华北地区水循环与水资源安全:问题与挑战

华北缺水及其日趋严重的生态环境变化是中国首要解决的问题之一。目前,由于山区与平原径流明显减少和过量开发水资源,造成了地下水漏斗加深、平原区河道干涸、湖泊湿地萎缩、地表和地下水污染等生态环境恶化问题,严重影响到华北地区水资源安全,已引起党和国家的高度重视。本文以海河流域为重点对象,通过国内外学科前沿进展综述,指出华北地区缺水及其导致的生态环境恶化问题背后的自然和人文因素作用与发展演化的背景,强调高强度人类活动作用下的水循环基础研究的重要性,提出华北地区水资源安全的水循环基础与应用问题研究的若干建议与思考。研究自然和人类活动双重作用下的华北地区水循环过程,水体运动与污染物质输移及其与生态环境演变耦合机制,阐明华北地区"河道断流,水体污染,湿地消失,地下水枯竭"的成因规律,特别是人类活动的驱动分量,提出生态环境修复的理论基础,不仅对变化环境下流域水环境演变的地学基础科学前沿研究有重大的学术价值,而且对中国可持续发展和社会进步具有重要的战略意义。     

西藏日土县松西地区过铝质花岗岩的地球化学特征及构造背景

西藏羌塘北部松西地区分布有白云母二长花岗岩,岩石以高Al、K和低Fe、Mg组分为特征,ANKC值平均1.16,大于1.1,属典型的过铝质花岗岩类.CaO/Na2O在0.257～0.516之间,平均0386,地球化学特征显示其是泥质岩局部熔融所形成的.40Ar-39Ar年龄为101.42Ma±0.18Ma,形成时代为早白垩世晚期.它的出现标志着班公湖-怒江结合带闭合后继续向北发生陆内俯冲,是后碰撞构造环境形成的花岗岩.     

西藏羌塘西北部干枯沟地区早三叠世晚期碱性岩类的发现

碱性花岗岩分布于西藏羌塘北部的花岗岩带内,岩石K2O Na2O含量达11.27%～12.02%,具高铝、高碱、低铁镁组分的特征,属碱性花岗岩类.地球化学特征表明,该碱性岩形成于后碰撞期.形成该岩体的物质主要来源于加厚陆壳的中下部,反映了研究区古特提斯闭合后经历了陆内造山阶段.霞石正长岩同位素锆石U-Pb年龄为248.7Ma±2.6Ma,相当于早三叠世晚期.碱性花岗岩的出现是西藏西北部古特提斯造山带崩塌开始的岩石学标志.     

西藏日土北部松西—胜利山一带燕山期高钾钙碱性花岗岩的地球化学特征及构造环境

西藏羌塘北部松西-胜利山一带的花岗闪长岩和黑云母二长花岗岩属高钾钙碱性岩石系列.其重稀土元素亏损,花岗闪长岩的LREE/HREE比值在8.67～33.08之间,平均16.62,黑云母二长花岗岩在9.16～30.97之间,平均21.76,二者的Eu负异常均不明显;微量元素具有富集Rb、Th和亏损Ba、Sr、Zr、Ti的地球化学特点.花岗闪长岩和黑云母二长花岗岩总体上显示Ⅰ型花岗岩的特点,其形成的构造环境很可能与冈底斯和羌塘地块在晚侏罗世-早白垩世发生的碰撞作用有关.     

藏南洛扎地区基性岩墙群锆石U-Pb定年、地球化学特征及构造意义

藏南洛扎地区广泛分布有近东西向产出的基性岩墙群,主要侵位于晚侏罗世—早白垩世及其以前的地层中,锆石U-Pb同位素定年获得成岩年龄138.0Ma±3.5Ma。基性岩墙可以划分为2种主要类型:一类低K(K2O=0.06%～0.54%),稀土元素总量和轻、重稀土元素分异程度低[∑REE=58.95×10-6～115.5×10-6,(La/Yb)N=0.23～2.94],亏损LILE;另一类富K(K2O=1.22%～1.67%),稀土元素总量和轻、重稀土元素分异程度较高[∑REE=199.97×10-6～381.47×10-6,(La/Yb)N=6.57～11.5],富集LILE而亏损HFSE。地球化学研究结果表明,基性岩墙为具大陆拉斑玄武岩特征的大陆板内岩浆侵入体,可能分别源于亏损的软流圈地幔和富集的岩石圈地幔。基性岩墙群是新特提斯洋晚期大规模扩张的产物,标志着喜马拉雅被动大陆边缘在晚侏罗世—早白垩世处于强烈的拉张、裂离和岩石圈伸展减薄、软流圈上涌的构造环境与动力学背景。     

巢湖地区石炭纪地层格架

巢湖一带石炭纪地层可划分为４～５级的高频振荡旋回,可鉴别重要沉积间断面３个,揭示３级旋回层序的规律性,据此,建立巢湖一带石炭纪的地层格架,探讨巢湖地区石炭纪海平面相对升降变化规律。     

华北板块南缘安徽青白口纪-早奥陶世层序地层与格架

华北地台南缘,主要出露青白口纪—早古生代地层,属被动大陆稳定克拉通盆地发育过程,以台地碳酸盐沉积为主。通过对十余条实测剖面及主干、辅助路线的观察研究,青白口纪—早古生代奥陶纪早期,测区可区分出二个巨层序、十二个三级层序。本文通过三级层序的划分,建立了华北地台南缘青白口纪—早古生代奥陶纪早期层序地层格架、探讨了各岩石地层单位的变化规律。     

气候变化对地表水环境的影响研究与展望

全球气候变暖引起水资源量和时空上的分布变化,进一步将影响着地表水环境,改变着河流湖泊的水质和环境情势.大多数关于气候变化对水的影响研究主要集中在气候变化对水量的影响方面,对水环境影响方面的定量研究相对较少.基于目前关于气候变化和水环境国内外现有的研究成果,本文主要讨论了气候变化(温度和极端水文事件)对河道、湖泊等水体水质的带来的可能影响,总结了目前的一些研究和采用的方法主要包括经验统计和模型模拟.在此基础上,提出了气候变化和水环境影响研究方面的展望.     

水源涵养功能概念的生态和水文视角辨析

水源涵养是评价陆地生态系统服务功能的重要指标,然而学界对水源涵养功能概念和计算方法仍存在诸多争论。这一方面说明水源涵养功能评估具有重要的现实意义,同时也说明其概念的复杂性和模糊性,亟需从生态学和水文学的基本理论出发,厘清水源涵养功能概念的内涵和评估方法,促进科学决策和有效管理。研究水源涵养功能时,生态学家更关注陆地生态系统的蓄水能力（Smax）,而水文学家更关注流域的产流量（Q）,两者均具有合理性,但各有侧重,若不分别辨析,极易造成概念混淆。理论和数据分析表明,蓄水能力和产流量虽然联系紧密,但概念完全不同。陆地生态系统的Smax决定了流域对降水的分配：即蒸散发（绿水）和Q（蓝水）,Smax和Q在降水量一定的情况下往往存在此消彼长的关系。研究发现生态系统的根区蓄水能力（SRmax）是联系绿水和蓝水的核心要素,是水源涵养功能评估的关键变量。大尺度根区蓄水能力主要由气候决定,可借鉴工程水文中设计水库的累积曲线法,根据生态系统用水的生存策略通过气候反演。最后,本文提出3点建议：(1)在实践中分别评估生态系统的绿水和蓝水涵养功能;(2)进一步全面考虑冰川积雪、地下水等多要素的水源涵养功能;(3)...     

黄土高原地区气象干旱动态格局演变及其对植被的影响

本文以黄土高原为研究区域,通过识别气象干旱的三维连续时空体,剖析了1982—2018年夏秋季节气象干旱(SPEI)事件发生发展过程与区域植被覆盖(NDVI)之间的响应关系。结果表明：(1)基于空间聚类识别的黄土高原三维气象干旱事件与历史真实干旱事件的发展演变过程基本吻合;(2)从时间和空间维度综合来看,黄土高原气象干旱发生区域NDVI往往会比同区域非干旱时期减少,且NDVI减少程度与气象干旱强度显著相关(R²=0.438 9,P<0.05);(3)从黄土高原不同土地利用类型(耕地、草地和林地)对干旱事件响应关系来看,草地最易受干旱胁迫且对干旱强度的变化最敏感,抗旱性最差;而耕地在干旱强度较大的干旱事件中更易受到影响。本研究对科学合理地理解区域干旱的动态格局演变及阐明其对植被生态系统的影响机制均具有重要参考意义。