常量元素氧化物含量及其比值揭示的中晚全新世以来玛曲高原的环境演变

对玛曲高原具有代表性的黄土-古土壤-风成砂剖面(OL剖面)常量元素氧化物含量及其比值的地球化学特征分析表明:(1)常量元素氧化物总含量为91.93%且SiO₂(67.93%) >Al₂O₃(11.2%) >Fe₂O₃(3.97%) >CaO(3.76%)>K₂O(2.16%) >Na₂O(1.81%) >MgO(1.1%);(2)玛曲高原处于较弱的脱Ca、Na初级风化阶段,并伴有碳酸盐的淋失;(3)玛曲高原的气候经历了冷干-凉润-温湿-凉干的冷暖旋回。依据常量元素氧化物含量及其比值揭示的环境特征并结合¹⁴C测年将玛曲高原中晚全新世以来的环境演变划分为4.6 ka BP以前的风沙活动强烈期、4.6～4.3 ka BP的风沙活动较弱期、4.3～0.3 ka BP的固结成壤期和0.3 ka BP至今的风沙活动增强期4个阶段。     

天堂寨泥炭地层的磁化率、Rb/Sr值及其反映的古气候意义

天堂寨泥炭地层记录了大别山北亚热带地区全新世中晚期以来气候变化。通过对地层剖面磁化率、Rb/Sr值测定和分析,结合¹⁴C测年,结果表明:大别山北亚热带地区中晚期以来气候变化可划分5个阶段:(1)5 700~5 050 cal.a B.P.,气候暖湿为主;(2)5 050~4 300 cal.a B.P.,以暖干为主,期间气候波动剧烈,气温出现过短暂而急剧的下降;(3)4 300~2 500 cal.a B.P.,气候总体上处于相对冷湿状态,波动不大;(4)2 500~1 400cal.a B.P.,气温有所回升;(5)1 400 cal.a B.P.至今,气候冷干;至现代,气候又有所回升。磁化率和Rb/Sr比值可作为泥炭恢复古气候古环境的代用指标,但与黄土剖面中所指示的环境意义正好相反,即低磁化率和Rb/Sr比值指示气候湿热,高磁化率和Rb/Sr比值指示气候干冷。     

常量元素记录的毛乌素沙地东南缘全新世气候变化

毛乌素沙地处于中国季风边缘的半干旱区,对气候变化响应敏感,是研究过去全球气候变化的理想场所。对沙地东南缘锦界剖面全新统砂质黄土-古风成砂-古土壤互层沉积序列进行研究,在OSL测年基础上,通过沉积物常量元素氧化物含量及其比值分析,结合粒度、磁化率特征,探讨了毛乌素沙地东南缘7.9ka BP以来气候变化。结果表明：（1）地层常量元素氧化物以SiO₂和Al₂O₃为主,其他元素含量依次为Na₂O、K₂O、Fe₂O₃、CaO、MgO。各种元素活动性不同,K、Na活动性较强,易淋失;Si活动性较稳定,风成砂中易富集;Ca、Mg、Al、Fe活动性较弱,古土壤中富集。（2）7.9ka BP以来气候变化分为6个阶段。7.9～7.3 ka最温暖湿润时段;7.3～6.8 ka,气候转冷干;6.8～4.3 ka,整体上温暖湿润,期间存在2次由暖湿变冷干的波动,并出现过6次风沙活动,即6.6～6.3、6.1、5.9、5.7～5.5、5.3～5.0、4.7～4.4 ka;4.3～2.5ka BP,气候转冷干;2.5～1.8ka BP出现过短暂湿润期,但暖湿程度不及全新世中期;1.8ka BP以来气候渐趋干旱并接近现代气候。（3）全新世气候变化与毗邻的萨拉乌苏河流域、浑善达克沙地等记录的气候变化具有很好的一致性,这是通过东亚冬夏季风强弱消长变化对全球变化的区域响应。     

人类活动影响下淡水沼泽湿地温室气体排放变化

利用静态箱/气相色谱法,研究了三江平原淡水沼泽湿地及垦殖农业利用下CO₂、CH₄、N₂O排放变化。不同类型湿地生长季土壤呼吸速率以季节性积水的小叶章草甸最大,湿地垦殖后土壤呼吸速率明显增大。不同类型沼泽湿地CH₄排放在时空两个方面都有明显的变化,与土壤水分条件、植物群落类型和生长状况有密切关系。沼泽湿地及垦殖后农田土壤在植物生长季都为N₂O的源,常年积水沼泽湿地在植物生长季N₂O排放通量值较小,而土壤水分常年处于非饱和的草甸灌丛土壤N₂O排放相对较高,垦殖后农田土壤N₂O排放通量最大,沼泽湿地土壤N₂O排放通量与土壤温度呈正相关关系,而垦殖后农田土壤不显著。     

浑善达克沙地全新世中晚期地层化学元素特征及其气候变化

在系统考察浑善达克沙地的基础上,选择沙地北部锡林浩特全新世地层剖面样品进行全量化学元素分析和¹⁴C年代测定;并根据地球化学特征的变化,推论8kaBP以来的气候变化过程。结果表明,8kaBP以来区域气候具有干旱化的趋势,并经历了6个冷干暖湿变化旋回,气候变化可划分为4个阶段:8060~7100aBP,气候寒冷干旱;7100~5500aBP,气候温暖半湿润;5500~3500aBP,气候发生频繁的干湿波动;3500aBP特别是2200aBP以来气候以干旱为主。     

大九湖钻孔记录的神农架地区中更新世晚期以来的气候环境变化

运用孢粉浓缩物AMS ¹⁴C测年和氨基酸测年方法结合气候地层对比,建立神农架地区大九湖盆地DJH-2 孔的地层年代序列。依据孢粉分析结果并结合沉积环境,将大九湖盆地中更新世晚期以来的植被演替和古气候演化划分为六个阶段：① 275.0-188.0 ka,寒冷偏干,寒温带针叶林、高山草甸;② 245.0-188.0 ka,暖湿偏干,常绿、落叶阔叶混交林;③ 188.0-129.0 ka,冷干,寒温带针叶林为主,过渡为高山草甸为主;④ 129.0-71.8 ka,暖湿,暖温带落叶阔叶林;⑤71.8-15 ka,冷干,寒温带针叶林与高山草甸间隔发育,中间有喜暖种属增多的迹象;⑥ 15.0-1.0 ka,暖湿,亚热带常绿、落叶阔叶林。孢粉组合特征及单种属特征所显示的盆地气候变化反映了良好的全球冰期、间冰期气候旋回。孢粉浓度特征反映大九湖盆地气候变化受北半球高纬冰量与低纬太阳辐射的双重控制。     

青藏高原东北部全新世常量元素地球化学特征及环境演变北大核心CSCD

对青藏高原东北部风成砂-古土壤序列泽库剖面(ZK剖面)常量元素氧化物含量及其比值进行分析,结合14C测年,揭示其常量元素地球化学特征,探讨了青藏高原东北部全新世环境演变。结果表明:(1)剖面沉积物的化学组成以SiO2、Al2O3、CaO为主,其中SiO2和CaO的标准差较高,对气候变化较为敏感。(2)自剖面底部向上SiO2含量和残积系数呈现先减少后增加的趋势,高值指示冷干的气候意义,CaO含量和退碱系数则相反,高值指示温湿的气候意义。(3)9.4 ka BP以来青藏高原东北部的气候经历了由温湿向冷干的转变过程,可划分为9.4~4.2 ka BP气候温湿期和4.2 ka BP至今气候冷干期;其中在6.6~6.2 ka BP、2.4~2.0 ka BP和1.7~1.5 ka BP存在次一级的气候波动。     

长江口水下三角洲239+240Pu和137Cs的分布特征及环境意义

在长江口水下三角洲采集沉积物柱状样SC07,通过测试沉积物柱样中^239+240Pu和¹³⁷Cs的活度,重点分析^239+240Pu活度的分布特征及其与¹³⁷Cs活度剖面的异同,以提取^239+240Pu活度剖面中的信息。结果表明：^239+240Pu活度剖面中存在与¹³⁷Cs一致的1963年蓄积峰和1958年次蓄积峰,且两者呈较显著的线性相关关系（R²=0.765）,表明在动力环境较强的河口地区,^239+240Pu与¹³⁷Cs仍可以反映相同的沉积过程。^239+240Pu活度起始层位对应于1948年,而¹³⁷Cs对应于1954年,表明^239+240Pu具有更高的测试灵敏度。SC07柱状样中¹³⁷Cs/^239+240Pu的同位素比值比全球均值低,说明^239+240Pu存在区域沉降来源。     

中国边缘海沉积物中239+240Pu的来源与存量模型

对海水和沉积物中^239+240Pu活度、²⁴⁰Pu/²³⁹Pu比值和^239+240Pu存量的分析,可以为海洋环境中水团输运、黑潮海水入侵、颗粒物通量、颗粒清除过程、污染物堆积、沉积年代等问题的研究提供有效途径。针对中国边缘海沉积物中^239+240Pu活度分布、²⁴⁰Pu/²³⁹Pu比值特征和^239+240Pu存量进行比较讨论,发现虽然全球大气沉降和太平洋核试验场的输入是中国边缘海沉积物中^239+240Pu的2个主要来源,但是中国边缘海海洋环境中不同区域Pu的来源的比例有差异。同时,文中系统探讨了利用Pu端元法研究中国边缘海海洋沉积物中^239+240Pu存量的质量平衡模型,这对认识海洋中沉积物的源与汇以及海洋放射性环境状况具有一定意义。     

气候变化对沼泽面积影响的定量分析

定量判别气候变化对湿地生态系统的影响是目前全球气候变化中的难点与热点问题。基于《中国沼泽志》中沼泽的面积、地理位置、海拔高度和气象因子等资料,初步建立了中国沼泽面积-气候因子之间的关系模型;以三江平原沼泽为例,定量判别气候变化对沼泽面积波动的影响。研究结果表明,气温、降水量和海拔是影响沼泽面积的主要因素,可以通过线性模型模拟沼泽面积的变化;近几十年的气候变化对三江平原沼泽面积具有正效应,其贡献率约为+17%~+30%;非气候因素导致湿地丧失,对三江平原沼泽面积具有负效应,其贡献率为-82%~-70.1%。     

向海湿地元素地球化学特征与高分辨沉积记录

以内流河下游漫流区-向海沼泽湿地为研究对象,对其典型剖面沉积物的柱状样以厘米级间距采样,在多元统计分析的基础上,结合¹³⁷Cs、²¹⁰Pb测年数据对其进行高分辨率元素地球化学特征解析,以获取现代沉积记录及其与流域环境变化的关系。结果表明,主成分分析提取的第一主成分有较高的代表性;聚类分析将元素按造岩、迁移累积型、强烈迁移型元素归为三类;大多数金属元素之间存在着显著相关性,并且均与TOC、<63?μm粒径的颗粒呈正相关。典型剖面金属元素的高分辨沉积记录解析表明:向海的沼泽发育可以追溯至1885年之前;1885年左右区域环境发生过突变;近250年以来,暖湿气候与风沙、干旱交替出现;研究区沼泽湿地沉积物表层沉积序列内已明显富集了重金属元素,近年霍林河流域上游人类活动对下游湿地的扰动增强。     

近50a来霍林河流域下游沿岸湿地景观格局演变

以干旱半干旱生态脆弱区霍林河流域下游沿岸洪泛湿地为研究对象,利用1954和1964年地形图,1986、1996和2000年的TM遥感影像作为基本信息源,在GIS支持下,建立湿地空间数据库,通过对不同时期各湿地景观类型进行景观变化过程、景观格局指数和景观转换过程分析,揭示近50 a来霍林河流域下游沿岸湿地景观格局动态及规律。研究发现,沼泽湿地是霍林河流域下游沿岸的主导湿地景观类型,次之为河流湖泊湿地,人工湿地比重小。研究区内湿地面积的减少以沼泽湿地的贡献量最大,这是由于大面积的沼泽湿地退化为盐碱地和草地,沼泽湿地景观破碎化表现突出。河流湖泊湿地在研究时期内则表现出最快的变化速度,年均动态度达到2.60%,它的这种减少变化是由数量众多的小斑块退化为盐碱地和沼泽湿地导致。水库坑塘景观变化受流域发展水利及霍林河径流量大小控制,水田湿地则主要受后者作用。共同的一点是,受霍林河1998年特大历史洪水泛滥影响,研究区内大面积盐碱地、沼泽湿地和草地转换为河流湖泊湿地,与此同时也有大面积草地和盐碱地转换为沼泽湿地,导致两种自然湿地景观类型在2000年表现出面积扩大,景观破碎化降低,整体性增强的变化,这在一定程度上体现出洪水脉冲在退化湿地景观恢复中的生态功能。     

Spatial and Temporal Pattern Changes and Driving Forces: Analysis of Salinization in the Yellow River Delta from 2015 to 2020

China’s Yellow River Delta represents a typical area with moist semi-humid soil salinization, and its salinization has seriously affected the sustainable use of local resources. The use of remote sensing technology to understand changes in the spatial and temporal patterns of salinization is key to combating regional land degradation. In this study, a feature space model was constructed for remote sensing and monitoring land salinization using Landsat 8 OIL multi-spectral images. The feature parameters were paired to construct a feature space model; a total of eight feature space models were obtained. An accuracy analysis was conducted by combining salt-loving vegetation data with measured data, and the model demonstrating the highest accuracy was selected to develop salinization inversion maps for 2015 and 2020. The results showed that: (1) The total salinization area of the Yellow River Delta displayed a slight upward trend, increasing from 4244 km² in 2015 to 4629 km² in 2020. However, the area’s salting degree reduced substantially, and the areas of saline soil and severe salinization were reduced in size; (2) The areas with reduced salinization severity were mainly concentrated in areas surrounding cities, and primarily comprised wetlands and some regions around the Bohai Sea; (3) Numerous factors such as the implementation of the “Bohai Granary” cultivation engagement plan, increase in human activities to greening local residential living environments, and seawater intrusion caused by the reduction of sediment contents have impacted the distribution of salinization areas in the Yellow River Delta; (4) The characteristic space method of salinization monitoring has better applicability and can be promoted in humid-sub humid regions.     

岷江上游河谷土壤发生的空间分异及环境意义

分析了岷江上游河谷沿岸及九顶山西北坡表层土壤粒度、氧化铁、有机质、碳酸盐、pH、有机碳同位素、阳离子交换性、粘土矿物等理化性质。结果表明,三江至映秀段土壤具有较高的粘粉比、铁游离度及粘粒和有机质含量,而碳酸盐含量、pH和有机质δ¹³C值相对偏低,说明土壤发育较好、淋溶作用较强,反映了气候湿润和植被以乔木为主的环境特征;草坡至凤仪段土壤颗粒较粗、碳酸盐含量和pH较高,而铁游度和有机质含量较低,有机质δ¹³C值偏重,反映出干旱的气候和以C₄植被为主的环境特征。九顶山西北坡土壤随海拔的增加粘粉比、有机质含量增大,出现纤铁矿而方解石缺失,反映干旱河谷区高海拔气候湿润;而海拔低于2 000 m的土壤粘粉比和粘粒、有机质含量较低,方解石含量和pH值较高,指示了干旱的气候特征。     

湿地土壤气体排放对水位变化响应的持续性动态特征

为探索湿地水位变化与土壤气体排放之间的关系,对黄河中游芦苇湿地进行了半注水和满注水样地处理后的动态监测,对比了7 d水位变化过程中土壤气体排放差异。结果表明：注水造成了土壤CO₂排放速率的显著差异;随土壤温度上升,H₂O、CO₂、H₂S排放速率都有上升趋势（满注水样地的H₂O除外）;半注水和满注水造成的影响,H₂O排放速率表现为趋同-异步-消失的特征,在注水前期（63.73 h）半注水和满注水差异基本一致,后期差异较大,直至125.64 h后注水的影响才消失,总体分别造成H₂O排放总量76.3%和31.3%的增加;CO₂排放速率表现为异步-趋同的特征,注水初期环境的改变造成CO₂排放的一致减少,37.69~68.66 h二者出现明显差异,68.66~125.64 h水位虽然恢复,但差异仍然存在,注水分别造成CO₂排放总量50.1%和43.2%的减少;H₂S排放速率表现为无变化-异步-无变化的特征,总体造成H₂S排放总量42.3%和32.3%的增加。研究追踪了水位上升后土壤H₂O、CO₂和H₂S排放速率变化的动态过程,其影响具有异步性和持续性的特点,CO₂排放速率表现出较长的响应周期。研究结果对于河流湿地生态功能研究具有重要意义,湿地土壤气体排放对水位变化的响应滞后意味着对湿地生态功能的重要影响,其波动过程需要更长时段的精准研究。     

荒漠绿洲湿地水分来源及植物水分利用策略

水分是干旱区不同景观界面间的水分循环过程与水力联系的主体,维持着干旱区湿地生态系统的结构与功能。为量化水分来源及其对植物水分的贡献率,以河岸灌木湿地和草地盐沼湿地为研究对象,通过测定降水、径流、地下水、土壤水和植物水中δD、δ¹⁸O组成,利用多源线性混合模型分析水分来源对荒漠植物水分利用的贡献率。结果表明：（1） 黑河流域荒漠绿洲湿地年均降水量104.6 mm,约占蒸散量（604.47 mm）的17.03%,具有明显的季节性分布特征。地下水位与土壤含水量的波动取决于河流距离,离河道较近的河岸灌木湿地地下水深度及土壤含水量随季节波动较小,而离河道较远的草地盐沼湿地则变化很大。（2） 当地大气降水线δD=6.33δ¹⁸O+4.04 （R²=0.931）,斜率和截距均略小于全球大气降水线则符合黑河流域湿地整体降水少而蒸散量大的特点。黑河径流δD和δ¹⁸O均值分别为-43.80‰±12.09‰和-8.65‰±23.33‰,地下水为-50.98‰±13.18‰和-9.74‰±25.49‰,土壤水为 -42.07‰±6.89‰和-7.22‰±2.49‰,植物水为-51.84‰±14.46‰和-8.50‰±24.13‰。（3） 地表蒸发是荒漠绿洲湿地土壤氢、氧同位素富集的主要原因。地下水和河水分别是草地盐沼湿地与河岸灌木湿地的主要水分来源,贡献率分别约为61%和50%,表明湿地植物相比于干旱区脉冲式降水更依赖较为稳定的水源。（4） 植物根系深度和毛细根分布是决定荒漠绿洲湿地植物水分利用策略的重要因素。     

图们江流域敬信湿地生物多样性及其保护对策

敬信湿地位于图们江流域下游,中、俄、朝3国交界处,是吉林省主要湿地之一,鱼类资源丰富,植物群丛多样,重点保护鸟类众多。目前,由于围垦、生物资源过度利用、城市化等不合理的人类活动,敬信湿地生物多样性面临诸多方面的压力和威胁。通过分析敬信湿地生物多样性的现状及其所面临的主要威胁,提出敬信湿地生物多样性保护和可持续利用的主要对策,以期为敬信湿地生物多样性保护和图们江地区湿地保护与合理利用提供依据。     

向海沼泽湿地土壤氮素的空间分布格局

本文运用地统计学方法探讨了吉林省通榆县向海沼泽湿地土壤氮素在植物生长初期的空间分布格局 ,结果表明除铵态氮外 ,其他各形态氮素主要集中分布在表层土壤 ,呈现出由表层向下逐渐减少的趋势。各形态氮素和全氮都具有高度的变异特征 ,其中表层土壤碱解氮的变异最大 ,铵态氮最小 ,变异系数分别为 6 5 6 4%和 4 9 5 1% ;其他各层土壤有机氮、全氮和硝态氮含量的统计变异较大 ,而碱解氮和铵态氮较小 ;有机氮和全氮的空间分布格局具有显著的相似性 ;表层土壤全氮、有机氮和碱解氮的高值区和低值区具有高度的一致性 ;除碱解氮主要集中在土壤表层外 ,其他形态氮素和全氮在土壤较深层次均出现累积峰。     

渭河与泾河流域水沙变化规律及其差异性分析

依据渭河和泾河流域1956—2016年实测水文资料、水利水保统计数据、TerraClimate年平均温度和Landsat地表反射率数据集,分析了流域水文要素、气温及植被覆盖度的历年变化规律,采用双累积值曲线法、累积距平法、有序聚类法、Lee-Heghinan法、秩和检验法等数理统计方法,确定了流域年径流量和年输沙量变化的突变年份,分析了降水和人类活动的减水减沙效应。结果表明:(1)渭河和泾河流域历年降水量、径流量、输沙量、含沙量均呈显著减少趋势,渭河流域的降水和径流比泾河流域减少较多,泾河流域的泥沙比渭河流域减少较多。(2)人类活动对2个流域径流泥沙量的影响均大于降水量对其的影响,且泾河流域受人类活动影响较渭河流域明显。(3)2个流域的水沙特征差异性较大,渭河的年径流量、年径流深、径流系数是泾河流域的2.0~2.4倍,渭河的年输沙量、年输沙模数、年均含沙量仅是泾河流域的1/2~1/5。2个相邻流域水沙特征差异性较大的主要原因是,流域气温、降水等气候条件不同,植被覆盖度等下垫面条件存在差异,水利水保措施、水资源开发利用程度等人类活动的影响所致。     

不同情景下干旱区尾闾湖泊生态水位与需水研究——以黑河下游东居延海为例

水位作为湖泊重要的水文要素之一,在反映湖泊水量变化,指示湖泊湿地生态环境状况等方面都有重要的生态意义。选取黑河下游尾闾湖东居延海为研究区域,采用湖泊形态学法对湖泊最小生态水面和最低生态水位进行了研究。依据水量平衡原理,结合已有研究对不同情景下的生态需水量进行了估算。最后结合黑河输水河道耗水规律,提出不同情景（水文频率）下各水文断面需下泄水量。研究结果对于干旱区流域湖泊湿地的保护和水资源的合理利用都有重要意义,同时也为黑河流域生态输水工程的实施提供现实的科学依据。