地球科学

揭开白云鄂博巨量稀土富集之谜

中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究院重点实验室的杨奎锋副研究员和范宏瑞研究员等开展了碳酸岩浆强烈分异演化的研究，相关论文发表于Geology。白云鄂博稀土-铌-铁矿床的稀土资源量位居全球首位。白云鄂博地区的岩浆碳酸岩包括铁质、镁质、钙质三种类型，依据不同类型碳酸岩脉间的穿插关系、碳酸岩脉的似斑状结构，以及碳酸岩脉状中白云石、方解石矿物的核边结构判断，碳酸岩具有从铁质，到镁质，再到钙质的演化趋势。全球共发育527处岩浆碳酸岩，其中仅有5%为铁质碳酸岩，而白云鄂博是少有的能够从铁质碳酸岩演化到钙质碳酸岩的实例。强烈的碳酸岩浆分异演化过程是白云鄂博巨量稀土元素富集的关键控制因素。

全球城市用地扩张对生态系统的影响

中山大学地理科学与规划学院刘小平教授团队首次从全球尺度剖析了城市扩张因子和气候驱动因子对陆地净第一性生产力（NPP）变化的影响和相对贡献。研究论文发表于Nature Communications。研究发现，2000—2010年全球城市用地扩张导致陆地NPP呈现减少的趋势（22.4 TgC year-1），这抵消了由气候驱动因子导致的NPP增加部分的30%。论文综合探讨城市扩张因子和气候驱动因子对陆地NPP变化的影响，分析了全球城市用地扩张和气候驱动因子对同期陆地NPP变化的影响和相对贡献，研究成果对于理解全球陆地NPP变化的复杂机制具有重要意义。

基于水汽来源探讨青藏高原内流区水量变化的原因

中国科学院青藏高原研究所圈层作用与环境变化团队苏凤阁研究员课题组及合作者，基于三套大气再分析资料（ERA-I、MERRA-2、JRA-55），利用WAM2水汽追踪模型，追踪并量化了高原内流区1979—2015年的水汽来源。研究论文发表于Journal of Geophysical Research： Atmospheres。结果表明：陆源水汽主导了高原内流区的水汽输入（52%～54%），而内循环（Local recycling）占水汽总输入量的17%～22%；内流区1979—2015年降水的增加主要源于夏季印度洋水汽貢献的增加，且水汽主要通过研究区西、南边界输入；高原内流区的净水汽收支控制着区域陆地水储量和湖泊水量的变化。

弧后盆地玄武岩钙同位素研究

中国科学院海洋研究所深海中心孙卫东课题组开展了关于弧后盆地玄武岩钙同位素的研究，这对理解板块俯冲和部分熔融过程中的钙同位素分馏行为，应用钙同位素示踪高温地质过程具有重要意义。该成果发表于Geochimica et Cosmochimica Acta。尽管这些BABBs源区受不同俯冲物质的影响，但它们的钙同位素组成与指示俯冲物质影响程度的指标不存在相关性，表明该俯冲作用对BABBs源区钙同位素组成的影响不显著，因此推测该地区俯冲物质的钙同位素组成与地幔相似，或俯冲板片进入BABBs源区的钙元素通量较小。俯冲沉积物的沉积深度是决定沉积物组分的重要因素，可进一步决定俯冲过程对地幔钙同位素组成的影响。

岩浆房中“晶粥”对于玄武质岩浆的改造

中国科学院广州地球化学研究所杨阳及合作者针对岩浆房中玄武质岩浆与晶粥的反应展开实验岩石学研究。研究论文发表于Geochemistry， Geophysics， Geosystems。实验采用干体系下玄武岩浆最初结晶的矿物（橄榄石和斜长石）作为晶粥组成，利用不同Mg#的玄武岩与其反应。实验结果可以应用到大洋和大陆不同构造环境下玄武岩浆的形成和演化过程。论文提出全球富Al MORB的成因为MORB岩浆与晶粥的反应。强调利用高Mg#单斜辉石的组成来反演岩浆组成需要谨慎。同时提出岩浆房过程对于玄武质岩浆的改造在不同构造背景下普遍存在。

碳酸盐岩风化碳汇研究进展

中国科学院地球化学研究所刘再华研究员与柏林自由大学Georg Kaufmann教授研究团队合作，开展了全球碳酸盐风化碳汇通量对气候和土地利用变化的敏感性的研究，探讨了全球气候和土地利用对碳酸盐岩风化碳汇的控制机理，并预测了未来碳汇的变化趋势。相关成果发表于Nature Communications。研究碳酸盐岩风化过程对气候和土地利用变化的敏感性不仅有助于解决所谓的“全球遗失碳汇问题”，而且有助于揭示该地质过程在未来全球碳循环中的地位，以应对全球气候变化。碳酸盐岩风化碳汇将在未来敏感地响应全球变化，包括气候和土地利用变化两方面（均影响径流），应当被考虑到全球碳循环模型中。

基于多智能体的土地利用优化模型构建

中国科学院地理科学与资源研究所宋伟等耦合具有土地利用规划知识的MAS（Multi-agent system，MAS）与混合蛙跳算法（Shuffled Frog Leaping Algorithm，SFLA）的搜索迭代机制，发展了一种新的多智能体混合蛙跳算法（Multi-Agent Shuffled Frog Leaping Algorithm，MASFLA）土地利用优化配置模型。研究成果发表于Computers， Environment and Urban Systems。模型在天津市蓟州区的模拟显示MASFLA优化效果显著；MASFLA的优化效果要优于单一算法；MASFLA模型能够调节不同决策主体间的用地冲突，在多个优化目标与限制条件下，同时对区域土地利用空间结构与数量进行优化配置，从而促进区域土地的可持续利用。

山地地表温度地形效应分析与改正研究进展

中国科学院成都山地灾害与环境研究所数字山地与遥感应用中心山地遥感研究团队从山地地表温度地形效应特征研究出发，系统分析了山地地表温度随地形关键因子的变化特征，并提出了可行的改正方法。系列研究成果分别发表于Remote Sensing of Environment和International Journal of Remote Sensing。研究认为，简单采用该方法进行地表温度地形效应归一化不可行。通过归一化地形因子，如将坡度归零、海拔统一到同一海拔、太阳辐射因子归一化等，并将归一化数据集重新估算地表温度，进而得到地形归一化的地表温度数据，实现地表温度地形效应的改正。