地表基质综合调查：内涵、分层、填图与支撑目标

地表基质综合调查评价是支撑自然资源管理和服务宜林宜草、宜耕宜荒的基础性工作。关于地表基质综合调查的理论基础、目标定位、科学内涵、填图方法及分类分层等是目前探索的焦点与热点。文章在近年来承德生态文明示范区地表基质综合调查与多尺度填图的基础上,结合全国不同典型地区地表基质调查研究试点工作,进一步厘清了地表基质的科学内涵与支撑服务目标,建立了地表基质第三级分类方案和填图单元及命名方式,提出了地表基质调查中生产层、生态层和生活层的深度范围,最后从支撑塞罕坝地区植树造林和坝上地区狼毒草生态防治两个案例揭示了地表基质对植被群落的约束作用。研究成果可为深入理解地表基质的科学意义和开展全国范围的地表基质调查、监测、评价、区划提供基础参考。     

面向国土空间规划的地表基质分层分类调查监测研究

新时代生态文明建设为自然资源科学管理和国土空间现代化治理提出了更高的要求。基于此,自然资源部印发《自然资源调查监测体系构建总体方案》,首次提出“地表基质”概念,并已组织开展典型地区地表基质试点调查工作。然而目前地表基质三级分类、调查对象、调查内容、技术体系等仍未形成统一认识和标准,严重制约着地表基质调查研究工作。笔者等通过深入辨析地表基质科学内涵,综合考虑国土农业空间、国土生态空间、国土城镇空间规划的数据支撑需求,依据地表基质空间属性特征,建立了地表基质分层分类模型。基于科学性、统一性、操作性和应用性的分类原则,提出了地表基质三级分类方案,进一步探讨明确了地表基质分层分类调查对象和调查内容,建立了一套地表基质调查监测技术体系。本研究可为进一步开展地表基质调查研究提供理论依据和借鉴参考。     

地表基质分类及调查初步研究

地表基质分类研究是开展地表基质调查的基础,而厘清地表基质的科学内涵、时空展布特征、支撑服务目标及调查精度等是开展调查的前提条件。文章充分借鉴区域地质、水文地质、工程地质、第四纪地质、环境地质等学科分类和图件表达方式,综合岩石、砾石、沙、土壤等的物质组成、成因类型、地貌形态和粒度质地等,初步将地表基质的类型划分为四个层级,并提出了地表基质层的物质组成、成因属性和研究深度范围,指出了未来开展地表基质调查和编图的主要方向,结果为地表基质统一分类体系构建和全国范围开展的地表基质调查提供了参考依据。     

密云水库水体总磷的分布及其影响因素分析

鉴于磷为水体富营养化的主要因素之一,文章把密云水库水体分为表层(0～10m)、中层(10～20m)、底层(>20m)三层,用有限元法对密云水库水体总磷进行了分层的数值模拟,比较了三层水体总磷的分布状况,并分析了产生分布差异的原因。     

基于转移概率的河北省定兴县地表基质垂向分布特征分析

地表基质层为地表自然资源的承载体和赋存体的空间实体.查明地表基质平面分布、垂向组合及空间变异是地表基质调查的关键.将转移概率统计方法应用到河北省定兴县5 m以浅地表基质层,通过极限概率分析、置换分析、熵分析和差值矩阵环流分析,总结出定兴县及各地貌类型的地表基质的垂向组合与横向变化特征,并构建地表基质结构序列.研究表明,该地区长地表基质受多种复杂成因因素的影响,其类型剧烈变化,自下至上的砂土基质-壤质砂土基质-砂质壤土基质-壤土基质为区内典型代表组合,壤质砂土基质-黏质壤土基质为次级组合类型.结果显示,转移概率方法能够较为准确地刻画地表基质的空间分布,能够从大量繁杂的编录中获取区域内地表基质垂向变化的宏观规律.     

地表基质调查的工作思路刍议：以海南岛为例

地表基质调查是当前自然资源调查监测体系中的全新领域,如何开展还缺乏统一的行动指南。在初步总结地表基质调查现状的基础上,提出从全国、大区、关键地段3个层次、分阶段组织开展全国地表基质调查的总体思路。结合海南岛地表基质发育的地质背景和赋存条件,就南方强风化区地表基质调查工作进行了实例分析。建议按照分区逐级调查与分类补充调查相结合、调查与研究并重的原则,开展海南岛全域—流域—重点区段不同层级地表基质调查。针对地表基质分类补充调查提出基础调查指标、特征调查指标和评价指标,强调热带强风化条件下海陆交互作用、表生地质作用和多圈层相互作用对地表基质的控制与影响。在查清海南岛地表基质现状和演化规律的基础上,开展地表基质的综合评价和区划,探索形成热带强风化区地表基质调查的技术方法。     

热分层效应控制的水库水体氢氧同位素特征

为掌握水库热分层与氢氧同位素空间分布的关系,研究了广西兴安县五里峡水库夏季氢氧同位素空间分布特征及影响因素。研究表明:①五里峡水库夏季出现明显的热分层,库表层至-5 m为表水层,-5 m至-20 m为温跃层,-20 m以下为底温层;②五里峡水库δ18O、δD值沿大气降水线分布,但均落在桂林市大气降水线右下方,其线性方程为δD=4.66δ18O-10.85（R2=0.76）,其斜率与全球大气降雨线（GMWL）和桂林市降雨线（CLMWL）的斜率和截距差异明显,表明五里峡水库主要由降水补给,但在补给五里峡水库前已经过了强烈的蒸发作用和水岩作用;③ δ18O、δD随水深的增加逐渐偏负,具有表水层 > 入库水体 > 温跃层 > 底温层 > 出库水体（>表示偏正）的垂向分布特征。分析认为入库水体氢氧同位素的季节变化和蒸发作用随深度增加而降低是五里峡水库夏季分层期间水体氢氧同位素垂向变化的主要影响因素。     

地表基质钻探取样技术方法与应用研究

地表基质取样是开展地表基质层调查必不可少的工作环节,笔者等在浅地表层钻探技术的基础上,结合浅覆盖区矿产勘查、地球化学勘查、区域地质填图、环境调查、工程勘查、考古调查等领域钻探技术应用现状,根据不同地表景观及基质类型条件下的钻探取样需求,梳理了岩石、砾质、土质、泥质等地表基质钻探取样技术要点,研发了电动背包式钻机、Ф60/40mm单管冲击钻进、Ф50mm双管冲击钻进、Ф208mm中空螺旋钻进等取样器具及配套钻进工艺,在北京、内蒙古巴彦淖尔、浙江宁波、西藏那曲等地区开展了野外试验应用,通过获取满足要求的样品,很好的揭示了地层信息及物质组成,进一步在实践中提出了不同种类地表基质钻探取样技术方法,为建立自然资源调查监测体系及地表基质层调查工作提供钻探技术支撑。     

地表基质钻探取样技术方法与应用研究

地表基质取样是开展地表基质层调查必不可少的工作环节,笔者等在浅地表层钻探技术的基础上,结合浅覆盖区矿产勘查、地球化学勘查、区域地质填图、环境调查、工程勘查、考古调查等领域钻探技术应用现状,根据不同地表景观及基质类型条件下的钻探取样需求,梳理了岩石、砾质、土质、泥质等地表基质钻探取样技术要点,研发了电动背包式钻机、Ф60/40mm单管冲击钻进、Ф50mm双管冲击钻进、Ф208mm中空螺旋钻进等取样器具及配套钻进工艺,在北京、内蒙古巴彦淖尔、浙江宁波、西藏那曲等地区开展了野外试验应用,通过获取满足要求的样品,很好的揭示了地层信息及物质组成,进一步在实践中提出了不同种类地表基质钻探取样技术方法,为建立自然资源调查监测体系及地表基质层调查工作提供钻探技术支撑。     

辽西葫芦岛东部表层结构调查及速度建模

针对国家深部探测项目地震数据采集及表层速度结构模型建立的需求,在辽西葫芦岛东部二维地震勘探工区开展了表层结构调查工作。该地区地表起伏大,表层结构复杂,低、降速层厚度和速度多变,静校正问题突出,做好表层结构速度建模工作成为该区地震勘探的关键问题之一。由该工区实验点多种表层调查方法对比实验结果,确定了该工区表层调查工作方式：以井中微测井方法为主,在满足小折射地表条件的区段辅以成本较低的小折射方法作为补充;同时对留作微测井的生产井进行岩性录井。基于以上方法,分析了表层调查野外施工的难点和对策,确定了微测井采集参数。本次表层调查工作测线长度16.9 km,设计了8口微测井,根据微测井解释成果得到如下结果：该测线表层分2~3层;低速层厚度为1.68~4.33 m,速度为350~1 000 m/s;降速层厚度为5.00~12.00 m,速度为1 000~2 800 m/s;高速层主要为岩性致密的花岗岩,速度为2 800~4 900 m/s。根据井中微测井结果及层间相似系数,建立了该测线的表层模型,设计激发井深13.00~15.00 m,并获得静校正量数据。     

分层止水技术在污染场地环境调查中的应用

由于工业与化工企业违规排放废（污）水,造成了场地区域土壤与水资源的污染,在后期污染场地环境调查评价中,地下水污染深度界定尤为重要,地下水污染深度是地下水健康风险评估的主要依据。在河北省沧县某化工厂污染场地环境调查中,采用锥形止水器进行2层坐封式有效分层止水,准确界定地下水的污染深度。结合该工程实例,阐明分层止水器的分层止水技术进行第四系地下水污染深度调查、界定的技术方法。实践证明,该技术具有施工简单、使用灵活等优点,止水效果良好,技术有效、可行。     

桂西北典型岩溶区水稻田成土剖面砷的垂向分布特征及其影响因素

调查分析桂西北典型岩溶矿区及其周边水稻田成土剖面砷含量及相关土壤参数垂向分布特征,研究了岩溶区土壤砷的含量垂向分布及迁移规律,并探讨了岩溶区土壤砷垂向迁移的主要影响因素。结果表明:研究区三个典型土壤剖面的主要土壤类型为石灰岩土,化学风化程度较高,土壤砷自然来源主要为土壤母质;土壤剖面砷含量的垂向分布均为表层相对富集、深层相对稳定,而土壤有机碳是制约岩溶区水稻田土壤砷垂向迁移的关键因素;矿区外围的两个土壤剖面砷含量主要富集在10～20 cm层,而在0～10 cm层砷含量相对较低,土壤砷含量平均值分别为5.5 mg·kg-1 和5.0 mg·kg-1 ;而临近矿区的土壤剖面具有土壤砷高背景值的特点,土壤砷含量平均值为46.2 mg·kg-1 ,且砷主要富集在20～40 cm的次表层,而在10~20 cm层砷含量则相对较低,但在0～10 cm层土壤砷含量又显著高于10～20 cm层,这表明外来源对该剖面表层土壤也具有显著影响。      

青藏高原唐古拉地区暖季土壤水分对地表反照率及其土壤热参数的影响

为了研究青藏高原暖季土壤水分对冻土区地表热状况的影响,选取2010-2012年5-9月在青藏高原唐古拉气象场获取的气象及其活动层数据,分析了表层土壤水分对地表反照率以及土壤热参数的影响.结果表明：唐古拉站暖季表层土壤含水量集中在0.15～0.27之间,地表反照率值集中在0.14～0.24之间,日平均土壤热导率的波动范围在0.9～2.0 W·m^-1·K^-1之间,土壤热容的波动范围主要集中在0.8×10⁶～1.8×10⁶ J·m^-3·K^-1之间,而土壤热扩散率则主要集中在0.6×10^-6～2.2×10^-6 m2·s^-1之间.土壤水分对地表反照率影响较大,随着土壤水分的增长,地表反照率呈现出明显的减小趋势.土壤水分对地表反照率的影响还受到植被生长周期的影响,土壤水分和地表反照率之间的关系在植被枯萎期和生长期有明显的差异性.唐古拉地区土壤热参数也明显受到土壤水分变化的影响,随着土壤水分的增加,土壤热导率、热容和热扩散率都为增大趋势,但是土壤水分对土壤热导率的影响较为显著,而对土壤热扩散率的影响则不显著.     

浅谈工程勘察准确分层的重要性--以某住宅楼地基处理质量事故为例

某住宅楼采用了深层搅拌进行地基处理,施工结束后检测发现在2m深度处绝大部分桩体断裂,经分析造成断裂的主要原因为勘察报告中未能对影响搅拌桩质量的有机质土层进行分层,导致地基处理质量达不到要求.通过分析有机质土对深层搅拌法处理地基的影响,说明了工程勘察过程中准确分层(尤其是特殊性地层)的重要性.     

浙江温州山地丘陵区土壤碳储量研究

基于温州市山地丘陵区开展的多目标地球化学调查获得的深、表层土壤有机碳和全碳数据,采用直线模型法计算了研究区表层(0~0.2 m)、中层(0~1.0 m)和深层(0~2 m)土壤无机碳的单位储量及密度;采用指数模型法计算了研究区表层(0~0.2 m)、中层(0~1.0 m)和深层(0~2 m)土壤有机碳的单位储量及密度。利用这些数据分别编制了表层、中层、深层无机碳和有机碳的碳密度图,分析了无机碳、有机碳的分布范围和特点以及它们在不同土壤类型中的分布特征。结果表明研究区单位土壤无机碳平均储量为2881.333t,平均密度为0.720 kg/m^2,单位土壤有机碳平均储量为43128.667t,平均密度为10.782 kg/m^2;有机碳和无机碳在表层、中层和深层土壤中含量分布趋势一致;在不同土壤类型中含量分布趋势也一致,均为滨海岩土中最高,粗骨土中最低。     

泸沽湖水体垂直断面季节性分层

通过2015年1月、4月、7月、10月水温、电导率、溶解氧、pH及叶绿素a监测数据对水体温度的季节动态及其垂直分层结构进行分析,探讨了泸沽湖水体水化学性质的季节性分层特征。结果表明:泸沽湖水体在春、夏、秋季出现明显的热力分层现象,冬季水温在垂向上接近同温状态,夏季温跃层位于10~25 m水深处,而秋季温跃层下移至20~30 m处。均温层水温维持在9.5~10℃与泸沽湖年均温一致,说明均温层水体稳定且处于相对恒温状态,是湖区年均温的反映。热力分层结构对电导率、溶解氧、pH及叶绿素a变化有一定影响,致使水体电导率、溶解氧、pH出现明显的分层现象,尤其在夏季,气温升高,热力分层现象显著,溶解氧和pH在温跃层内出现峰值,自峰值处向上、向下均呈递减趋势,均温层处于缺氧状态且p H值较小。虽然叶绿素a在温跃层以下维持较低水平,整体不高,但在表层有突然增高的现象,应予以高度警示,防止泸沽湖出现大面积藻类繁殖甚至局部性爆发。电导率垂向上呈递减变化,在温跃层内降低幅度较大。泸沽湖水体盐度基本保持恒定(约0.10‰),在不考虑盐度效应的情况下,无论是在垂直断面上还是在变温层、温跃层及均温层中,电导率与水温之间存在一简单线性函数关系,证明泸沽湖仍受自然气候影响,保持自然水体状态。     

辽河流域土壤碳密度分布特征和碳储量研究

基于辽河流域多目标地球化学调查取得的土壤表层和深层有机碳和全碳数据,探讨辽河流域土壤碳储量计算方法,分析辽河流域碳密度的分布特征.对辽河流域5.23×10⁴ km²土壤碳储量计算表明,深层（0~1.8 m）土壤碳储量为860.50×10⁶ t,中层（0~1.0 m）为538.30×10⁶ t,表层（0~0.2 m）为138.76×10⁶ t;辽河流域土壤深层碳密度为16.45×10³ t/km²,中层为10.28×10³ t/km²,表层为2.65×10³ t/km².分别根据土壤类型、地质单元、生态系统和土地利用类型的划分方式计算土壤的碳储量,为土壤碳循环研究与环境效应评价提供了科学依据.     

雷州半岛土壤碳储量及其有机碳时空变化规律

区域土壤有机碳调查在全球土壤碳循环的研究中具有重要作用。通过开展土地质量地球化学调查,获得了雷州半岛土壤全碳和有机碳数据。土壤碳储量计算结果显示雷州半岛土壤有机碳总体分布特征如下:表层(0~0.2m)土壤有机碳储量为4.41×10^7t,碳密度为3.39kg/m^2;中层(0~1.0m)土壤有机碳储量为1.57×10^8t,碳密度为12.08kg/m^2;深层(0~1.8m)土壤有机碳储量为2.31×10^8t,碳密度为17.74kg/m^2。雷州半岛土壤碳密度略高于全国平均水平,与第二次土壤普查比较,33年间雷州半岛表层土壤有机碳密度和有机碳储量有所增加,增加幅度为26.81%,其增加趋势及强度在空间上具有较大差异,其中农用地和林地这两种利用类型土壤有机碳的改变是影响区域土壤有机碳储量的主要因素。     

学理与法理和管理相结合的自然资源分类刍议

科学合理的自然资源分类是自然资源统一管理的重要基础,是自然资源部落实统一行使全民所有自然资源资产所有者职责和统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责的迫切要求。文章在系统梳理国内外自然资源分类体系基础上,以地球系统科学理论为指导,基于自然资源的科学内涵,充分考虑我国有关自然资源的法律规定和政府管理职责,提出了地球圈层与自然资源分层分类关系基本框架方案,初步划分了10个自然资源一级类和相应的34个自然资源二级类,并对自然资源综合调查的内涵和服务目标、地表基质分类及调查方法等方面提出了工作建议。     

云南岩溶断陷盆地植被演替土壤碳氮磷化学计量学特征

岩溶断陷盆地生态环境脆弱,石漠化严重,植被恢复是该地区生态重建、水土保持的有效措施。文章采用空间换时间的方法,以云南省泸西县岩溶断陷盆地5种不同演替阶段（玉米地、人工林、草地、灌木林、原始林）不同土层（0～10、10～20 cm）的土壤为研究对象,对比分析不同植被类型和不同深度条件下土壤C（碳）、N（氮）、P（磷）含量及化学计量比差异,旨在探明研究区土壤养分垂向分布及化学计量学特征,为该地区植被恢复管理及土地合理利用提供科学依据。结果表明：不同演替阶段、不同土壤深度土壤养分含量存在较大差异;随着演替年限的增长,土壤SOC（土壤有机碳）、TN（总氮）含量总体呈增长趋势且主要表现在0～10 cm深度土层上,而TP（总磷）含量存在波动,未表现出明显变化规律;各演替阶段0～10 cm土层的SOC、TN含量数值上均要高于10～20 cm土层,除原始林地以外,其余演替阶段不同土层间TP含量没有显著差异;在0～10 cm土层上,C/N、C/P、N/P均与土壤SOC含量呈显著正相关,C/P、N/P与土壤TN含量呈显著正相关,土壤TP含量与C/N、C/P和N/P无显著相关性;植被类型和土壤深度显著影响研...