我国沙尘暴的气候成因及未来发展趋势

利用EOF和环流合成统计方法,分析了我国北方近40年来沙尘暴日数变化的时空异常特征及其气候成因.结果表明,20世纪80年代以来的太阳活动加强,全球气候变暖,青藏高原地面加热场强度加强,欧亚西风急流轴北移,西太平洋副热带高压偏北偏西,强度加强,蒙古气旋减弱,西北西部的沙尘源区降水增加,是中国北方沙尘暴减少的主要原因.20世纪末到21世纪初太阳活动进入新一轮的减弱期,引起气候变暖趋势减弱,气温逐渐降低,青藏高原地面加热场强度减弱,蒙古气旋逐渐加强.预计未来中国北方沙尘暴将在波动中逐渐增加,进入新一轮的相对活跃期.     

Bridging the gap between ecophysiological and genetic knowledge to assess the adaptive potential of European beech

In this study we aimed to combine knowledge of the ecophysiology and genetics of European beech to assess the potential of this species to adapt to environmental change. Therefore, we performed field and experimental studies on the genetic and ecophysiological functioning of beech. This information was integrated through a coupled genetic–ecophysiological model for individual trees that was parameterized with information derived from our own studies or from the literature. Using the model, we evaluated the adaptive response of beech stands in two ways: firstly, through sensitivity analyses (of initial genetic diversity, pollen dispersal distance, heritability of selected phenotypic traits, and forest management, representing disturbances) and secondly, through the evaluation of the responses of phenotypic traits and their genetic diversity to four management regimes applied to 10 study plots distributed over Western Europe. The model results indicate that the interval between recruitment events strongly affects the rate of adaptive response, because selection is most severe during the early stages of forest development. Forest management regimes largely determine recruitment intervals and thereby the potential for adaptive responses. Forest management regimes also determine the number of mother trees that contribute to the next generation and thereby the genetic variation that is maintained. Consequently, undisturbed forests maintain the largest amount of genetic variation, as recruitment intervals approach the longevity of trees and many mother trees contribute to the next generation. However, undisturbed forests have the slowest adaptive response, for the same reasons.Gene flow through pollen dispersal may compensate for the loss in genetic diversity brought about by selection. The sensitivity analysis showed that the total genetic diversity of a 2 ha stand is not affected by gene flow if the pollen distance distribution is varied from highly left-skewed to almost flat. However, a stand with a prevailing short-distance gene flow has a more pronounced spatial genetic structure than stands with equal short- and long-distance gene flows. The build-up of a spatial genetic structure is also strongly determined by the recruitment interval. Overall, the modelling results indicate that European beech has high adaptive potential to environmental change if recruitment intervals are short and many mother trees contribute to the next generation.The findings have two implications for modelling studies on the impacts of climate change on forests. Firstly: it cannot be taken for granted that parameter values remain constant over a time horizon of even a few generations – this is particularly important for threshold values subject to strong selection, like budburst, frost hardiness, drought tolerance, as used in species area models. Secondly: forest management should be taken into account in future assessments, as management affects the rate of adaptive response and thereby the response on trees and forests to environmental change, and because few forests are unmanaged. We conclude that a coupled ecophysiological and quantitative genetic tree model is a useful tool for such studies.     

长白山树线交错带的生物量分配和净生产力

随山地垂直带海拔上升,环境恶化会影响到植物生物量的绝对量和相对量的分配,进而影响到生态系统的碳平衡。测定了位于长白山北坡海拔1900m树线交错带的两个林分:长白落叶松混交林和岳桦林的生物量分配和净生产力,并与低海拔相似林分进行了比较,探讨树线特殊环境下树木的生长反应和生态系统的碳投资策略。树线交错带林分生物量和生产力都出现急剧降低,冠层树干生物量比例急剧降低,而枝、叶生物量比例有显著增加。而根系比例和地下/地上生物量比在两种林分表现出不同的反应,树线落叶松混交林出现急剧增加,而树线岳桦林与低海拔岳桦林相比没有显著差别。枝、叶生物量比例增加,特别是叶生物量分配增加有利于在树线恶劣环境的碳吸收和碳平衡,是对树线交错带大风、积雪等恶劣气候的可塑性适应,树木在树线出现多分枝、矮曲生长型。树线地带落叶松混交林和岳桦林的净生产量也出现急剧降低,但根系生产量比例则较低海拔同类林分高,有利于对土壤中水分和养分的吸收。     

东昆仑五龙沟金矿床Ⅲ矿段原生晕特征及模式

五龙沟金矿床Ⅲ矿段呈现以Au、As、Ag为主 ,伴有Pb、Zn、Cu、Bi、Sb等多元素的综合原生晕 ,其中Au、Ag、As为典型矿致异常元素组合 ,其次为Hg、Sb、Bi;Ag、As、Sb等元素为远程指示元素 ,也为矿体前缘晕和上部特征元素 ;Hg、Bi、Pb为矿体上部和中上部原生晕特征元素组合 ,也为中远程指示元素 ;Cu、Zn为矿体中部和中下部原生晕特征指示元素 ;Au在整个原生晕中均是特征直接指示元素 ;原生晕轴向分带序列为As-Sb-Ag-Bi-Pb-Hg-Au-Zn -Cu,横向分带序列为 ,矿体上部原生晕 :Au -Zn -Ag -Bi-As-Hg -Cu-Sb -Pb ;中下部原生晕 :Zn -Cu-Au -Ag -Hg-As-Pb -Sb -Bi。矿致原生晕特征为Au原生晕发育 ,平均强度大于 1 60× 1 9-9;原生晕组合复杂 ,Au、Ag、As、Sb、Hg、Bi、Zn原生晕连续性好 ,范围大于构造带 ,有内中外或外中浓度带 ,各指示元素原生晕吻合性好 ;一般在矿体 (带 )受中度剥蚀深度 (或矿体已露出 )断面上 ,Au -Ag和Au -As具正相关表现 ,相关性较好。这些特点或指标 ,可作为以蚀变岩型为主要类型金矿床的地球化学信息标志     

商陆和烟草对锰胁迫的抗氧化响应研究

研究植物的重金属累积能力对于植物修复和植物冶金意义重大.Mn超累积植物商陆(Phytolacca americana L.)的耐性/累积机制至今还不清楚,为了研究商陆在Mn胁迫下的抗氧化酶作用,将萌发6周的商陆和烟草幼苗分别放入1 mmol·L~(-1)或3 mmol·L~(-1)的1/2 Hoagland营养液处理4 d,实验表明商陆叶片光合速率降低幅度显著低于烟草,而烟草MDA含量和电解质渗漏量增加幅度大于商陆.如1 mmol·L~(-1) Mn处理4 d后,与对照相比,商陆和烟草的光合速率分别降低13.3%和75.5%;烟草MDA含量和电解质渗漏量分别增加347.3%和120.1%,而商陆的MDA含量和电解质渗漏量没有明显增加,表明Mn胁迫对超累积植物引起的氧化损伤明显低于非累积植物.随着Mn处理浓度的提高和时间的延长,2种植物叶片SOD和POD活性均迅速增加,其中商陆SOD活性的增加幅度大于烟草;另外,商陆CAT活性持续上升,而烟草CAT活性显著下降.如在1 mmol·L~(-1) Mn处理下,商陆SOD、POD和CAT活性分别提高161.1%、 111.3%和17.5%;烟草SOD和POD提高55.5%和206.0%,而CAT下降15.6%,表明商陆的抗氧化酶,特别是CAT,能够有效地清除Mn毒产生的自由基.这些结果说明抗氧化酶的抗氧化能力是重金属累积植物商陆的Mn耐性机制之一.     

基于多孔环形喷嘴的可燃爆粉尘分散特征的密度效应研究*

为了研究不同密度的可燃爆粉尘在内置多孔环形喷嘴的20 L爆炸特性测试装置中的分散特征,基于负载粒子流方法、耦合DPM动量平衡方程和时间平均 Navier Stokes控制方程组,实现3种不同密度的煤粉、铝粉和锆粉在20 L爆炸测试装置中粉尘分散全过程的数值模拟。研究结果表明:多孔环形喷嘴的分散较为均匀,但是约束管道末端存在局部粉尘残留区,致使爆炸仓内真实粉尘浓度远低于形式浓度;爆炸仓中心位置的最大湍动能随着粉尘密度的增加而减小,只有显著地变化粉尘密度才能展示区分度较高的浓度峰值和抵达浓度峰值的时间。     

AO一体化改良工艺在北方城镇中小型污水处理厂的应用优势

北方城镇中小型污水处理厂进水的水质、水温变化较大,冬季水温在12℃以下,低温对氨氮去除效果有明显影响。根据几种传统生物法污水处理工艺的比较表明,CASS工艺比较适合城镇中小型污水处理厂。为研究出比CASS工艺更适合北方中小城镇污水处理厂的工艺方法,以宁安市污水处理厂为研究对象加入悬浮填料技术并对传统AO工艺进行改造．在污染物去除率、占地面积、工程造价生产成本方面与CASS工艺进行比较。其中,COD和NH3-N污染物去除率分18℃和40℃水温两个周期进行检测对比。以上比较结果为北方城镇中小型污水厂的工艺选择及优化运行提供技术支持及理论依据。     

小飞扬草(Euphorbia thymifolia L.)中镉的亚细胞分布及化学形态

采用差速离心法和逐步提取法,分析Cd超积累植物小飞扬草根、茎、叶中Cd的亚细胞分布和化学形态.培养液中Cd浓度5mg/L和10 mg/L条件下,在小飞扬草根、茎、叶中,细胞壁和细胞膜是Cd主要的结合场所,含量分别占总量的47.1％～49.0％、39.7％～41.4％、42.9％～56.2％,其次是胞液组分,含量分别占37.5％～41.4％、28.2％～40.7％、35.2％～46.8％,细胞器组分中Cd含量较少.Cd在小飞扬草根、茎、叶中均以氯化钠提取态为主,含量分别占70.5％～84.8％、72.4％～83.0％、50.0％～74.8％.根部各提取态含量依次为CNaCl＞CHAC＞CEtOH＞CHCl＞CW＞CR,茎、叶中各提取态含量依次为CNaCl＞CHCI＞CHAC＞CEtOH＞CW＞CR.在小飞扬草中,Cd与细胞壁和细胞膜中的果胶酸和蛋白质等物质结合固定,而进入细胞的Cd大部分与有机酸络合而隔离于液泡内,这可能是小飞扬草忍耐并超积累Cd的机制.     

美洲商陆和籽粒苋对接种伯克氏菌的生理生化响应及其对富集铯的影响

利用盆栽试验研究一株具有重金属耐性的伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.D54)对美洲商陆和籽粒苋生长及对铯富集的影响.结果表明,接种菌株D54,美洲商陆和籽粒苋总干物重分别比对照处理增加19.8%～33.4%和22.9%～76.6%,美洲商陆和籽粒苋地上部铯含量分别增加4.9%～22.4%和8.1%～19.4%,根中铯含量分别增加6.8%～15.7%和1.1%～10.8%.同时,接种微生物还增加了植物对钾的吸收,提高供试植物的光合反应速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用率,增加铯胁迫条件下植物的抗氧化酶CAT、POD、SOD的活性,降低了MDA的含量.     

天山北麓地区博乐黄土磁化率、粒度特征与古气候意义

受西风控制的天山地区黄土广泛分布,是中亚重要的黄土分布区之一。这些陆相风成沉积物为研究中亚干旱区气候环境变化历史提供了重要的信息载体。本文选取天山北麓博乐地区一个厚为12.7 m的黄土剖面作为研究对象,分析了其磁化率、粒度指标的变化特征,并探讨了其古气候意义。结果表明:(1)博乐黄土粒度组成以粉砂为主,是典型的风成沉积物,成壤作用很弱;(2)博乐黄土磁化率变化主要受控于风力强度;(3)剖面粒度的环境敏感粒级为31.7μm、31.7—282.5μm,分别可能代表风暴过后的浮尘堆积和风暴过程中风力近距离搬运的沉积物组分;(4)博乐黄土MIS(海洋氧同位素)3阶段记录了多次千年尺度气候事件,能与北大西洋Heinrich事件和D-O事件对应,表明中纬度西风环流在传递北大西洋信号到东亚的过程中扮演着重要角色。