城市自然地理学的理论、实践和发展

在全球快速城市化背景下,城市成为经济高速发展、人类活动高度集中、人地相互作用最强烈的区域,人工环境下“第二自然格局”的形成以及剧烈的城市土地利用/覆被变化效应使得城市自然地理学在城市复杂系统的研究中具有重要的理论和应用价值。本文通过对城市自然地理学的缘起、学科发展的综合分析,从学科理论体系、研究内容以及前沿发展领域等方面进行了论述,以期丰富和深化城市自然地理学研究内容,并进一步推动城市自然地理学的研究和发展。未来,城市自然地理学的研究应从以下方面开展：①关注基础理论研究,深化学科理论体系;②发展多学科的交叉视角,深化城市地表系统多要素变化研究;③聚焦城市自然—人文复杂系统,揭示自然和人文多要素间耦合机理及驱动机制;④拓宽城市服务应用领域的研究,提供城市可持续发展的多目标决策。     

根际环境重金属地球化学行为及其生物有效性研究进展

根际是土壤或滨岸沉积物中受植物根系及其生长活动影响的微域环境 ,具有特殊的物理、化学和生物性质 ,影响了重金属在根际环境中的分布、累积和生物有效性。从重金属在根际环境的分布与累积、地球化学赋存形态、生物有效性以及影响重金属根际行为和生物有效性的主要因素(温度、Eh和溶解氧、p H、根系分泌物、微生物 )、重金属根际吸收、富集、排斥和固定过程的调控、重金属耐性植物的筛选和培养 6个方面概述了近 1 0年来国内外在根际环境重金属地球化学行为及其生物有效性方面的主要研究进展 ,并指出了其存在问题以及今后的努力方向。     

长江口滨岸潮滩底栖泥螺受铅污染的急性毒理试验

为了评价长江口滨岸潮滩沉积物中重金属铅对底栖动物的影响，进行了底栖动物泥螺的24h急性毒理学试验研究。结果表明：泥螺的半致死剂量是0．275g／L，全致死剂量是11．5g／L；对泥螺体内重金属累积量的分析表明：泥螺体内Pb的含量随试验组浓度的增高而增多，试验组的Pb浓度和泥螺累积的Pb含量符合三次函数；泥螺体内Pb的增加对泥螺富集Cu、Zn的影响是使其富集量有所下降，在浓度为4g／L时稍有回升；Pb含量的增加对泥螺富集Cr的影响是在浓度为0．1 1 8g／L时出现富集较大量，说明底栖动物富集的重金属元素问具有一定的协同作用。     

全新世长江水下三角洲沉积相的研究

利用钻孔、柱状样及浅地层剖面仪等对长江水下三角洲进行了调查研究。结果表明,三角洲全新统的发育可分为全新世早、中、晚期沉积;自河口向海有三角洲前缘相、前三角洲沉积相、三角洲-陆架过渡相三个相带;全新世长江水下三角洲的垂直相序,覆盖在下伏浅海相之上,向上依次为前三角洲相和三角洲前缘相。     

潮滩“干湿过程”模式下营养盐的迁移、转化微观实验模拟

潮滩是联系陆地生态系统和海洋生态系统的交互过渡带,与陆地湖泊、河流和深海系统相比有其特殊性和复杂性.在潮汐作用下由于潮滩受潮水周期性浸没和暴露的影响,使得潮滩界面成为一个典型的沉积物-水-气周期性交互作用界面.潮水的周期性涨退将诱使潮滩沉积物中发生一系列的物理、化学和生物变化[1].在暴露期间,因蒸发作用潮滩沉积物可能会发生失水现象,并引起沉积物孔隙水发生迁移和水溶性物质扩散梯度发生变化[2,3].在暴露失水过程中,空气也可能会占据沉积物间隙,并引起潮滩沉积物物理结构发生变化,加剧了沉积物-气界面之间需氧过程的发生[4,5].     

长江口潮滩表层沉积物对NH4+-N的吸附特征

沉积物对NH₄+-N的吸附是氮素生物地球化学循环的关键过程之一,它在河口潮滩生态系统内氮素循环过程中起着非常重要的作用.以长江口滨岸潮滩为研究区域,运用实验模拟的方法,研究了沉积物对NH₄+-N的吸附特征,结果表明,在长江口潮滩上覆水和孔隙水中NH₄+-N含量的变化范围内,沉积物对NH₄+-N的吸附呈线性变化;研究区域内沉积物对NH₄+-N的吸附系数为3.81~9.00,且与沉积物中有机碳(TOC)含量有良好的相关关系,它揭示了有机质控制着长江口潮滩沉积物中NH₄+-N的吸附行为.实验模拟与实测结果对比发现,在潮滩自然环境条件下,研究区域内沉积物对NH₄+-N的吸附处在非热力学平衡状态过程中.盐度是影响NH₄+-N吸附过程的重要环境因子,且导数方程关系式在低盐度范围内,盐度的微小变化对NH₄+-N的吸附有显著的影响.     

蟹类底栖动物对河口潮滩无机氮界面交换的影响

以长江河口的沿岸及岛屿潮滩高潮滩湿地为研究区域,结合现场调查和实验室模拟分析,初步研究了大型穴居底栖动物无齿相手蟹(Sesarma denaan)活动对长江口潮滩沉积物-水界面无机氮交换以及界面处氮的生物地球化学循环的影响。结果表明,高潮滩蟹类底栖动物活动对潮滩滩面地貌施加了显著的改造作用,蟹类活动较集中的地段,蟹洞覆盖率达到2%~3%,滩面掘出沉积物高达1~1.5 kg/m2。潮水淹没情况下,小范围内高密度的蟹类活动能通过机体排泄、加强沉积物再悬浮及促进沉积物-水界面溶质交换等方式致使沉积物出现三态无机氮的巨大释放。蟹类活动造成的洞穴结构及对沉积物的翻动混合能增加沉积物中的氧气含量,促进沉积物中有机氮的矿化和NH4 的释放,造成无机氮在沉积物中的剖面分布特征发生较大变化。     

风暴洪水主要承灾体脆弱性分析——黄浦江案例

脆弱性分析是自然灾害风险研究的热点问题之一。风暴洪水是上海黄浦江流域所面临的最主要自然灾害类型,历史上对该区域造成极为严重的灾害损失。通过多次灾后调查,结合前人研究成果,构建该区域7种主要承灾体经济损失脆弱性方程和人口脆弱性方程。基于前期黄浦江风暴洪水多情景危险性成果,开展实证研究,结果显示:经济损失和人口脆弱性分布自黄浦江上游地区向下游逐渐降低。最后,提出未来脆弱性研究中有待进一步完善和发展的工作。     

Experimental research on the impact of Corbicula fluminea on DIN exchange at a tidal flat sediment-water interface

Based on a simulative experiment and a comparison analysis, the effect of bivalve Corbiculafluminea activity on sediment-water exchange of dissolved inorganic nitrogen （DIN） is studied. The areas included three intertidal flat sites of the Changjiang （Yangtze） River estuary in China. The interface exchange flux of ammonium, nitrate and nitrite in the short experiment （6 h） was -46.4-40, -74.8-929.1 and 2.5-14.6 μmol/（m^2·h）, respectively. It was found that the burrowing activities of C. fluminea increased NH4 and NOi release from sediments to overlying water in the short-term experiment. During long-term incubation, NH4 and NOi released in turn from the sediments. At the beginning of incubation, bioturbation by C. fluminea could accelerate NH2 release from sediments 2-17 times in different sites, resulting in stronger nitrification and increased NOi concentrations in the overlying water. Sediment profile analysis post-incubation shows that organic matter mineralization and sediment-water NH4 exchange had been stimulated by C. fluminea bioturbation and bioirrigation during the experiment. Therefore, C. fluminea activities such as excretion, burrowing, irrigation and turbation can effectively alter nitrogen dynamics and accelerate and stimulate nitrogen exchange and cycling at the sediment-water interface.     

评<中天山冰冻圈地貌与沉积特征>一书

<中天山冰冻圈地貌与沉积特征>由河北科学技术出版社于1998年出版.这是北京大学崔之久教授及其研究生们近20年辛勤劳动的结晶.它不仅是一部研究天山冰缘、冰川地貌发育与沉积过程的力作,也是近年来我国地学界中体现国际学术水平的重要成果.