湿地系统氮的生物地球化学研究概述

系统地回顾了湿地系统氮的生物地球化学循环的研究进展。在氮的输入与累积方面,概述了湿地的大气干湿沉降、湿地有机氮素的矿化、植物累积与枯落物分解以及氮的湿地迁移转化的过程及影响因素等。分析了湿地氮的硝化、反硝化过程,并对湿地土壤水分、水位、温度、pH、Eh、有机质含量、土壤质地、土壤基质以及植被类型等影响因素进行了深入的分析和讨论。并分析了湿地氮各种存在形态的生态效应,展望和提出了湿地氮生物地球化学研究的方向和重点。     

内蒙古河套地区第四纪地球化学研究

第四纪地球化学是介于第四纪地质学和地球化学之间的边缘研究领域,研究第四纪时期化学元素及其同位素在地壳中的分布与演化规律,侧重研究元素及其同位素在不同成因类型的第四纪沉积物中的分布、分配、迁移和富集的特征。在第四纪地球化学研究中,除常用某些元素的比值和烃类化合物的成分,作为海、陆和过渡相的划分标志外,微量元素和同位素成分也越来越多地被用作环境指示标志。研究区处于华北地台北缘,主体河套平原属中新生代断陷盆地,以第四系为主;研究区北部属大青山、狼山,南部属鄂尔多斯高原,分布白垩系、侏罗系、三叠系、寒武系、太古代地层,局部有岩浆岩出露。本次研究利用河套地区表层土壤元素与指标分析数据,计算了干湿系数、冷暖系数、土壤风化淋滤系数、干旱系数、Rb/Sr比值等环境指示意义的参数进行恢复河套地区古气候环境。     

新疆伊犁地区近40年来的干湿变化

利用多种数理统计方法,分析新疆伊犁地区近４０年来的干湿变化,划分出不同的干湿阶段与变化分析了降水与气温、与大气环流及邻近区域间降水的相关关系     

干湿气候区划研究进展

干湿气候区划是气候学、地理学、生态学和农学等学科的重要内容.自1900年以来,国内外学者在干湿气候等级、干湿气候区划指标及其计算方法等方面取得了长足的进展.本文综述了近100多年来国内外学者关于干湿气候区划指标、潜在蒸散量计算方法、干湿气候等级及其命名方法等方面的研究成果,提出了目前该领域存在的科学问题.     

城市大气沉降重金属污染及其健康风险

重金属污染是我国当前经济社会发展中面临的重要环境问题,其污染防治对于保障饮食安全、维护生命健康具有重要意义。城市不仅是人类活动的聚居区,而且是各种污染源集中排放区,因此城市大气沉降重金属污染对人类健康影响既深又广。本文阐述了城市大气沉降重金属的污染现状、特征、影响因素及其来源等,从大气沉降-作物-人体以及大气沉降-人体两个暴露途径,揭示了大气沉降重金属的健康风险,并且从重金属排放源、尘源方面探讨了重金属的防控措施及其植物修复对策。     

柴达木盆地盐湖区环境污染消纳能力分析

近年来,随着柴达木盆地盐湖资源开发的规模和强度不断增加,环境负载也逐步加大。根据柴达木盆地自然环境特征,分析了盐湖区大气、土壤、水环境污染情况及影响污染物消纳能力的主要因素。采用大气自净能力指数(ASI)、水环境自净能力等级(M)和土壤自然消减能力(NAC)等指标,从大气、土壤、水环境等方面半定量和定量评价了柴达木盆地盐湖区环境污染消纳能力。结果表明柴达木盆地盐湖区内水环境自净能力的等级系数为1.34,水环境自净能力较弱;平均大气自净能力指数是3.85 t/(d·km²),大气环境自净能力一般;土壤自然消减能力平均值为0.639,土壤自净能力中等。总体来看,降水少、风尘大等因素导致柴达木盆地自然消纳能力较低,盐湖开发过程中必须高度重视生态环境保护。     

生态地理区域界线划分的指标体系

生态地理区域界线由一系列反映生态地理区域特征的指标为依据 ,通过其空间差异落实到具体的空间位置上。客观地认识和划定生态地理区域界线是揭示生态环境时空有序性的重要途径 ,是地域系统研究的基础。生态地理区域界线是两个相邻的、彼此不同的生态地理区质上转变的线或带 ,反映同一等级内划分出来的内部相对一致性与外部的差异性。界线代表有一定宽度的带 ,而且可能随着时间而迁移变化 ,等级越低界线越明显 ,等级越高界线越宽。在生态地理区域划分中 ,先选择人力不能大规模改变的几个主要因素 :温度指标 ,主要指标是日平均气温≥ 1 0℃的天数和积温 ,最冷月平均气温 ,最暖月平均气温等 ;水分指标 ,干湿指数 ,目前比较普遍采用的是年干燥度 ,它可以近似地表征某一地方的干湿程度 ;年降水量的资料通常比较可靠 ,但潜在蒸发的计算需要改进和提高。生态地理区域较高级单位的划分依据侧重考虑生物气候的差异 ,先注意水平地带性 ,由于气候台站的有限性 ,所划分出的界线往往用植被界线去修正 ;而垂直地带性则将潜在植被与气候联系起来 ,按照降水量、潜在蒸发率和生物温度来进行划分。如何处理级别与依据和指标之间的关系是另一个重要问题 ,在这个问题的处理上 ,国内外很不统一。     

持久性有机污染物在森林生态系统中的环境行为研究

持久性有机污染物(POPs)具有环境持久性和半挥发性, 可以在区域及全球范围内传输和分布。森林植被和林下土壤富含有机质, 森林生态系统因此成为POPs主要的储存库之一。植被叶片可快速吸附大气POPs, 并通过叶片凋落、雨水冲刷和干沉降等过程加强或加速大气POPs 向地面的沉降, 并使森林土壤成为POPs 的“汇”, 从而形成所谓的“森林过滤效应”, 进而影响POPs 在全球的分布。进入森林的POPs 在森林生态系统中将经历一系列的环境过程。本文简要介绍了森林过滤效应的特征和影响因素, 综述了叶片对大气POPs 的吸附、叶片凋落和干湿沉降、POPs 在土壤中的迁移和损失等3 个主要环境过程的研究进展, 报道了松针、树皮和苔藓作为被动采样器反映的森林POPs空间分布趋势。最后, 提出了森林POPs研究中亟待解决的科学问题, 并指出未来中国森林POPs研究的可能方向。     

中国西部冰冻圈地区大气降水化学的研究进展

大气降水化学是大气化学的重要组成部分,是评估人类活动对大气环境影响的可靠指标,而且保存在高海拔地区雪冰中的化学成分对研究局地和全球气候环境变化以及环境演变过程具有重要意义.中国西部冰冻圈地区的大气降水化学研究始于19世纪70年代末,目前已取得一些重要进展,特别是结合积雪和冰芯化学的研究获得了大量的降水化学资料.回顾了中...     

510年来中国东中部地区气候干湿变化研究

选择上海、武汉、天津和西安为典型区，以1470-1979年逐年干湿等级序列为基本数据源，应用墨西哥帽小波变换方法，对中国东中部地区近510a来不同时间尺度下的气候干湿变化与气候突变特征进行分析，并探讨气候干湿变化的动因。结果显示：19世纪以前气候干湿变化表现出较明显的东西差异；小冰期事件、18世纪气候温和期等非局地性事件在较大区域都有反应，但各地的具体响应程度、方式和时间均有差异；在20世纪气候变暖的大背景下，各地气候均向偏干旱方向演变。百年以上尺度气候干湿变化的原因主要是太阳辐射及其引起的大气环流变化，百年以下尺度的变化则与季风系统短尺度波动、区内各个大气环流系统的相互作用、局地下垫面差异和人类活动等复杂因素的影响有关。     

基于历史文献的1470-2008年中国西北地区气候干湿序列分区重建

基于历史文献中的旱涝灾害记录,采用5级制划分的旱涝灾害等级,使用系统聚类法将中国西北地区19个站点划分为7个分区,利用湿润指数公式重建了西北地区7个分区1470-2008年的年分辨率干湿变化序列,比较分析了各分区干湿气候变化的阶段特征、周期性及跃变现象。结果表明：重建序列信度较高,可用作气候干湿变化研究。西北地区7个分区1470-2008年干湿变化存在着11 a、25~35 a和80~100 a的3类周期变化。其中,11 a和25~35 a的两个周期变化在整个分析时间段内表现得较为稳定;80~100 a的周期变化则表现的较不稳定。世纪尺度和气候代尺度的跃变信号各区皆有出现,位于研究区两边的陕西和玉树地区出现最少,宁夏和格尔木地区次之;位置居中的兰州、张掖、西宁等地区跃变信号出现最多,是气候干湿变化的敏感地带。检测出的干湿跃变信号主要集中在17世纪前后,近百年气候干湿变化则相对稳定。     

中国内陆区湖泊沉积所反映的全新世干湿变化

湖泊沉积记录的环境演变是全球变化的重要研究领域之一,通过对中国内陆区中30 个湖泊研究成果的总结和梳理,探讨了全新世以来该地区干湿变化的规律和区域分异。通过降水量结合传统分区方法将中国内陆区分为西北干旱区、东亚季风边缘区和青藏高原区。对每个湖泊样点以500 年为时间间隔,以孢粉为主要干湿指标,综合氧同位素、有机质及碳酸盐等,将湖泊干湿状况划分3 个干湿等级（干旱,半湿润,湿润）,建立区域干湿指数。结果表明,中国内陆不同区域全新世可能经历了不同的干湿变化过程：①西北干旱区基本上是早中全新世干旱,中晚全新世相对湿润,但区域差异明显;②东亚季风边缘区早全新世早期干旱,早全新世晚期和中全新世相对湿润,晚全新世干旱;③青藏高原区的湿润时期主要发生在早中全新世,但是不同地区有所不同。对比分析显示：西北干旱区的干湿变化可能受西风环流控制,但在时间和强度上区域内部差异较明显;东亚季风边缘区可能主要受东亚季风控制;青藏高原地区早中全新世的湿润可能与印度季风的增强相关。     

新疆阿尔泰山不同泥炭地记录的全新世大气粉尘信息及其影响因素

本文以中国西北阿尔泰山铁力沙汗和哈拉萨孜泥炭地为研究对象,结合AMS14C年代框架,高分辨率测定两处泥炭地柱芯中的微量元素和常量元素,分析中国西北高山区泥炭记录的全新世大气粉尘历史沉降过程及其影响因素。研究发现：铁力沙汗和哈拉萨孜记录的全新世大气粉尘通量分别为22.74～76.92 g/(m2·a)和18.60～198.38g/(m2·a)。与铁力沙汗相比,哈拉萨孜泥炭中矿物元素主要来源于大气沉降,表现为早全新世和早-中全新世时期粉尘通量较高,中全新世后粉尘通量较低,更能代表区域粉尘活动历史变化。阿尔泰地区泥炭记录的全新世粉尘通量高于季风区,且在中全新世后通量下降的特征,与季风区泥炭记录的高粉尘通量的结论相反。粉尘来源和气候环境是导致不同区域粉尘通量变化存在差异的主要原因。中国西北干旱区粉尘源区的湿度和温度通过影响植被覆盖状况,对区域大气沉降过程产生影响,但局地环境和冻土变化差异,也会导致区域内不同载体记录的大气粉尘信息存在明显差异。本研究对更全面更准确地认识区域大气环境变化过程及其主要影响因素,具有科学意义。     

鄂尔多斯盆地北部大营铀矿床直罗组下段粘土矿物变化特征探讨

本研究对鄂尔多斯盆地北部大营铀矿床4种地球化学环境的砂岩进行了岩心观察、扫描电子显微电镜以及X-射线衍射等分析,讨论了不同环境砂岩中粘土含量的变化及其变化机制,最后总结了大营铀矿床的粘土特征及其与铀矿化的关系。研究表明:1大营铀矿床直罗组下段不同带砂岩中粘土矿物特征具有明显的差异性;2蒙皂石的形成消耗了更多的高岭石;3粘土矿物的差异变化可以从侧面反映出直罗组下段各带岩石地球化学环境改变;4大营铀矿床粘土矿物吸附铀矿物方面主要为蒙皂石。铀矿物多分布在有机质周围,与粘土矿物共生。     

生态地理区域系统的比较研究

生态地理区域系统通过对代表自然界宏观生态系统的生物和非生物要素地理相关性的比较研究和综合分析,按照自然界的地理地带分异规律,划分或合并而形成不同等级的区域系统。用中国的研究与国外同类研究的比较,可以拓宽这一领域的思路,便于在这一领域与国外的学者使用相似的科学语言进行学术交流,使中国这一领域的研究走向世界。本文从生态地理区域系统的发展过程、等级单位、指标体系与表达方法,区域划分等方面将中国有代表性的生态地理区域系统与国外同类研究进行比较,认为中外的研究有许多共同之处,如目标、研究内容和服务对象与环境、生态、全球变化等联系在一起,其中与美国R. Bailey所划分的美国、北美和全球生态地理区域更为接近,在等级系统、指标体系、表达方式到划分结果有近似之处。地域的差异,指标使用的不同,制图过程和表达方式的差异造成了区域划分的差别,似可以通过野外实地生态类型的辨识来加以修订。     

贡嘎山营养元素和重金属的生物地球化学研究现状与展望

本文对贡嘎山地区营养元素和重金属的生物地球化学循环的研究现状进行了总结,在此基础上探讨了未来须关注的热点和方向。目前围绕贡嘎山生态系统的碳(C)、氮(N)生物地球化学循环研究主要开展了C和N的分布特征、储量、凋落物中元素的归还与释放等方面的工作;磷(P)的生物地球化学研究包括不同海拔梯度和土壤演替阶段土壤P的形态、生物有效性、迁移转化及其影响因素、成土作用和微生物作用对土壤P的生物有效性的影响等;重金属的生物地球化学研究主要围绕重金属的赋存特征、来源、影响因素和潜在生态风险等方面。未来需要将大气-水-土壤-植物-微生物系统作为一个整体,系统研究养分元素的生物地球化学循环过程和机制以及重金属的迁移转化和关键控制因素,加强各元素生物地球化学循环耦合关系研究,建立多种元素循环的耦合模型,为山地生态安全和生态修复提供理论基础。     

江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来环境干湿变化的高分辨率研究

选择位于江汉平原的JZ-2010湖相沉积剖面为研究对象,利用AMS14C测年建立江汉平原12.76 cal.ka B.P.以来环境演变的时间序列。对湖相沉积物中元素Rb和Sr的差异分布、Rb/Sr值、Ti元素含量以及磁化率等多项环境代用指标的综合分析表明:江汉平原12.76 cal.ka B.P.以来环境干湿变化经历了晚冰期由偏干转向偏湿波动、全新世开始湿度增强、全新世中期偏湿到湿润再至干湿波动,全新世晚期至现代偏湿到偏干的过程。磁化率波动与江汉平原新石器时代各文化类型出现或转型相关。江汉平原环境干湿变化体现东亚季风环流影响,驱动机制主要是北半球夏季太阳辐射变化;还受到东北、北、西三面环山而东南面向夏季风倾斜开放的地势影响。     

大气氮沉降数值模拟的演替进程与模型筛选

中国是维持全球氮平衡的关键.以大气氮沉降为例,畜禽养殖、化肥施用、能源消耗等人为扰动致使活性氮的排放量与沉降量正持续走高,欧美已率先开展氮沉降及其引发的环境与经济后果的评估.中国省级或更大尺度的沉降规模,空间分布和输移途径资料较难获取,大气传输模型(ATMs)提供了经济可行的解决方案.通过概述ATMs的演进阶段和代表模型,并为应对我国缺乏氮沉降模拟专业模型的问题,建立一个总量近百的大气氮沉降相关模型(排放源含NH3、NOx和SO2的ATMs),以总揽世界模型发展全貌.理论上,模型的检验和相互比较以监测值与模拟值的定性分析为基础,中国面临的困境缺乏全国性的统一监测网络在短期内难以解决.事实上,大气氮沉降模型在污染场和浓度场的模拟过程中受到诸如大气环流、边界层高度等条件的制约进而影响模拟效果.NH3的特性对模型提出了更高要求.一方面通过参考相关文献归纳各种制约条件的相对重要性,另一方面结合模型自身架构(格网大小、垂直精度、气象场获取途径以及扩散模式的选取)、模拟过程(源排放、干沉降和扩散)、设计意图,力图以定性或半定量的方法探讨各个模型应对制约条件的能力,比较各自优劣,以期筛选出适用于模拟省域乃至全国大气氮沉降的数值模型.     

生物硅在东南极湖泊古初级生产力研究中的应用

本文对南极中山站区的莫愁湖和大明湖沉积物中生物硅、有机质等环境指标进行了分析,并在对比研究的基础上,探讨了生物硅在重建东南极湖泊沉积生态环境记录研究中的应用.研究结果表明,大量保存较好的硅藻出现在东南极淡水湖泊沉积物中,生物硅含量在深度剖面上表现出显著波动,与有机质等生物地球化学指标具有一致的垂向变化趋势,表明它们具有...     

珠江口SX97孔7 000 a B.P.的气候环境变化及流域响应

综合考虑矿物，元素地球化学和孢粉等多方面的资料，对珠江口北岸SX97孔揭示的7000a B.P.以来的气候环境演化提出了一种5阶段划分方案。这种阶段性在SX97孔的各项指标上均有很好的对应，也与华南地区基于海岸沙丘，海滩岩和海相沉积地层等的早期研究成果能较好地对应。在此基础上，初步探讨了气候环境变化中的流域响应，发现SX97孔揭示出气候环境变化中很有很好的流域响应。如当气候环境偏湿偏热时，流域风化作用更加强烈，有很更多的铁元素流失，同时流域植被更发育，对降水有更好的缓冲作用，导致河口沉积物中含有更的铁元素（包括二价铁和三价铁），更少石英矿物和更多粘土矿物，当气候环境偏干偏凉时则相反。