催化及吸附能力,对表生元素地球化学循环有重要驱动作用,在环境科学领域具有重要应用价值。本文通过应用文献计量学方法对2001—2010年、2011—2020年生物氧化锰矿物国内外研究状况进行归纳分析,发现对生物氧化锰矿物的研究具有如下较为突出的特点:1)未命名的锰矿物较多;2)诱导矿化微生物物种范围扩大;3)微生物驱动锰氧化机制增多。作者提出需要在以下几方面开展进一步的研究:1)微生物驱动机制仍需更深层次完善;2)较为单一的室内实验与自然环境微生物诱导锰矿化存在较大差异;3)自然界微生物诱导形成的锰矿物与室内单一条件试验诱导合成的锰矿物在结构类型的不同。  相似文献   

D-InSAR与随机森林模型耦合的活动性滑坡识别方法探究          下载免费PDF全文

高星月  王世杰  高鹏程 《中国地质灾害与防治学报》2022,33(5):102-108

灾害的早期识别是防灾减灾领域的关键技术。文中以甘肃省舟曲县为例,利用2018年1月－2019年1月Sentinel-1A雷达卫星降轨数据和2021年5月Sentinel-2光学遥感影像数据,通过D-InSAR技术获取研究区地表形变信息,利用随机森林模型识别潜在的滑坡体。结果表明:使用已有的滑坡数据集,采用随机森林模型能够较好地识别出潜在滑坡体。潜在滑坡点分布位置均位于地表形变量大的区域。舟曲县整体形变沿东西向发生,主要分布于舟曲县东北和西南方向,与潜在滑坡点高度重合。识别出的潜在滑坡点（立节乡北山滑坡）,年形变量达到0.12?m,于2021年1月18日发生滑坡,该滑坡典型案例也印证了文中方法的有效性。  相似文献   

水(冰):宇宙矿物     

陈丰  李雄耀  唐红  王世杰 《矿物学报》2015,35(2):255-266

水(冰)是最简单的化合物,也是宇宙中丰度最大的矿物。通常认为,水无嗅、无味,无处不在。然而,液态水或固态水却是异乎寻常的物质。水具有某些其它物质没有的,特别是赋予生命所要求的特殊性质,如氢键、水簇和kosmotrope离子等。本文综述水(冰)的结构、化学性质、物理性质、分布以及与生命的关系。  相似文献   

典型喀斯特峡谷区碳储量空间分配格局、演变过程及其贡献率   总被引：1，自引：0，他引：1  

张斯屿  白晓永  王世杰  秦罗义  李盼龙  罗光杰  李月 《资源与生态学报(英文版)》2015,(4)

采用样方法和土地利用转移矩阵,以贵州省西南部的晴隆县为研究区域,研究了典型喀斯特峡谷区不同土地利用类型在1988、1999和2009年的碳储量空间格局和演变过程,并由此估算了贵州省喀斯特峡谷区的碳储量及贡献率。结果表明：晴隆县喀斯特区域的碳储量和平均碳密度呈先减少后增加的趋势。由晴隆县不同情况下的碳储量比例关系,估算出贵州省喀斯特峡谷区碳储量的实际值为42.55 Tg。同时,研究结果表明人类活动对碳储量的空间格局和演变有很大的影响。此外,估算的贵州省喀斯特峡谷区生态系统的平均碳密度远高于中国陆地生态系统的平均值,土壤平均碳密度则接近全国陆地生态系统平均值,但其植被平均碳密度却远高于全国陆地生态系统平均值,与全国森林系统的植被平均碳密度持平。这说明喀斯特峡谷区具有极大的固碳潜力,对其进行石漠化防治,是极其必要的。  相似文献   

基于GIS的甘肃省区域经济时空差异研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

王世杰  赵军 《测绘科学》2010,35(2):170-172

区域经济差异研究一直是区域经济学、发展经济学研究的核心问题之一,也是世界各国经济发展过程中的一个普遍性问题。一直受到各国学术界和政府决策部门的普遍关注。地处中国西北地区的甘肃省,经济社会发展较为落后,省内区域经济差异问题突出。深入分析甘肃省区域经济差异演变规律及其原因对于探索落后地区经济协调发展道路具有重要的理论和实践意义。本文在总结前人研究成果的基础上,采用一系列定量测度指标,运用GIS和空间统计分析方法,研究了2000-2006年间甘肃省区域经济差异及其演变规律。基于ESDA全局和局部空间自相关分析,在GIS软件和GeoDA空间统计软件的支持下,利用甘肃省2000-2006年各市、州和县域人均GDP数据,对甘肃省县域经济的总体和局部空间差异进行了实证分析。  相似文献   

贵州寒武系底部碳同位素负异常的地层学和生物学意义   总被引：15，自引：3，他引：12       下载免费PDF全文

杨瑞东  朱立军  王世杰  姜立君  张位华  高慧 《地质学报》2005,79(2):157-164

贵州境内早寒武世早期几乎都是黑色页岩沉积。最近在贵州福泉英坪寒武系底部却发现了一套泥岩夹薄层灰岩,它为研究早寒武世早期海洋地球化学特征提供了条件。贵州福泉英坪前寒武系—寒武系界线附近的碳同位素强烈的负异常特征可与全球同期碳同位素进行对比,它对应于中国云南会泽小歪头山段底部、蒙古Tsagaan Oloom组顶部、西伯利亚Salarrny Gol组顶部、美国西南、伊朗、安曼、波兰、纽芬兰、英国、加拿大等地新元古代—寒武纪界线附近的强烈碳同位素负异常,它可作为划分前寒武系—寒武系界线重要依据。该剖面上碳同位素强烈负异常之下有8m厚的黑色页岩和硅质岩,在黑色页岩中发现有大量高肌虫和虫管化石,说明缺氧的黑色页岩沉积期间海洋中有大量的生物生活,但到了灰绿色泥岩和灰岩互层的碳同位素强烈负异常层段,则几乎没有生物化石。可以说缺氧事件对前寒武系—寒武系界线附近生物绝灭事件似乎没有很大的影响,而碳同位素强烈的负异常事件与前寒武系—寒武系界线附近生物大绝灭关系更为密切。  相似文献   

贵州碳酸盐岩红色风化壳次生石英的裂变径迹测年研究   总被引：12，自引：1，他引：11  

王世杰  刘秀明  张峰 《地球化学》2005,34(1):33-40

贵州位于青藏高原东南缘,由于缺乏沉积记录其新生代的地质演化历史还不很明晰,而广泛分布于云贵高原的碳酸盐岩红色风化壳可能蕴涵着重要的地质演化信息.本文对贵州多个原位碳酸盐岩红色风化壳中产出的晶体形态较好的石英进行了裂变径迹方法测年.结果显示,石英的裂变径迹年龄数据呈现出较大的变化范围,从 1 Ma到 25 Ma,且远远地小于其三叠纪和寒武纪的母岩年龄;结合贵州 25 Ma到 1 Ma的区域地质演化历史,裂变径迹年龄值可以排除石英来源于母岩碎屑、成岩过程的次生形成以及火山活动产生的热水沉淀或交代形成的可能性,而只能推断为该晶体形态较好的石英于碳酸盐岩风化作用产生的富硅流体中沉淀形成;各剖面石英的年龄值与新生代的青藏高原夷平期、华南红土期、贵州构造稳定期乃至世界范围内的风化气候期有着良好的对应关系,说明次生石英裂变径迹测年具有很好的可行性和可靠性.  相似文献