福建长乐屏山风化坑与河流壶穴的成因及其证据

风化坑和壶穴是一种常见的岩石坑穴地形,其形成原因和形态完全不同,但容易被误解和混淆.结合对福建长乐三溪河地区这两种坑穴地形的实地考察,本文从地貌学,沉积学,岩石化学和矿物学等各个方面对两者的形成过程、影响因素进行了论证和对比.研究表明：风化坑形成于岩石面积水的风化作用,壶穴则是由河流的旋转水流对河床产生的侵蚀作用形成;山顶风化坑的发育与河流流水作用没有关系,河流壶穴的形成与河谷的发育过程有关,河谷中的风化坑只能在河流深切后,流水不再作用到的河床部位发育;只要条件合适,风化坑或壶穴随时可以生成;风化坑与河流壶穴的形态,坑内沉积物的磨圆度、粒度特征等反映出各自不同的形成过程.风化坑内碎屑与周边岩石的化学蚀变指数CIA 值的差异反映了风化坑的化学风化成因;风化坑内碎屑与周边岩石石英长石比例的差异说明风化坑是矿物差异风化的结果;用CIA 值和英长比均无法区分河流壶穴和风化坑中的碎屑颗粒,但两者化学元素迁移特征的差别反映了风化坑的风化作用和河流壶穴的流水搬运作用的成因差别;风化坑的风化程度达不到当地风化壳的风化程度,但不同气候带风化坑碎屑的CIA 值能反映不同气候带风化作用的强度差异.     

长江三峡库区不同坡段坡地土壤风化特征

通过野外采样和实验室XRD分析,建立了基于XRD分析图谱的风化指标,研究了三峡库区不同坡段坡地的风化程度.三峡库区草堂河流域不同坡段坡地风化特征有一定的共性,如土壤中的主要特征矿物种类相同,主要有高岭石、云母和蛭石;所有样品中高岭石峰值均不高,甚至个别样品图谱上几乎没有高岭石峰的出现;3种主要的特征粘土矿物中以蛭石峰值最高;表层和底层的粘土矿物总量差异也不大.但是不同坡段土壤的风化程度仍存在一定差异.从顶部的分水岭山脊段到山坡上部直形坡崩塌段、山坡下部直形坡搬运段以及最下部的山坡坡麓洪冲积堆积段这4个坡段,4项风化指标均呈增加的趋势,说明从坡上到坡下土壤的风化程度逐渐加大.     

青海湖布哈河流域表土DNA浓度的空间分布及影响因素

沉积物DNA因可提供地理环境中带有时间刻度的生物动态信息,被广泛应用于气候变化、生态功能及环境考古等方面的研究。但对该指标在流域范围内的地表过程及影响因素仍缺乏全面了解,限制了沉积物DNA数据分析的准确性与合理性。本文以适宜DNA保存的青海湖西北部布哈河流域表土为载体,通过提取表土DNA浓度并测定粒度、元素、烧失量和TOC等土壤理化特征,结合气候、植被覆盖、土地利用等环境要素,耦合分析该流域表土DNA浓度空间分布的非生物影响因素。结果表明：(1)布哈河流域表土DNA平均浓度为0.91μg/g,干流中游及支流吉尔孟河区域的DNA浓度最高,而靠近湖区的布哈河下游段则含量较低;(2)该流域表土DNA浓度与其自身的黏粒和有机质含量呈正相关,而与砂含量和风化淋溶强度呈负相关;(3)高植被覆盖和频繁的放牧活动有助于DNA在土壤中的富集,而暖湿环境下较强的风化淋溶、河流搬运、农耕活动则会降低土壤DNA浓度。上述结果为理解布哈河流域沉积物DNA的埋藏过程及影响因素提供了科学依据,也为未来重建青海湖西侧沉积物DNA组成及区域生态环境、人地关系演变奠定了基础。     

萨拉乌苏河流域末次间冰期 古土壤化学风化与古气候

内蒙萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面末次间冰期发育5 层古土壤。对这5 层古土壤的形 态特征、粒度、扫描电镜及化学风化等分析结果表明: (1) 这些古土壤具有与华北现代褐土相 似的形态特征; (2) 粘化率中部高和石英颗粒表面硅质溶蚀-沉淀现象表明古土壤层中发生过 风化成壤作用; (3) 用K₂O/Na₂O、Al₂O₃/Na₂O、MnO/Al₂O₃、CIA 及A-CN-K 图解与华北现代 褐土作对比分析, 发现它们的化学风化特征极为相似; (4) 用气温及降水量与CIA 值的回归 关系方程, 得出5 层古土壤发育时期的水热状况确与华北现代的暖温带半湿润季风性气候大 致相同或更显暖湿。形态特征、粒度、石英颗粒表面特征和化学风化特征等多个方面具备了 与现代华北褐土类似的化学风化成壤特征, 证明这些古土壤是在与华北相似的暖温带半湿润 季风性气候条件下形成的。     

基于RWEQ模型的疏勒河流域防风固沙功能价值评估

疏勒河流域地处西北内陆,是“一带一路”的关键节点。近年来随着全球变化与经济社会活动强度增加,导致建设用地快速扩张、土地沙化等问题,影响区域生态与经济社会的可持续发展。疏勒河流域处于北方防沙带中心,开展其防风固沙价值评估对于构建区域生态安全格局和保障流域可持续发展具有重要生态意义。基于修正风蚀方程模型(RWEQ)对2008—2018年疏勒河流域防风固沙功能及其价值进行评估。结果表明：(1)2008—2018年疏勒河流域防风固沙总量为43.927×10⁴～129.530×10⁴t·km^-2,防风固沙量呈上升趋势。(2)2008—2018年疏勒河流域防风固沙价值快速增加,其多年平均价值占比由高到低依次为减少土地损失价值(99.46%)、保持土壤肥力价值(0.47%)、保持土壤有机质价值(0.04%)、减少交通运输经济损失价值(0.03%)。(3)流域防风固沙功能与土地利用密切相关,防风固沙能力较强的区域主要分布在草地、耕地等植被覆盖率较高区域;低值区主要分布在流域土地利用类型为未利用地区域。(4)相较社会因素,自然指标因子对流...     

三岔河流域水文特征与化学风化碳汇效应

在喀斯特地区的流域产汇流过程中,由于富含碳酸的水体对可溶岩的溶蚀作用,导致河流断面输出大量溶解无机碳(DIC),反映了流域化学风化消耗大气CO2的强度,与流域水文过程密切相关。为了正确估算流域水文过程中化学径流及其碳汇效应,解析水文特征对流域地表过程中碳的生物地球化学行为的影响规律,以喀斯特地貌广布的三岔河流域三个水文站断面为例,研究了河源区河流水文特征与碳汇效应。结果表明:处于亚热带湿热环境下的喀斯特流域在观测水文年内,碳汇强度远大于非喀斯特的花岗岩流域且具有显著的季节变化,绝大部分的碳汇发生在高温多雨的6-11月。相关分析表明,流域碳汇强度与流域气温、降水和径流量呈显著的正相关关系;流域碳汇强度与河流总溶解固体物(TDS)浓度、DIC浓度呈显著的负相关关系。丰水期径流对河流TDS和DIC有明显的稀释效应。流域碳汇强度主要决定于河流TDS和DIC输出载荷而非河流TDS和DIC的浓度,与流域水文特征密切相关。     

镇江下蜀土剖面的化学风化强度与元素迁移特征

对镇江下蜀土剖面的化学风化强度及元素迁移特征进行了研究, 结合与黄土高原第四纪黄土、古土壤、晚第三纪红粘土以及安徽宣城风成红土等典型风成堆积剖面的对比分析, 得出如下结论: (1) 镇江下蜀土剖面经历了中等强度的化学风化, 明显强于洛川黄土以及古土壤, 显著弱于宣城风成红土, 而与西峰晚第三纪红粘土非常接近。下蜀土的化学风化过程及 其与其他风成堆积剖面风化强度的差异主要受气候条件的控制, 气候条件通过年平均温度和年降水量对化学风化的地球化学环境起重要的影响, 其中降水因素在化学风化过程中可能起着更为重要的制约作用。(2) 镇江下蜀土剖面风化过程中, 绝大部分常量元素的地球化学行为 表现为迁移淋失, 仅Fe 和Ti 轻微富集, 元素的活动性由强至弱依次为: P > Na > Ca > Mg > K > Fe²⁺ > Si > Mn > Al > Ti > Fe³⁺; 常量元素的迁移特征揭示下蜀土的化学风化已经完成初级阶段的去Ca、Na 过程, 并初步进入到去K 风化的中级阶段; 微量元素除Sr、Ga 迁移淋 失外, Th、Ba、Cu、Zn、Co、Ni、Cr、V 等均表现出富集特征, 这可能与下蜀土风化成壤过 程中的生物地球化学过程以及粘粒、有机质对微量元素的吸附作用有关。(3) 元素迁移在剖面 中的变化特征揭示, 在0.24 Ma 之前的中更新世早、中期, 该区气候较为暖湿, 兼有干湿交替的特征; 中更新世晚期气候偏干凉, 风化淋溶最弱; 至晚更新世早期则又出现一段明显暖湿的成壤时期, 形成下蜀土剖面中的S1 古土壤层。总之, 中更新世以来本区气候整体上向干凉的方向发展。     

青海湖种羊场风成沉积的常量元素组成及其化学风化指示

青海湖区是研究亚洲季风和西风环流强度变化和相互作用的良好区域。与青海湖湖泊钻孔沉积物一样,青海湖岸边广泛堆积的陆相风成沉积独立地记录了青海湖区晚第四纪以来的环境演变。过去对青海湖风成沉积的元素地球化学特征虽有过一些研究,但对于这套风成沉积的化学风化研究相当薄弱。通过对青海湖东岸种羊场剖面晚第四纪风成沉积的常量元素组成及主要的化学风化指标进行研究,结果表明:1)化学风化指标CIA(化学蚀变指数)、CIW(化学风化指数)、K2O/Na2O和Fe2O3/Mg O比值均反映了种羊场风成沉积经历了早期化学风化强度弱、中期强和晚期再度变弱的变化特征;2)在距今~5 ka时,风化指标显示化学风化作用最强,可能记录了青海湖区暖湿的气候特征;3)种羊场风成沉积的Fe2O3/Mg O比值与!fd%(频率磁化率的百分比)呈显著线性正相关(相关系数R2为0.939),指示在化学风化过程中Fe元素的富集对于磁化率增强具有重要贡献。     

基于地理探测器模型的疏勒河流域景观生态风险评价及驱动因素分析

疏勒河流域地处河西走廊最西端,是典型的干旱内陆河流域,生态环境极其脆弱,也是我国重要的生态屏障之一。借助Fragstats软件从斑块和景观2个尺度,结合2000—2018年土地利用数据,评价分析疏勒河流域景观生态风险时空变化特征,利用地理探测器定量分析了该流域景观生态风险驱动因素。结果表明:(1)疏勒河流域主要景观类型为未利用地和草地,其斑块个数(NP)、景观形状指数(LSI)、最大斑块指数(LPI)和聚集度指数(AI)值均较高;2000—2018年蔓延度指数(CONTAG)值下降、香农多样性指数(SHDI)和香农均匀度指数(SHEI)值缓慢上升,流域景观破碎度严重。(2)疏勒河流域景观生态风险空间分布呈现北高南低,2000—2018年呈现流域景观生态风险逐渐下降趋势,其中较高风险和高风险地区面积下降明显。(3)人为干扰度是影响景观生态风险空间分布的主要因子,归一化植被指数(NDVI)次之,人口密度影响最小;景观生态风险的影响均为双因子增强或非线性增强,无显著差异大多表现在自然和自然因子间,自然和人为因子之间存在显著性差异。因此,对流域进行景观生态风险指数评价和驱动因素分析至关重要。     

中国省域碳强度空间依赖格局及其影响因素的空间异质性研究

在估算各省域碳强度的基础上,利用探索性空间数据分析(ESDA)和时空跃迁测度方法以及地理加权回归(GWR)模型分析了1995~2015年中国省域（不包括西藏、港、澳、台地区）能源消费碳强度的空间依赖格局及其驱动因素的空间异质性。结果显示：① 中国省域碳强度存在显著的空间正相关性,表现为先下降后上升再到小幅波动的特征,碳强度相似的省域趋向于集聚,表明中国省域碳强度具有明显的空间依赖特征;②省域碳强度存在不均衡的发展格局,高-高集聚的省域主要分布在中国西北部,低-低集聚的省域多分布于中国东南部。③碳强度空间集聚总体呈优化态势,高-高集聚的省域在减少,低-低集聚的省域在不断增多,但不同省域在碳强度的空间集聚中所起的作用不同。④ 碳强度影响因素(解释变量)的回归系数均为正值,4个解释变量对碳强度的影响程度依次为：能源强度>能源结构>产业结构>人均GDP;且各因素对碳强度的影响在不同省域具有明显的空间异质性。     

青海省湟水河西宁段重金属元素的污染和评价

湟水河是西宁市的重要河流。开展湟水河西宁段沉积物的重金属研究对西宁市的环境保护和生态建设具有重要意义。本次研究对湟水河西宁段表层泥质沉积和河水以及流域内的现代菜地表土和松树苗地表土的重金属含量进行了测定。同时,采用全新世以前的黄土、湟水河一级阶地的砂质沉积给出了西宁市自然状态下的重金属背景值。各类样品的重金属元素含量结果表明:1)自然状态下,Pb为29.5 mg/kg,As为15.6 mg/kg,Hg为0.01 mg/kg,Cd为0.18 mg/kg,Cr为31.1 mg/kg。2)河流表层泥质沉积的重金属含量平均值,Pb为45.2 mg/kg,As为7.8 mg/kg,Hg为0.02 mg/kg,Cd为0.48 mg/kg,Cr为48.8 mg/kg。3)总体上,河流表层泥质沉积、现代菜地表土和松树苗地表土的Cd、Pb、Hg、Cr均比自然状态下的背景值要高。4)湟水河西宁段已出现较明显的重金属污染,应控制Cd等重金属元素向河流中的排放。     

青海河湟谷地气候及干旱变化研究

利用1961—2002青海河湟谷地11个气象台站气温、降水等地面观测资料,对该区气候要素的年代际变化特征及其干旱变化的成因进行了初步分析。结果表明：青海河湟谷地各季节平均气温20世纪90年比60年代偏高了0.4～0.8℃,冬季增温最显著。年平均降水量90年代比60年代偏少17.2 mm。地表蒸发量80~90年代比60~70年增多。90年代青海河湟谷地秋季和春季降水量减少,使得秋季和春季干旱发生的频次增加,导致河谷地区的径流量减少。     

黄河近年径流泥沙剧减的多因素贡献率分析（英文）

The Yellow River basin is well known for its high sediment yield. However, this sediment yield has clearly decreased since the 1980 s, especially after the year 2000. The annual average sediment yield was 1.2 billion tons before 2000, but has significantly decreased to 0.3 billion tons over the last 10 years. Changes in discharge and sediment yield for the Yellow River have attracted the attention of both the Central Government and local communities. This study aimed to identify the individual contributions of changes in precipitation and human activities(e.g. water conservancy projects, terracing, silt dams, socio-economic and needs, and soil and water conservation measures) to the decrease in discharge and sediment yield of the Yellow River. The study used both improved the hydrological method and the soil and water conservation method. The study focused on discharge analysis for the upper reaches and the investigation of sediments for the middle reaches of the river. The results showed that discharge and sediment yield have both presented significant decreasing trends over the past 50 years. Precipitation showed an insignificant decreasing trend over the same period. The annual average discharge decreased by 5.68 billion m3 above Lanzhou reach of the Yellow River from 2000 to 2012; human activities(e.g. socio-economic water use) contributed 43.4% of the total reduction, whereas natural factors(e.g. evaporation from lakes, wetlands and reservoirs) accounted for 56.6%. The decrease in annual discharge and sediment yield of the section between Hekouzhen station and Tongguan station were 12.4 billion m3 and 1.24 billion tons, respectively. Human activities contributed 76.5% and 72.2% of the total reduction in discharge and sediment yield, respectively, and were therefore the dominant factors in the changes in discharge and sediment yield of the Yellow River.     

黄河中游多沙粗沙区水沙变化趋势及其主控因素的贡献率

随着气候变化和人类活动影响加剧,黄河中游多沙粗沙区的水沙变化剧烈,因此研究影响黄河中游多沙粗沙区径流量和输沙量的驱动因素对预测未来水沙变化具有重要意义。本文选取Mann-Kendall趋势检验法,Pettitt突变点检验法,位置、尺度、形状的广义可加模型以及累积量斜率变化率比较法对黄河中游多沙粗沙区15个水文站控制流域1956-2010年的年降水量、年径流量以及年输沙量变化特征及其贡献率进行分析,确定影响黄河中游多沙粗沙区径流量和输沙量变化的主要原因。结果表明：① Mann-Kendall趋势检验在5%的显著性水平下,表明降水量虽呈减少趋势但并不显著,径流量和输沙量则有显著的减少趋势;② Pettitt突变点检验得出所研究区域径流量和输沙量的突变年份在1972年、1985年以及1996年左右;③ GAMLSS模型分析结果同样表明降水的均值不随时间发生变化,但降水的方差有减小的趋势;④ 通过累积量斜率变化率比较法得出,人类活动对窟野河流域径流输沙的影响大于无定河流域。通过分析黄河中游多沙粗沙区径流量和输沙量变化的原因,可为黄河中游多沙粗沙区水资源合理分配提供一定的理论支持。     

气候变化情景下青海湟水流域径流变化的HIMS模拟分析

基于国产HIMS(Hydro-Informatic Modeling System)模型,以青海湟水流域为研究区域,利用1986-2000年33个雨量站和8个气象站的逐日降水和气温数据,对其径流变化进行模拟;选取流域内6个水文站同期的实测径流数据,进行参数率定及验证。结果表明:HIMS模型日、月率定及验证结果良好,在湟水流域具有良好的适用性。在此基础之上,分析了湟水流域1961-2010年降水及气温的变化趋势,并对不同气候变化情景下的水文响应(径流量)进行模拟分析。结果显示气候变化对湟水流域径流量变化趋势影响显著,随气温升高和降水量的减少,径流量呈明显的减少趋势,反之,呈增加趋势。     

Analysis of the contribution of multiple factors to the recent decrease in discharge and sediment yield in the Yellow River Basin,China

The Yellow River basin is well known for its high sediment yield. However, this sediment yield has clearly decreased since the 1980s, especially after the year 2000. The annual average sediment yield was 1.2 billion tons before 2000, but has significantly decreased to 0.3 billion tons over the last 10 years. Changes in discharge and sediment yield for the Yellow River have attracted the attention of both the Central Government and local communities. This study aimed to identify the individual contributions of changes in precipitation and human activities (e.g. water conservancy projects, terracing, silt dams, socio-economic and needs, and soil and water conservation measures) to the decrease in discharge and sediment yield of the Yellow River. The study used both improved the hydrological method and the soil and water conservation method. The study focused on discharge analysis for the upper reaches and the investigation of sediments for the middle reaches of the river. The results showed that discharge and sediment yield have both presented significant decreasing trends over the past 50 years. Precipitation showed an insignificant decreasing trend over the same period. The annual average discharge decreased by 5.68 billion m³ above Lanzhou reach of the Yellow River from 2000 to 2012; human activities (e.g. socio-economic water use) contributed 43.4% of the total reduction, whereas natural factors (e.g. evaporation from lakes, wetlands and reservoirs) accounted for 56.6%. The decrease in annual discharge and sediment yield of the section between Hekouzhen station and Tongguan station were 12.4 billion m³ and 1.24 billion tons, respectively. Human activities contributed 76.5% and 72.2% of the total reduction in discharge and sediment yield, respectively, and were therefore the dominant factors in the changes in discharge and sediment yield of the Yellow River.     

粤北岩溶区连江流域降雨侵蚀力

对连江流域35个气象站1980―2013年逐日雨量数据进行整理,利用日雨量、月雨量和年雨量方法计算得出RA、RB、RC,通过有效系数M检验得出最优R值;然后利用反距离加权、张力样条函数和普通克里金进行空间插值,通过检验确定最准确的插值方法,最后对其进行插值分析。结果表明：基于月降雨量的计算方法和反距离加权插值法更加适合于连江流域降雨侵蚀力的计算和估算;连江流域降雨侵蚀力时空变化明显,降雨侵蚀力变化与年际降水量变化基本一致;中上游高大山脉存在的地区,多年平均降雨侵蚀力明显高于其他地区;下游多年平均降雨量丰富,其多年平均降雨侵蚀也较严重。     

雅鲁藏布江径流水文规律及水体同位素组成

由雅鲁藏布江各站径流量数据和水体的同位素数据,分析了径流的时空分布特点以及大气降水的同位素效应。该区干流流域年平均径流量分布呈从下游到上游逐渐减少的趋势, 且地表径流的年内分配主要集中在夏、秋两季(6-10 月)。流域内大部分雨水和河水样品的同位素组成均落在全球大气降水线δD = 8δ¹⁸O +10 的右上方,显示出强烈蒸发的特征。水体同 位素组成区域大陆性效应和高度效应明显,这种分布特征与来自孟加拉湾、怒江方向降水云汽的运移以及青藏高原的地形、气候条件有关。     

1961-2016年渭河流域极端降水事件研究

基于1961-2016 年渭河流域26 个气象站点的逐日降水数据,选取与极端降水事件密切相关的9 个指数,利用线性趋势法、Mann-Kendall突变点检验和方差分析等方法,揭示渭河流域极端降水事件的变化趋势、突变情况以及渭河流域上、中、下游降水情况的差异特征,对研究区未来极端降水事件提供科学预测和理论参考。结果表明：① 渭河流域上、中、下游地区及整个流域的年总降水量分别以16.588 mm/10a、8.319 mm/10a、6.703 mm/10a和9.544 mm/10a的速率下降,表明渭河流域56 a来降水总量存在逐年减少的趋势,整个渭河流域地区呈现变干的趋势。② 降水强度(SDII)、强降水总量(R95PTOT)和极端降水总量(R99PTOT)在整体上均呈现上升趋势,极端降水总量的上升趋势高于强降水总量,上游地区的上升趋势高于中下游地区,表明渭河流域极端降水强度有所增强,极端降水事件发生频率有所增大。③ 渭河流域出现极端降水事件的年份集中在20世纪90年代和21世纪初期,且降水情况的年际差异较大,中游地区的变化更为明显。④ 相关分析显示中下游地区对整个流域极端降水事件的发生情况起到较大的贡献。     

石羊河流域1961-2005年蒸发皿蒸发量变化趋势及原因初探

 利用1961—2005年石羊河流域上、中、下游当地气象站的逐月20 cm口径蒸发皿蒸发量、平均气温、平均相对湿度、降水量、平均风速、日照时数、最高气温和最低气温资料,研究了近45 a石羊河流域蒸发皿蒸发量变化趋势及原因。结果表明,45 a来,石羊河流域及上、下游年蒸发皿蒸发量呈上升趋势,中游年蒸发皿蒸发量呈下降趋势,上游上升趋势最明显。四季中,春、秋、冬季蒸发皿蒸发量呈上升趋势,上升最明显的是冬季,其次为秋季,春季变化不明显,夏季蒸发皿蒸发量变化呈下降趋势。石羊河流域在不同时段不同区域年蒸发皿蒸发量都存在明显的6～7 a周期和1～2 a的短周期,并都发生了突变。相关系数法分析表明,影响石羊河流域及中、下游年蒸发皿蒸发量变化的主要影响因子是相对湿度和降水,上游的主要影响因子是相对湿度和气温。四季中,春季的主要影响因子是相对湿度和降水;夏季影响石羊河流域及上、中蒸发皿蒸发量变化的主要因子是相对湿度和气温,下游的主要影响因子是相对湿度和降水;秋季影响石羊河流域及中、下游蒸发皿蒸发量变化的主要影响因子是相对湿度和气温日较差,上游其主要影响因子是相对湿度和降水;冬季的主要影响因子是气温和相对湿度。影响年以及春、夏、秋最显著的因子是相对湿度,冬季最显著的影响因子是气温。