粒度在沉积物物源判别中的运用

自然界中沉积物的组成和成因具有多样性。应用粒度方法可以区分、提取和判别沉积物中的各个组分。粒度方法主要有频率曲线和累积曲线分布法、数学函数组分提取法(包括Weibull分布函数拟合法、端元模型分析法、标准偏差法、粒度分维法等)和粒度参数判别公式法。综合应用上述方法可有效地判别出单一沉积物的物质来源或者复杂沉积物中的各个组分,而这些方法被前人广泛地应用于湖泊研究中,提取了过去的环境变化信息,也指导了作者在盐湖沉积中的研究工作。     

大型水库运行下内蒙古河道泥沙侵蚀淤积过程

 通过1954—2000年黄河泥沙资料分析,黄河内蒙古河段侵蚀淤积过程对上游水库运行的响应主要表现为:①盐锅峡和三盛公首先将黄河输沙能力由7.33 kg·m-3降为6.27 kg·m-3, 使内蒙古河道由自然淤积状态转变为侵蚀下切状态,小于0.1 mm泥沙侵蚀速率高于大于0.1 mm泥沙淤积速率,河道发生粗化现象;②）刘家峡和青铜峡水库将黄河输沙能力降为3.91 kg·m-3,促使黄河河道中大于0.01 mm泥沙淤积速率大于小于0.01 mm泥沙侵蚀速率,使内蒙古河道发生粗化淤积现象;③龙羊峡水库将黄河输沙能力进一步降为 3.48 kg·m-3,加剧黄河内蒙古河道淤积现象, 大于0.01 mm泥沙和小于0.01 mm泥沙均呈现出淤积状态,淤积速度与黄河上游无水库运作时的自然状态相似。     

同位素在风成沉积物物源判别中的运用

同位素示踪方法在风成沉积物物源研究领域应用较广泛,由于风成物质在风化、传输和沉降过程中其同位素地化特性不会发生变化,因此通过物源区和沉积区风成沉积物同位素组成的对比,相似同位素组成的地区可确定为物源区。同位素物源示踪的主要方法有石英颗粒的δ18O、硅酸盐部分的Sr-Nd组成、沉积物的Hf和Pb组成特征等。这些方法在中国西部盆地(如塔里木盆地)沙漠砂来源、黄土高原黄土物源(如柴达木盆地对黄土高原的物源贡献)等领域得到了广泛应用,取得了众多成果。     

科尔沁沙地沙漠化正逆过程的地面判别方法

在实地调查和多年定位研究的基础上, 根据目前沙漠化过程研究的需要,介绍了沙地、沙丘、沙漠化土地等相关概念及其主要区别,阐述了沙地、沙丘、沙漠化土地类型的划分标准以及类型互换使用中应该注意的问题;通过分析影响沙漠化发展方向和过程的关键因素,建立了沙漠化正\,逆发展过程的地面判别指标体系,并讨论了不同类型沙丘的主要来源、发展方向及转换过程的判别方法。所建立的沙漠化正\,逆过程的地面判别方法,具有较强的实用性、可操作性和准确性, 可用于科尔沁沙地以及类似环境条件同类型沙地的野外调查和定位研究。     

基于投影寻踪法的水库富营养化评价——以深圳市铁岗水库与石岩水库为例

通过构建投影指标函数和采用遗传算法对投影方向进行优化,建立了基于投影寻踪法的水库富营养化评价模型,并应用于深圳市铁岗水库与石岩水库的富营养化评价。研究结果表明,铁岗水库的营养状态值为50.4~54.7,石岩水库为53.4~57.6,峰值出现在夏秋季,2个水库均达到轻度富营养化水平,石岩水库的富营养化程度相对较高。投影寻踪法的评价结果与线性插值评分法相近,但反映了不同评价指标对营养状态的贡献差异,更为科学合理,值得推广应用。     

哈尔滨沙尘沉降物物源敏感粒度组分的提取及来源分析

采用粒级-标准偏差算法对哈尔滨2006年3月10日沙尘沉降物进行了物源区敏感粒度组分的提取,获得各来源组分的粒级范围和含量,并进一步分析了不同粒级成因组分的来源.研究认为:1)19.2 μm是哈尔滨2006年沙尘天气颗粒短期悬浮和长期悬浮之界限,而152.4 μm是沙尘颗粒悬浮搬运的粒径上限.2)20 μm作为粉尘物质短期悬浮颗粒与长期悬浮颗粒之界限具有普遍性,而悬浮载荷的粒径上限则与一定的风力条件和地表状况密切相关.3)沙尘沉降物包含4个物源区组分,粒径范围分别为:<1 μm(组分1)、1～19.2 μm(组分2)、19.2～152.4 μm(组分3)和>152.4 μm(组分4).前2个组分属长期悬浮组分,其中组分1代表大气粉尘的本底值;组分2代表非本地源的远距离外源输入,可能与高空气流的搬运有关,包括甘肃和内蒙古在内的半干旱地区为哈尔滨沙尘提供了一定量的粉尘物质;组分3为短期悬浮组分,主要是区域内部沙尘天气产生,松散地表裸土是该组分的重要物源;组分4为跳跃或滚动组分,源于近源物质堆积,是就地起沙.4)哈尔滨2006年沙尘天气外源输入约占63.8%,近源和内源输入占36.2%.松散地表裸土的治理仍是哈尔滨防治沙尘天气的工作重点.     

山东青州黄土的地层年代及其物质来源研究

为探讨山东青州黄土的地层年代,对傅家庄黄土剖面进行了系统的磁性地层学研究,并对剖面上部进行了光释光测年和粘土矿物分析。结果表明:青州黄土发育的年代未达到布容/松山界限,结合光释光测年推断,其底界年龄大致在500 ka前后,与长江下游地区的下蜀黄土起源时代接近,均对应于中更新世全球急剧变冷的时期;粘土矿物的分析结果进一步支持青州黄土主要来源于冰期裸露的渤海湾陆架和黄泛平原的松散堆积物。上述结果表明,青州黄土的起源时代不仅与区域性环境条件有关,而且与中更新世以来全球环境变化的背景具有密切联系。     

基于判别空间条件熵加权的土地覆盖分类方法研究

针对遥感专题类别信息的机理问题,从土地覆盖参考数据的偏差程度对分类精度的影响角度,提出了一种基于判别空间条件熵加权的土地覆盖分类方法。引入判别空间模型概念,基于此模型生成土地覆盖数据类别,并分析了土地覆盖信息类别与数据类别的语义偏差出现的深层次原因;计算信息类别与数据类别的对应关系矩阵,据此得到二者的条件熵,实现对土地覆盖信息类别与数据类别的语义偏差的量化;根据信息类别与数据类别的条件熵计算修正判别变量的权重因子,实现基于判别空间条件熵加权的土地覆盖分类。采用一景SPOT-5影像进行分类实验,并利用同一地区的Landsat 5TM影像进行方法验证。实验表明,条件熵加权修正方法使土地覆盖分类精度有了显著提高,并对不同分辨率的遥感影像具有适用性。     

颗粒分选与有机质因子对复合指纹识别泥沙来源的影响

泥沙来源研究作为土壤侵蚀研究的关键内容之一,对水土保持措施的科学布设具有重要意义.复合指纹识别法是目前研究泥沙来源的较先进方法之一,在泥沙来源研究中具有较大的应用潜力.然而,颗粒分选作用对运用复合指纹识别法判别沉积物来源的准确性有重大影响.加之,有机质等代表的土壤属性(指纹因子)随颗粒分选在不同粒径范围发生富集或贫化也...     

20世纪50年代中期以来崇明岛东部盐沼发育对长江入海泥沙的响应

以20世纪50年代中期以来崇明岛东部盐沼6个钻孔潮坪层段为研究对象,根据柱样粒度特征、碳/氮元素含量、有机碳稳定同位素组成（δ¹³C）和C/N比,结合长江入海泥沙通量的变化,研究20世纪50年代中期以来崇明岛东部盐沼发育与长江入海泥沙的响应关系。结果表明：长江入海泥沙通量及组成是20世纪50年代中期以来崇明岛东部盐沼物质粗细变化的主控因素;崇明岛东部盐沼沉积物δ¹³C与C/N比的相关程度、有机质含量与各粒径区间颗粒含量的相关性在不同时期均存在差异;20世纪60年代,长江入海泥沙量达到顶峰,流域不同侵蚀区域的泥沙相互混合,有机质含量与各粒径区间颗粒含量的相关性及δ¹³C与C/N比的相关程度均很差;20世纪90年代以来,崇明岛东部地区进行了高强度的围垦活动,δ¹³C与C/N比的相关程度下降。这表明20世纪50-80年代崇明岛东部盐沼发育受长江入海泥沙控制,20世纪90年代以来崇明岛东部盐沼发育除受长江入海泥沙控制外,还受围垦等人类活动的显著影响。     

呼伦贝尔沙地沙丘砂来源的定量分析— 逐步判别分析(SDA)在粒度分析方面的应用

以呼伦贝尔沙地砂物质的粒度分析资料为基础,利用两组间的逐步判别分析(SDA) 来筛选决定不同沉积物间差异的主导因子,根据主导因子的个数、Mahalanobis距离D2、通过统计学检验的信度琢等3个因素,来定量地确定两个总体间的相似性大小。分析结果表明:呼伦贝尔沙地的风成沙丘砂主要来源于海拉尔组砂(Q3),但河流冲积砂和古土壤也有不可忽视的作用;在嵯岗镇附近及其以西的海拉尔河下游宽阔河谷中,自然条件下河流冲积砂也可以成为风成沙丘砂的主要沙源。     

Fourier transform infrared spectroscopy,a new cost-effective tool for quantitative analysis of biogeochemical properties in long sediment records

Measurements of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIRS) in the mid-infrared (MIR) region were conducted on sedimentary records from Lake El’gygytgyn, NE Siberia, and Lake Ohrid, Albania/Macedonia. Calibration models relating FTIR spectral information to biogeochemical property concentrations were established using partial least squares regression (PLSR). They showed good statistical performance for total organic carbon (TOC), total nitrogen (TN), and biogenic silica (opal) in the sediment record from Lake El’gygytgyn, and for TOC, total inorganic carbon (TIC), TN, and opal in sediments from Lake Ohrid. In both cases, the calibration models were successfully applied for down-core analysis. The results, in combination with the small amount of sample material needed, negligible sample pre-treatments, and low costs of analysis, demonstrate that FTIRS is a promising, cost-effective tool that allows high-resolution paleolimnological studies.