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中科院地球环境研究所西安创新研究院项目主体结构全面封顶郅都

中科院地球环境研究所西安创新研究院项目主体结构全面封顶

2月5日,由中建三局西北公司承建的中科院地球环境研究所西安创新研究院项目全面封顶。在封顶仪式上,参加仪式代表共同铲下5#楼的最后一方混凝土。中科院地球科学研究所西安创新研究院项目位于西安市高新区西安科学城,是西安高新区“两谷一心”首开重点建设项目,总建筑面积约10.55万平方米,主要用于地球环境研究。项目自2020年6月进场以来,在社会各界的关注下,与各合作单位紧密配合,克服了种种困难,最终顺利封顶。项目建设期间,承办了现场观摩会,千人前来观摩,定型化防护、质量管理、BIM应用、材料管理等获得观摩人员和专家的一致好评。 地球环境研究所建成后,将与规划的国家授时中心、中国科学院大学西安学院、纳米研究院项目等一批重大科技项目共同组成西安科学城,成为西北科技创新的引领者,未来科技的发源力。文/图通讯员穆凡 西安报业全媒体记者雷伟东

受命于天

坚守初心,雕刻历史|中科院地球环境研究所全球变化研究团队

安芷生时间就像一个无形的机器,整个世界都运行其中,它公正地流淌着,不曾因任何人的懈怠而停留。那些执着和坚守的人,他们终会把过往雕刻为一段精彩的历史。在从事全球变化研究的科学家们眼中,时间则是开展空间对比的基准。在中国科学院地球环境研究所,就有这么一支从事全球变化研究的“有思想、有平台、有成果”的高水平团队,他们徜徉在过去-现在-将来间,窥探着地球环境变化的历史与奥秘。战略领航,掌舵定向无论是学术成就还是组织协调,安芷生和周卫健两位院士都是这个团队当之无愧的主心骨,他们一起为团队发展掌舵领航。作为团队创始人,安芷生不断提出新的理论和新的思想,在团队发展的各个关键时刻提出不同的战略目标,拓展学科研究内涵。周卫健是东亚季风千年突变事件的最早发现者之一,她提出了高低纬气候相互作用对季风突变事件影响机理的创新认识,还是团队人才培养及环境示踪研究平台发展战略的倡导者。他们扎根西部、身体力行,活跃在科研第一线,和团队成员一起探索前行。新思想新理论引领学科发展20世纪80年代末,古气候研究仍囿于经典冰期-间冰期理论框架之中。尽管黄土沉积记录显示出气候变化的多旋回性,但到底是什么控制着黄土-古土壤序列的形成仍是一个不解之谜。地质现象和原有理论之间的差异使得我国古气候研究处于一个瓶颈期。在这一背景下,安芷生在20世纪90年代初率先提出中国黄土-古土壤序列记录了东亚冬、夏季风气候变迁历史的新思想,进而总结出东亚环境变化的季风控制理论。该理论完美破解了中国黄土-古土壤序列形成之谜,解释了湖面波动、沙漠进退、林线雪线移动、动植物迁徙、南海海面温度变化等一系列环境变化现象,突破了经典冰期-间冰期框架,给当时陷入瓶颈的东亚古气候研究带来一股清新之风。国际著名古气候学家、美国科学院院士John Kutzbach教授对这一理论给予了高度评价,说它“将照亮东亚环境变化研究的道路”。Kutzbach的评价很有远见,季风控制理论确实引领了近30年亚洲第四纪地质学的发展。直到今天,古季风气候变化仍是全球变化研究领域的热点之一。21世纪初,安芷生又带领团队首次将地质记录与数值模拟结合,关注青藏高原阶段性隆升对亚洲季风-干旱环境系统耦合演化的影响,提出了“亚洲季风-干旱环境演化与高原生长联系”的新概念;此后又相继揭示了两极冰盖和大西洋经向翻转环流对亚洲季风的影响,指出跨赤道气压梯度和穿赤道气流对冰期-间冰期印度夏季风演化的影响。周卫健在20世纪90年代中期开展了东亚季风新仙女木突变事件的研究,指出高-低纬、海-陆-气相互作用对亚洲季风突变事件的驱动。2007年,她又通过研究黄土10Be降水信号,发现了南北半球低纬夏季太阳辐射梯度对亚洲季风的驱动作用。通过系统总结国内外季风气候变化研究成果,团队在安芷生带领下与中国科学院大气物理研究所同仁合作,提出了多尺度全球季风变化动力学的理论框架,将亚洲季风研究推向了全球季风动力学机制探讨的新阶段。在20世纪末,我国还没有专用于环境科学领域的加速器设备,一些前沿科学探索研究长期受限于国外的测试条件。周卫健四处奔走,呼吁在国内建设一个用于地球科学研究的加速器质谱实验室。从最初的建议到项目立项,再到设备选型、购置和安装调试,几乎每一步都有异乎寻常的困难,但她每次都能沉着而坚定地应对挑战。经过近十年的艰苦努力,2006年我国第一个专用于地球环境科学研究的多核素分析加速器质谱实验室正式建成,并跻身我国第十个“大型科学仪器平台”。近年来,围绕环境示踪和放射性核素年代学两个主题,周卫健领导的加速器质谱实验室在黄土10Be示踪地磁场变化、14C定量监测城市化石源碳排放、129I核环境安全监测以及14C、10Be/26Al、129I等多核素测年领域取得了一系列突破性进展。基于黄土10Be沉积过程的复杂性,中国黄土10Be示踪地磁场变化在国际上被认为是一个几乎不可能突破的难题。周卫健以不服输的劲头,带领团队成员从10Be的生成、搬运、沉降和后期改造等过程解析入手,经过不计其数的探索,创新地构建数学模型,成功分离出了黄土10Be记录中包含的地磁场和降水信号,解决了约80万年前发生的布容-松山地磁极性倒转事件在中国黄土和深海沉积中不一致的国际难题。此外,在任地球环境所所长期间,周卫健还提出并实行了促进年轻人才成长的所级“青年百人计划”,通过该计划招聘的青年人才已成为研究所的主要后备力量。安芷生和周卫健在其研究领域的一系列开拓创新,不但在国内产生了重要影响,也在国际地学领域获得高度认可。2003年,安芷生当选为国际地圈-生物圈计划(IGBP)科学委员会副主席,成为该学术机构成立以来最高任职的中国学者。2013年,安芷生当选为美国地球物理联合会会士(AGU Fellow)。2016年,由于在“亚洲季风动力学和全球气候变化中的原创性杰出持久贡献”,他当选为美国科学院外籍院士。2016年,周卫健当选为美国地球物理联合会会士(AGU Fellow),也是目前我国大陆唯一当选的女科学家。时任AGU主席Margaret Leinen教授在向周卫健颁发会士证书时说:“她的突出贡献在于,她在亚洲开辟了宇宙成因核素示踪全球环境变化研究的新方向。”最近,安芷生又带领团队与国际顶尖科学家一起,提出“人类世”概念,将人类营力与自然营力并列作为影响地层沉积的重要因素,并不遗余力地在中国推动人类世研究,争分夺秒地开展人类世“金钉子”剖面的遴选和重要指标的确定等工作,力争在国际上率先取得突破。三个转变实现团队研究的战略转型进入新世纪,随着“西部大开发”和“山川秀美工程”等政策的实施,西部地区发展和生态保护迫切需要自然环境变化的历史、过程和发展趋势等基础研究成果来支撑。安芷生敏锐地捕捉到基础研究成果对理解自然环境变化规律及指导生态环境保护实践具有独特的优势,着手思考如何将基础研究成果服务于国家战略需求。2006年,已卸任中国科学院地球环境研究所所长职务的安芷生向研究所“十一五规划”编制领导小组建议,需要在学科方向上实现三个转变:由过去全球变化研究向过去与现代相结合的全球变化研究转变;由区域研究向区域与全球相结合的研究转变;由自然环境变化研究向自然与人类活动相结合的研究转变。在这“三个转变”思想指引下,经过十余年的努力,团队在研究时间尺度上实现了过去-现在-将来的贯通,在研究内容上实现了自然过程和人类活动的融通,在研究范围上实现了区域与全球的结合,学术成果再次实现了重大跨越。中国科学院党组评价这“三个转变”具有“战略性”意义。身体力行,长期活跃在科研第一线在地球环境研究所,要说谁对全所的科研进展最为熟悉,没有人能比得过安芷生。他身体力行,和团队成员一起活跃在科研一线。很多重要研究成果,在研究思路设计阶段,他就深度参与其中,甚至对很多研究的指导到了无微不至的程度。他位于三楼的办公室总是敞开着,团队成员有什么疑惑总喜欢和他探讨。来这里探讨的有资深的研究员,也有刚入所的研究生。探讨科学问题,他总是让人感觉是在与学术最前沿开展对话。他言语不多,但每次却能点中问题的重要症结,所以他的几句话往往就能使人茅塞顿开。黄土与第四纪地质国家重点实验室主任金章东研究员在回忆团队成员开展鹤庆钻探研究时非常敬佩地说:“从2007年准备文稿到2011年文章在Science上以Article形式发表,安先生在数据处理整合、研究思路确定、论文写作和修改等每个环节都身体力行,带着我们一起干了一千多个日夜。”在安芷生办公室对面有一个不大的会议室,这里经常是团队成员讨论科学问题和汇报研究进展的场所。这里的每一场讨论几乎都有安芷生的身影。34岁的团队成员晏宏研究员说:“安老师体力和精力真好,和我们连续讨论一个上午都不休息,我们这些年轻人都感觉疲倦,他却依然精力旺盛。”安芷生始终信奉这样的理念:“与高水平的人合作,自己也会成为高明的人”。在这一理念引领下,开展高水平国际合作成为这个团队的突出特点。安芷生善于把握最新研究动向,确定国际合作方向,而周卫健外语好,有丰富的外事工作经验。他们密切配合,为团队开展高水平国际合作做出了重要贡献。在国际合作中他们恰到好处地坚持有理、有利、有节的原则,使团队的国际合作始终做到“既广泛合作,又以我为主”。通过与美国华盛顿大学Stephen Porter教授、哥伦比亚大学George Kukla教授、威斯康星大学John Kutzbach、麻省州立大学Raymond Bradley和科罗拉多大学Peter Molnar教授等一批国际顶尖科学家的长期合作,极大提升了我国黄土、第四纪地质学与全球变化科学的研究水平和国际知名度。通过开展持续的国际合作,团队成员与外方专家也结下了深厚友谊。为中国第四纪科学和研究团队发展做出突出贡献的Stephen Porter教授和John Kutzbach教授分别于2012年和2018年获得中国国际科学技术合作奖、中国政府友谊奖,这些是我国政府在科技合作领域授予外国科学家的最高奖励。在安芷生和周卫健的推动下,团队还与美国、瑞典等科研机构分别成立了三个联合实验室,为开展稳定的国际合作提供了良好平台。2017年,经科技部认定,“地球环境国际联合研究中心”成为国家级国际科技合作基地。“一个科研团队的成功离不开完善的研究材料、先进的实验平台和高效的组织管理等,但更需要能为团队高质量发展领航定向的战略科学家。实验材料、实验平台和管理经验等通常很容易被学习和复制,而代表团队精神的战略科学家却不可多得。”地球环境研究所科技外事处处长于学峰这样说。安芷生与国外专家交流拓展领域,多样发展梳理一下这个团队的研究历程,不难发现,30多年来他们坚守初心,坚持不断积极拓展新的研究领域,在多样化发展的道路上不断前行。从最初的黄土与第四纪地质学研究起家,团队的研究方向和研究领域不断拓展。在研究的时间尺度上涵盖了构造、轨道、千年、百年、十年、年际、季节乃至数小时等尺度的环境变化。在研究材料方面,涵盖了黄土、湖沼、树轮、石笋、珊瑚、砗磲等多种地质生物记录。同时,研究团队还将环境变化的自然过程和人类活动因素结合起来。目前已经形成了利用多种记录载体开展多尺度环境变化过程与动力学研究,理解人类尺度环境变化规律,服务区域可持续发展的综合性多样化研究格局。研究载体多样化黄土就像一本无字天书,忠实记录了气候变化的历史,它和冰芯、深海沉积一起被誉为古环境变化的三大支柱。团队自组建以来从未间断过对黄土记录的研究。作为安芷生培养的博士,孙有斌在获得博士学位后,先后在中国科学院海洋研究所、南京大学地球科学系、美国Woods Hole海洋研究所和日本东京大学等机构,围绕“东亚季风变化的海陆对比”开展了深入研究。2006年他入选中科院“百人计划”回归研究所。通过黄土记录与数值模拟相结合,他提出了“大西洋经向翻转环流对季风快速变化的影响”“太阳辐射和冰量变化对轨道尺度东亚季风变率的共同驱动”“中更新世气候转型的多样性”等新认识。宋友桂则以新疆和中亚黄土为基础,开展了“一带一路”沿线中亚国家环境变化研究,在中亚黄土年代、粉尘来源与西风气候演化方面获得了一系列新认识。王旭龙成功将黄土释光年代学测试上限从10万年提高到80万年,在国际上引起较大影响。21世纪初,安芷生开始主持实施“中国大陆环境科学钻探工程”,陆续在鹤庆、罗布泊、青海湖等地获取了大量高质量湖泊沉积岩芯,从中获取了过去环境变化的历史与机制。安芷生领导的研究团队充分显示出人才和知识结构的综合性优势,围绕年代学、气候代用指标序列、气候动力学等方面的多学科协同攻关相继展开。年代学包括磁性地层学、释光、宇宙成因核素及人工放射性核素年代标记等。同一个剖面可开展多种年代学测试手段的交叉检验,确保地层年代的可靠性。气候代用指标序列则涵盖了地球物理、地球化学、环境生物学等方面。如此扎实的协同攻关,为产出系列高水平研究成果奠定了坚实基础。例如,代表印度夏季风变化的鹤庆钻孔研究成果作为Article发表在Science上;代表亚洲季风与西风气候相互作用的青海湖钻孔成果发表在Scientific Reports上;代表西部干旱化演化过程的罗布泊钻孔成果发表在美国科学院院刊PNAS上,并得到了国内外同行大量引用与高度评价。这些成果的取得也使得这个团队在湖沼古气候研究领域占据了重要位置。树木年轮学研究是这个团队开展较早的研究方向之一,它在古气候学和年代学研究中占有重要地位,可以高分辨率地记录过去环境要素的变化历史。刘禹在安芷生的安排下,从20世纪80年代中期开始,一直从事树木年轮与全球变化研究,现在已成为我国树轮界的一个领军人物。刘禹带领团队成员在全国各地采集树轮标本,并建成了目前亚洲最大的树轮样本库,为开展区域环境要素重建奠定了基础。他在国内率先开展基于树轮记录的高分辨温度、降水和流域径流重建研究,获得系统原创性成果,为认识过去2000年来气候环境变化的幅度、速率、周期、原因及未来趋势做出了贡献,得到国际同行高度认可。他在21世纪初率先开展的基于树轮资料的中国北方敏感带降水趋势预测,已得到现代气象观测记录的有效验证。他利用热带地区树轮氧同位素(δ18O)重建了过去800年中太平洋海表温度(ENSO)变化序列,这是目前全球最长的年分辨率ENSO记录。基于大量树轮样本的研究,他还将树轮记录与流域水文学相联系,重建了黑河近600年和黄河近500年的径流量变化,揭示出自然变化和人类活动共同影响下流域径流和水资源变化规律,为黄河水利建设提供了弥足珍贵的资料。基于高精度的U-Th测年技术和多种气候代用指标,洞穴石笋古气候研究在20世纪开始兴起,并显示出巨大发展潜力。安芷生敏锐地意识到这一新兴方向,于1998年组建洞穴沉积研究力量,并最早支持南京师范大学汪永进教授开展石笋古气候记录研究,为我国石笋记录研究获得国际认可做出了贡献。安芷生培养的蔡演军研究员基于云南石笋记录,揭示了南半球气候对冰期千年尺度印度季风的影响;发现了印度季风降水变化具有冰期-间冰期旋回的变化,回答了东部季风区石笋δ18O记录与黄土记录在冰期尺度周期变化差异的问题;并首次在青藏高原上开展洞穴石笋研究,对用高原南部冰芯δ18O解释古降水和古高度重建提出新认识。谭亮成研究员则将石笋记录扩展到百年-年代际尺度气候变化与旱涝灾害、社会影响和人类适应相结合的研究,揭示西风-季风相互作用对中晚全新世我国季风降雨时空分布模式的影响,并在石笋中检测到了人类活动对环境的影响。目前这一方向已经逐渐形成涵盖亚-澳地区的样品采集处理、代用指标测试分析、年代学测试等为一体的综合性研究体系,在石笋古气候研究领域占有一席之地。周卫健在2002年开始对南海珊瑚开展钻探取样,获得了大批珍贵的珊瑚岩芯,并指导研究生开展了基于碳氧同位素的海洋环境高分辨率重建研究,这些研究显示出南海珊瑚具有开展月分辨率环境因子重建的潜力。晏宏研究员是团队中最年轻的学术带头人,主要从事南海砗磲古气候研究。因为他的加盟,地球环境所这支全球变化研究的团队开始实现陆海的实质性结合。最近,晏宏和团队成员一起,在南海砗磲记录中成功识别出发生在数小时内的台风和寒潮信息,使得古气候研究向着更高分辨率的古天气事件研究迈进。观测与模拟并重在环境代用指标的测试能力方面,团队形成了完整的体系,包括地球物理、宇宙成因核素、传统和非传统稳定同位素、元素地球化学和生物标志物指标等。刘卫国研究员1999年加入这个团队时已近不惑之年。安芷生告诉他两个基本思路:一是建立服务于环境变化示踪研究的生物地球化学实验室;二是研究工作要从现代过程入手,认识黄土、湖泊现代环境下稳定同位素组成的特征、规律和气候意义,为古环境变化研究提供基础。正是听从了安芷生的建议,刘卫国开始着手建设一个服务于环境示踪研究的稳定同位素实验室。经过20多年的努力,实验室从只有一台质谱仪(时至今日仍然在运行),发展到目前形成可以从事碳、氢、氧、氮等稳定同位素和生物标志物测试研究体系。金章东研究员则用了近10年的时间,建立了多接收电感耦合等离子体质谱平台,发展了锂、硼、镁、钡等非传统稳定同位素体系,示踪了地球关键带的物质循环和分馏机制,以解译不同流域现代化学风化过程及其对季风水文过程和事件的响应。2008年汶川地震发生之后,金章东敏锐地意识到高强度构造事件的地表环境效应对于阐明长时间尺度地表侵蚀–风化及碳循环机制具有深刻科学意义。他联合来自英国杜伦大学、美国南加州大学、澳大利亚国立大学的科学家,通过汶川地震前后岷江悬浮物通量、河水化学和沉积物组成的系统对比研究,从侵蚀、风化和沉积的角度,系统揭示了地震对流域剥蚀-风化过程影响强度、幅度和持续时间,在国际上首次将风化、碱度和有机碳埋藏与构造活动直接联系起来,为“高原隆升-硅酸盐风化-气候变化”假说提供了直接而有力的证据。气候与环境过程的数值模拟是理解环境变化动力学的重要手段之一,是全球变化研究不可缺少的内容。刘晓东研究员从20世纪90年代初开始加入研究团队,使得研究团队实现了地质记录与数值模拟的结合。90年代,他参与了安芷生领衔开展的东亚全新世气候最佳期穿时性、东亚季风历史与变率等研究,研究论文成为黄土与古季风研究引用率最高的经典文献之一。此外,刘晓东还系统开展了青藏高原阶段性隆升对亚洲季风-干旱气候形成演化影响的数值模拟研究,发现了青藏高原当代气候变暖的海拔依赖性现象,并指出高原变暖可作为全球气候变化的早期预警信号。他与美国威斯康星大学的科学家合作,利用三维气候模式完成了迄今为止最长的瞬变模拟。石正国研究员则用数值模拟方法获得了青藏高原周边包括蒙古和云贵高原隆升等对气候变化影响的新认识。除了气候动力学模拟研究,该团队在粉尘环境过程与效应模拟方面也具有较高国际知名度。李国辉研究员基于观测数据并利用区域气象化学耦合模式(WRF-Chem)针对华北平原冬季典型重污染过程展开分析,定量论证了气溶胶-辐射和气溶胶-光解的相互作用对华北平原冬季雾霾贡献的相对重要性。关注大气污染团队另一个重要的研究方向是气溶胶地球化学及空气污染治理等研究。这一研究领域与黄土研究一脉相承,它伊始于黄土颗粒物与物源示踪,后来发展为气溶胶观测与科学研究,目前发展到集气溶胶物理-化学-健康效应及其治理技术为一体的综合性研究。1999年,安芷生派曹军骥前往美国沙漠研究所开展合作研究。在那里,他开始了PM2.5观测和理化研究。2003年,他在国内建设了第一个大气PM2.5长期观测站。2013年,当全国人民开始关注大气PM2.5污染时,他拿出连续10年的PM2.5日观测数据,为认识我国PM2.5污染规律做出了贡献,这被中国科学院白春礼院长称为“学科前瞻布局服务国家需求的范例”。韩永明研究员尤其关注自然火和化石燃料排放、黑炭、焦炭、烟炱及其与环境变化和人类活动之间联系等。他提出区分焦炭和烟炱的新测量方法,并将该方法从气溶胶扩展应用到土壤、沉积物黑炭测量中,获得国际卫生组织(WHO)在内的广泛国际认可。黄汝锦研究员则主要针对我国城市大气有机气溶胶来源多样、成分复杂多变、并且大部分处于痕量水平难以定量分析的挑战,率先开展有机气溶胶化学指纹综合研究。他首次揭示我国二次有机气溶胶对冬季灰霾PM2.5的重要贡献和形成机制。文章在Nature杂志发表后,在国内外引起较大反响。据此,他和团队成员指出控制挥发性有机物是治霾的关键途径之一,得到有关部门重视。2013年12月在旧金山当选为AGU fellow(美国地球物理学联合会会士)如履薄冰,奋发图强安芷生领导的团队从1987年开始建设中科院开放实验室,到1993年建设黄土与第四纪地质国家重点实验室,虽每一步都有难啃的硬骨头,但一路走来还算顺畅。时任中国科学院计划局重点实验室处处长的龚望生告诫他,干任何事情要持“如履薄冰”的谨慎态度。这句话对安芷生的影响很大。从此,“如履薄冰,奋发图强”成了团队成员的座右铭,成为“黄土室”的室训。几十年来,他们用“如履薄冰”的谨慎态度,对待每一次机遇,同时用“奋发图强”的创业精神去勇敢迎接挑战。正是这样既谨慎又刻苦的品质造就了团队科学研究事业的一次又一次跨越。“如履薄冰”的态度已经内化为团队的精神和成员遵循的规矩。这体现在他们对科学研究和实验室测试数据的严谨甚至苛刻的态度上,也体现在他们在项目争取和待人接物过程中的认真和谨慎。年代学和环境代用指标无疑是过去全球变化研究的两项最重要的内容。可靠的年代学标尺是开展环境格局重建并进而讨论环境变化动力学的基础,有效的环境代用指标则可以刻画过去环境的变化细节。在研究鹤庆钻探岩芯记录的时候,安芷生带领的团队对古地磁年代学测试几乎到了苛刻的程度。为了获得可靠的古地磁测试数据,强小科研究员一方面严格测试流程,另一方面采用双盲法由两个小组背对背对同一组样品开展交叉检验,确保测试数据绝对可靠。虽然代用指标的测试量更大,但他们并没有因此懈怠,同样以苛刻的态度完成了所有样品测试。在论文写作过程中更是数易其稿,臻于至善。功不唐捐,辛苦的付出终会迎来丰硕的回馈。从2002年开始科学钻探,到2011年论文发表在《科学》杂志上,他们打磨了整整十年,而这一成果也入选2011年度“中国科学十大进展”。2005年,经过周卫健等的多年呼吁和争取,国内第一台专用于地球环境科学研究的加速器质谱仪开始安装调试。这是一台多核素测量的加速器设备,可以测量14C、10Be、26Al和129I等宇宙成因核素。因为是国内第一台专用于环境科学研究的多核素加速器设备,同行对这台设备充满了期待。为了保证设备性能,周卫健在设备订购过程中,就要求设备生产厂家在安装调试完成后,对四个核素测试水平进行技术验收,这在国外其他加速器设备采购中不多见。加速器安装调试结束后,其他核素均能达到合同约定的测试精度,唯独10Be测试无法到达合同约定的10-15量级。他们一方面加紧改进10Be样品制备实验室,另一方面邀请10Be测量领域国际权威专家、法国G.Raisbeck教授带样品来实验室开展测试。经过不懈努力,西安加速器质谱中心的测试水平达到国际一流水平,Raisbeck教授称赞说,这是他使用过的精度最高的实验设备,加速器设备生产商也夸赞西安是他们最好的客户。在这里工作过的人可能会比较熟悉,团队对待任何机会和挑战都遵循了“如履薄冰”的谨慎态度。小到出席一次学术会议的成果展示,大到参加重大项目的竞争答辩,团队都会一丝不苟地准备材料。一份项目答辩的PPT后边往往会准备更多片子用以回答问题,而且事前也会模拟若干可能的提问。有一次,团队成员参加项目答辩,评委提出问题后,参加答辩的团队成员用事先准备好的材料圆满回答了问题,提问的评委开玩笑说:“我问的问题和你们准备的答辩材料,就跟我们事先商量好了似的。”其实这是团队事先认真准备、充分模拟演练的结果。如果说“如履薄冰”的态度决定了团队对研究事业精益求精的执着追求,那么“奋发图强”则是团队迎接各种挑战的强大力量。2010年是地学领域国家重点实验室开展五年一度评估的关键之年。此前,以该团队为主体的黄土与第四纪地质国家重点实验室已连续五次被评为优秀实验室。这一次,他们希望延续优秀,所有人都全力以赴地应对即将到来的实验室评估工作。就在这样的关键时刻,安芷生不慎摔伤。为了不影响准备评估材料,安芷生将讨论会搬到了自己家里。他躺在病床上参加讨论,团队成员每人一个笔记本电脑围坐在他的病床周围,随时修改各自负责的内容。就是凭借这样的拼命精神,在那一年的实验室评估中,他们以优异的成绩再次蝉联优秀。也是凭借这样顽强拼搏的精神,在2015年的实验室评估中,他们又一次被评为优秀,使得这个实验室成为我国地学领域两个连续七次被评为优秀的国家重点实验室之一。2019年,以该团队为主体的地球环境研究所正式启动建设“中国科学院第四纪科学与全球变化卓越创新研究中心”,这也是中科院布局在西北地区的第一个从事基础类研究的卓越中心,为研究团队开启新的征程奠定了组织基础。面向决策,智库支撑不仅基础理论研究成果在全球变化领域蜚声海内外,安芷生带领的这个研究团队,在向各级政府提供智库支持方面的表现也十分突出。他们自觉用环境变化规律的科学认知去支撑区域可持续发展,先后向各级政府提交了20余份咨询报告,为西部生态环境治理做出了突出贡献。为遏制过度人为影响造成的生态退化等环境问题,国家出台了鼓励退耕还林的政策。然而,在西北半干旱-干旱区,由于水资源匮乏,出现“年年植树不见树”的现象,或是栽植的树苗仅能勉强存活,成为多年不长的“小老头树”。这种投入大量人力物力却得不到回报的现象,令安芷生忧心忡忡。因为他们通过黄土沉积的碳同位素和孢粉研究发现,在黄土高原的塬面上过去的植被以草原为主,而不存在大范围的森林。2001年,安芷生和周卫健等向中央提交报告,指出生态重建应遵循地带性规律,恢复其自然景观,宜林则林,宜草则草,200400毫米降水量的半干旱区是生态治理的关键地区。在2003年国务院出台的《退耕还林条例》中明确“遵循自然规律,因地制宜,宜林则林,宜草则草,综合治理”。黄土高原自然地貌类型多样,不同地貌单元对水土保护的要求不尽相同。团队成员陈怡平、王云强和金钊研究员等发现治沟造地可以降低黄土高原的势能差,为延安等地实施治沟造地工程提供了科学依据。为了更加科学地开展黄土高原生态环境综合治理,安芷生、周卫健带领团队成员几乎走遍了所有地貌类型。在掌握大量第一手资料的基础上,他们组织国内有关黄土生态、水文、地质和灾害领域的专家进行研讨,于2018年提出“塬区固沟保塬,坡面退耕还林草,沟道拦蓄整地,沙区固沙还灌草”的26字方略。“26字方略”根据黄土高原不同自然地理状况给出了不同的治理方向,更加科学合理。在新的综合治理方略指导下的黄土高原生态环境将变得更加美丽,这里的经济社会也将走上高质量发展的康庄大道。从沙尘暴治理到城市大气总悬浮颗粒物治理,从大气PM10控制到PM2.5治理,从控煤抑尘到主导陕西关中城市空气污染精细化治理的“一市一策”,安芷生、张小曳和曹军骥带领的团队在大气污染成因与来源、空气污染治理先进技术等研究领域具有深厚的科学积累,能够科学地提出改善空气质量的举措,因此他们在科学上主导着陕西省及各地市的大气污染防治。在积极向地方政府提交科学建议的同时,他们还通过开展业务指导和技术培训等活动,为地方环境保护部门培养了一支具有较强业务能力的空气污染防治队伍。我国雾霾的成因非常复杂,一次排放的污染物在大气中往往会发生化学反应,生成污染更重的二次气溶胶。要在蓝天保卫战中取得胜利,除了要阻断污染源,还得降低二次污染物的生成,有必要对雾霾形成的全过程进行科学研究,追索其来龙去脉。2017年3月全国“两会”前夕,安芷生和周卫健通过中国科学院向国务院提交咨询建议报告,希望加快我国大气污染成因与来源研究,得到李克强总理的重视与批示。李克强总理在参加陕西代表团讨论时,专门带上了这份报告并向周卫健了解具体情况。基于雾霾研究的重要性,团队最终促进了我国大气污染攻关的总理基金研究专项立项,这对于理解雾霾成因与来源,切实改善我国空气质量具有十分重要的意义。此外,研究团队在我国核设施周边地区放射性水平安全性评估、环境变化的未来趋势预估、室内博物馆空气检测和文物保护、碳减排效果评估等方面也做出了突出成绩。他们及时将最新的基础研究成果撰写为咨询报告向相关部门报告,支撑国家和省市的可持续发展。中国科学院地球环境研究所成立典礼夯基筑巢,引领未来多年来,研究团队之所以能够取得一系列前沿的科技成就,与他们重视科研能力建设有很大关系。经过多年努力,他们目前在实验室测试能力、研究材料储备等方面具有良好平台,为未来产出更多高质量研究成果奠定了坚实基础。在实验室测试能力建设方面,他们坚持更准、更快、更新、更综合的理念布局实验室。目前已经形成了现代过程监测、代用指标理化测试、年代学测试和环境过程数值模拟等体系,涵盖了全球变化研究所需的关键实验支撑体系。除了满足团队自身研究的测试需求外,他们还面向国内外科学同行开展高质量的测试服务工作。团队中的实验支撑人员把“测得准”这件事看得和自己的生命一样重要。在设备相同的情况下,提高测试水平的关键是测试支撑人员的实验水平与能力。团队所在的实验室连续三次参加国际原子能机构和格拉斯哥大学组织的放射性碳测试国际比对实验。接到盲测样品后,他们认真准备实验方案,将化学前处理和实验测试流程中每一个可能引入不确定性的因素一一排除,严格控制实验误差。他们报道的测试结果在全球100多家实验室中名列前茅。团队在参与瑞士联邦森林-雪与景观研究所(WSL)组织开展的树轮密度对比实验时,精益求精,力求得到最准确的密度数据。最终,他们获取的X光密度年表与4—9月平均气温表现出了最高的相关关系,使实验室的分析测量水平在国际比对中成绩优异。“研究所的每一台仪器设备我们都会将它的性能发挥到极致,而且就第四纪与全球变化这一学科领域而言,研究所仪器设备平台涵盖了完整的年代学方法体系、全面系统的气候环境指标体系、数值模拟与观测体系,我们的实验平台的综合性与系统性在国际上是不多见的。”地球环境研究所所级测试中心主任强小科研究员自豪地说。自20世纪90年代开始,安芷生等人积极推动开展大陆环境科学钻探,为开展过去环境变化研究积累了宝贵素材。在科技部、基金委、中国科学院和国际大陆钻探计划(ICDP)等支持下,团队领导组织实施了“中国大陆环境科学钻探计划”,获得云南鹤庆盆地、罗布泊、江汉平原、黄土高原西部、青海湖等地高质量的沉积物岩芯,钻取岩芯总长度超过2万米。为妥善保存这批珍贵样品,他们建设了一个符合国际标准的大陆环境岩芯档案库。这个岩芯库以存储大陆环境科学钻探样品为特色,面向世界高水平科学家开放,推动了我国大陆环境研究进一步发展。最近,团队成员正积极筹划渭河盆地深钻计划,这对理解秦岭造山带和黄土高原自然环境演化过程、中华文明演进历程中的自然环境因素等重大科学命题具有十分重要的意义。除了岩芯库存储了2万多米岩芯样品,团队还拥有亚洲最大的树木年轮样本库、全球最大的砗磲样本库等。这些宝贵的研究材料是团队持续开展环境变化的过去-现在-将来研究的重要支撑。安芷生曾说:“地球科学工作者有责任用优秀的成果为国家可持续发展提供科学支撑,并对人类社会发展做出贡献!这个团队团结了一批国内外客座教授,也向其他单位输送了一批人才,今天的成绩离不开他们的努力。”历经35年的风雨洗礼,抱定科技报国的初心,团队成员坚守在黄土高原,将自己的青春沉淀在如水流淌的岁月里,将过往历史雕刻成了华彩篇章。未来,这支积淀深厚又活力四射的队伍,将继续绽放耀眼光芒。

吐纳

中科院地球环境研究所举办科普主题活动

5月22日,中国科学院地球环境研究所(以下简称地环所)举办了“地球奥秘,了解大气气溶胶及PM2.5等知识”的科普主题活动。此次活动是西安市2019年科技活动周系列活动之一,30多家科技企业代表参加。科技企业代表分别参观了地环所大陆环境科学钻探岩心库、孢粉与热带气候变化实验室、加速器质谱中心等科研平台。在我国唯一的大陆环境科学钻探岩心库,数万个岩心标本整整齐齐地摆放在陈列架上,岩心库实验室高级工程师强小科对部分岩心标本进行了详细讲解,介绍了地环所在罗布泊、黄土高原、黄河流域等地开展的相关水文重建研究进展及重要性。地环所工作人员还介绍了古环境研究室、孢粉与热带气候变化实验室、加速器质谱中心的研究成果。企业代表们纷纷表示,要珍惜自然资源,弘扬科学研究精神,为国家创新发展作出贡献。 (记者 霍强)

不精不诚

平台建设为抓手,集聚科技资源中科院西安科学园西安地球环境研究所一期项目群体封顶先行示范和带动,支撑西安综合性国家科学中心建设

冬日暖阳,阳光明媚。2月5日下午,在2021年春节即将到来之际,在终南山北麓山脚下的鄠邑区中科院西安科学园建设工地,举行中科院地球环境研究所一期项目群体封顶的简单庆典活动。中科院西安分院 陕西省科学院院长分党组书记 院长赵卫 ,中国科学院院士 地球环境研究所研究员安芷生,中国科学院院士 地球环境研究所研究员 西安地球环境创新研究院院长周卫健,中科院西安分院 陕西省科学院副院长杨青春,中科院地球环境研究所党委书记、所长刘禹,中科院地球环境研究所副所长孙有斌,中科院西安分院纪检组组长 中科院地球环境研究所纪委书记康贸易,中科院西安分院副院长陈怡平,西安地球环境创新研究院副院长刘春卓,西安高新科学城建设开发有限公司党支部书记 总经理胡萌,西安高新建设监理有限责任公司董事长 总经理范中东等出席活动。中科院西安分院机关、中科院地球环境研究所和中建三局集团有限公司监理、施工单位等代表参加此次封顶的庆典活动,见证中科院西安科学园第一个启动建设的科研机构--中科院地球环境所及西安地球环境创新研究院项目4号地所有建筑主体结构的封顶。王伟、胡萌和刘禹分别致辞后,赵卫为仪式致辞并宣布封顶混凝土浇筑仪式启动。赵卫在致辞中,首先对项目的顺利封顶表示热烈祝贺!对西安高新科学城公司、西安高新监理公司以及各参建单位的辛苦工作表示衷心的感谢!赵卫指出,在刚刚结束的陕西省第十三届人民代表大会第五次会议上,赵一德省长在政府工作报告中再一次强调要积极建设西安科学城这一重大创新载体。这将极大增强我们加快建设西安科学城的责任和信心。我们将一如既往、持续努力,争取早日建设好科学城,用实际行动感谢中科院和陕西省的大力支持。中科院地球环境研究所一期项目群体封顶混凝土浇筑,是西安科学城建设的一个标志性成果,具有显著的先行示范和带动作用。赵卫强调。“希望地环所以及科学城公司、各施工单位以封顶为契机,认真做好项目建设的后续工作,严格施工规范、确保工程质量,早日交付使用!同时也希望西安分院系统各单位、陕西省科学院各单位更加主动的积极谋划科学园内的建设项目,争取早日开工建设,为争创西安综合性国家科学中心奠定坚实的基础!”赵卫最后提出要求和期望。随之,宣布封顶混凝土浇筑仪式启动。“金锹置土满富贵,千沙万粒送吉祥”,安芷生、周卫健、赵卫、刘禹、孙有斌、杨青春、康贸易、陈怡平、胡萌、范中东,共同一铲又一铲将装满期望的混凝土铲装入浇筑运送车中升……封顶仪式圆满结束。自2018年中科院与陕西省签署共建中科院西安科学园协议以来,西安科学园的建设得到了中科院、陕西省和西安市、西安高新区的高度关注、大力支持和帮助。2019年11月,地环所项目作为西安科学城的第一个科研项目正式启动建设,虽受新冠疫情的影响,但通过西安分院、地球环境所和项目建设单位、监理部门等单位的戮力同心,奋楫笃行,克难攻坚,在力求打造质量样板工程的同时,使项目整体进展迅速,为西安科学园内其他项目的启动和建设起到示范带动作用。出席活动的院士、分院、研究所及建设单位领导参观、交流分省院党组书记 院长赵卫(前左一)与原分省院院长、中科院院士安芷生交谈活动现场中科院地球环境研究所党委书记、所长刘 禹致辞分省院党组书记 院长赵卫致辞并封顶混凝土浇筑仪式启动同心齐力金锹铲装封顶混凝土升顶、浇筑封顶、圆满【来源:西安分院】声明:转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请作者持权属证明与本网联系,我们将及时更正、删除,谢谢。 邮箱地址:newmedia@xxcb.cn

九龙滩

地球环境所等关于末次冰期晚期亚洲季风环流的研究获进展

北京师范大学地球科学前沿交叉研究中心和中国科学院地球环境研究所合作,在 Earth-Science Reviews上发表了题为《西风急流和北半球冰盖变化导致的末次冰期晚期亚洲季风环流的两个阶段演化》( Two-stage evolution of glacial-period Asian monsoon circulation by shifts of westerly jet streams and changes of North American ice sheets)的研究论文。 该研究集成和归纳了距今28000-10000年之间北美大冰盖演变的历史记录,发现其分为两个阶段:第一阶段(距今22000到距今16000年)的6000年中,北美三大冰盖消融了约200万平方公里;第二阶段(距今16000到距今10000年)的6000年中消融速度是第一阶段的5倍,消融了约1000万平方公里。集成数据显示,伴随北美大冰盖两阶段演化,与劳伦冰盖南缘进退相耦合的北美西风急流南迁北跃具有比D-O/Heinrich事件更大的变率,此类快速气候变化事件可视为“亚D-O/Heinrich”尺度气候变化。分析结果表明,北美冰盖影响的地区在这段时间内存在13个亚D-O/Heinrich气候事件,这13个事件均在格陵兰冰芯中有所表现。由于美国中西部不存在季风和地中海型季节降雨的干扰,可将格陵兰冰芯的年代应用于北美中部地区气候地层序列,从而建立了一条有代表意义的北半球西风急流代用指标序列。它与东亚/南亚夏季风降雨指标对比,发现亚州季风降雨也存在从低强度到高强度演化的两个阶段,其中含有类似于亚D-O/Heinrich尺度的季风气候波动事件。 研究工作得到中科院战略性先导科技专项(B类)、中科院国际合作项目、黄土与第四季地质开放实验室基金的资助。【来源:地球环境研究所】声明:转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请作者持权属证明与本网联系,我们将及时更正、删除,谢谢。 邮箱地址:newmedia@xxcb.cn

臣者

地球环境研究所在植物叶蜡氢同位素变化机理方面取得进展

植物叶蜡氢同位素记录了植物生长/合成叶蜡利用水源的氢同位素信息,是陆地水文环境研究的主要指标。然而,目前人们对陆地植物叶蜡氢同位素所反映的水文环境信息的理解尚不是非常清楚,究竟是反映了大气降水的氢同位素组成,还是降水量的变化,抑或是蒸发的强度?这影响了我们对地质记录中叶蜡氢同位素组成的解译和过去水文环境变化的定量化重建。最近,地球环境研究所刘卫国研究员团队联合布莱恩特大学杨洪教授,系统分析了我国黄土高原不同区域(140-676 mm)的现代降水、土壤水、植物叶蜡和土壤叶蜡的氢同位素变化。结果揭示研究区降水的氢同位素组成与降水量没有相关性,而土壤水、植物叶蜡氢同位素和土壤叶蜡氢同位素与降水量有负相关关系,特别是在年平均降水量低的地区氢同位素显著偏正,表明干旱蒸发作用是土壤水和叶蜡氢同位素变化的主要原因。因此,在干旱、半干旱的内陆地区,古土壤的叶蜡氢同位素可以重建历史时期的相对环境湿度变化。同时,研究结果进一步证实了不同类型植物(蒿属、菊科、禾本科)叶蜡氢同位素具有显著差异。因此,在干旱、半干旱的内陆地区,通过古土壤的叶蜡氢同位素重建历史时期的相对湿度变化时,需要通过孢粉等指标厘清主要植被丰度变化,这对于高精度定量化重建古水文环境非常重要。该研究成果于2019年8月14日在线发表在国际学术期刊Chemical Geology上。研究得到了国家自然科学基金委、中国科学院和布莱恩特大学等资助。详文见:Liu, W., Wang, H., Leng, Q., Liu, H., Zhang, H., Xing, M., Cao, Y., Yang, H., 2019. Hydrogen isotopic compositions along a precipitation gradient of Chinese Loess Plateau: Critical roles of precipitation/evaporation and vegetation change as controls for leaf wax δD. Chemical Geology 528, 119278.文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009254119303857#f0040图1 黄土高原及其周边地区降水和土壤水氢同位素与年平均降水量的关系

刘绚

地球环境所常温甲醛净化研究取得进展

甲醛是典型的室内空气污染物,具有致畸和致癌作用。传统的吸附/吸收甲醛净化技术易产生二次污染,且实际应用时难以达到国家规定的室内空气质量标准。有别于传统的吸附/吸收除醛技术,甲醛常温催化氧化技术借助纳米催化剂自身晶格氧或活化吸附氧诱导催化反应,在常温常压条件下实现甲醛完全矿化,具有高效、环保等特性,有广阔的应用前景,开发高效的甲醛常温净化技术是当前的研究热点。针对传统过渡金属氧化物实现甲醛完全催化氧化时温度的局限性,中国科学院地球环境研究所研究员黄宇团队近期通过相界面构筑、晶面调控等手段,研发出系列常温催化材料,用于室内低浓度甲醛的降解净化,并揭示了其对甲醛催化氧化中间产物及过程的影响机理。相关研究成果发表于Applied Catalysis B: Environmental,Chemical Engineering Journal,Environmental Science &Technology 等期刊。甲醛氧化转化成甲酸的过程是甲醛氧化反应的决速步之一,此过程中反应能垒较高,需较高温度才能实现。基于分子氧O2活化对甲醛氧化反应的重要作用,该团队研发出碳包覆金属Co纳米颗粒(Co@NC),该材料在室温下对甲醛有较高的稳定去除能力,且其催化性能受湿度影响较小(Applied Catalysis B: Environmental 2019, 258, 117981)。此外,该团队成功制备氧化锆同质异相结(TMZ),有效地促进分子氧在界面的活化。并采用DFT计算和原位红外光谱联用技术,提出TMZ异相结界面存在甲醛常温催化的D-H + Mvk新机制,其决速步骤为甲醛C-H解离的活性H原子与表面晶格氧的结合。此工作丰富了甲醛常温催化反应路径,为高效去除甲醛的常温催化材料的设计提供了理论支撑(Chemical Engineering Journal 2020, 380, 122498)。进而,团队与香港理工大学教授李顺诚合作,调控了MnOx–CeO2 (MCO)三个主要优势晶面族,系统揭示了其对氧空位的形成和定量效应、催化活性区域和酸性活性位点的影响(Environmental Science &Technology, 2019, 53, 18, 10906-10916)。目前,系列甲醛高效净化新材料已实现规模化生产,为常温催化材料的规模化应用奠定了基础。以上工作得到国家重点研发计划纳米科技重点专项(2016YFA0203000)、国家自然科学基金、中科院百人计划项目资助。图1. Co@Nc室温催化氧化甲醛的示意图和反应路径C(上)(源自Applied Catalysis B: Environmental 2019, 258,117981.);MnOx–CeO2催化剂晶面调控和活性中心研究及其在空气净化器件小试(下)(源自Environmental Science &Technology, 2019, 53, 18, 10906-10916)。图2. ZrO2单斜-四方异相结界面上甲醛常温催化D-H + Mvk新机制(源自Chemical Engineering Journal 2020, 380, 122498)。来源:地球环境研究所

横山号

程福波副省长调研地球环境所和西安植物园

2021年1月4日上午,陕西省程福波副省长到中国科学院地球环境研究所和陕西省西安植物园调研。在中科院地球环境研究所,程福波先后到加速器质谱中心、 古环境研究室的地质与生物岩芯库、珊瑚年代测定实验室、气溶胶与环境研究实验室和树木年轮与气候变化研究实验室调研,分别听取了中国科学院院士周卫健、安芷生和刘禹所长等就研究所30多年来扎根陕西,面向世界科技前沿、面向国家战略需求和国民经济主战场,以黄土-粉尘-气溶胶为学科创新主轴线,广泛开展国内、国际合作研究概况,和在西部区域环境变化的过程、规律、机制、趋势与可持续性研究等方面取得的显著性成果和为国际地球系统科学发展做出的创新性贡献,以及为黄土高原和我国经济社会可持续发展及生态文明建设提供的科学建议。程福波对地环所发挥国家队作用,立足陕西及西部,追求国际一流水平,加强基础研究与面向国家生态环境建设重大需求,弘扬科学家精神,坚持科研力量优化配置和资源共享等所取得的丰硕成果与做法给予肯定。随后,程福波来到西安植物园曲江新园区,听取该园开展秦岭植物多样性调查、特有珍稀物种的种质资源引种、保存及经济、观赏种类的引种驯化和在陕西省农田土壤调查与实施陕西省科学院“一所一品”计划取得的成效,以及开展科普宣传工作等情况的汇报。程福波勉励植物园要在秦岭生物多样性保护、特有种质资源引种与选育、农田土壤修复与改良及园区建设等方面,坚持需求导向和问题导向,加速促进科技与经济紧密结合、创新成果与实现产业发展密切对接,致力为陕西高质量发展贡献更多科技力量。中国科学院西安分院(陕西省科学院)党组书记、院长赵卫,陕西省科技厅副厅长林黎明,省政府办公厅副主任徐刚和中科院西安分院(陕西省科学院)副院长杨青春陪同调研。调研地环所调研西安植物园【来源:综合办公室】声明:转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请作者持权属证明与本网联系,我们将及时更正、删除,谢谢。 邮箱地址:newmedia@xxcb.cn

检察官

地球环境所提出黄土原生垂直节理起源、发育和演化的新模式

受气候、沉积和构造环境的影响,黄土中形成了大量的垂直节理裂隙。这些节理裂隙的存在,快速驱动着黄土景观中物质迁移、能量流动、水文循环、微地貌演化以及地质灾害的发生等。已有研究表明,黄土节理系统,尤其是非构造成因的黄土原生垂直节理,在黄土高原水土保持、生态和地质环境稳定性及地质灾害的发生等方面发挥关键作用。因此,系统研究黄土原生垂直节理的起源、发育和演化对揭示黄土各向异性、强水敏性、易侵蚀灾变以及生态和水文过程等具有科学意义。然而,由于黄土垂直节理复杂,其成因、形态和演化研究具有挑战性。近期,中国科学院地球环境研究所研究员金钊团队博士冯立对黄土原生垂直节理的起源、发育和演化过程进行分析总结和实验验证,提出了黄土原生垂直节理起源、发育和演化的新模式,解答了长期以来未回答的黄土强烈结构性和水敏性问题。该研究总结了黄土原生垂直节理的成因机制、演化模式、理论模型、发育形态及其与黄土历史沉积过程的关系,构建了控制原生垂直节理起源和发育演化的理论框架,揭示了原生垂直节理受五种因素(内部因素、驱动因素、阻抗因素、演化因素和景观因素)的共同影响(图1)。该框架显示,在水-土-力的相互作用下,当产生的驱动力超过土体的阻抗力时,便沿着土体内部的优势结构单元边界拉裂形成原生垂直节理;进一步受到演化因素的影响(如黄土沉积堆厚、干湿循环和风化效应),历史沉积黄土中已形成的原生垂直节理不断退化,在新沉积的黄土中重新发育原生垂直节理。在上述理论框架的基础上,研究人员构建出控制黄土原生垂直节理演化的水-力耦合广义模型,并结合案例研究和实验验证,重现了原生垂直节理在黄土剖面的演化轨迹图(图2)。其演化过程为:水-力耦合作用驱动黄土原生垂直节理的形成,历史沉积效应驱动黄土原生垂直节理的退化,从而使黄土具有各向异性;黄土各向异性的存在在其水-力边界改变时,发育新的垂直节理,循环往复并叠加黄土沉积环境的影响,形成了现今黄土-古土壤剖面中垂直节理的发育景观。因此,每一层黄土-古土壤都经历了垂直节理的演化过程,即黄土原生垂直节理是普遍发育的,而非限于某一层黄土或古土壤。这些演化结果造就了黄土的普遍各向异性、强水敏性和易侵蚀崩解的本质。基于构建的水-力耦合广义模型,结合黄土斜坡景观中原生垂直节理形态特征的野外调查数据(图3),研究人员验证了论文提出的“原生垂直节理演化轨迹图”是正确的,即地表黄土广泛发育的垂直节理裂缝网络,证明了论文提出的“水-力耦合驱动机制”的正确性;黄土内部无明显垂直节理,这证明了黄土堆厚作用下垂直节理被填充和退化的行为。原生垂直节理受微地形、地质背景及环境因素的综合影响,在黄土景观系统中演化为多种微地貌形态(如黄土墙、黄土柱等)和千姿百态的优势通道(如节理裂缝、落水洞等)。该研究对深入认识黄土高原土壤侵蚀过程、地下水文过程、沟谷演化、地质灾害发生等均具有重要的参考价值。相关研究成果以The genesis, development, and evolution of original vertical joints in loess为题,发表在Earth-Science Reviews上。研究工作得到国家重点研发项目、国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项的支持。图1 黄土原生垂直节理起源、发展与演化的理论框架图2 黄土原生垂直节理在黄土剖面的演化轨迹图3 黄土斜坡景观中不同微地形下原生垂直节理的不同形态特征【来源:地球环境研究所】声明:此文版权归原作者所有,若有来源错误或者侵犯您的合法权益,您可通过邮箱与我们取得联系,我们将及时进行处理。邮箱地址:jpbl@wccm.sinanet.com

人哭亦哭

日本SGU上智大学地球环境学研究科

上智大学(英文:Sophia University),简称上智、索菲亚,是一所本部位于东京的日本世界级顶尖私立大学。与早稻田大学、庆应义塾大学并称为全日本“最难关私立三校”—“早庆上”,这三所大学代表全日本私立大学最顶尖水平。 上智大学在日本国内以少人数精英化教育而闻名。入选了日本超级国际化大学计划,日本G30和日瑞Mirai项目,是日本国际化5大学(G5)成员之一。硕士/博士项目Graate:全球教养专业:Global Studies地球环境学研究:Global Environmental Studies绿色理工专业:Green Science and Technology对外英语教育学:TESOL(Teaching English to Speakers of Other Languages)接下来为大家介绍上智大学英文授课项目—地球环境研究科(Graate Schoolof Global Environmental Studies)研究生申请! 上智大学院地球环境研究科以复杂的地球环境为研究对象,倡导用【文理融合】的研究理念来解决环境问题,于2005年4月设立。将社会科学和自然科学相结合,进行更高层次的研究和教育。教师由法学、经济学、政策学、经营学、社会学、理学、工学等多种领域的国内外专家组成,外聘讲师则是目前引领日本环境研究的一线研究者。 除了日语课程外,还设置了仅用英语进修的国际环境课程,招收来自世界各地的众多留学生。因此,在地球环境学研究科,可以根据自己的问题和关心,接受具有全球视野的高水平的教育和指导。 部分课程设置: 环境法、环境经济学、环境政策、环境工程、环境管理学、环境生态学、人类健康环境科学、环境污染的生态风险、公共卫生和环境、国际环境法、生态经济学、环境行政论、回收利用工程、环境金融学、环境社会学、发展中国家的发展和环境、环境伦理、环境研究的前沿、能源和环境、环境管理、性别和环境、环境教育、环境研究的统计学。入学时间: 4月和9月两期入学招生人数: 30人 申请及语言要求 : 1. 完成16年学校教育的本科毕业或预计毕业学生。2. 具备托福/雅思成绩(建议托福90+ 雅思6.5+) 申请时间:2021.4月入学 网申时间:2020年8月26日-9月16日 寄送材料截止时间:2020年9月23日 结果公布:2020年11月17日 2021.9月入学 网申时间:2021年3月17日-4月7日 寄送材料截止时间:2021年4月14日 结果公布:2021年6月8日申请流程: 网申→邮寄材料→录取结果发表 费用方面: 申请费为35000 + 990日元(约2340 RMB) 学费为 1032400日元(约6.7万RMB) 如果此文章对您有所帮助,是对我们最大的鼓励。对此文章以及任何留学相关问题有什么疑问可以关注小编咨询,愿金吉列留学成为您首选咨询服务机构。