地球史书中的“黄金屋”“颜如玉”——北京菜百黄金珠宝博物馆里的珍宝

<正>“书中自有黄金屋,书中自有颜如玉”。其实地球就是一部巨厚的史书,而它出产的岩石、矿物、宝石、化石则是书中的文字,不仅将地球历史娓娓道来,还带给人类财富以及美的享受。在北京菜百总店,有一家经过北京市文物局正式备案的博物馆——北京菜百黄金珠宝博物馆。博物馆中展出有珍贵的黄金、宝玉石、矿晶和虫珀等展品近千件,涵盖宝石学、矿物学、古生物学等多个领域。徜徉于一件件宝玉石珍品之间,你可以尽情领略大自然的鬼斧神工。     

洗不净的铅华——走进铅的世界

<正>从某种特定意义上来讲,漫长的人类文明史是一部矿产资源的开发史。而对于金属铅的开发与利用史则像是人类矿产资源开发史的缩影。铅这种金属很早被人类认识并利用,不仅在冶金、制药等方面大显身手,在现代工业领域它也从不缺席。铅大部分提炼于方铅矿,和其他矿物一样,方铅矿是地质作用的结晶,它有自己的“脾气秉性”。和具有鲜亮颜色的一些矿物相比,它显得那样朴实无华,但是它为人类源源不断地提供着珍贵的资源。     

用数字守护地球之肾——数字地球在湿地保护与监测中的应用

<正>在信息科学高速发展的今天,数字化技术已经成为各行各业配置的利器。像很多博物馆将其藏品进行数字化后,相隔千里的研究人员和观众可以足不出户在电脑前从各个角度仔细端详。而整个地球也可以数字化,这就是数字地球。数字地球不仅仅是“计算机+地球科学”这么简单,它可以是一盏智能的指路明灯,让我们通过它的导航精确抵达任何之前不曾去过的地方;它可以是一扇窗,让坐在教室里上地理课的孩子们在短短几十分钟内来一趟欧洲十国游;甚至让我们可以像在科幻电影《流浪地球》中描绘得那样,开着地球跑路。当然数字地球还有一个重要使命——保护地球,守护自然。湿地有地球之肾的美誉,而数字地球技术则可以成为监测“肾”健康,治疗“肾病”的首席医师。     

长白山高山冻原生态系统碳循环及与北极对比研究

探讨了长白山高山冻原生态系统的碳同化固定量、凋落物迁移量、冻原土壤生态系统的呼吸释放速率、有机碳库贮存量,并与北极进行了对比研究.结果证明:（1）长白山高山冻原植被生态系统目前年净储存有机碳2092t/a,总储存有机碳33457t;土壤库目前年均净储存有机碳1054t/a,总储存有机碳316203t,年均土壤呼吸速率为92.72/m2·a-1,是北极的 1.52倍;（2）白山高山冻原植被-土壤生态系统现已成为456081t的碳的储存库,其中,有机碳占76.7％,无机碳占23.3％.它是调节长白山小气候、维持长白山高山冻原植被类型、保护长白山冻原土壤、防治水土流失的巨大的屏障,同时对固定大气CO2起着巨大的汇作用.     

土地利用与覆被变化对巢湖湖滨带土壤有机碳组分及酶活性的影响

为了揭示湖滨带土地利用与覆被改变对土壤有机碳库及生态功能的影响,本文选取了巢湖湖滨带（北岸）9个典型样方,分析和比较了表层（0~30 cm）土壤有机碳组分特征以及相关酶的活性.结果表明,巢湖湖滨带不同采样点土壤总有机碳（TOC）含量变化范围为2.88~11.2 g/kg,平均含量为9.12 g/kg,其中原生芦苇（Phragmites australis）湿地土壤TOC含量最高（11.2 g/kg）,而芦苇群落消失后形成的荒滩土壤TOC含量最低,仅为2.88 g/kg.表征湖滨带湿地缓冲性能的土壤阳离子交换量（CEC）也以原生芦苇湿地土壤为最高,并与TOC含量呈现明显正相关.湖滨带表层土壤溶解性有机碳（DOC）和易氧化有机碳（EOC）含量变化范围分别为150~370 mg/kg和1.7~5.2 g/kg,其变化幅度明显高于TOC,其中DOC含量各采样点差异最为显著.除多酚氧化酶外,次生水柳林（Homonoia riparia Lour.）表层土壤几种酶的活性较原生芦苇湿地土壤皆有所上升,特别是蔗糖酶活性增加幅度最为明显.受人类活动干扰较大的湖滨绿地公园和人工草滩土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶酶活性普遍显著低于原生芦苇湿地.除多酚氧化酶外,土壤中几种酶活性与土壤有机碳组分EOC和DOC含量均呈现显著的正相关,其中蔗糖酶活性与DOC含量之间相关系数最高（r=0.907）,其相关性均达到极显著水平.土壤溶解性有机碳和蔗糖酶可以作为表征因土地利用与覆被变化导致湖滨带湿地退化以及生态恢复效果的敏感性指标.     

中国植被和土壤碳贮量

应用0.5°经纬网格分辨率的气候、土壤和植被数据驱动的生物地球化学模型估算了当前中国植被和土壤的碳贮量. 结果表明, 中国陆地生态系统植被和土壤总碳贮量分别为13.33和82.65 Gt, 分别为全球植被和土壤碳贮量的3%和4%, 平均植被和土壤碳密度分别为1.47和9.17 kg/m². 它们受气候、植被和土壤类型等影响, 区域差异明显, 其总趋势是暖湿的东南区大于西北干旱区. 最高植被碳密度出现在温暖的东南和西南地区, 而最高土壤碳密度出现在寒冷的东北地区和青藏高原东南缘. 这些空间类型决定于由气候状况所控制的植物生产力和土壤有机质分解速率, 表明植被和土壤碳密度由不同的气候因素所控制.     

震旦纪和早寒武世黑色页岩有机碳同位素组成

扬子地台震旦纪和早寒武世黑色页岩所含有机质属轻碳同位素类型 ,δ13 C数值范围从 - 2 7‰至 - 35‰ ;而且 ,还明显低于同时期沉积的碳酸盐岩和磷块岩 .经研究提出了一个由上升洋流所造成的、在碳同位素组成上具有分层结构的古海洋模式 ,它不仅可以解释晚震旦世至早寒武世黑色页岩有机碳同位素的组成特征 ,而且还可以解释该时期沉积岩碳同位素组成在古地理展布上的差别     

土壤微生物碳泵储碳机制概论

土壤有机碳储量高于大气和陆地植被碳的总和,是一个巨大的陆地碳库.土壤碳库收支的微小波动势必影响区域碳通量和全球气候变化.土壤有机碳是土壤储碳机制的核心要素,探究土壤有机碳的组成、来源和稳定性机制是深入认识陆地碳汇功能和应对气候变化的关键.近年来提出的土壤微生物碳泵(microbial carbon pump,MCP)概念强调了土壤微生物同化合成产物是土壤稳定有机碳库的重要贡献者,其概念体系可以较好地阐释土壤有机碳的来源、形成与截获过程.本文以微生物介导的土壤有机碳转化过程为主线,详细阐述了土壤MCP介导的储碳机制及其影响因素,并展望了该机制驱动下可给予关注的代表性科学问题.     

“金腰带”上有颗“绿宝石”——金徽矿业郭家沟铅锌矿走笔

<正>打开中国地形图，有一条巨大的山系蜿蜒横亘中央，它西起昆仑山，经甘肃、陕西，穿越河南至鄂豫皖交界处的大别山，最终将中国大陆版图一分为二，中国南方和北方以此分野。它就是司马迁《史记》中“秦岭，天下之大阻”记载的“秦岭”。作为重要的地理分界线，秦岭恰似祖国版图上一条横贯东西的金腰带，而秦岭山区的很多矿产资源就像腰带上的宝玉石。郭家沟铅锌矿就是这样的一颗“宝石”，为祖国发展提供了珍贵的资源。     

土壤有机碳地球化学及其与岩溶作用的关系：以桂林丫吉村岩溶？…

岩溶土壤有机碳地球化学研究表明：岩溶土壤是有机碳的巨大储库;土壤有机碳含量以松结态为主,紧结态次之,稳结态最少;土壤表层,鞍部、坡地土壤有机碳较活跃（较多松结态）,为岩溶作用ＣＯ２的丰富来源。有机碳可氧化性分级分析表明：表层土壤有机碳中易氧化态占６０－８５％,Ａ层土壤较Ｂ层更易被氧化;土壤来源ＣＯ２是岩溶驱动ＣＯ２的潜在动力。从鞍部－坡地－洼地,Ｂ层土壤有机碳可氧化性由弱到强递增。野外监测表明：在     

拯救土壤 2015“国际土壤年”在中国

<正>土壤,是人类生活的生态系统中至关重要的部分。时下,中国的土壤安全状况正面临严峻的危机,土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,甚至严重威胁到国家粮食安全、人居环境安全、生态安全甚至社会和谐发展。2015年是第68届联合国大会确定的"国际土壤年"。在我国,继"气十条"、"水十条"相继发布后,《土壤污染防治法》也于2015年列入十二届全国人大常委会立法规划。在此背景下,     

高寒草甸土壤有机碳储量和CO2通量

选择青藏高原东北隅海北站区的4种高寒草甸土壤进行高分辨率采样, 测定土壤有机碳及其¹⁴C信号; 应用¹⁴C示踪技术探讨高寒草甸土壤有机碳更新周期和CO₂通量. 研究得出海北站高寒草甸生态系统土壤有机碳储量在22.12´104 ~30.75´10⁴ kgC·hm^-2之间, 平均为26.86´10⁴ kgC·hm^-2. 高寒草甸土壤有机碳的更新周期从表层的45~73 a随深度增加到数百年甚至数千年或更长. 高寒草甸生态系统土壤呼吸的CO₂通量变化于103.24~254.93 gC·m^-2·a^-1之间, 平均为191.23 gC·m^-2·a^-1. 土壤有机质分解产生的CO2通量变化于73.3 ~181 gC·m^-2·a^-1之间. 矮嵩草草甸土壤30%以上的有机碳贮存在土壤表层(0~10 cm)的活动碳库中, 土壤有机质更新产生的CO₂占整个剖面有机质更新产生的CO₂通量的72.8%~81.23%. 响应于全球变暖, 青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳的储量、流量、归宿变化等问题有待进一步研究.     

高寒草甸土壤组分碳氮含量及草甸退化对组分碳氮的影响

以青海省果洛州达日县原生高寒嵩草（Kobresia）草甸封育系统和重度退化草甸为对象,通过密度分组技术将每个土样分为2个组分：轻组和重组,分别分析每个组分的有机碳和全氮浓度,研究高寒原生嵩草草甸土壤密度组分碳氮数量和性质、检验高寒草甸退化对土壤轻组和重组中碳氮含量的相对影响程度;研究结果如下：（1）高寒嵩草草甸原生植被土壤表层重组和轻组的碳浓度分别为3.84%和28.63%,氮浓度分别为0.362%和1.192%,重组中C：N为10.60而轻组中的碳氮比为23.80;（2）从各组分中有机碳占全土有机碳的比例看,重组中的有机碳占明显优势;随土壤深度的增加,重组碳的比例由78.95%（0～10cm）上升到90.33%而轻组碳的比例由21.05%（0～10cm）下降到9.68%;（3）高寒草甸严重退化导致表层土总有机碳由47.47g·kg-1下降到17.63g·kg-1,其中重组碳含量由37.31g·kg-1下降到16.01g·kg-1,轻组碳含量由10.01g·kg-1下降到1.62g·kg-1,即按照土壤组分碳氮含量计算,重组碳流失了57%,轻组碳流失了84%;同时重组氮流失了43%,轻组氮流失了79%;（4）轻组中碳氮流失的主要原因不是由于草甸退化导致轻组本身碳氮浓度降低,而是由于土壤中轻组绝对数量降低导致的.重组中氮的流失远低于碳的流失,这可能暗示重组在保护氮的方式上与有机碳存在区别.     

土地利用和气候变化对农牧过渡区生态系统生产力和碳循环的影响

气候和土地利用变化对陆地生态系统碳循环的影响是当前全球变化研究中的中心问题之一. 近20 a来中国的气候和土地利用发生了很大的变化, 对陆地生态系统生产力和碳循环产生重要影响, 尤其是在生态敏感的农牧过渡区. 应用以遥感观测为基础的土地利用数据和高时空分辨率的气候数据驱动生态系统过程模型, 估计土地利用和气候变化对农牧过渡区 NPP(净初级生产力)、植被碳贮量、土壤呼吸和碳贮量以及NEP(净生态系统生产力)的影响. 结果显示, 20世纪80~90年代, 农牧交错带由于气候变暖和降水减少导致NPP减少3.4%, 土壤呼吸增加4.3%, 每年NEP总量减少33.7×10⁹ kg. 尽管植被和土壤碳贮量由于NPP仍然高于HR(土壤异氧呼吸)而有所增加, 但NEP的下降表明气候变化削弱了生态系统的碳吸收能力, 降低了碳贮量的增长速率. 土地利用变化使所发生区域NPP增加3.8%, 植被碳增加2.4%, 每年NEP总量增加0.59×10⁹ kg. 土地利用变化使生态系统碳吸收能力有所加强, 但尚不足扭转由气候变化导致的下降趋势. 土地利用变化对整个区域生产力和碳循环的影响比较小, 但在它所发生地区的影响大于气候变化的影响.     

加拿大:人人自觉参与耕地保护

正在加拿大,土壤被视为一种珍贵的资源,作为能生长植物的疏松表层,人们倍加珍惜,还被作为一种商品交易,当人们需要土壤种植花草时,必须花钱去购买。因此,在当地搞建筑,要比国内多一个工程——表土剥离,要先把表土剥离收集在一起,等工程竣工后,再利用这些表土用于绿化。     

极端气候事件对陆地生态系统碳循环的影响

近年来,极端气候事件发生频率增加,对陆地生态系统服务功能和人类社会生产生活造成严重影响.碳循环是驱动陆地生态系统变化的关键过程.准确理解和评估极端气候事件对陆地生态系统碳循环的影响,能为人类社会减缓和适应气候变化提供重要科学依据.文章以干旱、极端降水、极端高温和极端低温为例,系统总结了极端气候事件对陆地生态系统碳循环的影响及其机理.已有研究表明,干旱是当前陆地生态系统碳汇功能的重要胁迫因子,对生态系统生产力和呼吸都存在压制作用,但生产力对干旱的敏感性一般高于呼吸对干旱的敏感性,从而导致陆地生态系统碳汇功能显著削弱,甚至使之变成碳源.不同模型对干旱导致的碳循环变化模拟结果差异很大,显示目前学术界对生态系统碳循环响应干旱机制的认知有限,尤其是干旱对热带植被生长的影响机制仍存在较大争议.极端降水事件对生态系统碳循环的影响存在显著区域差异,一般认为,极端降水促进干旱地区生态系统碳积累,却不利于湿润地区生态系统固碳;但目前对极端降水导致的土壤碳侧向输移和土壤养分流失等间接影响过程的了解十分有限,致使结果存在很大不确定性.极端高温和极端低温也通过不同的机制过程影响生态系统碳循环,尤其值得注意的是其影响程度与这些事件的发生时间存在密切关系,但这一联系还有待进一步研究.基于已有认识,建议未来关于极端气候事件对碳循环影响的研究重点应该是关注其长期效应和不同时间尺度上的作用机理,并加强基于多数据、多途径的多尺度集成研究.     

“国际土壤年”的缘起和意义

健康的土壤对全球粮食生产至关重要,但是我们却没有给予这一重要"无声盟友"足够的重视。联合国粮农组织总干事若泽·格拉济阿诺·达席尔瓦在2014年12月5日庆祝"世界土壤日"前夕说:"健康的土壤不仅是粮食、燃料、纤维和医药产品的基础,而且还在水资源管理和促进碳封存方面发挥着至关重要的作用,使其成为适应和减缓气候变化的战略工具。"     

荒漠化——土地的“伤痛”

过去我们常常把土地荒漠化理解为是“沙漠不断扩大,把沙漠里的沙子扩散到越来越广的肥沃土地上去”。然而事实上荒漠化不只如此,1992年世界环境与发展大会上确定了荒漠化是“包括气候和人类活动在内种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润地区的土地退化”。也就是由于大风吹蚀,流水侵蚀,土壤盐渍化等造成的土壤生产力下降或丧失,都称为荒漠化。有时也将湿润和亚湿润区的石漠化归入荒漠化范畴。     

化石“冀”忆:河北的古鸟“大咖”,您认识哪些?

<正>当看到鸟儿飞翔在空中飞翔的倩影,有些人会不由自主的朗诵描绘鸟类的古诗词,如“两个黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天”“月出惊山鸟,时鸣春涧中”“旧时王谢堂前燕,飞入寻常百姓家”,还有人会思考这样的问题:这些飞羽精灵是如何出现在地球上的,它们已经演化了多少年?关于这个问题,科学家们苦苦探寻了一个半世纪,从始祖鸟的惊艳亮相到赫胥黎的努力探寻。直到近30年来,随着热河生物群大门叩开,这个问题才有了明晰的答案。河北是热河生物群化石的主要分布区之一,伴随着一件件珍贵化石的发现,不断刷新我们对鸟类起源和演化的理解和认识。本文将搭建一个T台,让河北这些古鸟类“大咖”亮相。     

黄土高原现代土壤和古土壤有机碳同位素对植被的响应

黄土高原古土壤碳同位素与古植被的关系是一直未能很好解决的问题. 其中一个主要原因是由于对该地区现代C₄/C₃植被分布特征与现代土壤碳同位素组成之间的关系缺乏足够的了解. 初步研究了黄土高原主要植物及现代土壤碳同位素组成, 对比了现代土壤和黄土-古土壤序列的有机碳同位素组成变化特征. 结果表明: 黄土高原现代植被以C3植物为主, C₄植物主要来自适宜在暖湿条件下生长的禾本科植物(如白羊草Bothriochloa ischaemum和狗尾草Setaria viridis等). 森林土壤的碳同位素组成δ ¹³C值明显低于黄土塬面的碳同位素组成, 现代土壤的碳同位素组成与现代植被的分布是一致的. 根据此关系推断: 在相对暖湿的古土壤阶段(间冰期)C₄草本植物比例增加, 在相对干旱的黄土阶段(冰期)灌木和C₃草本植物比例增加.