Rainfall intensity affects runoff responses in a semi-arid catchment

The source and hydrochemical makeup of a stream reflects the connectivity between rainfall, groundwater, the stream, and is reflected to water quantity and quality of the catchment. However, in a semi-arid, thick, loess covered catchment, temporal variation of stream source and event associated behaviours are lesser known. Thus, the isotopic and chemical hydrographs in a widely distributed, deep loess, semi-arid catchment of the northern Chinese Loess Plateau were characterized to determine the source and hydrochemical behaviours of the stream during intra-rainfall events. Rainfall and streamflow were sampled during six hydrologic events coupled with measurements of stream baseflow and groundwater. The deuterium isotope (²H), major ions (Cl⁻, SO₄²⁻, NO₃⁻, Ca²⁺, K⁺, Mg²⁺, and Na⁺) were evaluated in water samples obtained during rainfall events. Temporal variation of ²H and Cl⁻ measured in the groundwater and stream baseflow prior to rainfall was similar; however, the isotope compositions of the streamflow fluctuated significantly and responded quickly to rainfall events, likely due to an infiltration excess, overland dominated surface runoff during torrential rainfall events. Time source separation using ²H demonstrated greater than 72% on average, the stream composition was event water during torrential rainfall events, with the proportion increasing with rainfall intensity. Solutes concentrations in the stream had loglinear relationships with stream discharge, with an outling anomaly with an example of an intra-rainfall event on Oct. 24, 2015. Stream Cl⁻ behaved nonconservative during rainfall events, temporal variation of Cl⁻ indicated a flush and washout at the onset of small rainfall events, a dilution but still high concentration pattern in high discharge and old water dominated in regression flow period. This study indicates rainfall intensity affects runoff responses in a semi-arid catchment, and the stored water in the thick, loess covered areas was less connected with stream runoff. Solute transport may threaten water quality in the area, requiring further analysis of the performance of the eco-restoration project.     

下辽河平原景观格局演变与预测分析

以下辽河平原为研究对象,选取1980年、2010年和2018年Landsat TM/ETM+OLI卫星图像进行解译,得到3期土地利用数据,定量分析下辽河平原近40年土地利用时空变化特征.结合地形、交通通达度及限制转化因子采用FLUS(Future Land Use Simulation)模型对流域未来土地利用变化情景及景观格局进行了预测.结果表明:1980-2018年水田、林地、草地、沼泽面积均减少,其中水田面积减少量最大,占比减少了8.59％,旱地、水域和城镇的面积均有所上升,旱地的增长面积最大,占比增加了6.19％;水田、林地、水域转入为旱地面积最大,旱地转出为建设用地面积最大;1980-2018年景观格局发生了较大变化,景观的破碎化程度降低,斑块之间的连通度、聚集程度升高,土地利用的集约化程度增大;2018-2040年,下辽河平原建设用地和水田的变化面积最大,城市化过程更加显著,景观的多样性及空间异质性降低,人类对环境的干扰能力变大.     

米氏凯伦藻细胞表面膜蛋白质组及其对温度变化的响应研究

米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)近年在我国福建、浙江和广东沿海经常形成赤潮,其赤潮不仅影响到海洋生态系统的稳定,也严重威胁到水产养殖以及人类生命健康安全。本论文以米氏凯伦藻为研究对象,建立了米氏凯伦藻细胞表面膜蛋白质荧光标记技术和细胞膜蛋白质提取方法,运用荧光差异凝胶电泳技术(2-DDIGE)对膜蛋白质进行了分析,并研究了米氏凯伦藻的膜蛋白质组及其对环境温度变动的响应。实验共鉴定到44个细胞表面膜蛋白,其中有效注释27个,主要为转运蛋白、HSP70蛋白家族和捕光蛋白等。米氏凯伦藻在20°C条件下的细胞生长和光合作用要明显好于16°C和12°C,但16°C和12°C条件下的差别不大,表明低温限制了米氏凯伦藻的生长。当米氏凯伦藻从12°C快速转移至16°C和20°C时,藻细胞密度和光合作用效率短时间迅速降低,但细胞很快即适应温度变化。细胞膜上的转运蛋白和光合作用蛋白在其适应温度变化中起着重要作用。     

长江河口潮波传播机制及阈值效应分析

河口潮波传播过程受沿程地形(如河宽辐聚、水深变化)及上游径流等诸多因素影响,时空变化复杂。径潮动力非线性相互作用研究有利于揭示河口潮波传播的动力学机制,对河口区水资源高效开发利用具有重要指导意义。本文基于2007—2009年长江河口沿程天生港、江阴、镇江、南京、马鞍山、芜湖的逐日高、低潮位数据及大通站日均流量数据,统计分析不同河段潮波衰减率与余水位坡度随流量的变化特征,结果表明潮波衰减率绝对值与余水位坡度随流量增大并不是单调递增,而是存在一个阈值流量和区域,对应潮波衰减效应的极大值。为揭示这一阈值现象,采用一维水动力解析模型对研究河段的潮波传播过程进行模拟。结果表明,潮波传播的阈值现象主要是由于洪季上游回水作用随流量加强,余水位及水深增大,导致河口辐聚程度减小,而余水位坡度为适应河口形状变化亦有所减小,从而形成相对应的阈值流量和区域。     

基于波形特征的露天钼矿微震事件的识别分析——以卓资山钼矿为例

基于前人研究成果以及现场的实测结果，采用卓资山露天钼矿微震监测项目产出资料，提取了5类微震事件的波形特征和时频特征。波形特征显示:微地震的振幅、辐射均匀性和频率变化特征表明微地震是由于岩层受到单力偶和剪切力作用破裂而产生；爆破具有P波初动方向向上、S波不易识别的特点，包含“初震段、主震段、尾波段”三段变化形态；小型边坡滑坡波事件属楔体滑坡，是由多个“加速—缓冲—终止”构成，波形是由包络线呈“V”字形的多组脉冲波列组成；机械开采震动事件具有自振能量不变、脉冲幅度相差很大、持续时间间隔不确定的特点；运输车辆波形振幅具有形态“弱—强—弱”、等频率、包络线呈多段纺锤形的特征。时频空间分布可以分为相对独立、界限分明的两类:一类包含微地震、爆破、机械开采、小型边坡滑坡事件，另一类只包含车辆运输事件。     

2012-2018年巢湖水质变化趋势分析和蓝藻防控建议

巢湖自1990s中期至2012年间水质明显改善,但是近年来水质改善效果变缓,2018年蓝藻水华面积显著增加,为有效评估巢湖水体环境的变化,通过对20122018年巢湖17个点位的逐月调查数据分析阐述了近年来巢湖水质和藻情的变化特征,并在流域空间尺度上分析了巢湖流域水污染治理的进展和不足,为后续治理方向的调整和确定提供支撑.20122018年湖区调查数据显示:巢湖湖体总磷和总氮浓度显著升高,铵态氮浓度显著下降,水华蓝藻总量显著升高.在空间上,各污染指标水平呈现由西向东呈逐渐降低的趋势,但是各指标在不同湖区随时间的变化趋势差异明显,西部湖区的总磷、总氮和水华蓝藻指标近年来略有下降或持平,中部和东部湖区则显著升高,所以巢湖湖体总氮和总磷浓度的升高主要源于中、东部湖区的升高,这也是这两个湖区水华蓝藻变动的主要驱动因素.主要入湖河口数据显示:西部4条主要入湖污染河流(南淝河、十五里河、塘西河和派河)水质明显改善,但仍处于较高污染水平,中东部入湖河流(兆河、双桥河和柘皋河)总磷浓度明显升高,是中东部湖区水体营养盐升高的主要原因.中东部河流入湖污染的增加加剧了该区域湖体的富营养化水平,尤其是总磷浓度明显提升,导致中东部湖区夏季水华蓝藻的优势种从鱼腥藻种类演替为微囊藻种类.夏季微囊藻的大量繁殖,使得2018年巢湖中东部湖区部分月份水华面积异常增高.因此,巢湖流域的治理应该在持续强化流域西部合肥市污染治理的同时,增加对流域中部和东部治理的关注和投入.     

倒置显微镜拍照法对浮游植物计数的稳定性分析

准确定量分析湖泊河流中浮游植物群落结构对评价湖泊河流健康和保障人类饮水安全至关重要.显微镜镜检法是定量分析浮游植物群落结构的唯一方法,但不能满足浮游植物计数分析要求.在Utermhl倒置计数管视野法基础上提出倒置显微镜拍照法,使用拍照法对小球藻、四尾栅藻、斜生栅藻3种纯藻样品和鄱阳湖野外样品计数得到:1)在5、10倍物镜下拍照因浮游植物个体太小导致计数不准确,在20、40倍物镜下拍照计数准确,增加拍照次数可较好地避免计数偏差,拍照次数是影响拍照法计数分析的主要因素; 2)小球藻、四尾栅藻、斜生栅藻在20和40倍物镜下分别拍摄5和10张照片时每升浮游植物计数稳定;鄱阳湖野外样品在20和40物镜倍下分别拍摄5、10张照片时每升浮游植物计数稳定; 3)倒置显微镜拍照法比计数框行格法、目镜视野法、目镜行格法和Utermhl倒置计数管视野法计数稳定,变异系数最小为0.812.     

青海德令哈蓄集银铅矿床地质与S-Pb同位素组成及其成矿学意义

蓄集矿床是宗务隆构造带内发现的重要银铅矿床。蓄集银铅矿床赋存于石炭-二叠系宗务隆群果可山组灰岩夹千枚岩地层中,矿体呈脉状、透镜状、似层状,明显受近东西走向的断裂构造控制,矿体围岩蚀变主要为硅化和绢云母化,矿石矿物主要为方铅矿和银黝铜矿,脉石矿物主要为石英,矿石具有斑杂状和网脉状构造。对该矿床开展了S-Pb同位素组成分析。硫同位素分析结果表明矿石中硫化物矿物δ~(34)S值变化于5.0‰～8.4‰之间,显示硫主要为岩浆来源,有少量地层的贡献;铅同位素分析结果表明,矿石~(206)Pb/~(204) Pb=17.896～17.922,~(207)Pb/~(204) Pb=15.589～15.617,~(208) Pb/~(204) Pb=38.072～38.166,与围岩铅同位素组成(~(206) Pb/~(204) Pb=17.94～18.976,~(207)Pb/~(204) Pb=15.600～15.696,~(208) Pb/~(204) Pb=38.106～40.943)较为相似,而与蓄集峡口闪长岩铅同位素组成(~(206) Pb/~(204) Pb=18.144～18.589,~(207)Pb/~(204) Pb=15.623～15.636,~(208)Pb/~(204) Pb=38.790～39.033)相差较大,反映成矿物质主要来自围岩地层宗务隆群果可山组。综合分析认为,蓄集银铅矿床与宗务隆构造带晚二叠世岩浆活动关系密切,应属岩浆热液为主的热液充填-交代成因类型。     

Progress in Danube Loess and Paleoenvironment Study

Danube loess, located at the westernmost part of the widespread Eurasian loess belt, is one of the most well-preserved aeolian dust deposits in Europe with the basal age dating back over 1 Ma. Owing to its unique location and formation processes, Danube loess plays an important role in understanding the linkage of climate changes in different climate regimes over Eurasian continent and paleoclimatic changes in middle-high northern latitudes. Major research advances of the Danube loess, including compositions, provenance, chronology, stratigraphy and paleoenvironment changes were systematically reviewed and the focuses of future research were suggested. To better understand loess provenance, the compositions of sediments in all the potential source areas should be investigated, and methodological study of provenance indicators and application of multi-proxies approaches need to be carried out. Chronologically and stratigraphically, feldspar luminescence dating and tephrochronology methods should be widely used, and the establishment of a uniform stratigraphic framework and correlation scheme should be constrained by precise chronology. In terms of the paleoenvironment, it is necessary to conduct high-resolution multi-proxies reconstruction of paleoenviroment for the entire loess-paleosol sequence, extending from the last interglacial period (130 ka to present) to interval of last 1 Ma. The future progress in Danube loess is crucial to improving the study of continental paleoclimate comparison and paleoclimate dynamics over the Eurasian loess region.     

山东大尹格庄金矿床深部三维定量成矿预测

大尹格庄金矿是胶西北招平断裂带中段的大型金矿床,但随着逐渐的开采其保有资源量不断下降,急需在矿床的深边部区域开展接续资源找矿工作。本文以大尹格庄金矿为研究对象,以区域成矿理论和找矿勘查模型为指导,利用三维地质建模技术构建了相关地质体的三维模型,在此基础上,采用定量化的方法提取地质体与成矿相关的控矿因素指标和矿化指标,并建立了三维定量成矿预测模型,并应用该模型圈定了3个找矿靶区。研究表明,该方法能够适用于大中型矿山的深边部找矿工作,其三维及定量化的预测结果能够为后续的勘探及开采工作提供重要参考。