湿润季风气候条件下芒硝矿区土壤盐分空间分布特征

以ArcGIS和地统计学为平台,研究四川盆地西南边缘丹棱县某芒硝矿区土壤EC、水溶性盐总量(TWSS)及其阴阳离子的空间分布特征。结果表明:1.研究区土壤EC在0.06~2.38 m S/cm,其平均值为0.41 m S/cm。TWSS在0.48~5.93 g/kg,阴离子以SO_4~(2-)和HCO_3~-为主,阳离子以Ca~(2+)和Na~+为主,为硫酸盐-苏打型;EC与TWSS呈极显著正相关关系,它们均受到钙芒硝矿主要成分SO_4~(2-)、Ca~(2+)和Na~+的影响。2.土壤EC、TWSS和HCO_3~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、Ca~(2+)、K~+、Na~+具有强烈空间相关性;Cl~-和Mg~(2+)具有中等空间相关性,说明EC、TWSS、HCO_3~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、Ca~(2+)、K~+和Na~+受结构性因素的影响大,Cl~-和Mg~(2+)的空间分布是结构性因素和随机因素共同作用的结果。3.土壤TWSS的空间分布呈从矿区向周围递减的特征,HCO_3~-、SO_4~(2-)、Mg~(2+)和Ca~(2+)含量的高值区均出现在矿区附近,EC和Na~+含量的高值区不仅出现在矿区附近还出现在北部区域;Cl~-和NO_3~-的含量呈从南到北递增的趋势。根据盐渍化分级标准,研究区土壤盐渍化样点数占总样点数的44.23%,而面积占总面积的53.25%,应采取相应措施进行修复与治理。     

补水背景下大盐滩矿区潜卤水水化学特征

为探究补水背景下大盐滩矿区潜卤水水化学组分的变化规律,采用水化学分析测试方法,对2015年5月和7月分别就矿区33口长期观测孔内潜卤水中的Ca~(2+)、K~+、Na~+、Mg~(2+)、HCO_3~-、SO_4~(2-)、Cl~-的含量进行测定,分析矿区潜卤水中Ca~(2+)、K~+、Na~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、Cl~-的变化趋势,并查明其分布特征。结果表明:补水背景下,大盐滩矿区潜水含水层中的潜卤水水化学组分在时间和空间上存在着明显的变化。在时间上,5~7月时间段内,K~+,Na~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)的浓度升高,且Na~+浓度变化幅度较大;Ca~(2+)、Cl~-浓度降低。在空间上,矿区中部和东南部,晶间潜卤水中的K~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)浓度较高;矿区北部晶间潜卤水中的K~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)的浓度则相对较低。补水可以适当地增大开采区域潜卤水中K~+的浓度,提升卤水的质量。     

柴达木盆地尕斯库勒盐湖区盐生植物吸盐效应及其耐盐性评价

选取柴达木盆地尕斯库勒盐湖区作为研究区,筛选出了9种优势盐生植物,开展了盐生植物生长区土体颗粒、容重、含水量等物理性质指标,以及土体中HCO_3~-、Cl~-、SO_4~(2-)、K~+、Na~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)7种易溶盐离子含量试验测试,分析了区内芦苇、海韭菜等9种盐生植物茎叶和根系部分HCO_3~-、Cl~-等7种易溶盐离子含量及其分布规律。在此基础上,探讨了区内9种盐生植物对易溶盐离子吸收作用及其差异性;采用盐生植物地上茎叶部分K~+/Na~+比值结果,定量评价了区内9种盐生植物耐盐性及变化规律。结果表明,区内9种盐生植物茎叶部分K~+/Na~+比值由大至小依次为:小花棘豆0.84、羊齿天门冬0.58、白刺0.55、盐地风毛菊0.52、海韭菜0.50、无脉苔草0.47、洽草0.41、芦苇0.39和赖草0.34。研究结果可为尕斯库勒盐湖区及其周边地区利用盐生植物改良土壤盐渍化提供理论支撑。     

柽柳灌丛沙堆及丘间地蚀积分布随背景植被变化的风洞实验

以塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带广泛分布的柽柳灌丛沙堆及丘间地植物为原型,依据风沙运动相似理论,制作背景植被盖度依次为0%、4%、10%、16%和26%五组灌丛沙堆模型,在风洞中进行蚀积变化规律模拟实验。结果表明：柽柳灌丛沙堆及丘间地蚀积分布可划分为6个区域,依次为沙堆前积沙区、沙堆迎风坡风蚀区、沙堆两侧风蚀区、沙堆背风侧涡流积沙区、沙堆后尾流积沙区和不受沙堆影响区。随着指示风速增大,沙堆前积沙区和尾流积沙区范围缩小而沙堆两侧风蚀区面积明显增大。随着背景植被盖度的增大,沙堆前积沙区和尾流积沙区范围增大而沙堆两侧风蚀区范围明显减小。灌丛沙堆及丘间地整体风蚀面积比、风蚀率、各分区蚀积强度均呈指数规律递减。背景植被盖度为0%时,灌丛沙堆影响区风蚀率明显高于不受沙堆影响区,说明裸露地表条件下灌丛沙堆的存在会加剧地表风蚀;当背景植被盖度为4%~16%时,灌丛沙堆影响区风蚀率均低于不受沙堆影响区,可见丘间地植被存在可使灌丛沙堆起到一定的防风阻沙作用。当背景植被盖度>16%时,柽柳灌丛沙堆及丘间地整体蚀积强度和风蚀率变化趋于平稳。据此认为维持不低于16%的背景植被覆盖,是沙漠-绿洲过渡带柽柳灌丛沙堆科学保育的关键。     

寒旱环境4种草本和灌木植物耐盐性试验研究

选取4种适宜于西宁盆地及其周边地区生长的老芒麦(Elymus sibiricus Linn.)、垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)、柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)、霸王(Zygophyllum xanthoxylon Maxim.)作为供试种,采用室内种植方式进行0、30、60、90、120 mmol/L 5种浓度的Na_2SO_4溶液胁迫试验。研究4种植物地茎(径)、株高、干重等生长指标及地上和地下部分Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)6种易溶盐离子含量,探讨4种植物的耐盐性特征。结果表明:盐胁迫对4种植物的生长具有一定抑制效应,其地茎(径)、株高、干重均逐渐降低,其中盐胁迫条件下对老芒麦的抑制作用相对较为显著,其次为垂穗披碱草、霸王和柠条锦鸡儿;随着胁迫浓度增加,4种植物地上和地下部分Na~+和SO_4~(2-)含量显著增加,而K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-含量呈逐渐降低;柠条锦鸡儿地上部分K~+/Na~+值相对较高,为0.73~9.70,其次为霸王和垂穗披碱草,为0.46~8.35和0.45~7.57,老芒麦相对较低,为0.25~6.12,表明区内4种植物耐盐性由大至小依次为柠条锦鸡儿、霸王、垂穗披碱草、老芒麦。研究结果对于西宁盆地及其周边地区开展利用植物有效防治土地盐渍化具有理论指导意义。     

格尔木河中上游水化学变化及其影响因素

格尔木河是柴达木盆地一条重要的河流。通过系统取样和水化学研究,探讨了格尔木河中上游水化学变化特征并揭示了其影响因素。研究表明,雪水河汇入是导致格尔木河水中Na~+、SO_4~(2-)、Cl~-、B_2O_3、Li~+、K~+等组分变化的主要因素。人类活动则导致Ca~(2+)、HCO_3~-、NO_3~(2-)、Sr~(2+)等组分在局部河段出现异常高值。格尔木河水化学变化是自然和人为因素叠加作用造成的。     

冷水河水化学特征枯汛期对比

基于盘龙江支流冷水河的Ca~(2+)、HCO_3~-、F~-、Cl~-、NO_2~-、NO_3~-、SO_4~(2-)、pH、EC、有机碳、无机碳、温度等理化参数,运用Pearson相关系数法、Piper三线图等方法,探讨冷水河水化学枯汛期变化特征。河水阴离子以HCO_3~-、SO_4~(2-)等为主,Ca~(2+)、HCO_3~-与EC、无机碳等正相关显著,与pH、T负相关显著;SO_4~(2-)与Cl~-正相关显著,与HCO_3~-负相关显著。HCO_3~-、Ca~(2+)、有机碳、SO_4~(2-)等浓度枯水期高于汛水期,NO_3~-则反之。汛水期,温度和SO_4~(2-)浓度呈微增趋势,有机碳、无机碳和F~-、Cl~-、NO_2~-、NO_3~-等浓度与水源泉十分接近;枯水期沿流程离子浓度变化相对稳定,与水源泉水相近。冷水河水化学变化与气候条件、土地利用、分散和集中补给等多种因素有关。     

利用盐湖老卤与元明粉制取七水硫酸镁工艺研究

氯化镁和硫酸钠作原料,以K~+,Na~+,Mg~(2+)//Cl~-,SO_4~2-H_2O及Na~+,Mg~(2+)//Cl~-,SO_4~2-H_2O水盐体系相图为理论依据,研究了氯化镁和硫酸钠分解转化—冷却结晶法生产七水硫酸镁的工艺路线。考察氯化镁和硫酸钠分解转化温度、分解转化时间、各物料配比关系等因素对制备七水硫酸镁的影响,确定了各试验因素对试验结果的影响主次顺序,得出了试验结果。     

纳木错

正纳木错地处N30°30'～30°35'和E90°16'～91°03'之间,位于西藏自治区中部,湖面海拔4 718 m,面积1 920 km~2,湖水最深处超过120 m。pH值7.8～9.5,矿化度0.173～1.732 g/L,阴离子主要是HCO_3~-,其次是SO_4~(2-),Cl~-最少;阳离子中以Na~+为主,其次为Mg~(2+),Ca~(2+)最少;属重碳酸盐型钠组微咸水湖。     

柽柳灌丛沙堆三维流场随背景植被变化的风洞实验

以塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带广泛分布的柽柳灌丛沙堆及丘间地植物为原型,依据风沙运动相似理论,制作5组背景植被盖度灌丛沙堆模型,在风洞中进行风流场变化规律模拟实验。结果表明:柽柳沙堆三维流场结构可划分为6个区域,即沙堆前减速区、沙堆迎风坡加速区、沙堆两侧急流区、沙堆背风侧强涡流区、沙堆后尾流恢复区和沙堆上空混合加速区。灌丛沙堆对流场结构影响范围为沙堆前10H到沙堆后14H区段,旁侧影响宽度不超过沙堆宽度的3/4,垂直方向上主要影响灌丛沙堆总高度相对应的下方区域,最大不超过灌丛沙堆总高度的2倍。风速变化不构成对流场结构的影响,但背景植被变化对流场结构影响明显。随着植被盖度增大,沙堆前减速区和沙堆后尾流恢复区范围扩大,两侧急流区和背风侧涡流区范围缩小。背景植被的出现明显降低了其所在高度层的风速,柽柳沙堆各分区地表加速率均随背景植被盖度呈指数规律下降,当植被盖度在16%时加速率变化趋于平缓。从维护绿洲安全的角度出发,根据风沙动力学原理可将16%视为灌丛沙堆科学保育中可能的临界背景植被覆盖值。     

藏南羊卓雍错流域水化学状况及其形成机制（英文）

The hydrochemistry of alpine lakes reflects water characteristic and its response to climatic change. Over 300 water samples had been collected from 52 sites of 5 lakes and 7 inflowing rivers in the Yamzhog Yumco Basin, South Tibet, during 2009–2014, basing which the hydrochemical regime and its mechanism were analyzed along with the adoption of hydrological investigations in 1979 and 1984 as well. Results revealed that the waters were hard with weak alkalinity for the Yamzhog Yumco Basin. Most of them were fresh, and the rest were slightly saline. The hydrochemical types of 5 lakes(i.e., Lake Yamzhog Yum Co, Puma Yum Co, Bajiu Co, Kongmu Co, and Chen Co) were SO_4~(2–)–HCO_3~––Mg~(2+)–Na~+, HCO_3~–– SO2–2+4–Mg~(2+)–Ca, SO_4~(2–)–Mg~(2+)–Na~+, SO_4~(2–)–HCO_3~––Ca~(2+), and SO_4~(2–)–Na~+–Mg~(2+)–Ca~(2+), respectively. As for rivers, HCO_3~– and SO_4~(2–) were the major anions, and Ca~(2+) was the dominant cation. Lake Yamzhog Yum Co, the largest lake in the basin, exhibited remarkable spatial variations in hydrochemistry at its surface but irregular changes with depth. The weathering of evaporates and carbonates, together with evaporation and crystallization, were the major mechanisms controlling the hydrochemistry of waters in the Yamzhog Yumco Basin. Global warming also had significant impacts on hydrochemical variations.     

浩通音查干淖尔和苏贝淖尔湖滨盐沼的土壤盐分特征和植物群落多样性

2019年6月6～7日,在鄂尔多斯市乌审旗浩通音查干淖尔和苏贝淖尔湖滨盐沼区中,设置了7处采样地,并在附近裸地中,设置了1处采样地;在各采样地中,采集了0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm、30～40 cm和40～50 cm深度的土样,测定了土样的pH、含水量、水溶性总盐含量和8种常规盐离子含量;对各采样地的植物群落进行了调查,分析了植物群落组成和多样性对土壤理化性质的响应。研究结果表明,在8处采样地中,裸地的土壤pH和水溶性总盐含量都相对最大,寸草(Carex duriuscula)盐沼、马蔺(Iris lactea)盐沼、芨芨草(Achnatherum splendens)+马蔺盐沼和芦苇(Phragmites australis)盐沼土壤pH和水溶性总盐含量依次减小;裸地土壤pH和水溶性总盐含量都显著大于其它采样地(n=15,p0.05);0～10 cm深度的土壤水溶性总盐含量和各盐离子含量都相对最大,随着土壤深度的增加,其它土层的二者都逐渐减小;土壤中的盐离子以Na~+、Cl~-、SO_4~(2-)和HCO_3~-为主,土壤溶液中的营养盐主要为NaCl、Na_2SO_4和NaHCO_3;随着土壤盐分含量的减小,植物群落的多样性水平提高,植物更适宜生长在土壤盐分较低的生境。     

Li~+,Na~+,K~+/Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O五元体系25℃相图及其应用

Li~+,Na~+,K~+/Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O五元体系相图对于硫酸钠亚型富锂卤水分离提取锂盐、锂辉石加工利用和锂盐产品的开发利用工艺制定都有指导作用。20世纪50年代曾有人研究过这一体系25℃时的相图,限于当时的科研水平,液相组成确定不准确,对平衡固相的判断,后来诸多研究结果证明也有错误。50多年来再没有人研究这一五元体系相图。利用我们提出的Li~+,Na~+,K~+,Mg~(2+)/Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O六元体系热力学模型,对该五元体系的平衡溶液组成和正确的平衡固相进行理论预测,给出了该体系的完整相图。结合硫酸锂混盐分离、加工实例阐述了该五元体系相图的应用。     

氯酸锂电解液中微量高氯酸根的萃取分光光度测定

在大量氯酸盐存在下,确定了用硫酸亚铁使氯酸盐还原,当 pH=3—4时,用苯萃取 ClO_4~-——灿烂绿络合物,测定了高氯酸根。结果表明,在25毫升萃取液中,ClO_4~-于2—100微克范围内遵守比尔定律。大量 Li~ 、Na~ 、K~ 、Mg~( )、Mn~( )、Pb~( )、Fe~( )、F~-、Cl~-、SO_4~-、CH_3COO~-、和少量的 CrO_4~-不影响测定。方法可用于氯酸锂电解液中微量高氯酸根的测定,也可用于氯酸盐产品中微量高氯酸根的测定。     

河西走廊荒漠绿洲过渡带封育对土壤和植被的影响

在河西走廊荒漠绿洲过渡带,封育天然植被是植被群落恢复、防止绿洲沙漠化的有效措施。以流动沙丘作为对照(0年),对封育5年和15年的半固沙和固定沙丘植被群落以及土壤进行调查取样和分析。结果表明:随着封育年限增加,天然固沙植被群落生物多样性增加,灌木层和草本层植物密度、盖度和生物量都显著增加,灌木层盖度从10%增加到40%,草本层以一年生草本植物为主,物种从5种增加到8种,生物量从1 g·m^-2增加到13 g·m^-2。随着天然植被盖度增加,土壤表层沙土细粒化明显,沙土中黏粉粒含量显著增加,土壤质地由粗质沙粒向细质沙粒转变;随着沙土中黏粉粒成分的增加,沙土有机质、全氮、全磷含量也增加,灌丛下土壤养分含量高于灌丛间,“沃岛效应”明显。同时,在灌丛下表层土壤出现明显的盐分集聚现象,其中SO₄^2-、K⁺、Na⁺含量分别增加了6、3、17倍。在降水100 mm左右的荒漠绿洲过渡带,封育可以显著恢复固沙植被群落和提高沙土质地和养分。     

青海可可西里东北部多秀湖和盐湖水化学特征研究

2016年3月系统采集了青海可可西里东北部多秀湖和盐湖的湖水及其入湖冰川融水。研究发现,两个湖泊湖水中离子含量均较高,主要阳离子含量顺序均为Na~+Mg~(2+)K~+Ca~(2+),主要阴离子含量顺序均为Cl~-SO_4~(2-)HCO_3~-CO_3~(2-);而入湖冰川融水的离子含量非常低。根据库尔纳可夫—瓦良什科水化学分类标准,多秀湖湖水属于硫酸盐型—硫酸镁亚型,盐湖湖水属于硫酸盐型—硫酸钠亚型。多秀湖和盐湖湖水Li—Mg—B的相关性均为正相关,说明两个湖泊中这3种元素的物质来源、搬运条件及富集环境具有很强的相似性。由于气候变暖导致大量矿化度低的冰川融水注入盐湖,矿化度较低的卓乃湖和库赛湖决堤湖水泄入盐湖,使得盐湖的面积较1997年扩大了5倍,湖水的矿化度降低了约10倍,而多秀湖近些年湖水矿化度变化较小。多秀湖湖水矿化度以及Li~+、Mg~(2+)和B_2O_3含量均较高,具有较好的资源潜在利用价值。     

盐分对胡杨(Populus euphratica)幼苗生长和离子平衡的影响

基于控制试验研究了盐分(Na Cl)处理60 d对胡杨(Populus euphratica)幼苗生长和各器官矿质离子吸收、分布和运输的影响。结果表明:(1)盐分对幼苗生长有显著的抑制作用。与对照相比,轻度(50 mol·L~(-1))、中度(100 mol·L~(-1))和重度(200 mol·L~(-1))盐分处理的幼苗株高生长速率、叶面积及各器官生物量分别减小了约30%、50%和80%。幼苗通过改变生物量分配策略,提高根冠比增加对资源的获取和减少体内水分散失,以增强其耐盐性。(2)盐分改变了幼苗对离子的选择性吸收和运输。与对照相比,各盐分处理显著提高了幼苗器官对Na~+和Cl-的吸收,抑制了Ca~(2+)、Mg~(2+)和K~+由根向茎、茎向叶选择性运输、降低了幼苗器官对Ca~(2+),K~+,Mg~(2+)的吸收,导致器官离子平衡遭到破坏。幼苗将较多的Na~+积累在叶片,增大了地上和地下的渗透势差,这是胡杨幼苗抵御盐分胁迫的一个有效方式。(3)重度盐胁迫下幼苗增强对Ca~(2+)、Mg~(2+)和K~+的选择性运输,避免高盐胁迫对幼苗更大的伤害。     

柴达木盆地中部高Mg/Li盐湖卤水富镁物源探讨

为了查清那棱格勒河尾闾盐湖—一里坪、西台、东台和察尔汗盐湖别勒滩区段高Mg/Li卤水富镁的主控因素及成因,系统采集了柴达木盆地那棱格勒河水、流域围岩和尾闾盐湖卤水样品,进行水样、岩样元素含量及矿物组合分析。结果表明,河水阴阳离子含量特征为Na~+>Ca~(2+)>Mg~(2+)和Cl~->HCO~-_3>SO■;与河水相比,卤水Ca~(2+)和HCO~-_3含量降低,Na~+、K~+、Cl~-和SO■明显富集,二者具有相似的Mg~(2+)离子含量所占阳离子总量的百分比(～25%);与南海海水和青海湖湖水蒸发曲线对比,卤水的镁含量落在曲线上,说明卤水富镁是由河水输入、蒸发浓缩控制的,而非盆地古湖自西向东浓缩迁移的结果;通过那陵格勒河流域围岩矿物和镁含量分析,发现河水流经的围岩中沉积有含镁矿物(白云石、含镁方解石和阳起石),且镁含量高达0.6%～11.5%,说明高镁的岩石风化溶滤是引起尾闾盐湖卤水富镁的主因。     

盐卤硼酸盐化学ⅩⅩ.：天然含硼盐卤的蒸发相图

在进行青藏高原盐湖含硼盐卤天然蒸发和25℃等温蒸发实验的基础上,绘制成复杂盐卤的蒸发相图。该相图与Na~+、K~+、Mg~(2+)//Cl、SO_4~(2-)—H_2O体系25℃介稳相图基本上相符合。在将蒸发相图与该五元体系平衡溶解度相图进行比较后,从盐溶液化学的角度对蒸发相图的形成原因进行了解释。     

民勤荒漠绿洲过渡带灌丛沙堆形态特征及分布格局

以民勤荒漠绿洲过渡带为研究区,通过样方调查,研究了荒漠区、荒漠绿洲过渡区到绿洲内不同梯度生境中灌丛沙堆的形态特征及分布格局。结果表明:(1)3种生境中灌丛沙堆的形态呈极显著性差异(p<0.01);绿洲区灌丛沙堆的平均高度、底面积、纵横断面积和体积均最大,其次为荒漠区,过渡区最小。(2)过渡带3种生境灌丛沙堆的长、短轴之间均呈二次函数关系,但相关程度不同,过渡区相关性最高,相关系数达0.78;绿洲区相关性最低,相关系数为0.57;高度与底面积、体积与高度间均呈幂函数关系,相关系数均在0.59以上;(3)过渡区灌丛沙堆分布密度较大,呈聚集分布,而荒漠区及绿洲区沙堆分布密度较小,均呈随机分布。