25万年来黄土蜗牛的生态演替对地球轨道变化的响应

通过对洛川剖面 ２５０ ｋａＢＰ来蜗牛化石记录的分析,划分出 １１个化石组合带,研究了最近两个冰期旋回以来的生物组合特征,探讨了不同生态环境类型的变化规律及其主要的控制因素．结果表明：陆生蜗牛的生态演替过程,与地轴倾角和岁差变化的关系是明确的,喜温湿类蜗牛繁盛期对应着地轴倾角的增大期,喜冷干类蜗牛繁盛期对应了地轴倾角的减小期．反映了东亚夏季风在控制陆地生态演变过程中具有明显的 ４０ ｋａ变化周期,岁差的 ２０ ｋａ周期同时起到重要的调节作用, １００ ｋａ左右的周期变化在生态群落的演替过程中,并不是主要的控制因素,但它可能是陆地生态变化幅度的背景因素．     

2011 年3月11日日本宫城Mw 9.0 级地震对其周边地区火山活动的影响

2011年3月11日日本宫城Mw 9.0 级大震后的两天九州岛上新燃岳火山发生大规模喷发. 此次火山喷发是否是受地震触发所致, 以及地震是否同样也会造成富士山火山和长白山火山的喷发成为人们关注的热点. 通过对地震造成的区域应力应变场的计算, 发现富士山火山、新燃岳火山和长白山火山均处于体膨胀区, 在地下10 km 处体膨胀分别达到~220, ~8 和~14 nano-strain. 由同震GPS 位移场计算得到的3 个火山地区地表面应变也表现为膨胀, 符合模型计算结果. 考虑到拉张应力可能对岩浆通道产生的扩张作用、对包容在岩浆内二氧化碳气体的分异作用以及由此引发的一系列正反馈过程, 此次地震可能造成这些火山活动的增加, 应当警惕触发影响可能造成的火山喷发.     

新十年科学大洋钻探——照亮地球的过去、现在和未来

新十年国际大洋发现计划(2013-2023)以探索深部了解整个地球系统为目标,围绕气候与海洋环境、深部生物圈、地球内部与表层连接、灾害与观测等四大科学主题,预测未来,预警灾害,提出了14个前沿科学问题。继板块构造学说掀起地球科学领域的一场革命之后,科学大洋钻探将触发地球科学领域新的革命。     

气候增暖对我国近40年植物物候变化的影响

根据现代气象观测资料及中国科学院物候观测网络26个观测站点的物候资料，分析了近40年温度变化对我国木本植物候变化的影响，并建立了不同年代物候期与地理位置之间的关系模式，分析了当前气候增暖背景下物候期地理分布模式对温度变化的响应。结果表明：（1）物候期的提前与推迟对温度的上升与下降的响应是非线性的。20世纪80年代以后，在同等升降温幅度情况下，因降温而导致的物候期推迟幅度较因升温而导致的物候期提前幅度大；因升温而导致的物候期提前日数的变化率随着升温幅度的增大而减小，因降温而导致物候期推迟日数的变化率随着降温幅度的增大而加大。（2）物候期与地理位置的关系模式因气候变化而呈现不稳定特点。随着20世纪80年代以后我国大部分地区的春季增温及秦岭以南广大地区的降温，东北、华北及长江下游等地区的物候期提前，西南东部、长江中游等地区的物候期推迟；同时物候期随纬度变化的幅度减小。     

碳循环对气候变化历史责任归因的影响

全球碳循环是气候变化的根本问题,其长期演变决定了人类导致的气候变化的速度和程度,也决定了稳定大气CO2浓度的减缓政策的制定和减排技术的施行.本研究利用2个参与了第5次耦合模式比较计划的耦合了碳循环过程的地球系统模式CESM和BNU-ESM,模拟研究了工业革命以来碳循环对气候变化历史责任归因的影响.模拟结果表明,以大气CO2浓度的升高为衡量指标,相比通常研究中以累积排放量为指标,发达国家碳排放的历史责任减小了6%~10%,发展中国家增大了6%~10%.这是由于历史时期(1850~2005年)发达国家占主导的工业碳排放对这一时期海洋和陆地固碳量的增加贡献了61%~68%和61%~64%,而发展中国家贡献了32%~39%和36%~39%.因此发达国家排放情景下,相对较大的全球碳汇固碳量减小了发达国家碳排放的历史责任,但也由于海洋吸收了更多的碳,使得发达国家对全球海洋的酸化负主要责任(68%).而且发达国家的高排放降低了全球碳汇的固碳效率,可能影响未来长期的固碳量,加剧全球增暖的程度.因此未来在制定减排方案时,需要进一步考虑到碳循环过程对减排方案的响应和影响.     

近期碳排放趋势对气候变化历史责任归因的影响

以减排为目的的国际谈判依赖于对气候变化历史责任的归因.近年来发展中国家快速的工业化使其工业碳排放量不断增加并超过了发达国家,这对以往的不含近期碳排放影响的气候变化历史责任划分提出了新的挑战.本文利用耦合了碳循环过程的CESM(community earth system model)模式,模拟研究了发达国家和发展中国家近期的工业碳排放对气候变化历史责任归因的影响.结果表明:将以往研究中的1850~2005年的历史责任归因延长到2011年,模拟的工业革命初期以来大气CO2浓度的升高、大气升温、海洋暖化以及北半球海冰的消融,有55%~62%的责任来自于发达国家的工业碳排放,其余38%~45%来自于发展中国家的碳排放.与不包含近期(2006~2011年)碳排放计算的结果相比,发达(发展中)国家对气候变化的历史责任减小(增大)了1%~2%,因此近期的碳排放趋势对长期的气候变化历史责任归因的影响很小.此外,尽管统计的近年来发展中国家的碳排放量显著增长并超过了发达国家,但忽略了国际贸易带来的发达国家向发展中国家转移碳排放量,从而转嫁历史责任的问题,未来需要进一步考虑排放转移对气候变化历史责任归因的影响.     

冬小麦叶片暗呼吸对CO2浓度和温度协同作用的响应

植物暗呼吸的准确评估直接影响到植物碳收支估算.为弄清气候变化对冬小麦叶片暗呼吸的影响,采用开顶式气室模拟研究了冬小麦叶片暗呼吸对不同CO2浓度和温度的响应.结果表明,冬小麦叶片暗呼吸速率随CO2浓度升高呈线性下降趋势,560μmolmol1CO2浓度下冬小麦叶片暗呼吸速率较390μmolmol1CO2浓度下平均降低11%.冬小麦叶片暗呼吸速率与温度呈指数关系,暗呼吸温度系数Q10接近于2.冬小麦叶片暗呼吸对温度和CO2浓度的响应是独立的,据此建立了冬小麦叶片暗呼吸对CO2浓度和温度协同作用的响应关系.研究成果可为估算未来气候变化对冬小麦暗呼吸速率的影响,采取科学的碳对策提供依据.     

干旱区绿洲土壤养分对不同作物系统的响应

以干旱区三工河流域下游绿洲作为研究区,应用GIS和数理统计学方法,通过对当地农作物轮作制度的调查和历史资料的分析,遴选6种主要作物组合系统,并利用1982,1999和2003年土壤养分数据,分析干旱区绿洲土壤养分对农作物系统变化的响应．结果表明:(1)三工河流域绿洲不同时期的政策、法规和市场变化直接影响了作物系统的变化,研究区土壤有机质经历了先下降后上升的变化过程,碱解氮、速效磷和速效钾含量随土地耕作年限的增加增幅明显;(2)耐盐碱作物和粮食作物向棉花的转变不利于土壤有机质的积累,而粮食作物、棉花等向多年生作物的转变使得土壤有机质含量明显增加;(3)干旱区绿洲土壤总体表现为“碳汇”的过程,说明人类农业活动基本合理,绿洲生态环境正逐步得到改善．     

温度对拟南芥STN7激酶表达及LHCⅡ蛋白磷酸化的影响

拟南芥STN7蛋白激酶参与了LHCⅡ蛋白的磷酸化和状态转换过程. 本研究根据STN7激酶的蛋白序列, 合成了一段含11个氨基酸的亲水肽段, 与牛血清蛋白BSA偶联后, 免疫家兔制备得到合成多肽的抗体, 免疫双扩散和Western blot检测表明该多肽抗体效价和特异性较高. 借助该多肽抗体、磷酸化抗体和低温(77 K)荧光, 研究了温度对拟南芥LHCⅡ蛋白的磷酸化、状态转换和STN7激酶表达的影响. 结果表明, 温度不仅调节LHCⅡ蛋白的磷酸化水平, 而且还调节STN7激酶的表达水平. 另外, LHCⅡ蛋白的磷酸化随温度的变化趋势与STN7激酶表达量的变化趋势相对一致, 并且与状态转换密切相关, 为LHCⅡ蛋白磷酸化及STN7激酶表达调控机理研究提供了有用的信息.     

利用ISCCP D2资料分析近20年全球不同云类云量的变化及其对气候可能的影响

利用ISCCP最新的D2云气候资料集, 给出总云量及高、中、低云在全球的分布特征; 用趋势分析方法分析了近20年来全球不同云类云量的变化趋势. 结果表明: 这期间全球平均总云量总的变化趋势为减少, 但在1987年以前总云量稍有增加, 此后转为减少, 减少量约占全球平均云量的4%. 其中, 低云和高云云量呈减少态势, 而中云量稍有增加. 从云量变化趋势在全球的分布看, 存在较大的区域差异, 不同云量变化趋势具有显著的区域性. 初步分析指出, 在全球增温的气候背景下, 云量的变化对当前气候可能是一个正反馈过程, 即近年来云量的减少可能促使全球气候更加趋于变暖.