树木年轮与其根部土壤化学元素含量的相关性

运用树木年轮学方法研究了北京南郊土壤环境中元素含量随时间序列演变的规律。依据吸收系数研究了相同土壤类型上生长的不同树种对12种化学元素的吸收状况,结果表明不同树种对元素的吸收情况不同。Zn、Cd和P3个元素吸收系数较高。对杨树年轮及其根部土壤中9种化学元素(Na、K、Cu、Zn、As、Sr、Cd、Ba、Pb)的相关性研究结果表明,年轮中元素的含量与其根土中对应元素的含量呈正相关。采用对数线性相关模式(lgC'=algC+b),根据逐年年轮中Cu、Zn、As、Cd、Ba、Pb6种化学元素的含量,反演6种元素在土壤中的逐年(1982—2004年)演变状况。本技术方法能为追溯近代城市化几十年以来的环境污染变迁历史、预测未来污染演变趋势提供更为丰富和科学的信息。     

树木年轮与其根部土壤化学元素含量的相关性

运用树木年轮学方法研究了北京南郊土壤环境中元素含量随时间序列演变的规律.依据吸收系数研究了相同土壤类型上生长的不同树种对12种化学元素的吸收状况,结果表明不同树种对元素的吸收情况不同.Zn、Cd和P 3个元素吸收系数较高.对杨树年轮及其根部土壤中9种化学元素(Na、K、Cu、Zn、As、Sr、Cd、Ba、Pb)的相关性研究结果表明,年轮中元素的含量与其根土中对应元素的含量呈正相关.采用对数线性相关模式(lgC‘=α lgC b),根据逐年年轮中Cu、Zn、As、Cd、Ba、Pb 6种化学元素的含量,反演6种元素在土壤中的逐年(1982-2004年)演变状况.本技术方法能为追溯近代城市化几十年以来的环境污染变迁历史、预测未来污染演变趋势提供更为丰富和科学的信息.     

树木年轮学在环境变化研究中的应用

由于树木在其生长的过程中,需要从环境中吸收养分和能量并且从环境中汲取各种化学元素到每年的生长层(即年轮)中,所以树木年轮与它们的生长环境是密切相关的。树木年轮可以提供树轮生长的环境要素信息,其应用领域也日益扩大。文章综述了树木年轮长年表的建立以及在气候变化、环境污染等方面的若干应用,并且概述了树木年轮研究方法的进展。     

树木年轮分析在环境变化研究中的应用

鉴于环境变化与树木生长关系密切,可以通过对树木年轮变异状况的分析,获取环境变化的信息。本文概述了树木年轮分析的基本原理、研究途径以及已经取得的进展与应用前景。     

用树木年轮重建伊犁地区的年径流量场

对伊犁地区的２２个树轮年表，进行了年轮场与流量场的典型相关分析，揭示了两场间的较好相关性，重建了伊犁地区的径流量场，分析了流量丰枯变化特征，预测了伊犁地区未来的流量变化趋势。     

树轮气候学中树木年轮密度分析方法的研究进展

树木年轮密度（树轮密度）分析作为树轮气候学的一种研究方法,能够提取更准确的环境信息,应用范围更广,在过去环境变化研究中受到越来越广泛的重视。讨论了树轮密度测量技术与树轮密度分析方法在过去气候变化研究中的发展历程及最新研究成果,认为X射线分析法仍然是目前被广泛采用的树轮密度分析手段,基于树轮密度数据的过去温度变化重建仍是树轮密度研究的主要方向。相关研究表明：森林上限和高纬度地区树木年轮的最大晚材密度对夏季温度变化非常敏感,可以用来重建过去几百年、乃至千年的不同空间尺度的温度变化;树轮早材密度或最小早材密度对降水量的响应比较显著,但目前主要集中于重建区域小尺度的降水量变化方面。另外,树轮密度分析结果还可以用来研究某些气候要素分量的变化（季节变化、气候事件爆发的早晚和持续时间等）、区域气候变化的影响因子以及海气动力机制、气压异常等。     

利用树木年轮重建六盘山地区1900年以来的干湿变化

利用树木年代学中的树木年轮方法,分析了六盘山地区油松的径向生长与气候要素的关系,发现研究区油松的径向生长与该地区4-5月份平均相对湿度之间存在显著的正相关关系。在响应分析的基础上,重建了1900年以来六盘山地区4-5月份平均相对湿度变化序列,重建方程的稳定性较好,相关系数达到0557。分析结果表明：重建的六盘山地区4-5月份平均相对湿度序列存在较显著的4～7年的变化周期;1900年以来,存在4个比较明显的气候较干旱的时期,分别是1905-1916年,1918-1932年,1941-1946年和1955-1962年;同时存在4个气候相对湿润的时期,分别是1900-1904年,1934-1939年,1948-1953年和1964-1973年。其中,最严重的两次干旱期分别为1905-1915年及1922-1932年。     

祁连山中部公元904年以来树木年轮记录的旱涝变化

利用取自祁连山中部地区的树木年轮样本和该地区3个站点的降水资料,应用年轮气候学方法,重建了祁连山中部地区的降水量.自公元904年以来,该地区历经了31次相对干期和30次相对湿润期,其中,连续两个10a以上的干期有17次,湿润期12次,最长的干期是1540—1590年间,长达60a,最长的湿润期是1240—1270年、1860—1890年,各有40a.世纪尺度范围内,16世纪是最干的100a,有80a为少雨年;最湿润的是13世纪和19世纪,这期间有60a为多雨.自公元904年以来,降水量共发生了35次突变,16次是由旱向涝的突变,19次是由涝向旱的突变.平均约30a发生一次.11世纪是该地区降水的多变时期,15～16世纪是降水的相对稳定时段,20世纪又进入了降水的多变时期.     

钢铁厂附近树木年轮的磁学性质及其环境意义

通过磁学手段以树木年轮为研究对象,通过多参数磁学研究探讨钢铁厂周围环境污染的历史。研究表明:钢铁厂附近树木年轮样品中磁性矿物为准单畴(其中颗粒偏向于多畴)的磁铁矿,磁性矿物形状各异,粒径大小不一;样品中磁铁矿的含量随年份的不同差异很大;通过树木不同方向上磁性参数尤其是饱和等温剩磁(SIRM)值的差异以及扫描电镜(SEM)和X射线能谱(EDX)分析,发现树木木质部中的磁性颗粒来自于树皮,即大气中颗粒被树皮和树叶表面吸附后,在树木的生长季节通过树皮进入形成层的木质部细胞,然后通过木质化作用被固定在当年生长的树木木质部木材中;另外,朝向钢铁厂方向的树干年轮钻芯样品SIRM值与对应年份钢铁厂年生产量之间高度相关,磁性颗粒在年轮之间不存在横向迁移,树干年轮钻芯的磁性参数(SIRM和部分磁滞参数)可指示该区大气环境污染的历史;污染树木钻芯样品的SIRM随时间的变化曲线说明该研究区大气污染日益严重。     

树木年轮记录的祁连山东段公元1895年来的气温变化

利用祁连山东段吐鲁沟的油松树轮宽度序列,与气象要素进行了相关分析,并重建了公元1895年来 1～8月平均气温,转换方程方差解释量52.6%(R2adj＝48.7%,F＝13.589, p<0.001)。重建结果表明研究区近120年来经历了19世纪末到20世纪20年代、20世纪20年代到40年代末、20世纪 40～70年代3个明显的升降温过程和20世纪70年代以来的升温过程。重建序列与研究区以西的祁连山中段、天山西段、阿尔泰山中段温度的变化基本一致; 重建序列显示的 1923～1929年的高温时段与中国20世纪20年代大范围的干旱事件一致,而且与北大西洋涛动、北极涛动的变化遥相呼应,说明祁连山东段的树轮资料不仅记录了区域气候变化信号,而且对于全球变化响应敏感。     

北京郊区土壤中DDT（滴滴涕）残留调查及评价

北京郊区农田表层土壤中DDT（滴滴涕）有不同程度的检出,∑DDTs含量介于2．7008～292．4021μg／kg之间,平均值为41．6227μg／kg。总体而言,DDT及其代谢物的残留量处于较低水平。样品中p,p′DDE和p,p′-DDT是DDT的主要残留物,p,p′-DDD／p,p′-DDE质量比为0-1．2730,大部分小于1,说明DDT主要降解为DDE类化合物,由此推断北京郊区的土地利用较多处于好氧环境中。（DDE＋DDD）／DDT的比值在0．1044～1．4688之间,均值之比为0．3557,母体DDT含量占优势,DDT农药施用时间很短。经初步分析,北京郊区土壤中DDT的风险较低,但从食物链角度的风险评价结果来看,土壤中的DDT仍有一定的风险。     

北京城近郊区土壤中Cd的释放、形态转化与演变趋势

在对北京城近郊区主要类型土壤(潮土和褐土)中Cd形态分析的基础上,研究pH与土壤中Cd的释放量及其形态转化的关系.结果表明潮土和褐土中Cd的释放量曲线都呈下凹的弧形,在pH=6～7之间释放量最低.pH对土壤中Cd释放的影响,其本质是土壤中Cd的化学形态发生了变化,各形态间的转化以水溶态为中介体.所有的形态转化中,pH对交换态和碳酸盐结合态影响最大,且这两者之间的转化对生物有效量起决定性作用.进而根据北京城近郊区土壤中生物有效Cd的分布状况,结合北京市近12年监测的大气pH值,对北京城近郊区土壤Cd污染进行预警.     

北京城近郊区土壤中Cd的释放、形态转化与演变趋势

在对北京城近郊区主要类型土壤(潮土和褐土)中Cd形态分析的基础上,研究pH与土壤中Cd的释放量及其形态转化的关系。结果表明:潮土和褐土中Cd的释放量曲线都呈下凹的弧形,在pH=6～7之间释放量最低。pH对土壤中Cd释放的影响,其本质是土壤中Cd的化学形态发生了变化,各形态间的转化以水溶态为中介体。所有的形态转化中,pH对交换态和碳酸盐结合态影响最大,且这两者之间的转化对生物有效量起决定性作用。进而根据北京城近郊区土壤中生物有效Cd的分布状况,结合北京市近12年监测的大气pH值,对北京城近郊区土壤Cd污染进行预警。     

北京市城近郊区地下水的环境同位素研究

应用环境同位素方法,研究北京城近郊区地下水演化规律。沿北京市永定河冲洪积扇地下水流动方向取样15组(D、18O、T、14C及全分析),对所取水样进行D、18O、T、14C分析,并确定地下水同位素年龄。运用地下水14C和T含量在垂向和水平方向变化的结果,验证了地下水的流向并计算了地下水的流速变化范围为5·02~62·63m/a,从山前至平原浅层地下水径流速度逐渐变小,反映了地下水水平径流强度逐渐减弱,地下水交替逐渐变差;浅层孔隙水以垂向交替为主,深层孔隙水以水平径流为主。对地下水D、18O之间的关系进行分析,从而判断地下水的补给来源等。     

Temperature variations recorded in Pinus tabulaeformis tree rings from the southern and northern slopes of the central Qinling Mountains, central China

The Qinling Mountain range constitutes a critical boundary for climate and vegetation distribution in eastern central mainland China owing to its importance as a geographic demarcation line. In this article, cores from 88 Chinese pines ( Pinus tabulaeformis ) from the southern (MW site) and northern (NWT site) slopes of the Qinling Mountains were used to reconstruct seasonal temperature variations. During the calibration period, significant correlations were found between ring width and the mean temperature from prior September to current April of 0.76 at the southern slope, and between ring width and the mean May–July temperature of 0.67 at the northern slope. The subsequent temperature reconstructions span 1760–2005 for the northern site and 1837–2006 for the southern site. Prior to the mid-20th century, low September–April temperatures were, in general, followed by high May–July temperatures, probably reflecting variations in the winter and summer monsoon. However, since the mid-20th century, both records show trends of a more pronounced increase in September–April temperature on the southern slope. The results provide independent support for the interpretation that recent warming is unusual in nature, coinciding with the observed record. The results compare well with tree-ring based reconstructions from the surrounding regions, suggesting regional signals in the Qinling Mountain reconstructions.     

Use of rare earth element patterns to trace the provenance of the atmospheric dust near Beijing, China

Atmospheric dust is one of the important indicators of urban air quality. In this study, atmospheric dust and topsoil samples were collected monthly from four sites in Beijing and surrounding areas, and analyzed for rare earth elements (REEs). Total REE concentrations (∑REE) in the dusts ranged from 43.10 to 164.43 mg kg^?1; concentrations in Beijing and Miyun were higher than those in Zhangbei and Fengning. Most of sampling sites showed the same seasonal depletion in dust ∑REE concentrations in summer, probably caused by the “dilution effect” of added organic matter in summertime samples. Most of the dusts have consistent Ce-anomaly (Ce/Ce*) values (0.91–1.00) and Eu anomaly (Eu/Eu*) values (0.93–1.36); some dusts show slight positive Eu anomalies. The REE patterns of both the dusts and topsoils (normalized to post-Archean shales from Australia, PASS) show different signatures at different sites, whereas the temporal patterns are consistent at each site. These results suggest that local topsoils are likely to be the main provenance of the dusts in the study area.     

天津城郊污染区土壤Cd的赋存形态及其对蔬菜的影响

介绍了天津城郊污染区土壤Cd元素的赋存形态,探讨了Cd的赋存形态对蔬菜的影响。研究区土壤中Cd的污染程度高,以蔬菜种植为主,水溶态、离子交换态和碳酸盐态这几种容易(或在一定条件下容易)被作物吸收的Cd含量占65.2%;而有机态结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态等难被作物吸收的Cd含量低,仅占23.3%。污染区大白菜、芹菜和油麦菜3种蔬菜中的Cd与土壤中Cd的全量、Cd的多种形态都呈较明显的正相关。油菜、芹菜和油麦菜样品存在超标现象。     

晋南临汾-运城盆地土壤氟含量及其影响因素

通过对临汾-运城盆地表层土壤F含量的空间变化规律和影响因素的研究,发现土壤平均含F量为520mg/kg,高于全国土壤背景值。表层土壤中F的空间分布不均匀,呈现出由盆地四周向盆地中心递增的趋势。研究表明,土壤F含量的分布主要受控于粉粒和有机质等土壤理化性质、元素间的相互作用、F的吸附特性等因素,人为因素对其也有一定影响。有机质和粉粒等土壤理化性质对土壤F含量的影响较大,说明研究区土壤F含量与F的特殊化学性质和母岩类型有关。因子分析发现,研究区表层土壤F的分布可能受自然地质作用和人为作用2种因素的影响,N、Cd、Se、Cu、Zn、Mo可能代表了F的原始共生元素;土壤F的含量随Mo、Zn、Fe、Mg等元素含量的增加而增加,可能与Fe3 离子在土壤中的吸附作用有关;而F-与OH-的配位置换作用可能是造成土壤中F-吸附的主导因素。     

金川Ⅰ号岩体橄榄石Ni-MgO相互关系及其地质意义

金川超镁铁质岩体赋存着仅次于加拿大Sudbury和俄罗斯Noril'sk-Talnakh的世界第三大在采铜镍硫化物矿床,岩体以一系列的NE向断层为界分成四个小岩体,由西至东依次为:Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ岩体.Ⅰ号岩体主要由二辉橄榄岩、含辉橄榄岩和橄榄二辉岩构成,橄榄石在各岩相中均为保存较好的主要造岩矿物.本文研究得到金川Ⅰ号岩体上部二辉橄榄岩和含辉橄榄岩中橄榄石的镁橄榄石F_o值介于83.9～85.7,而其Ni含量为1396×10~(-6)～2043×10~(-6),大多低于从S不饱和玄武岩浆中结晶出来的橄榄石的Ni含量.模拟计算结果表明橄榄石较低的Ni含量是因为橄榄石结晶的同时,发生了强烈的硫化物熔离;橄榄石的Fo-Ni关系还因与晶间硅酸盐熔浆的物质交换而发生改变.模拟计算还证明大约有30%的晶间硅酸盐岩浆与橄榄石发生Fe-Mg物质交换反应,导致早结晶橄榄石的Fo值减少了1～1.5.同时,橄榄石较小的Fo值变化表明,在橄榄石结晶和硫化物熔离过程中,不断有新的岩浆贯入和补充.