深海固体矿产商业化采矿：幻想与现实

简要回顾了人类在深海固体矿产资源的调查与研究的历史，从勘查、采矿系统、冻炼技术研究的现状与存在问题、深海采矿面临的环境问题和社会需要、国际法与深海采矿的关系等方面讨论了人类实现商业化采矿的前景；笔者认为深海矿产资源的勘探和开发，无论是从调查技术和方法或是采矿和选冶技术来看，技术上基本是成熟可行的。单纯就技术方法的可能性看，３０年或者更长一点的时期，有可能实现商业化采矿，但考虑到国际法保证程度、环境     

深海多金属结核开采潜在工程地质环境影响研究进展

深海多金属结核广泛分布于全球海底,资源储量丰富、开采潜力巨大。自20世纪60年代,围绕深海多金属结核开采提出了连续链斗式、穿梭艇式、管道提升式等的采矿方式,目前研究中多以管道提升式研究为主。将赋存在海床沉积物表面的多金属结核开采出来必然会引起表层沉积物的扰动,从而影响海水化学性质及海洋生物活性。国内外学者围绕深海多金属结核开采,从结核的资源储量、矿区工程地质条件、开采技术、环境影响等方面展开了诸多研究。基于国内外大量文献资料,着重整理了深海多金属结核富集区CC区(东太平洋的克拉里昂—克里帕顿断裂带之间的海底区域)的研究进展。针对以管道提升式开采方式开采深海多金属结核产生的潜在工程地质环境影响得到以下几点认识:(1)结核开采过程中对表层沉积物产生扰动致使沉积物发生再悬浮,再悬浮颗粒浓度是影响海水化学性质、海洋生物活性的主要原因;(2)矿区表层沉积物的工程地质性质是深海多金属结核开采过程中生态环境影响程度的关键控制因素,其决定了结核开采时沉积物再悬浮的质量、空间分布特征;(3)目前多金属结核开采的环境影响评价多基于对生物群落的影响程度进行定性的评价,尚未有基于沉积物工程地质性质变化、再悬浮沉积物时空分布规律进行的环境影响评价,未来深海多金属结核开采环境工程地质影响定量评价系统有待建立。以上认识对于深入了解多金属结核开采研究现状、工程地质环境影响特征、监测环境影响内容有重要意义。     

深海微生物多样性形成机制浅析

随着全球人口、资源与环境问题的加剧,人类把目光投向海洋。深海包含在极酸、极碱、极热、极冷、高盐、高压等极端环境下能够生存繁衍的微生物。与陆地微生物比较,它们可能具备某些不同的代谢途径和遗传背景。对极端环境微生物生存与适应机制的研究将加深我们对深海微生物乃至深海生物圈对全球气候影响的理解,也将促进我们对深海微生物资源和深海矿产资源的开发。在综合以往对各种极端环境下微生物研究的基础上对深海微生物的生存及适应机制进行了分析与阐释,为深海微生物的研究提供参考。     

深海真核微生物多样性研究进展

真核微生物是深海中数量占优势、多样性高且功能重要的微型生物类群。开展深海真核微生物多样性的研究,将为理解深海生态系统结构以及微型生物多样性及其地理分布提供科学依据。迄今,深海真核微生物多样性的研究明显滞后于原核微生物,对于其形态多样性的认识仍局限于有孔虫等无需培养且通过壳体可直接鉴定的少数类群。分子生物学技术的广泛应用,极大地拓展了对深海真核微生物群落结构和多样性的认识,发现了深海中存在的大量未知的新阶元,揭示了较之形态多样性更高的分子多样性。在综述国内外研究进展的基础上,针对真核微生物多样性的研究策略、存在的问题及未来研究应关注的问题提出了建议。     

地球圈层相互作用中的深海过程和深海记录（I）：研究进展与成果

由五大系统11个实验室组成的项目组,2000—2005年开展了以“地球圈层相互作用”为主题的深海基础研究。项目以“热带碳循环”作为核心问题,依靠国际大洋钻探和国内“大洋专项”两大支柱,对西太平洋暖池和南海等海区进行深海过程和深海记录的研究,已圆满完成计划任务。一方面在南海大洋钻探的基础上,围绕热带海洋在地球系统中的作用向纵深发展,在“热带碳循环”研究中取得了原创性的成果;另一方面依托国内大洋专项和国内外合作航次,在深海研究和圈层相互作用上朝横向发展,取得了一系列国际性成果,在我国形成了与国际接轨的深海研究力量。对该项目的设计和进展做了简单而又全面的阐述,对于古环境研究中取得的突破性进展将另有续篇介绍。     

俄罗斯当前的钻孔采矿工艺

本文介绍了当前俄罗斯采矿工艺及矿物原料的使用现状,对钻孔水力采矿法与传统采矿法在经济、采矿等指标方面进行了对比研究,阐述了用钻孔不力法开采矿山的合理投资顺序及方法。研究表明,在目前俄罗斯市场经济的条件,应大力推广钻孔水力采矿工艺。     

我国太平洋深海沉积研究综述

总结了我国对太平洋深海沉积物组成、分布、形成及深海沉积中宇宙尘、海洋沉积通量、铁锰结核的研究成果,指出了在全球变化研究中太平洋深海沉积的研究课题。     

深孔水力采矿碎岩与矿浆举升机具设计与试验

钻孔水力采矿技术作为一种新型非传统采矿方法,在开采易分散、疏松、多孔、弱胶结性等固体矿产时显示出独特的优点。基于钻孔水力采矿原理,主要对碎岩高压水枪工作原理和结构进行了研究,对矿浆举升系统等方面进行了优化设计,通过数值模拟分析和地表、孔内实物模型试验进行了设计验证,并研究了相应的钻孔水力采矿工艺,这些研究为未来深部固体矿产领域开发提供技术支撑。      

地球圈层相互作用中的深海过程和深海记录（Ⅰ）：研究进展与成果

由五大系统11个实验室组成的项目组，2000-2005年开展了以“地球圈层相互作用”为主题的深海基础研究。项目以“热带碳循环”作为核心问题，依靠国际大洋钻探和国内“大洋专项”两大支柱，对西太平洋暖池和南海等海区进行深海过程和深海记录的研究，已圆满完成计划任务。一方面在南海大洋钻探的基础上，围绕热带海洋在地球系统中的作用向纵深发展，在“热带碳循环”研究中取得了原创性的成果；另一方面依托国内大洋专项和国内外合作航次，在深海研究和圈层相互作用上朝横向发展，取得了一系列国际性成果，在我国形成了与国际接轨的深海研究力量。对该项目的设计和进展做了简单而又全面的阐述，对于古环境研究中取得的突破性进展将另有续篇介绍。     

深海沉积物分类与命名的关键技术和方案

对地质研究的对象进行科学合理的分类,是地学研究的重要内容之一.为建立科学合理、量化统一、操作简便的深海沉积物分类与命名方案,详细分析国内外深海沉积物分类与命名现状,深刻了解海洋沉积物组成与分布,深入研究深海沉积物的水深、平均粒径和粘土含量3项参数指标,通过分析涂片鉴定粘土、钙质生物、硅质生物这三者的含量、粒度和化学分析之间的差异,建立钙质生物、硅质生物与CaCO₃、生物SiO₂的量化关系,完成沉降法和激光法粒度分析资料的对比和校正,分析深海沉积物分类与命名的兼容性和可比性.在上述研究成果基础上,自主创新提出深海沉积物分类与命名方案及其关键技术.深海沉积物类型简分法把深海沉积物分为深海粘土、钙质软泥、硅质软泥、粘土-硅质-钙质软泥4类,它能满足一般性海洋地质调查要求,达到基本了解深海沉积物类型的目的,在兼容世界深海沉积物类型现状的同时,充分考虑到混合沉积物的存在.深海沉积物类型细分法在简分法基础上细分了16种沉积物,使分类与命名更加详细和全面,满足海洋地质详细调查研究的要求.深海沉积物分类与命名方案与浅海沉积物分类与命名比较,在图形、类型指标、种类数量、冠字冠名法、混合沉积物表示法、可操作性等方面具有可比性,使浅海到深海的沉积物分类与命名呈渐变和有机联系.      

基于MAPGIS的大洋多金属结核资源评价管理系统的开发及应用

通过对MAPGIS进行二次开发，针对大洋多金属结核矿产资源评价特点，研制开发了大洋多金属结核资源评价管理系统。该系统由工程管理、专题图件编辑、空间分析、查询分析、属性分析、数据模型等功能模块组成，实现了对大洋多金属结核空间数据进行管理、统计分析、成图显示、矿区圈定、资源量计算等功能，为大洋多金属结核资源评价提供了实用有效的手段。     

海洋水色卫星遥感研究与进展

系统介绍了目前海洋水色卫星遥感在海洋碳通量、生物海洋学及上层海洋过程研究,以及海岸带环境监测与管理中的主要应用方向;分析了上述应用对水色卫星传感器在时空分辨率、光谱波段设置和空间覆盖范围等方面的具体设计要求;概括了新一代水色卫星传感器的特点;指出了水色卫星遥感资料应用中的定标、大气校正及定量反演技术等关键问题;介绍了各国海洋水色卫星遥感的发展计划,提出了我国海洋水色卫星遥感研究的对策。     

浅析资源开发与环境保护

国民经济和社会的发展离不开矿产资源，而矿产的开发利用又会程度不同地破坏生态环境。本文就怎样解决这一矛盾提出要提高全民对环境保护的忧患意识，尽量减少采矿对生态环境的破坏，加强法制监督，加强环境综合治理和生态建设规划，加强复垦等对策的措施。     

旅游业的环境影响综合评价与对策

旅游业对自然环境有正反两方面的影响。反面影响包括对水体和大气环境的影响,对动植物的影响,对土壤和沙丘的侵蚀,以及影响审美。正面影响包括建立自然保护区,保护海洋、植被、湿地,促进连际土地开发和教育民众。促进旅游业永续发展的对策有：对旅游业进行选择;对旅游区进行环境规划;对旅游业的环境影响进行实验追踪,建立综合性模式研究旅游业的累积环境影响。     

天津滨海新区围海造陆对沿海低地浅层地下水环境的影响

天津滨海新区被提到国家总体发展战略后,随着经济持续发展、城市化进程不断加速及产业转移,进行了大规模围海造陆,在拓展土地空间的同时,也造成了相当多的环境问题。利用滨海新区由陆到海的3条水文地质剖面获取的地下水动态变化监测数据和土壤含盐量测试结果,开展了围海造陆对沿海低地浅层地下水环境的影响研究。结果显示:1受围海造陆影响,对应的沿海低地浅层水位已经出现由陆到海逐渐增高的现象,造成地下水位反向倾斜,阻碍了地下水径流和排泄;2由陆到海浅表土壤全盐量出现逐渐增高的特征,在浅层地下水反向径流作用下,东部区域大量的盐分将被携带至沿海低地,使沿海低地盐渍化程度加重,严重影响到湿地保护和生态建设;3围海造陆对海岸带生态环境的影响是一个长期缓慢的过程,应持续监测近岸海域和陆域沿海低地生态环境的变化情况,以便提出合理的修复建议。     

尕龙格玛铜锌多金属矿区火山岩特征

尕龙格玛铜锌多金属矿区岩浆活动强烈,火山岩分布广泛,其展布受区域构造的控制作用明显。通过野外地质调查及对尕龙格玛铜锌多金属矿区火山岩系的岩石矿物组合和结构构造、岩石化学成分、地球化学特征的研究,初步确定了矿区的火山机构及其岩相构造的基本特征。通过对该区英安岩地球化学特征的分析,揭示了矿区在三叠纪时期处于岛弧的大地构造背景;英安岩的形成可能是由于古特提斯洋壳俯冲,引起幔源物质与深海沉积岩共同熔融形成的基性岩浆不断分异演化而形成的。     

青藏高原植被动态与环境因子相互关系的研究现状与展望

青藏高原是中国乃至全球对气候变化最敏感的地区之一,是全球平均海拔最高的地理单元,对周边地区起到重要的生态安全屏障作用。近年来,当地植被受到气候变化和人类活动的双重压力。本文基于文献检索分析青藏高原的植被生理、生态特征对气候变化和人为干扰的响应,并利用荟萃分析定量综述植被覆盖度变化对土壤理化性质的影响。在此基础上分析青藏高原植被与环境因子相互关系的研究尺度与方法。结果表明:(1)气温、降水、辐射等自然因素和放牧、农耕、筑路等人为活动均对青藏高原植被的碳交换、水分利用效率、元素含量与分布格局、物候、多样性等指标产生显著影响,植被的变化也同时影响着土壤的水热交换、水文过程和理化性质等;(2)在植被退化过程中,由高覆盖度向中覆盖度转变时对土壤理化性质产生的不利影响强于由中覆盖度转为低覆盖度时,高覆盖度地区的植被保护需要引起更多关注;(3)现有研究更多关注单一要素、单一尺度,未来应关注多要素间的相互耦合,通过合作与共享获取数据,开展多尺度对比和尺度效应研究,系统梳理和分析植被与环境因子的相互关系可为制定科学合理的生态修复策略提供科学依据。     

Abundance and Community Structure of Airborne Microorganisms over the Ocean and Their Influencing Mechanisms

Airborne microorganisms play an essential role in the microbial propagation and maintenance of the ecosystem diversity, and also significantly affect the climate by acting as effective Ice Nucleus (IN) and Cloud Condensation Nuclei (CCN). The ocean is a vital source and destination for airborne microbes. Nevertheless, little information has been obtained on the distribution of abundance and diversity of airborne microorganisms over the ocean. This paper systematically reviewed the abundance, size distribution, and community structure of airborne microorganisms over the ocean, as well as various environmental and meteorological factors that control the distribution of microbes in marine aerosols. The commonly used methods for detecting airborne microorganisms and their development prospects were also discussed. We pointed out that sampling and detection of extremely low concentration microorganisms in marine aerosols are key problems to be solved in this field, and future research directions include the increase of the cruising observation in open oceans and combination of advanced molecular techniques and other traditional methods. This paper provides extensive and crucial information for subsequently in-depth research on airborne microorganisms over the ocean, revealing their sources, activities, climate and ecological effects.     

煤矿区碳排放的确认和低碳绿色发展途径研究

开展煤矿区碳排放的系统评价和减排路径的综合分析,是落实我国碳达峰与碳中和愿景的具体行动。针对煤矿区碳排放源边界不清、核算模型缺乏及碳中和背景下发展方向等问题开展分析。通过文献查阅、资料收集等方法,厘清煤矿区碳排放源边界,并建立碳排放量核算模型,明确煤矿区低碳绿色发展方向。结果表明:煤矿区碳排放(CH₄和CO₂)来源可划分为自然排放和人为排放两大类,并细分为5种类型,针对不同碳排放源提出相应的数学模型;同时煤矿区要加大节能和低碳技术的投入,提高综合资源的利用程度和瓦斯的监测力度,加强绿色矿山修复和建设,积极参与碳市场和碳排放权交易及培育适应市场的管理模式等一系列措施,逐步实现低碳、绿色产业体系;此外,煤矿相关单位应高瞻远瞩,深入分析并发挥政府的低碳环保政策的作用,与相关高校加强合作,在我国碳减排目标下,大力推动煤制氢技术的发展,突破CO₂-ECBM和CCUS关键技术中的运输、封存选址、安全稳定性评价、成本降低等瓶颈问题,以期在双碳背景下碳减排过程中实现经济、环保双重效益。