腕足壳体与碳酸盐岩全岩中碳、氧、锶同位素差异

利用碳酸盐岩中的地球化学信息反演是研究地质历史时期古环境、古气候变化的一种常用手段.上世纪八十年代前,学术界一直将碳酸盐岩全岩样品作为研究对象.近年来,腕足化石壳体引起了科学家的注意,认为相比碳酸盐岩全岩样品,腕足壳体能更为完好地保存原始的地球化学信息.研究通过对比四川龙门山泥盆纪腕足化石和碳酸盐岩全岩样品中碳、氧、锶同位素(黄思静、卢长武等人数据),发现腕足化石中氧同位素明显高于碳酸盐岩全岩;但碳、锶同位素基本一致.上述结果表明:相比腕足化石,碳酸盐岩全岩样品蕴含的地球化学信息虽有所差异,但在大多数情况下,尤其是缺乏腕足化石的时期,碳酸盐岩全岩蕴含的地球化学信息照样可以反演地质历史时期的古环境变化,尤其是碳、锶同位素.     

龙门山泥盆纪腕足化石锶同位素组成特征及其古环境意义

生物成因的海相碳酸盐岩中Sr同位素组成与演化是目前研究古海平面变化、造山运动以及古气候变化的主要工具,在海相地层定年及全球等时对比研究中发挥着重要作用。对四川龙门山泥盆纪剖面腕足化石Sr同位素组成进行了研究。保存鉴定结果显示：腕足化石壳体结构保存完整;阴极射线照射下壳体不发光或部分壳体呈微弱橙黄色;大多数壳体微量元素Mn〈250μg／g、Sr〉400μg／g。表明腕足化石保存完好,后期成岩作用影响微弱。锶同位素结果显示：龙门山泥盆纪sr同位素演化同全球泥盆纪Sr同位素演化基本一致,表明龙门山泥盆纪Sr同位素演化受全球性变化影响。早泥盆世较高Sr同位素比值（甘溪组0．708437）可能是受加里东造山运动的影响,大量古陆的出露,风化作用的加强所致。其后的缓慢下降可能受海平面上升古陆面积缩小的影响。中泥盆世Sr同位素组成低值平台显示着幔源Sr和陆源Sr（风化作用较弱）输入量之间的平衡。随后的Sr同位素组成的上升可能是受中泥盆世开始温度上升的影响,致使风化作用的加强所致。     

龙门山地区早泥盆世古海洋环境——来自腕足类壳体的地球化学证据

四川龙门山地区泥盆系是解决我国华南区与西北区及国外泥盆系对比的纽带,也是全球古生代气候变化对比研究的一个重要地区。但该地区早泥盆世古海洋环境研究一直缺乏同位素地球化学方面的证据,影响到该地区泥盆纪地球化学记录与世界其他地区的对比,进而影响全球范围内的古生代气候变化对比研究。针对这一问题,我们通过龙门山地区早泥盆世保存完好的腕足化石稳定同位素地球化学研究,对该地区早泥盆世海洋的古地理环境特征进行了探讨。保存鉴定结果显示:腕足化石壳体结构保存完整;阴极射线照射下壳体不发光或部分壳体呈微弱橙黄色;大多数壳体微量元素Mn < 250 μg/g、Sr > 400 μg/g。表明腕足化石保存完好,后期成岩作用影响微弱。同位素结果揭示龙门山地区δ18O值在-4.5‰ ~ -9.9‰(PDB下同)之间,明显低于该时期世界其他相同纬度地区的δ18O值 (-1.7‰ ~ -6.9‰);微量元素Fe、Mn含量变化与氧同位素组成变化呈反相关系。这说明龙门山海域当时处于海水同开阔海水交流不畅,海水化学成分受陆源淡水注入控制。这一发现从同位素地球化学角度对龙门山古海洋环境做出了判别,为龙门山地区同位素及微量元素研究在世界范围内进行短尺度对比提供依据。     

凯氏蒸馏法和元素分析仪法测定沉积物中全氮含量的异同及其意义

氮循环是生物地球化学研究领域中最重要的课题之一,全氮含量的测定是农业、生物和环境等多领域研究中的常规测试项目。凯氏蒸馏法和元素分析仪法作为常规方法通用于上述领域的全氮含量测定,但两种方法在实际应用中的差异却常被忽视。通过对中国北方某盐湖沉积物序列近百个样品的全氮含量分析,对两种方法测定结果的异同进行了对比研究。凯氏蒸馏法的分析精密度高于元素分析仪法(前者标准偏差为0.007,后者为0.024),但在样品硝态和亚硝态氮的含量较高时,凯氏蒸馏法所测结果显著低于元素分析仪法的测定结果,此时选择元素分析仪法进行全氮含量的测定更为可靠和准确;对硝态和亚硝态氮含量极低的样品,两种方法的测定结果无显著差异。研究表明,选择全氮含量的测定方法,必须对所测样品的无机氮含量有初步的了解。对于中国北方的多数盐湖和地表环境样品,由于其无机氮的含量较高,选择凯氏蒸馏法进行全氮含量的测定是不适当的。尽管如此,对所研究的湖泊沉积物剖面而言,两种方法的对比却可以提供有价值的气候和环境演变信息。随着沉积物剖面的由深到浅,两种方法的测定结果由一致变化到存在显著差异,表明了湖泊水体从早期的淡水向今天的盐湖演化的过程。因此,凯氏蒸馏法和元素分析仪法测定结果的差异可以作为一种独立的地球化学气候代用指标。     

贵阳次生林不同演替阶段土壤微生物生物量与反硝化酶活性的研究

土壤营养元素赋存状态和微生物活性是喀斯特地区生态恢复的关键质量指标,温室气体N2O的排放是全球变暖的重要因子。研究了雨季贵阳不同演替阶段森林表层土壤（0～10cm）微生物生物量（SMB）、反硝化酶活性（DEA）、无机氮（N）库和N转化特征,并与玉米地、茂兰喀斯特原始森林土壤做了对比分析。结果表明,微生物群落对土壤水分条件响应强烈,土壤有效N的增加有助于微生物群落的增长,土壤N转化速率越快,微生物N同化作用越低。人为干扰（火烧和农业活动）会增加或降低土壤SMB、增加潜在的气态N流失。总的来说,不同演替阶段土壤SMB、DEA和土壤N库均有显著差异,随植被恢复土壤SMB呈上升趋势,温室气体N2O的排放量呈下降趋势,气态N流失形态从N2O转变为N2,N循环过程趋于优化,表明自发演替是退化喀斯特森林恢复的可靠方式。     

西南喀斯特地区几种主要土地覆被下土壤CO2-C通量研究

中国西南喀斯特地区土壤营养元素流失形势严峻,揭示不同土地覆被下土壤CO2-C的释放规律,是认识喀斯特这一特殊环境诸多营养元素循环问题的一个重要途径。采用静态箱-气相色谱法对贵州喀斯特地区4种不同土地覆被下的土壤CO2-C释放通量进行观测研究。结果表明,（1）不同的土地覆被下土壤CO2-C释放通量有显著的差别,其释放顺序为：森林（（134．1±78．8）mg／（m^2·h））〉次生林（（70．8±122．3）mg／（m^2·h））〉玉米地（（55．5±78．0）mg／（m^2·h）1〉烧荒地（（35．5±91．4）mg／（m^2·h））。各样点季节变化都比较明显,夏季平均排放量最高,冬季最低。（2）凋落物对森林土壤CO2-C释放的影响较大,有凋落物覆盖的土壤CO2-C释放量（（134．1±78．8）mg／（m^2·h））高于无凋落物覆盖的林地土壤（（111．2±80．3）mg／（m^2·h））,凋落物分解对森林土壤CO2-C释放总量的贡献约占17％。基于地面气温,计算得出森林和森林（无凋落物）的研。分别为1．92、2．10。（3）除次生林和烧荒地外,其余各样地CO2-C释放通量均与土壤各层温度呈显著正相关关系,但绝大多数样地与土壤湿度（WFPS）之间相关性不显著。     

水工程规划设计关键生态指标体系

从河流开发与保护的流域生态安全概念出发,基于驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)的模型方法,构建了水工程规划设计关键生态指标体系。在分析流域生态系统结构和功能的基础上,提出该指标体系包括5个生态属性层,即水文水资源、水环境、河流地貌、生物及栖息地和社会环境,分析各属性主要生态要素,并进一步细分为19个要素层。根据中国水工程规划设计类型和阶段划分,考虑不同的空间尺度效应,建立了该指标体系的结构框架,并采用专家咨询、频度分析方法,筛选确定了36个关键生态指标。该指标体系具有多维度、多层次的特点,可适用于不同空间尺度、不同规划设计阶段及水工程类型。     

松花江流域非点源污染负荷估算与评价

结合RS和G IS技术,利用二元结构模型对2000年松花江流域非点源污染负荷进行计算与结果验证,并对流域内非点源污染状况做出评价。结果表明:4种非点源污染类型(农田、农村居民点、畜禽养殖和城市径流)中,农田TN、TP和NH₄⁺-N非点源污染负荷量最高;畜禽养殖COD非点源污染比重最大。流域TN、TP的非点源污染负荷大于点源的污染负荷,其中TP的非点源污染负荷远远超过点源;而NH₄⁺-N和COD的点源污染负荷则大于非点源污染。4种污染类型的不同污染指标(COD、TN、TP、NH₄⁺-N)在时间(2000年内)和空间上呈现出一定的分布规律。     

气象因素对大气降水中有机酸浓度的影响

低分子有机酸是对流层大气的重要组成成分,采用离子色谱法测定了贵阳市大气降水中的有机酸浓度.结果表明,气象因素是影响贵阳市大气降水中有机酸浓度的重要因素.其中,降雨系统对雨水中有机酸浓度的影响显著.大气有机酸主要是在降雨初期进入降水并被清除的,降雨初期对大气有机酸的清除量占总清除量的50%-70%.随着降雨的进行,雨水中的有机酸浓度逐渐降低,降雨后期略有升高,大降雨量对雨水中有机酸浓度起稀释的作用.雷雨和台风雨中有机酸浓度明显偏低,降雪中有机酸浓度也远远低于雨水中有机酸浓度,暗示贵阳市雨水中有机酸主要是在云下过程进入降水的.天气因素是通过影响大气中有机酸浓度进而影响雨水中有机酸浓度的,如气温对雨水中有机酸浓度的影响远没有降雨量明显.不同来源气团雨水中有机酸浓度明显不同,其中以北面方向气团降水中有机酸浓度最高,与我国内陆大气污染较重有关,而源于海洋方向的东南气团雨水中有机酸浓度最低.     

黄河、淮河及长江流域地表水环境中锶的地球化学特征

锶是自然界广泛分布的微量元素,在生物、化学及地质过程中不易发生分馏作用,具有很好的地球化学指示意义.尤其在水文地球化学研究中,由于不同岩石锶含量不同,大气降水降落在地面后流经不同岩石,致使地表水中锶元素浓度和同位素比值不同.因此,通过研究河水中锶元素的地球化学行为,可以帮助我们探究河流集水处矿物化学风化速率、气候变化、上地壳化学特征、同位素组成以及陆地-河流-海洋之间的营养元素循环等等[1,2].