15-20世纪大陆泽与宁晋泊演变的影响因素分析

15至20世纪,海河流域南系历史上著名的湖泊--大陆泽和宁晋泊经历了从宽广到干涸的巨大变迁.对于二泊演变的原因,此前学者从未做过专门的分析和研究.本文以明清时期丰富的历史文献为依据,对影响湖泊演变的各大自然和人文因子进行了深入探讨,得出如下基本结论:海河南系水系格局不断变迁导致湖泊水源补给发生迅速改变,是促使湖泊相应发生显著扩张与萎缩,并最终导致湖泊消亡的直接主要动因.此外,来自河流的泥沙淤积,气候的干湿变化,人类拦水筑坝、占垦涸泊等活动加速了湖泊的演变与消涸.     

地壳“轧展”效应对地震成因的解释

目前多数地球科学家认为,地球的演化（包括地壳运动和地震活动）是地球内部因素所决定的,地球外部因素是次要的,作认为,地球虽是庞大并具有确定边界的星体,从银河系看来,地球不能作为单独的星体存在,它必须依附太阳系才能生存下去,在太阳系的演化中,太阳是太阳系演化的核心和主导,太阳自身的演化控制着行星的演化是必然的。因此,研究太阳活动,太阳能量向地球的输送及太阳与地球间能量（包括动量和质量）相耦合的物理机     

也谈“二倍法”——与陈竹年同志商榷

《地震战线》1980年第4期刊登了“对二倍法的疑问”一文,文中利用C_n~2的任意组合,再乘三倍,在假定每年出现20天异常的情况下,推出每年为570天的预报天数。 我认为,陈竹年同志的假设和计算方法在实际上是不能成立的。因为使用者都是在震例总结和大量统计结果的基础上,为探索发震时间而归纳出“二倍法”、“倍九律”的,这些方法已被实践证明在预报大震危险点方面具有一定参     

鲜水河断裂反“多”字型地裂缝带的成因机制

本文以1981年道孚6.9级地震考察资料为基础,结合1973年炉霍地震资料并运用光弹,泥料实验,讨论了鲜水河断裂上反“多”字型地裂缝带的成因机制。笔者认为反“多”字型地裂缝是断层水平剪切运动的产物,出现与相邻两条羽列裂缝交替部位的鼓包是裂缝水平错动在垂直方向调整作用的结果。鼓包两翼往往东陡西缓,鼓包轴部的逆断层也往往由西向东逆掩,这可能与断裂南西侧向南东运动有关,是以滇菱形断块向南南东运动产生的结果     

轨道尺度的亚洲夏季风演变:“困惑”与探索

亚洲夏季风影响着亚洲大陆数十亿人口.半个世纪以来,亚洲夏季风研究取得了许多重要成就,但一些科学问题依然有待深入探索.这其中包括轨道时间尺度的两个难题:(1)中国黄土的磁化率序列显示亚洲夏季风变化以冰期-间冰期~100kyr周期为主,而中国石笋氧同位素(δ18O)序列则以~20kyr岁差周期为主,两者主导周期的差异成为了悬而未决的"中国的100kyr周期问题";(2)亚洲大陆石笋δ18O序列与许多海洋沉积记录在岁差波段上的显著相位差异,是争议已久的"海-陆岁差相位的困惑".应当如何解答这些难题呢?首先,伴随着轨道尺度数值模拟的不断发展,岁差波段上降水量和风场变化在亚洲夏季风广大区域中的不均匀性及其区域模态差异逐渐明朗,不同气候记录的分歧在很大程度上可能只是这种降水和风场空间不均一性的体现.其次,不同记录载体有其固有的优势和局限,而此间差异则部分反映了这些局限性.总体而言,亚洲夏季风的黄土、海洋和石笋记录之间并不存在相互否定的关系,而是具有互补性;它们各自刻画了亚洲夏季风动力学系统的不同方面.因此,从整体季风系统的视角审视这些记录,能够基本解释亚洲季风的"中国的100kyr周期问题"和"海-陆岁差相位的困惑"这两个科学难题.     

与峨眉山玄武岩有关的沉积型铜矿——“马豆子式”铜矿的成因研究

峨眉山玄武岩之上宣威组中的沉积型铜矿,矿石矿物以铜硫化物和自然铜为主,矿石构造大多具有结核状,前人根据此特征将其命名为＂马豆子式＂铜矿.本文对该矿床中的铜结核进行了矿物学和同位素方面研究.矿物学研究表明,铜结核由含铁非晶质矿物、粘土以及碳质碎屑共同胶结铜的硫化物而组成,并以交代作用和沉积作用的方式形成;结核的原始形态是凝胶状物质组合体.同位素分析显示,碳沥青的13CPDB值在-24.8‰～-23.9‰之间,表明碳沥青是原地植物沉积变质的产物;辉铜矿的34SV-CDT值为7.6‰～13.1‰,与二叠纪海水的34S（约11‰）接近,斑铜矿、黄铜矿的δ^34SV-CDT值为21.6‰～22.2‰,和海相硫酸盐的硫同位素组成（20‰）类似,显示硫的来源不同.以上特征表明铜结核的形成过程是,含铜玄武岩经风化淋滤,铜质迁移到水体中后被粘土、含铁非晶质矿物和植物碎屑吸附,并成凝胶团悬浮与搬运,在湖泊或沼泽环境下与沉积物同生沉积成核;后期再经变质交代和热液叠加,斑铜矿交代辉铜矿、黄铜矿又叠加于斑铜矿之上,最终形成了＂马豆子式＂结核铜矿.     

Impact of water resource exploitation on the hydrology and water storage in Baiyangdian Lake

Water resources development and exploitation are critical for a viable and sustainable modern human society. Unfortunately, however, there is a considerable water storage depletion and environmental degradation in especially (semi)‐arid river basins due to the forces of population growth, urbanization, industrialization and intensive agricultural irrigation. Addressing water storage depletion is not only a question of research, but is very much a question of developing appropriate countermeasures to preserve valuable/fragile ecological systems. As one such effort, this study analyzes the hydrology and storage in Baiyangdian Lake as affected by water resources development and exploitation in the Baiyangdian Lake Catchment of Northern China. Three models, WetSpass (Water and Energy Transfer between Soil, Plants and the Atmosphere under quasi‐Steady State), WATBUD (Water Budget) and MODFLOW (USGS three‐dimensional finite‐difference groundwater flow model) were used in combination to simulate the hydrogeologic conditions in the lake catchment for 1956–2008. The model‐calibrated values are in good agreement with the measured values, with R² > 0·8 and RMSE < 10% of measured values. Runoff, the primary source of water for the lake storage, has steadily declined due mainly to multiple dam construction and reservoir impoundments in the headwater valleys and rivers in the catchment. In addition to dwindling runoff, groundwater levels have declined considerably due to over‐abstraction, mainly for agricultural irrigation. Additionally, evaporation or evapotranspiration is increasing in the lake catchment due to rising temperatures. The worsening hydrological conditions, amid the harsh semi‐arid climate, have resulted in considerable depletion of the storage and hydrology of Baiyangdian Lake. Sustainable countermeasures like agricultural water‐saving and infusion of external water (e.g., via by the South–North Water Transfer Project) could be a viable option for preserving not only the hydrology of the lake catchment, but also storage in Baiyangdian Lake. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

白洋淀沉积物氮磷赋存特征及其内源负荷

白洋淀环境整治对区域生态文明建设具有重要意义,然而,目前对加剧白洋淀富营养化的内源氮、磷污染负荷依然缺乏系统的研究.本研究以野外调研和室内培养实验相结合形式,在白洋淀主要水域内采集原位柱状沉积物样品,详细地研究了白洋淀沉积物中氮、磷赋存形态、间隙水中氮、磷剖面特征以及沉积物-水界面氮、磷交换特征.结果表明,白洋淀沉积物总氮、总磷含量分别为1230.8~9559.0 mg/kg（均值2379.5 mg/kg）和344.4~915.4 mg/kg（均值608.4 mg/kg）,氮、磷累积污染量大.沉积物中铵态氮赋存量大（3.2~175.8 mg/kg）,由此导致间隙水中铵态氮浓度较高,最高达到28.8 mg/L.沉积物磷形态以Ca-P和Fe-P为主,分别占总量的38.3%~76.1%和3.98%~18.0%,间隙水中磷酸盐浓度已接近甚至高于国内外典型富营养湖区.间隙水中高浓度的铵态氮和磷酸盐导致沉积物-水界面氮、磷交换通量较高,铵态氮平均释放和扩散通量分别为106.37和12.42 mg/（m²·d）;磷酸盐平均释放和扩散通量分别为15.06和2.33 mg/（m²·d）,沉积物内源氮、磷污染负荷较高,已严重威胁到白洋淀水环境质量,迫切需要整治.其中,北部河口区域以及中部府河入湖区和人口密集活动区沉积物氮、磷内源负荷尤为突出,应成为白洋淀沉积物内源污染整治的关键区域.     

1960s以来白洋淀水文、环境、生态演变趋势

白洋淀是我国华北平原最大的浅水湖泊湿地,享有"华北之肾"、"华北明珠"等美誉,对维持京津冀大城市群的区域生态系统平衡和保持生物多样性发挥着生态安全屏障作用.长期以来,高强度人类活动导致入淀水量锐减、水体污染严重、生物多样性减少、生态系统功能衰退,"明珠"失去了应有的光泽.结合历史文献资料和课题组长期在白洋淀的监测结果,本文系统地梳理了自1960s以来,白洋淀的水文、水环境和水生态演变历程,并分析了导致一系列演变发生的可能原因.随着区域经济的发展,人类活动增强,白洋淀区域水量、水环境以及生态质量自1960s以来逐渐退化.近20年来,随着一系列环境治理政策和生态补水工程的实施,白洋淀水质恶化趋势得到了一定的遏制.2017年,中共中央、国务院宣布设立雄安新区,其"以水定城"的理念突显白洋淀作为新区中心的重要性,白洋淀环境与生态治理工作任重而道远.本文的工作以期能为新时期白洋淀的环境生态治理提供依据和支持.     

白洋淀浮游植物群落的时空变化及其与环境因子的关系

浮游植物和环境因子是水生态中重要的组成部分,研究浮游植物与环境因子的相关关系可为白洋淀水资源管理及水生态保护提供理论基础.本研究于2018年非汛期(5月)和汛期(8月)分别对白洋淀淀区8个采样点的浮游植物及环境因子进行调查分析.采用Pearson相关性分析法筛选主要环境因子,分析白洋淀浮游植物群落结构变化和主要环境因子的分布特征,以及两者间的相互关系.结果表明,汛期主要环境因子为溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)和总磷(TP),非汛期主要环境因子为DO、CODMn、氨氮(NH₃-N)和TP.汛期和非汛期检出浮游植物分别为5门38种和6门43种,浮游植物丰度分别为415.30×10⁵～1018.14×10⁵cells/L和249.62×10⁵～454.21×10⁵cells/L,优势种分别为6种和10种,且基本为蓝藻和绿藻.浮游植物群落Shannon-Wiener多样性指数(H’)、Margalef物种丰富度指数(d M)、Pielou均匀度指数(J)和物种...     

小白洋淀水-沉积物系统多环芳烃的分布、来源与生态风险

以端村小白洋淀为研究对象,利用GC-MS测定了6个样点水、悬浮物和沉积物中15种优控多环芳烃(PAHs)的含量,分析了其组成与来源特征,探讨了不同多环芳烃单体的生态风险,结果表明:(1)15种优控多环芳烃的总含量(PAH15),水相为40.1-74.0ng/L,算术均值51.0ng/L;悬浮物为2438.0-5927.0ng/g,算术均值4528ng/g;沉积物为466.9-1366.4ng/g,算术均值为755.6ng/g;与国内外有关研究相比,污染较轻,(2)三相中均以2、3环PAHs为主,其比例均高于80%;并且,从水相、悬浮物相到沉积物相,2环PAHs依次降低,3环、4环依次升高,高环检出率和含量也依次升高,(3)沉积物中多环芳烃的来源以生物质燃料(秸秆、薪材)和煤的燃烧为主,以液体化石燃料(汽油、柴油和原油)的燃烧为辅,(4)沉积物中的芴(FLO)、菲(PHE)含量在潜在生态风险效应区间低值(ERL)与中值(ERM)之间,其生态风险几率介于10%-50%之间;其他PAHs单体的含量均低于ERL,其生态风险几率均低于10%.     

生态补水对白洋淀流域地表水和地下水水化学特征的影响

生态补水是维持和改善白洋淀生态环境的重要途径.为研究生态补水对白洋淀水环境的影响,分别在补水前与补水后采集淀水、河水及地下水样品,分析区域地表水和地下水水化学特征.结果表明：（1）白洋淀补水前、后地表水与地下水的水化学组成中Na⁺为主要阳离子,补水后阴离子以HCO₃^-为主,淀区南部地表水电导率高;补水后地表水与地下水Ca²⁺、Mg²⁺和HCO₃^-浓度显著增加,水体电导率降低.（2）补水前地下水为Na-HCO₃型水,地表水主要为Na-Cl·SO₄及Na-Cl·HCO₃类型;补水后地表水与浅层地下水向Ca·Mg-HCO₃型演化,深层地下水水化学类型基本保持不变.（3）生态补水使白洋淀水位升高,淀区水面积增大,缓解了水资源短缺的问题;同时也使浅层地下水水化学组成发生改变,而深层地下水暂未受到影响.生态补水后,受稀释和混合作用的影响,水体Na⁺、Cl^-和SO₄^2-浓度显著下降,Ca²⁺、Mg²⁺及HCO₃^-浓度增加.在白洋淀生态补水中应"先治污,后补水",以减少补水过程中污染物向淀区的运移,还应注意区域地下水位上升过程中的阳离子交换及水岩相互作用,为合理调配生态补水及改善白洋淀生态环境提供科学依据.     

白洋淀湿地表层土壤主要环境元素分布特征及来源

白洋淀是雄安新区生态共同体的重要组成部分,在"白洋淀生态环境治理和保护规划"中,淀区内纯水村和耕地将被淹没,而上述陆地的土壤环境元素分布特征及来源仍缺乏系统调查和分析.本文以淀区内现有0～ 20 cm土壤为研究对象,以环境元素As、Hg、Cd、Cr、Pb、Ni、Cu、Zn、N、P和土壤类型、质地为研究要素,以统计描述、方差分析、相关分析和因子分析为研究手段对淀区内土壤主要环境元素分布特征和来源进行刻画和分析.结果 表明:淀区主要环境元素在不同土地类型的差异性分布是大气沉降和人类工农业活动综合作用的结果.除元素P外,其余环境元素的淀区背景值均高于区域背景值,呈富集趋势.大部分元素趋向于在农用地富集,在水田的富集最为突出,Hg元素则更易在村镇用地富集.淀区内土壤主要环境元素来源分3种类型:大气沉降型,代表元素为Ni、Cr、As、Pb、Cu和Cd,主要来自区域燃煤烟气的沉降输入;农业输入型,代表元素为P、N、Hg、Cd、Pb,主要来自本地农业施肥和人类生活垃圾输入;工业叠加型,代表元素为Zn、Cu、Cd、Pb,主要来自大气沉降和淀区临近的小冶炼的排放叠加,其中Pb、Cd、Cu为综合输入方式.     

白洋淀表层沉积物中有机氯农药和全多氯联苯的分布特征及风险评估

为了解白洋淀表层沉积物中有机氯农药(OCPs)和多氯联苯(PCBs)的污染情况,采用改进的GC-μECD方法对白洋淀11处沉积物进行了20种OCPs和全部209种PCB单体的定量检测和分析.结果显示:白洋淀11个沉积物样品共检出10种OCPs和24种PCBs,∑OCPs和∑PCBs的含量范围分别为1.22～52.45 ng/g(DW)和nd～37.61 ng/g,在国内处于中等水平; OCPs组成中以HCHs和Dieldrin(狄氏剂)为主,分别占到∑OCPs的39.9%和31.5%,其中7个采样点的HCHs以林丹输入为主,4个采样点以工业六六六污染为主.DDTs检出率较低,来源主要为历史残留;检出的PCB单体以低氯联苯为主,其中一氯、二氯和三氯联苯占∑PCBs的64.73%;采用沉积物质量标准法进行生态风险评估,结果表明白洋淀地区沉积物中p,p'-DDD和∑PCBs生态风险较低,Dieldrin生态风险尚需关注,γ-HCH生态风险较高,不容忽视.     

白洋淀超微真核藻的空间分布特征及关键影响因子

超微真核藻个体微小、比表面积大,具有高效的碳吸收速率,对水体初级生产力具有重要的贡献.目前对淡水超微真核藻的认知还非常有限.于2017年5月对白洋淀进行采样调查,结合流式细胞术和高通量测序技术探究了白洋淀超微真核藻群落结构的空间分布特征及关键环境影响因子.结果表明,白洋淀超微真核藻的平均丰度为7.59×104cells/ml,且随着营养水平的升高呈现先增加后降低的变化趋势.回归分析表明,超微真核藻丰度在中营养水平水域主要受溶解性总磷和TN/TP影响,在富营养水域主要与盐度有关.测序比对结果表明在纲水平上白洋淀超微真核藻主要以绿藻纲Chlorophyceae、硅藻纲Bacillariophyceae、中心硅藻纲Coscinodiscophyceae、金藻纲Chrysophyceae为主,不同区域差异不大.但在操作分类单元(Operation Taxonomy Units,OTU)水平上,超微真核藻群落结构在白洋淀不同营养状态湖区存在显著差异,中营养水域主要类群为栅列藻科Scenedesmaceae,近囊胞藻属Paraphysomona sp.,定鞭藻纲Haptophyceae和甲藻纲Dinophyceae为主,而富营养水域主要类群为红球藻科Haematococcaceae,金藻纲的Chromulinale sp.和Chrysophycea sp..Bioenv分析表明,对超微真核藻群落组成影响最大的环境因子是溶解性总氮、溶解性总磷、TN/TP、硝态氮、溶解氧.本研究表明超微真核藻的群落结构存在较明显的环境异质性,对白洋淀水体富营养化状态有很好的指示.     

生态补水对白洋淀湿地植被格局的影响

白洋淀位于雄安新区腹地,是雄安新区重要的生态屏障与后花园,生态补水与植被恢复是白洋淀生态修复的重要内容.本文运用遥感影像资料,对比分析了雄安新区设立以来(2017年和2020年)白洋淀挺水植被、沉水植被、陆生植被、开阔水域、建设用地和裸地6种土地利用类型的变化趋势,深入剖析了挺水植被、沉水植被和陆生植被的时空分布格局、生长期内逐月生物量变化及其演替规律,探讨了水位变化对挺水植被和沉水植被生物量的影响,分析了雄安新区设立以来生态补水对淀区植被恢复的整体效果.结果表明:白洋淀水生植被主要分布在淀区北部、西北、西南和沿岸水深较浅的区域,相比2017年雄安新区设立之初,生态补水作用下,2020年淀区水位平均上涨0.63 m,沉水植被、陆生植被分布面积分别扩大了7.5%和21.4%,挺水植被和裸地面积则缩减了19%;挺水植被在8月生物量达到最大值,其分布面积和生物量随水位的增加整体呈减小趋势,同时受季节演替影响,温度升高则会显著促进挺水植被生长;与之相反,沉水植被随季节演替,其年内生物量最大出现在5、9和10月,但分布面积未有明显变化,且其生物量变化受水位影响不明显.总体而言,雄安新区设立以来,白洋淀年内植被生物量明显增加,为淀区水环境质量和水生态安全提供保障.