基于熵权物元可拓模型的冻土路基热稳定性评价

冻土路基热稳定性评价是一个复杂的工程评价问题.应用可拓理论,选取年平均地温、体积含冰量、天然上限、路基高度及路基走向5个影响路基热稳定性的主要因素作为冻土路基热稳定性的评价指标,将熵权法引入可拓学理论中,避免确定指标权重的主观随意性,从而建立熵权物元可拓模型,并将该模型应用于青藏铁路普通路基的热稳定性评价.将评价结果与青藏铁路现场监测系统中4个普通路基断面热稳定性监测结果进行对比,结果表明应用物元可拓模型可以得到比较可靠的路基热稳定性评价结果.因此,该评价方法可应用于冻土路基热稳定性评价.     

柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面沉积地球化学与环境变化

通过对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面沉积物中总有机碳、有机质碳同位素及碳酸盐含量、碳氧同位素的分析, 并结合粒度数据, 将研究剖面所记录的古湖泊环境演化过程划分为5个阶段.其中254 (连续古湖泊沉积开始与第八层底部) ~210cm (距今39.7~35.8ka BP之间) 为湖泊发育期.210~185cm (距今35.8~33.6ka BP之间), 185~112cm (距今33.6~27.2ka BP之间) : TOC、CaCO₃含量较高、δ18 O值偏正, δ13 C_org偏负, Mz值较低, 反映了当时温度较高, 湖水水位较高; 而112~55cm (距今27.2~22.3ka BP之间) 和55~0cm (距今22.3~17.5ka BP之间) : TOC、CaCO₃含量较低、δ18 O值偏负, δ13 C_org偏正, Mz值较高, 表明了温度相对较低(但气候仍较温暖), 湖水水位较低, 湖泊处于退缩时期.其间分别在距今32.2~32.4ka BP、30.4~29.8ka BP和28.4~27.2ka BP出现了3次较大的退缩过程, 约22ka BP出现了一次气候突变.贝壳堤剖面揭示在39.7~18.5 14C ka BP之间柴达木盆地气候较温暖湿润, 形成高湖面.从18.2ka BP开始, 湖泊进入退缩阶段.到17.5ka BP快速形成盐壳, 高湖面持续历史结束.      

云南高原湖泊表层沉积物粒度特征及环境指示意义

选取云南15个高原湖泊,利用瑞典产HTH重力采样器提取沉积物短钻,取顶部0~0.5 cm作为湖泊现代沉积物进行粒度分析并利用分析软件对粒度频率曲线进行拟合,探讨各组分的沉积特征和环境指示意义。结果显示,滇池等15个云南湖泊表层沉积物频率曲线呈多峰态,含有2至5个组分,从细到粗分别为黏土组分（C1）、细粉砂组分（C2）、粉砂组分（C3）、细-中砂组分（C4）、粗砂组分（C5）,拟合众数粒径范围为0.6~423.0 μm。C1组分来自大气中长期悬浮的超细粉尘和气溶胶,通过自然沉降和降水进入湖泊水体,反映西南地区大气粉尘背景值;C2和C3是湖泊沉积物中的主要组分,反映流域内降水和水动力大小;C4和C5组分只出现在洱海、滇池、差黑海等部分湖泊湖心沉积物中,且含量非常低,该组分与湖泊水动力密切相关。对于滇池、抚仙湖等大型湖泊而言,粗颗粒进入湖心需两个过程:从流域地表进入湖泊水体的输入过程和从湖滨到达湖心的传输过程。湖心沉积物中粗粒含量主要受第二个过程影响,而该过程的强弱与湖流、水深、湖盆坡度等因素有关。西南地区干旱背景下湖泊快速收缩直至消失时,降水量的大幅减少使得地表径流动力减弱,加之大气环流偏弱以及水生植物覆盖面积比例增大,湖水动力减弱,由湖滨向湖心传输的物质以细粒碎屑为主。位于山地地区的小型湖泊,由于汇水面积有限、地形坡度较大,坡面径流可将地表风化碎屑物带入湖盆甚至湖心位置,这类湖泊沉积物中粗粒物质的增加反映流域内降水量或降水强度增大。     

上行与下行效应对浮游动物的长期影响评价——以滇池与抚仙湖沉积物象鼻溞(Bosmina)为例

近年来云南高原湖泊面临富营养化、渔业活动增强等多重环境压力的叠加影响,对湖泊的有效治理与生态修复急需对多重压力下生态系统的响应模式进行系统了解.现有研究表明在系统生产力和捕食压力的不同配置下,湖泊系统主要组成(如浮游动物)的响应特征可能出现差异且捕食压力可能随营养水平的变化而改变,目前对云南湖泊生态系统的研究主要集中于单一环境压力下的生态响应.本研究以目前分别处于重富营养和中-贫营养水平的滇池和抚仙湖为研究对象,应用湖泊沉积物记录进行多指标分析,探讨受外来鱼类影响下两个大型湖泊浮游动物长期响应模式的异同.通过象鼻溞生物量与个体大小等指标,重建了近百年来滇池与抚仙湖典型浮游动物的变化历史,结果表明随着湖泊生产力水平(如沉积物色素生产量)的增加,2个湖泊中象鼻溞生物量显著增加,同时物种相对组成出现明显变化(如Bosmina longispina被B.longirostris取代),指示湖泊上行效应对浮游动物的控制作用.同时象鼻溞的生物量、壳长与触角长度的变化在1960s与1980s有明显降低的趋势,与同期外来鱼类(如银鱼)引入与渔业产量增加的时间一致.进一步应用多变量回归分析与方差分解方法来定量评价上行与下行效应对象鼻溞生物量变化的驱动强度,结果表明富营养化(沉积物色素)和捕食作用(象鼻溞壳长)对浮游动物长期变化的驱动强度比较相似(分别解释了生物量变化的77.25%和83.59%),然而在滇池下行效应对象鼻溞生物量的独立影响比在贫营养的抚仙湖中更强(分别为15.46%和10.39%),上行效应对象鼻溞生物量的影响在抚仙湖要明显强于滇池(分别为69.74%和19.67%),而在滇池上行与下行效应的相互作用强度明显强于抚仙湖(分别为42.12%和3.46%).结果表明随着湖泊营养水平的升高,浮游动物的生物量在2个湖泊中均显著增加,而外来鱼类(如太湖新银鱼)的引入和经济鱼类数量的增加加剧了对浮游动物的捕食压力,造成了浮游动物的生物量降低和个体减小.但在快速富营养化的滇池,对浮游动物的捕食压力随营养水平的变化出现较强的依赖性,而在总体处于中-贫营养水平的抚仙湖中此相互作用较弱.结果表明在不同营养水平的大型湖泊中,营养水平的变化幅度可以导致鱼类捕食压力的差异性变化,指示了对鱼类捕食压力的评价和浮游动物长期变化的特征分析需要考虑湖泊的营养水平与富营养化过程的差异.总之,富营养化和外来鱼类的引入导致了高原湖泊生态系统的快速响应与结构变化,因此对高原湖泊的生态修复需要考虑湖泊营养水平对生态系统结构与食物链作用的影响.     

内蒙古西部额济纳古湖小狐山剖面有机质与碳酸盐组成及其古环境意义

通过对内蒙古西部额济纳古湖小狐山剖面沉积物中总有机碳（TOC）、总氮（TN）和碳酸盐（CaCO₃）含量的测定,分析了沉积物中有机碳来源和无机碳酸盐成因,结果表明在额济纳古湖相沉积物中TOC与TN含量呈同步变化规律TOC/TN(9.91～10.16)较稳定,其有机质为湖泊自生藻类和外源维管束植物共同提供。沉积物中有机质含量受温度、降雨量变化控制,当气候暖湿时,沉积物中有机碳含量高,气候冷干则有机碳含量低,因此,有机碳含量是所研究剖面气候温湿与干旱（冷）的有效环境指标。湖泊自生碳酸盐含量则由湖区有效湿度和生物量的共同控制,其稳定碳同位素指示有效湿度的大小。粒度,特别是小于2μm组分含量与水动力和搬运介质相关,其组分含量大于5％时为湖相沉积且随其含量增加指示水深加大。根据沉积物中有机碳、碳酸盐、无机碳同位素和粒度,并结合剖面岩相特征,探讨了研究区该时段（按剖面深度划分）气候变化和湖泊演化历史：  ？～38.15 ¹⁴C kaB.P.(1039～949cm)湖区气候为冷干环境特征,风沙盛行;   38.15～31.73 ¹⁴C  kaB.P.(949～780cm)气候环境逐步改善,降水量增加,湖泊开始发育并到达湖泊高水位阶段;   31.73～22.79  ¹⁴C  kaB.P.(780～482cm)湖泊水位有所下降,气候有明显的波动,但仍维持在较高的水位上,湖区环境仍为暖湿气候;   22.79～17.37 ¹⁴C  kaB.P.(482～304cm)气候开始变冷变干,湖区有效适度持续减小,湖泊退缩;   17.37～14.00 ¹⁴C kaB.P.(304～178cm)湖泊退出研究点,区域有效湿度小,风沙盛行,存在短暂气候事件,造成暂时性流水;   14～4  ¹⁴C kaB.P.(178～0cm)湖泊开始再度扩张、水位上升,湖水变淡,到该阶段的后期气候又一次发生转变,湖区再度成为干旱环境,有效湿度减小,湖泊开始萎缩、直至消失。     

高温-高含冰量冻土压缩变形特性研究

高温-高含冰量冻土属于塑性冻土, 荷载作用下具有较强的压缩性.为了研究高温-高含冰量冻土的压缩变形特性, 采用恒温-变载的试验方法得到了不同温度(-0.3、 -0.5、 -0.7、 -1.0、 -1.5℃), 不同含水量(40%、 80%、 120%)条件下冻土试样的体积压缩系数.结果表明: 1)高温-高含冰量冻土具有极大的压缩性, 青藏黏土40%含水量试样在-0.3℃时的体积压缩系数可达0.328 MPa^-1, 属于高压缩性土; 2)高温-高含冰量冻土在压缩过程中存在渗滤变形, 且主要发生于加载的初始阶段; 3)温度与含冰量是影响高温-高含冰量冻土压缩性的主要因素, 它们决定了冻土中体积未冻水的含量, 从而控制了冻土的压缩性; 4)在试验条件下, 高温-高含冰量冻土的压缩性随着温度的升高而增大, 随着含水量的增大而减小.高温时含水量对压缩性的影响比较显著, 低温时影响较小.     

干旱盆地古湖相沉积物生物标志物分布特征及环境意义——以柴达木盆地为例

柴达木盆地大面积裸露于地表的古湖相沉积物长期受到物理风化的剥蚀作用,成为风尘堆积的主要物源。而沉积物中的生物标志物在一定条件下会被保存下来,记录了古环境变化。利用气相色谱-质谱联用仪对采自柴达木盆地察尔汗盐湖古湖相沉积物样品进行了分析,结果检测出一系列具有生物源指示意义的生物标志物,主要包括系列正构烷烃、系列正烷基-2-酮、正构脂肪酸/醇/酯、系列支链烷烃、系列烷基酰胺以及若干五环三萜类（非藿烷系列）及甾类化合物。研究发现柴达木盆地察尔汗古湖湖泊沉积物中生物标志物未受强烈的成岩作用及微生物活动的改造,基本保持了原有的分布特征。正构烷烃高碳数系列明显的奇碳优势以及样品中高含量的非藿类五环三萜类生物标志物的检出说明在高原封闭性盐湖中曾经存在着大量高等植物碎屑的输入,指示了沉积时期气候湿润、植被相对繁盛,与柴达木盆地的现代自然地理环境截然不同。     

抚仙湖沉积物多指标记录的过去5000年湖泊环境变化

我国西南地区湖泊众多,利用湖泊沉积物已开展了大量全新世植被、降水、温度和水位等的重建工作.然而,代用指标的季节性差异和气候演变的区域差异使得不同代用指标和地区重建的古气候结果存在较大差异,需要更多可靠记录来相互佐证和构建我国西南地区气候变化的详细图景.本文以云南抚仙湖FXH-6钻孔沉积物为研究对象,对正构烷烃和色度指标作了分析,在厘清其来源及环境指示意义的基础上,重建过去近5000年抚仙湖有机质的来源和湖泊水位的变化,探讨了湖泊环境变化与区域气候变化的关系.结果表明,抚仙湖沉积物中正构烷烃n-C₂₃和n-C₃₁可有效指示内源沉水植物和外源陆生植物.近5000年抚仙湖湖泊环境经历了3个阶段:在5000—2300 cal a BP阶段,沉水植物广泛分布,湖泊水位处于高位;在2300—2000 cal a BP阶段,抚仙湖沉积环境快速变化,内源沉水植物生物量锐减,水位快速下降;2000 cal a BP至今,沉水植物生物量持续减少,湖泊水位保持低水位;同时,人类活动也影响了该阶段(2000 cal a BP至今)陆源植物的输入.本研究重建的抚仙湖持续降低的水位变化和湖泊生产力趋势与过去5000年西南地区的年平均温逐渐降低、年平均降水量逐渐减小的总体趋势相对应,表明区域气候变化是湖泊沉积环境变化的主要驱动力.     

滇中易门地区富硒土壤物质来源及其天然富硒野生菌初步研究

不同地区、不同层位土壤中硒含量分布不均匀,依据局部富硒土壤线索开发不同的天然富硒食品是发展当地特色农业研究的一个重要方向。云南省1∶25万昆明—玉溪多目标地球化学调查及云南1∶5万二街幅等四幅区域地质调查项目资料显示,尽管云南省表层土壤总体相对贫硒,但在滇中易门普家村—铜厂乡—西山村—狮子山—禄丰土官镇一带局部低山丘陵地区存在约400 km~2的富硒土壤,土壤硒平均含量达0.54μg/g,而普家村菜子山一带土壤硒含量最高达136μg/g;各地球化学剖面均显示出硒元素呈现出表聚性规律,硒元素在表层土壤中均大于深层土壤,而深层土壤硒含量则大于母岩硒含量,不同的基岩岩性硒含量表现出炭质板岩大于泥质板岩大于粉砂质板岩大于白云岩,与炭质、黏土质、泥质、有机质呈正相关性。并据此线索在当地新发现了大批天然富硒微生物(野生菌)及蔬菜。初步研究表明当地富硒土壤的形成与特定地质背景有关,而生产天然富硒野生菌及蔬菜的土壤环境相对优越。