沼泽学

X142 20030429‘9向海湿地元素地球化学特征与离分辨沉积记录=Chatacter-isties of element geochemistry and high一r即lution sedimenta-tion records in Xia雌hai wetlands/王国平,刘景双//地理科学.一2003,23(2)卜一208一212 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柱状样以厘米级间距采样,在多元统计分析基础上,结合‘3,CS、“10Pb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.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…     

沼泽沉积剖面特征元素比值及其环境意义——盐碱化指标及气候干湿变化

沼泽发育过程中堆积的各类沉积物真实地记录下区域环境演变与沼泽发育过程的信息。以向海沼泽湿地为研究对象,由¹³⁷Cs、²¹⁰Pb法定年实现沉积层深度坐标向年代坐标的转换,对典型沉积剖面特征元素比值进行了综合剖析。结果表明: Sr/Ba、Rb/K、(CaO+K₂O+Na₂O)/Al₂O₃等比值具有盐碱化和气候干湿变化的指示意义。该区域的盐碱化并非只发生在近几十年,而是由来已久,只是近年来人类活动促进了盐碱化进程。霍林河流域近240年来气候存在冷干-暖湿-冷干的多次波动,1880年之前气候以冷干为主,并有小幅度波动;1880年后气候开始转暖,但仍以冷暖波动振荡为主。     

向海湿地沉积芯重金属对流域环境污染示踪

选取霍林河下游向海沼泽湿地为研究对象，采用得力沉积芯采样钻钻孔采样与剖面切割采样相结合的方法，采集了10个沉积柱芯及剖面，以沉积物重金属元素Cu、Zn、Cr、Ni、Co、Pb、Fe、Mn及pH、TOC在剖面中的分布进行高分辨率研究。结晶显示，剖面上部沉积物表层沉积序列内明显富集了Fe、Mn、Zn等重金属，并与TOC含量呈显著相关，与此相反，大多数沉积柱芯下层的重金属含量相对较低。研究表明，高分辨率取样易找出元素间相关性，那些水源来自同一相对稳定外源输入的沉积柱芯中的重金属与TOC表现出更显著的相关性，越靠近河流、淹没频率直蒿，沼泽湿地表层沉积物中重金属元素含量趋向增高。     

杭州城市湿地沉积物碳、氮垂向分布特征研究

2012年6月采集了杭州市西溪I期、II期、III期及和睦湿地柱状沉积物样品,研究沉积物中有机碳、全氮含量的垂向分布特征及影响因素。结果表明,西溪湿地I期、II期、III期及和睦湿地柱状沉积物样层理明显,沉积特征变化不大,剖面各层容重随沉积物深度增加均呈"S"型增长趋势;沉积物中有机碳的含量和密度均以0¹0 cm层最高,全氮含量均以010 cm层最高,全氮含量均以0⁵ cm层较高;有机碳储量大小顺序为西溪湿地III期>和睦湿地>西溪湿地I期>西溪湿地II期;总氮储量大小顺序为和睦湿地>西溪湿地III期>西溪湿地II期>西溪湿地I期。相关分析表明,沉积物中有机碳含量与全氮含量呈显著线性相关,两者均与沉积物深度或容重呈指数式负相关关系。人为扰动明显降低了西溪湿地I、II期沉积物中的碳、氮含量及储存。     

亚热带季风区湖沼流域表生地球化学元素研究——以江西定南大湖为例

湖沼沉积物地球化学元素对地球气候环境变化敏感性强。本文以江西定南大湖湖沼沉积物地球化学元素为研究对象,使用主成分分析法,并结合总有机碳(TOC)、有机碳同位素(δ¹³Corg)、中值粒径(Md)、化学蚀变指数(CIA)等相关气候代用指标,以元素组对的形式阐释不同地化元素响应不同气候环境下的地球化学行为和迁移规律。研究结果显示：第一主成分(PC1)包括Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、Nb、Rb、Ga、Ba、S等元素,曲线变化与CIA相似,指示湖泊流域的化学风化强度,气候暧湿,PC1含量高;第二主成分(PC2)包括Co、Zr、Hf元素,曲线变化与中值粒径较为一致,指示湖泊流域的水动力条件,气候冷干,PC2含量高;第三主成分(PC3)包括Sc、Cu、U、V元素,曲线变化与TOC、δ¹³Corg含量变化一致。大湖沉积物的物质来源为：在气候暧湿、流域化学风化作用强的条件下,地表径流冲刷流域周边花岗岩风化壳物质并搬运至湖盆沉积,但不排除在冷干时期,风力携带粉尘物质堆积的影响,粉尘物质可能主要源于周边的风化碎屑物。     

中亚哈萨克斯坦南部VA黄土剖面过去～25 000 a来沉积地层特征

选取位于中亚哈萨克斯坦中南部的VA剖面作为研究对象,剖面厚7 m,野外采样以及实验分析间距均为5 cm。在AMS ¹⁴C测年基础上,综合野外地层考察和实验室指标（包括磁化率、碳酸盐、有机质和粒度）分析,结果表明：I：该剖面过去～25 000 ¹⁴C a BP以来地层主要可以分为五个地层单元：（1） ～26 000 ¹⁴C a BP—～22 000 ¹⁴C a BP,河流作用过的黄土层;（2） ～22 000 ¹⁴C a BP—～19 000 ¹⁴C a BP,潜育化的黄土层;（3） ～19 000 ¹⁴C a BP—～10 000 ¹⁴C aBP,弱土壤层;（4） ～10 000 ¹⁴C a BP—～5 000 ¹⁴C a BP,典型的黄土层;（5） 过去～5 000 ¹⁴C a BP以来,土壤层。II：将VA剖面与欧洲区以及东亚区黄土沉积对比发现：研究区过去～25 000 ¹⁴C a BP 以来地层沉积与欧洲黄土沉积类似,全新世地层序列与东亚区具有反相位关系：中亚区早全新世为黄土沉积,晚全新世发育土壤层,说明研究区过去25 000 ¹⁴C a以来主要受西风带和地中海气候控制,具有西风区气候特征。III：VA剖面MIS2记录到的潜育化黄土层以及弱土壤层显示研究区在MIS2时段气候相比东亚区更为湿润。     

南极拜尔斯半岛企鹅粪土沉积物元素地球化学特征

拜尔斯半岛位于南极利文斯顿岛最西部,是南设得兰群岛中最大的无冰区。对采自拜尔斯半岛的一根长55 cm的企鹅粪土沉积柱P1进行了元素和同位素地球化学分析。通过对沉积物C/N、有机质来源和δ15N的分析,发现P1沉积剖面中有机质主要来源于企鹅粪。利用富集系数、相关性分析、主成分分析等统计分析方法,识别出该沉积剖面中P、F、Cu、Hg、As、S六种元素具有共同的来源,与企鹅粪的输入密切相关,并且这些元素与TOC和δ15N显著正相关,说明沉积剖面中这些元素含量主要受控于企鹅粪的输入程度。通过与长城站区阿德雷岛、东南极戴维斯站加德纳岛企鹅粪土沉积物的标型元素特征比较,发现上述三个地区的标型元素组合大体上一致,反映了整个南极地区企鹅粪土沉积物生物标型元素组合的共性。研究结果为进一步恢复该地区的企鹅种群数量演化,及其对气候变化的响应提供了可能。     

西江―北江及珠江三角洲汇流区全新世 泥炭腐木层时空分布与环境变化

西江和北江及珠江三角洲西北部汇流区广泛发育全新世的泥炭-淤泥腐木地层,结合剖面的沉积相特征和14C测年数据,对全新世沉积环境和含腐木地层的分布和环境变化进行探讨,获得以下认识：1）在西江和北江下游海侵北界以上的陆相沉积序列中,厚层泥炭主要形成于中晚全新世（7.5―1.5 cal. ka B.P.）,集中堆积时间为5.0―1.5 cal. ka B.P.;2）珠江三角洲全新世海侵对三角洲边缘区陆相泥炭沼泽的形成起决定性作用,早全新世（约9―7 cal. ka B.P.）三角洲西北端的高速率河口相粉砂黏土沉积为后来的半咸水沼泽发育奠定了淤泥深厚的物质基础,而西江―北江下游陆相洪冲积或河漫滩沉积则在8 cal. ka B.P.左右开始发育,也为之后的水松泥炭沼泽繁盛奠定了基础;3）三水西南一带是中全新世西江―北江下游泛滥平原至古河口湾的过渡区,潮汐流与河流的双重作用是造成三角洲边缘区大面积泥炭沼泽湿地形成的主要原因;4）泥炭湿地生态环境大多在2.0―1.5 cal. ka B.P.前后在西江和北江被高位洪水平流沉积物埋藏,而在三角洲区域多被泛滥平原洪积物覆盖。多数剖面泥炭腐木迁移的原因与三角洲的快速加积作用导致的潮流与河流空间位置平衡被破坏和水文条件改变有关,晚全新世不断增强的人类农业活动和森林破坏与水土流失也是导致三角洲天然沼泽湿地消失的重要原因。     

中国湖泊柱样沉积物中239+240Pu的来源与分布特征

针对当前中国湖泊柱样沉积物中^239+240Pu的研究现状,对中国湖泊^239+240Pu的来源、^239+240Pu最大蓄积峰的年代以及^239+240Pu在湖泊沉积物中的迁移行为进行了研究总结。结果表明：中国湖泊^239+240Pu的主要来源于全球大气核试验沉降,湖泊沉积柱样中表层沉积物²⁴⁰Pu/²³⁹Pu均值为0.177±0.019;柱样²⁴⁰Pu/²³⁹Pu均值为0.177±0.008;柱样^239+240Pu的沉积通量范围在7.45~240.6 MBq/km²之间,因湖泊所处沉积环境及纬度的差异而变化。湖泊柱样剖面中的^239+240Pu的分布多呈单峰分布,湖泊沉积物中^239+240Pu的最大蓄积峰位置改变可以忽略不计,^239+240Pu最大蓄积峰具有时标价值。     

基于SET技术的兴凯湖沼泽湿地表层沉积过程研究

湿地沉积过程研究对于揭示区域环境演变与湿地发育过程具有重要作用。2011~2015年,在兴凯湖国家级自然保护区,引进并利用地表高程测量仪(surface elevation table,SET),对4处沼泽湿地进行年际尺度表层沉积物累积厚度监测,计算表层沉积物的沉积速率。研究结果表明,2011~2015年期间,4处沼泽湿地表层沉积物的累积厚度分别为(7.31±2.87)mm、(7.70±2.55)mm、(5.71±2.36)mm和(6.30±1.69)mm;表层沉积物的沉积速率分别为(1.85±0.89)mm/a、(2.27±0.91)mm/a、(1.63±0.94)mm/a和(1.45±0.77)mm/a,4处沼泽湿地表层沉积物的沉积速率无显著差异。     

Total N, total P and organic matters content in floodplain soils of Xianghai Nature Reserve

Soil sediment samples of 10 layers with a spacing of 10 cm each were collected in different floodplain zones adjacent to Huolin River in the Xianghai Nature Reserve, and contents of total N, total P and organic matters were analyzed. The results showed that contents of total N, total P and organic matters were generally decreasing with the increase of distance from sample locations to the river channel, and contents of the three items were generally higher in the upper soil layer than that in the lower soil layer. The content variations displayed how flooding functions influenced nutrient matter content variations in floodplain soils since the flood inundation frequencies of the sample locations varied. The correlation analysis displayed that there were remarkable relativities between total N, total P and organic matters within definite spatial distance from the Huolin River channel.     

Total N,total P and organic matters content in floodplain soils of Xianghai Nature Reserve

Soil sediment samples of 10 layers with a spacing of 10 cm each were collected in different floodplain zones adjacent to Huolin River in the Xianghai Nature Reserve, and contents of total N, total P and organic matters were analyzed. The results showed that contents of total N, total P and organic matters were generally decreasing with the increase of distance from sample locations to the river channel, and contents of the three items were generally higher in the upper soil layer than that in the lower soil layer. The content variations displayed how flooding functions influenced nutrient matter content variations in floodplain soils since the flood inundation frequencies of the sample locations varied. The correlation analysis displayed that there were remarkable relativities between total N, total P and organic matters within definite spatial distance from the Huolin River channel.     

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。     

2002-2010年长江流域GRACE水储量时空变化特征

利用高斯平滑滤波对2002年4月-2010年12月逐月GRACE卫星的时变重力场数据反演得到长江流域大尺度陆地水储量变化,对其时空变化进行研究,并将结果与全球陆面同化数据(GLDAS)模拟结果进行比较。其结论为:根据GRACE数据反演与GGLDAS模拟得到的水储量结果在大多数区域变化趋势相同,两者具有一致性,相关性达到0.89(P<0.05)。GRACE水储量研究结果表明:①2002-2010年长江流域水储量呈增加趋势,平均增长速率为0.43mm/月,相当于约95.04亿m³/年。长江上游增长速率为0.53mm/月,相当于约67.13亿m³/年;中游增长速率为0.51mm/月,相当于25.73亿m³/年;下游增长速率为0.36mm/月,相当于9.14亿m³/年。近9年长江流域水储量共增加约855.33亿m³。②从多年平均水储量空间分布来看,长江流域冬季月份(12、1、2、3月)水储量处于亏损状态,7-9月水储量处于盈余状态,4-6月下游至上游地区由亏损向盈余状态过渡,而10-11月则从上游至下游地区由盈余向亏损状态过渡。③全流域、上游及中游水储量逐月增长速率最大值出现在9月,分别为1.01cm/a、1.37cm/a、1.05cm/a;而下游地区则出现在7月,增长速率为1.62cm/a。     

长江口放射性核素Pu的大气湿沉降初步研究

利用东京^239,240Pu的年沉降和年降水数据,对长江口地区1957~2005年^239,240Pu 的年大气湿沉降通量进行研究。结果表明：长江口地区1957~2005年间^239,240Pu的大气湿沉降量在0.001 2~5.531 Bq/m²之间,累计湿沉降通量为34.556 Bq/m²;该地区Pu的大气湿沉降主要集中在1960 s;1960 s初频繁的大气核试验是造成^239,240Pu在1960 s沉降量较大的主要原因。长江口地区与东京地区^239,240Pu大气沉降变化基本一致,两地的大气湿沉降均在1963 年出现明显峰值。     

拉萨河谷爬坡沙丘沉积物特征

分析了青藏高原拉萨河谷爬坡沙丘表层及不同深度沉积物的粒度和地球化学元素特征。结果表明：（1）爬坡沙丘表层沉积物以细沙为主,平均粒径为2.51Φ（细沙）,分选中等,粒度分布曲线为正偏、窄峰。随海拔升高,表层沉积物逐渐变细;随深度增加,沉积物粒径逐渐变细。（2）爬坡沙丘沉积物常量元素中SiO₂含量最高,微量元素中Ba含量最高。常量元素含量多随深度增加而减少,且在0—10 cm深度内变化幅度最大。与上部陆壳平均化学组成相比,除Na₂O、MnO、Cr、Co、Mo、SiO₂外,其余元素均处于亏损状态。拉萨河谷爬坡沙丘经历了中等的化学风化,处于大陆风化的早期阶段。     

长江北支口门圆陀角附近潮滩沉积物元素地球化学特征及其环境指示意义

圆陀角地处长江北支与江苏海岸的交汇处,发育了典型的粉砂淤泥质潮滩,潮滩沉积物元素可记录海岸环境变化的信息。在圆陀角附近潮滩采集了长度为218 cm的YY孔岩芯,常量与微量元素分析结果显示,岩芯沉积物平均粒径与大多数元素之间相关性好,“粒控效应”特征明显。除Ca、Na、Ti、P、Sr外,岩芯大部分元素含量自下向上呈现由低变高再变低的趋势,并在岩芯132 cm深度出现最大值。根据圆陀角附近海岸沙嘴长江北支变迁的证据,苏北岸外海域是长江北支的重要泥沙来源;粒度和粘土校正后的元素含量呈自下而上由低变高的趋势。邻近区域沉积物元素富集系数分析显示,在1956年前后,圆陀角附近潮滩沉积物发生了较大的变化,1956年以前的主要来源于长江,1956年以后演变为主要来源于南黄海辐射沙洲南翼。     

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。