"导度—光合"模型广泛应用于植被蒸腾估算,其中气孔导度斜率是模型的核心参数,通常用一个特定于生物群系的固定值进行参数化.然而,有研究指出气孔导度斜率存在季节性变化,故常数化气孔导度斜率的方案将导致植被蒸腾估算产生较大的不确定性.因此,如何优化气孔导度斜率的参数方案是提升植被蒸腾估算精度的关键.已有研究表明,使用叶面积指数对气孔导度斜率进行动态参数化可以有效改进对落叶林植被蒸腾的估算,但目前尚不清楚该方法是否同样适用于林冠季节变化不明显的常绿林.此外,最优性原理进一步解释气孔导度斜率为温度的函数.因此,利用温度模拟气孔导度斜率的效果是否优于叶面积指数也有待研究.针对以上问题,选取6个FLUXNET常绿林站点研究气孔导度斜率与叶面积指数和气温的关系,并对比2种参数化方案的模拟结果.结果显示,气孔导度斜率在各站点都随叶面积指数和温度的变化而变化,二者均呈现显著的负相关关系,动态参数化方案结果均优于常量气孔导度斜率静态参数化方案.这表明在常绿林中利用叶面积指数对气孔导度斜率模拟仍然有效,但温度对气孔导度斜率的解释能力(R2=0.45± 0.12)比叶面积指数的(R2=0.28±0.23)更强.进一步对比基于叶面积指数和温度参数方案所得的气孔导度和植被蒸腾,发现在日尺度上基于温度的方案比基于叶面积指数的结果改进更明显,显著降低了植被蒸腾估算的均方根误差(26.0％±24.4％).以上结果说明基于温度的气孔导度斜率参数化方案具有可行性,并有助于从机理层面改进常绿林生态系统的气孔导度和植被蒸腾动态的模拟.
Coral reef ecosystems are characterized by high primary production and biodiversity,providing rich biological resources and valuable ecosystem goods and services for humans.Reef-building corals survive in coastal areas near several nuclear power plants in China.Additionally,coral islands can potentially support future applications of floating nuclear power plants in remote marine environments for energy supply.Although artificial radionuclides derived from nuclear power plants are released into coral reef ecosystems,there is limited information on the biogeochemical behavior of artificial radionuclides and their radiological impacts on coral reef ecosystems.In this study,key artificial radionuclides,including 14 C, 239+240 Pu 90 Sr, 236 U, 129 I,and 137 Cs,were carefully selected and comprehensively investigated from the perspectives of activity concentration,coral skeletonseawater distribution coefficient （K d value indicating the ability of enrichment）,and radiation dose rates derived from the ERICA model.Based on our previous studies on 14 C, 90 Sr,and 137 Cs in coral reef ecosystems,we reviewed and analyzed the research progress on key artificial radionuclides,which were classified into low-level（K d ≤1 L/kg）,medium-level （1 L/kg＜K d ＜1 000 L/kg）,and high-level （K d ≥1 000 L/kg） enrichment groups according to the Kd value.The Kd values were ranked in descending order as 14 C＞ 239+240 Pu＞ 90 Sr and 236 U＞ 129 I＞ 137 Cs.The radiation dose rates of the above-mentioned artificial radionuclides and naturally occurring radionuclides of 210 Po in coral polyps were simultaneously calculated using the ERICA tool and ranked in the order 14 C＞ 90 Sr＞ 137 Cs＞ 239+240 Pu＞ 236 U＞ 129 I.The total radiation dose rate of artificial radionuclides was estimated to be 4.73×10 -4 μGy/h,which was much lower than the radiation dose rate of 210 Po （6.60μGy/h） and the screening benchmark level of no effect （10μGy/h）.Therefore,artificial radionuclides in the surface seawater of the South China Sea should not pose significant radiological risks to coral polyp populations.Overall,our results provide technical support for the assessment of nuclear safety in coral reef ecosystems in the context of the potential application of floating nuclear power plants in coral islands in the South China Sea.
地下水年龄是重要的水文地质学参数,可以指示地下水的循环时间和更新能力.常用环境同位素测定地下水年龄,但不同的环境同位素由于半衰期不同导致定年范围有限,50～1 000 a成为地下水定年的"短板".然而,50～1 000 a是近代人类活动频繁的时期,地下水资源、水环境和水气候记录档案等研究都需要年龄标尺.32Si可以用来确定50～1 000 a地下水的年龄,但是由于其复杂且费时费力的前处理和测试限制了 32Si定年的应用.32Si衰变生成子同位素32p,32Si和32P在3个月内会达到放射性平衡,放射性活度达到一致.天然状态下50～1 000 a地下水中的32Si与32P一直处于放射性平衡状态,所以直接富集地下水中的32P可以用于50～1 000 a地下水的年龄测定.地下水中32P的富集采用氢氧化镁共沉淀法,方便快捷.因此,放射性成因32P有望解决50～1 000 a地下水的定年"短板".在江汉平原地下水实例研究中发现,放射性成因32P定年结果与32Si定年结果基本一致.因此,放射性成因32P是解决50～1 000a地下水定年"短板"的有效工具,且便捷准确.
Mercury has received widespread attention as a toxic heavy metal contaminant. Organic mercury, especially methyl mercury（MeHg）, is more toxic than inorganic mercury and can easily accumulate in the food chain; therefore, the problem of inorganic to organic mercury conversion has attracted much attention in recent years. Most previous research has focused on mercury methylation in marine environments, and research on freshwater environments, especially wetlands, is lacking. The uniqueness and complexity of the wetland environment make it a prominent MeHg production unit, and the bioaccumulation effect is evident. In the present study, the pathways, mechanisms, influencing factors, and related biological effects of organic mercury conversion to inorganic mercury in wetlands are systematically summarized. Sediments, particulate organic carbon, and periphyton organisms are important microenvironments for MeHg generation, and frequent interactions between organisms guarantee the high methylation potential of wetlands. Therefore, strengthening the research on Hg methylation in various wetlands is of great significance for protecting the ecology of wetlands and the health of residents.
海底碳封存是减少全球温室气体排放的重要途径之一.为确保高效安全地封存CO2,需要在封存前、封存期间和封存后对CO2的潜在运移空间进行勘探、评估和监测.当前可用于海底碳封存监测的方式主要有聚焦海底井筒的内置传感监测、聚焦储层和盖层的地球物理监测以及聚焦海床和海水层的海底环境监测.这3种方式在海底碳封存监测中分别可获得注入、监测井筒附近的温度、压力和声学等数据,深部储层和盖层地震、电磁、重力等数据,以及浅部沉积层和海水层声学、化学和海洋学等数据,对这些数据进行分析有助于识别注入地层CO2的运移特征.但欲获取海底碳封存监测的相关数据,必须首先实现针对相关监测技术和研究方法的集成应用和优质方案的设计,这也成为当前学术界和工程界亟待解决的难题.本着尽可能降本增效的原则,为实现科学有序地进行海底碳封存监测,整理了不同监测方式和相关支撑技术的工作原理、应用现状以及面临的挑战,并展望了海底碳封存监测技术的未来发展.研究结果将为我国海底碳封存作业的实施和发展提供基础指引.
编者按:地球科学在科普活动中具有得天独厚的优势,从事地球科学前沿研究的一线科学家理应是高质量科普内容产出的根本源头.2023年7月的第七届地球系统科学大会专门邀请多位科学家和科普工作者,从科研与科普两方面出发,探讨科研与科普之间的紧密联系和科学家做科普的特色,提供了推进科普事业革新发展的有益启示.
甘油二烷基链甘油四醚是一类结构稳定、来源广泛、对气候环境响应敏感的微生物标志物,也是古气候与古环境重建的重要工具.相对于其他地区,青藏高原极端微生物对环境因子的响应机理复杂,不同载体中甘油二烷基链甘油四醚的分布特征不同,这给青藏高原古气候和古环境定量重建研究带来了不确定性,限制了甘油二烷基链甘油四醚在青藏高原研究中的充分应用.首先,总结了青藏高原不同载体中甘油二烷基链甘油四醚的分布特征、来源及影响因素;其次,概述了甘油二烷基链甘油四醚指标在青藏高原古气候环境重建中的应用,重点阐述了甘油二烷基链甘油四醚在青藏高原应用中的不确定性来源及其成因解释;最后,结合青藏高原多圈层相互作用对甘油二烷基链甘油四醚的影响机理,对青藏高原各载体中甘油二烷基链甘油四醚的研究进行了讨论和展望.
贵州省具有独特的地形地势和复杂的气候条件,分光地表反照率(短波、近红外和可见光)研究不仅能细化地表参数、了解太阳分光辐射特征,还能为探究低纬山区地—气系统能量转换过程中相关分光辐射变量的物理过程提供科学参考.基于MCD43A3反照率数据、MCD15A2H叶面积指数数据、气温、降水、土地利用和土壤水分数据,使用异常变异分析、Theil-Sen(T-S)和Mann-Kendall(M-K)趋势分析以及地理探测器,分析贵州省分光地表反照率时空变化趋势及影响因子.结果表明:①分光地表反照率年际变化大小排序为:近红外＞短波＞可见光,除可见光地表反照率外均呈上升趋势,3个波段地表反照率高值区基本一致,呈东北至西南一线以及西部威宁县分布;②在季节变化中,短波和近红外地表反照率大小排序一致为:夏＞秋＞春＞冬,可见光地表反照率为:春＞冬＞秋＞夏;③分光地表反照率的主要影响因子均为叶面积指数,其次为土地利用.研究结果可揭示贵州分光地表反照率时空变化和驱动机制,为贵州山区生态保护提供参考.
为揭示小兴安岭地区火灾长期演化规律,基于一个典型泥炭沉积柱芯的大(＞125 μm)、中(50～125 μm)、小(＜50 μm)3种炭屑组分记录,分别重建了近1 100年来局地、局域和区域火灾演化历史,并结合区域已有气候、植被和人类活动资料,探讨了其对环境变化的响应机理.研究结果表明,相对暖干的气候条件易引发火灾,但火灾频率和强度分别受草本植物和木本植物相对比例的控制.受此环境条件影响,1 100～900 cal a BP采样泥炭地的局地、局域和区域火灾频率和强度较低,900～570 cal a BP达到最高,随后570～200 cal a BP显著降低.近200 cal a BP来,受人类活动和气温升高的共同驱动,采样地局域和区域火灾频率显著上升,而采样地局地火灾频率和强度相对较低,主要受湿度增加和乔木植物减少的制约.
1 来稿要求 (1)来稿应具有科学性、创新性、时效性,应具有自己的独到见解和前瞻性,不发表科普作品、实验和读书报告等类文章. (2)来稿涉及国家保密问题的应提供作者单位的保密审查证明材料,图件必须采用由自然资源部标准地图服务系统(网址:)上发布的经过审核的相关标准地图,并标注审图号,对原图的任何修改均需要重新送审.
精准的蒸散发观测是解释和理解水与能量交换过程及其机理的重要途经,亦可为蒸散发遥感产品验证提供数据支持.基于表面更新理论的高频温度法对蒸散发物理过程的描述,不同于经典的涡动相关法,是一种新兴的蒸散发观测手段,其观测精度媲美涡动相关系统,且高频温度观测系统成本较低(低于波文比系统),在欧美等地获得推广应用.通过梳理高频温度法理论基础与国外近30年的研究进展,结合国内初步观测与研究成果,探讨了高频温度法应用中面临的问题与挑战,为推动国内蒸散发观测方法多源化并从多角度理解蒸散发过程及其机理提供方法支撑.
对汇流时间短、暴雨时程分配集中的城市地区而言，采用海绵城市技术与水工程群联合调度的协同治理模式，是应对城市洪涝问题、优化城市水资源配置，以及减缓城市洪涝灾害的有效手段。系统梳理总结了我国海绵城市建设发展历程及研究进展，结合水循环机理分析了海绵城市技术在防洪排涝中的功能；通过总结城市水工程群调度典型措施及应用研究现状，分析了联排联调技术在防洪排涝中的作用。在此基础上，以福州市主城区为案例，定量分析了海绵城市技术与水工程群调度协同治理对减小城市洪涝灾害的作用。
国际地球自转与参考系统服务组织于2022年4月发布了最新的国际地球参考框架ITRF2020(the International Terrestrial Reference Frame 2020).由于采用了更长的时间序列、更加完善的处理模型和更加优化的处理策略,ITRF2020的精度要优于ITRF2014.相对于ITRF2014,ITRF2020在原点和尺度参数实现策略上有显著改进,并第一次明确给出了季节性信号的原点、尺度和定向,即:①采用分段对准策略改进了原点和尺度参数实现方法;②分别给出了在地球质量中心和地球形状中心框架下的季节性信号的原点、尺度和定向实现,以及地球质量中心和地球形状中心框架下的谐波参数模型.此外,参与ITRF2020构建的各独立技术的数据处理也有显著进步.首先详细介绍了 ITRF2020的4种空间大地测量技术数据处理进展以及技术间组合的技术进步,然后对ITRF2020基准实现进行简要分析,最后对其存在的不足进行初步分析与讨论.
对国家自然科学基金委员会地球科学部环境地球科学学科2023年度相关项目的申请和获批情况进行分析,对于下一年度申请人和单位申请项目具有重要的借鉴意义.分析了环境地球科学学科2023年度各类项目的申请、受理、评议和资助情况;总结了 2022年度环境地球科学学科项目结题情况以及主要学科方向取得的研究进展.
1来稿要求 (1)来稿应具有科学性、创新性、时效性,应具有自己的独到见解和前瞻性,不发表科普作品、实验和读书报告等类文章. (2)来稿涉及国家保密问题的应提供作者单位的保密审查证明材料,图件必须采用由自然资源部标准地图服务系统(网址:)上发布的经过审核的相关标准地图,并标注审图号,对原图的任何修改均需要重新送审.
国家自然科学基金委员会地球科学部地球科学五处(大气学科)顺利完成2023年度集中接收项目的申请、评审、资助和结题等工作.从项目申请来看,2023年度大气学科收到面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目申请共计1 928项,较2022年度增加了 6.1％,其中2项申请书因不合管理规范而不予受理,不予受理项目数较往年有所减少.收到国家杰出青年科学基金项目申请62项,优秀青年科学基金项目申请92项,受学部委托负责的"天气及气候系统与可持续发展"领域重点项目接收申请49项.从项目评审结果来看,面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目通讯评审综合评价得分较前两年有所提升.学科评审组会议继续试点分组讨论,以提高评审效率.会评专家明确"支撑技术"板块的定位,支持支撑技术相关研究.从资助情况来看,以上3类项目共资助417项,平均资助率为21.6％,较2022年度有所下降.从结题成果来看,2022年度这3类项目共结题319项,发表论文等指标与往年相当.
大气氮沉降增加及其全球化影响了陆地生态系统碳循环模式.微生物碳利用效率是驱动土壤碳循环的重要因素,同时也是土壤碳循环模型的重要参数.然而,氮沉降对土壤微生物碳利用效率影响的结论不一致,其背后的作用机理也不清晰,这严重限制了对在大气氮沉降下土壤碳循环动态和碳储存潜力的预测.对森林生态系统土壤微生物碳利用效率的历程和方法进行了综述,并从生物因子和非生物因子两个方面归纳总结了氮沉降增加对微生物碳利用效率影响的机理.在生物因子方面,氮沉降可通过改变微生物量和群落结构以及调节微生物酶活影响微生物碳利用效率;在非生物因子方面,氮沉降可通过改变土壤氮状态、土壤化学计量学和土壤pH,以及地上植被动态(如根系分泌物、凋落物输入等)影响微生物碳利用效率.总体来看,适量氮沉降可以缓解生态系统的氮限制,提高微生物的活性,进而促进微生物碳利用效率;但过量氮沉降则会抑制微生物生长,降低微生物碳利用效率.最后,对未来研究进行了展望,强调要优化微生物碳利用效率的测定方法、从不同时间尺度和空间尺度研究多因素交互的影响等,以期为深入研究森林生态系统碳循环过程与机制提供理论支持,同时为准确评估和预测森林生态系统土壤碳库的固碳潜力提供科学依据.
定量评估可持续发展目标(Sustainable Development Goals,SDGs)的进展和指标间复杂的相互作用对于监测SDGs的实现进度以及指导政策制定和实施至关重要.以国家可持续发展议程创新示范区(临沧市)为研究区,基于统计、遥感和监测等地球大数据,在SDGs全球指标框架的基础上,通过实地调研,结合临沧市地域特色和数据获取情况,选取70个SDGs指标构建了评估边疆多民族欠发达地区SDGs进程的指标体系.在此基础上,计算了 2015-2020年临沧市16个SDGs得分值和可持续发展综合指数,评价了临沧市SDGs进展状况,提出了临沧市可持续发展面临的关键挑战及解决对策.研究表明,2015-2020年临沧市SDG 6、SDG 7和SDG 13基本保持较高的得分值,其余目标和可持续发展综合指数均呈现增大趋势.在SDGs发展进程方面,16个目标均具有较好的发展进程,SDG5年均增长率最大,SDG 13基本保持不变;此外,有81％的SDGs指标具有较好的发展进程.该研究可为其他典型示范区推进可持续发展建设提供参考,为推进中国乃至全球欠发达山区可持续发展提供良好借鉴.
为了使科研人员更好地了解海洋科学与极地科学领域基金项目的申请情况,提高项目申请书和结题报告的质量,分析了 2023年度地球科学部四处(海洋科学与极地科学,申请代码D06)各类项目的申请、评审及资助概况,总结了 2022年度结题项目和在研项目的成果标注情况,归纳了2022年度结题项目取得的研究进展.还梳理提出了上述管理过程中发现的问题,总体来看,2023年度面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目申请单位数量较2022年度增加36个,项目申请总量较2022年度减少6项,这3类项目分别减少56项、增加33项和增加17项.2022年度结题项目尚存在研究成果第一标注率较低和结题报告撰写不规范等问题.
介绍了 2023年度地理科学学科集中受理期项目申请与受理状况,分别从三大分支学科、3种项目类型与4类科学问题属性方面分析了 2023年度科学基金项目评审与资助状况,并指出了在项目申请与评议工作中应注意的事项.对于2022年底的结题项目,分析了各类项目发表SCI/SSCI和中文核心期刊收录论文情况,并重点阐述了各分支学科项目取得的主要研究进展.
