稀土元素的环境生物地球化学循环研究现状

本文对稀土元素在农用领域的研究进展及其在土壤、水体和植物中的分布、迁移与归宿特征作一系统总结,并对该领域的发展趋势进行了简要的说明。随着自然和人为因素造成的环境中稀土元素的增加,进而产生对生态环境和人类健康的影响,已引起全社会的关注。土壤中稀土元素的存在形态是生态环境效应和生物利用性的的重要参量。目前的实验结果在不同地区和不同土壤剖面中稀土元素的存在形态不尽相同,推测主要与其母质的组成及所处气候等环境条件相关。最近国际上已对稀土元素的水化学过程进行了较广泛的研究,水体中稀土分布受水体的化学参量（如pH, 有机质等）和水化学过程影响,含量高低与人为活动有直接关系。植物中稀土元素的分布通常与土壤中稀土的含量多少相一致,在外施稀土的条件下,在施用后短期内稀土在各器官分布与施用部位密切相关,目前对植物体内稀土元素存在位置和赋存状态的实验结果差别明显,对植物中稀土元素的超富集机理不清等问题尚待进一步探究。     

汞的环境生物地球化学研究进展

汞是毒性极高的全球性环境污染物.即使在极低剂量下,汞对人类和野生动植物都有相当大的毒性,并导致生态系统功能退化和人类健康风险,有关汞及其化合物的环境生物地球化学研究是目前国际上的热点之一.基于近三十年来的相关研究报道,作者阐述了生态环境中汞的分布特征及化学行为、汞的来源及循环、当前汞的暴露及人类健康风险等方面的最新研究动态.同时,指出生态环境中及环境界面间汞的活化、迁移、转化机制研究、人类活动与汞释放间的关系研究以及生态环境中汞的甲基化作用、生物放大作用等过程和交互作用研究等是今后汞的环境生物地球化学领域内的研究重点.     

湿地生物地球化学研究

湿地生物地球化学是湿地生态系统生态过程的核心研究内容。为了系统认识和了解这一核心内容的研究现状和发展趋势,通过对大量的文献和实践研究成果的分析,阐述了湿地生物地球化学的内涵、研究意义、主要研究内容和研究方法;阐明了湿地生物地球化学过程与气温、水文、植被、土壤、生物等环境要素的关系;论述了湿地生态系统对相邻生态系统的作用与影响;分析了湿地系统温室气体排放特征、影响因素及其区域响应。湿地生物地球化学信息的提取与环境变化的关系研究将成为湿地环境研究的热点领域;湿地生物地球化学过程模型的建立,以及模型模拟的时空尺度转换,碳、氮、硫、磷、等营养物质的生物地球化学过程的研究将成为湿地生态过程的研究核心内容。湿地生物地球化学将成为湿地环境功能和服务功能的评价、湿地系统健康与稳定的诊断和退化湿地系统生态修复的重要基础理论。     

壤塘县大骨节病病区环境中硒的分布特征

大骨节病是一种地方性骨关节病,主要分布于环境低硒地区。目前,我国大部分地区大骨节病病情已经得到控制,病情相对活跃而严重的区域主要集中于青藏高原地区。四川省壤塘县地处青藏高原东南缘,大骨节病遍布全县各村且最低患病率不低于13.28%。本文选择不同病区采集了耕作土壤(0~20cm)、青稞、糌粑和饮用水等样品,并分析了样品含硒量与大骨节病病情的关系。结果表明：壤塘县大骨节病病区环境含硒水平很低,特别是病情比较严重的村子其环境含硒水平更低。耕作土壤和青稞籽粒含硒水平依次为中病区>重病区>极重病区。受制作过程中添加物的影响糌粑含硒水平为中病区>重病区≈极重病区。虽然不同饮水类型硒的水平存在差异,但是,极重病区饮用水中含硒量也低于中病区和重病区。大骨节病与当地环境因素特别是主要粮食和食物含硒量的关系非常密切。在低硒环境条件下,由于饮水仅对人体硒的摄入起辅助性的作用,因此,调节和改善环境低硒地带居民的膳食结构,增加外源性高硒食物的输入,减少人体对低硒环境因素的依赖性,将会对大骨节病的防治具有重要的意义。     

茶园生态系统氟的生物地球化学循环

根据近年作者及相关研究成果,提出一般茶园（非F污染区,非高F地质背景区）生态系统F的生物地球化学循环模型,估算茶园生态系统各子系统F的库容和库之间的F流量,分析茶园生态系统F的生物地球化学特征．结果表明：1）茶园生态系统F的惰性库：调节库：活动库为239：4：1,活动库占总库容的比例高达0．41％,其比例是非常高的;2）该生态系统F的外循环是一个正平衡循环,F的收入与支出比为2：1,同时地表径流的F支出大于地下径流的F支出;3）由于茶树具有很强的从土壤摄取F的能力,摄取的F绝大部分（98％）汇集于叶上,特别是老叶上,且部分易被雨水淋出,因而通过透冠流和枯枝落叶形成很大的F流量,分别达10．5k·hm^-2·a^-1和8．5kg·hm^-2·a^-1,内循环流量达19．95kg·hm^-2·a^-1,为活动库库容的3．6倍,使活动库具有很高的更新速率;4）茶园生态系统F的生物地球化学循环伴随着系统中F的活化、有机化和生物积累过程．     

茶园生态系统铝的生物地球化学循环

根据近年作者及国内相关研究数据,分析茶园生态系统中各子系统Al的库容、循环流量和速率,提出茶园生态系统Al的生物地球化学循环模型.生态系统Al的惰性库、调节库和活动库之比为10 000∶200∶1;Al的内外循环量都很大,分别达51.89 kg.hm-2.a-1和33.48kg.hm-2.a-1;调节库和活动库Al的周转速率非常快,年更新率分别达0.34%和55.48%,体现了其他生态系统所没有的特别高的Al循环特征;茶园Al循环导致了土壤的加速酸化、无机态Al向有机结合态Al的转化和生态系统中有机结合态     

茶园生态系统氟的生物地球化学循环

根据近年作者及相关研究成果,提出一般茶园（非F污染区,非高F地质背景区）生态系统F的生物地球化学循环模型,估算茶园生态系统各子系统F的库容和库之间的F流量,分析茶园生态系统F的生物地球化学特征．结果表明：1）茶园生态系统F的惰性库：调节库：活动库为239：4：1,活动库占总库容的比例高达0．41％,其比例是非常高的;2...     

浅析环境地球化学的研究现状

环境地球化学是研究环境中化学物质迁移转化规律及其与环境质量和人类健康关系的学科.在其短短30年的发展历程中,历经了环境地球化学与健康、环境地球化学与污染及环境地球化学与全球环境变化3个阶段的研究.由于它是一个新兴的学科和研究对象的复杂性,目前还存在着学科交叉深度与广度的不够、化学物质动态监测不及时、与GIS的结合还不够等一些问题.但是,凭借其良好的发展势头,环境地球化学为改善人类生存与发展的生态环境和促进入类社会的可持续发展承担着艰巨的任务并发挥了巨大的作用.     

茶园生态系统铝的生物地球化学循环

根据近年作者及国内相关研究数据,分析茶园生态系统中各子系统Al的库容、循环流量和速率,提出茶园生态系统Al的生物地球化学循环模型.生态系统Al的惰性库、调节库和活动库之比为10 000∶200∶1;Al的内外循环量都很大,分别达51.89 kg.hm-2.a-1和33.48kg.hm-2.a-1;调节库和活动库Al的周转速率非常快,年更新率分别达0.34%和55.48%,体现了其他生态系统所没有的特别高的Al循环特征;茶园Al循环导致了土壤的加速酸化、无机态Al向有机结合态Al的转化和生态系统中有机结合态Al的不断积聚.     

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。     

流域生物地球化学循环与水文耦合过程及其调控机制

流域生态系统的水文和生物地球化学循环通过水文通量的物理作用紧密耦合,其时空尺度的物质和能量耦合为流域生物地球化学过程的物质平衡和能量流动提供重要基础。通过研究流域尺度生物地球化学循环—水文耦合过程,将更加深刻揭示水循环驱动下陆地—水生生态系统碳氮循环与人类活动及气候系统的生物学、物理学和化学过程的耦合机制。本文综合阐述了流域生态系统的时间、空间以及时间—空间尺度的生物地球化学循环与水文耦合特征,揭示营养元素循环在时间—空间尺度上的耦合特征,通过大气、陆地、河流、河口和海洋系统形成了一个连续体并由水、气体和气溶胶通量进行物理连接;分析流域营养物质的生物地球化学循环与水文耦合过程随着时空尺度在大气—陆地界面、陆地—河流界面以及河口—海洋界面的耦合变异性;最后通过流域生态化学计量特征及水陆交错带对营养物质输出的调控分析耦合过程的生物学调控机制,以提高对流域景观水平的生态水文、生物地球化学和生态动力学的理解。     

南极长城站地区环境演变的生物地球化学研究——古降水的复原与末次冰盖消退时间的推断

作者在南极地区近代环境的研究中提出了一种新的研究方法——利用生物地球化学指示元素来研究古环境的变迁。通过研究南极长城站地区西湖底沉积物丛其所含的植物残体、复原了约4000年来的年平均降水量的变化,推断了末次冰盖从本区消退的时间为3500年前。研究南极地区近代环境的演变对解决全球性环境演变是不可缺少的内容。     

我国东北地区火口湖,堰塞湖水体环境中元素的地球化学特征

我国东北地区有许多火口湖和火山活动形成的堰塞湖，些湖泊中蕴藏丰富的淡水资源。本文系统报道了湖水湖底沉积物中元素的组成和地球化学特征，探讨了湖水中元素含量的垂直变化和季节变化、沉积少中元素的相关关系和迁称系数。结果发现：湖水中Ｎａ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｋ、Ｂｅ、Ｗ、Ｆ含量火口湖高于堰塞湖；沉积物中Ｐｂ、Ｌａ含量火口湖高于堰塞湖，而ＱＶ、Ｃｏ、Ｂａ堰塞湖高于火口湖。潮水和沉积物中元素含量受汇水区岩性的强烈影响     

黄土高原土壤中硒等元素的地球化学特征

研究了我国黄土高原景观土壤中硒等元素的地球化学特征。结果表明：硒、铅、钙等元素在不同类型土壤剖面中表现出相似的分异特征,硒主要富积于土壤表层,并与土壤有机质含量呈正相关;磷、锌、铅等元素从残积景观向推积景观迁移,并在此累积,而硒则在水成景观（泾河水体）中富积。硒在土壤中的地球化学行为受制于土壤中的有机质含量和气候条件,其含量水平与土壤类型及发育程度密切相关。     

大巴山区土壤中硒、氟的地球化学特征

以大巴山区典型土壤为对象,研究了大巴山区土壤中硒、氟等生命元素的含量、分布及影响因素。结果表明:大巴山土壤中硒、氟的背景值高,其含量远高于全国土壤背景值;硒、氟在土壤剖面上的分布存在空间差异,总体趋势是硒在表土层聚集,氟在心土层淀积;土壤中硒、氟的含量受土壤母质的控制,同时,表生地球化学作用、生物作用以及人类活动也深刻影响它们在土壤中的重新分配     

干旱半干旱地区草原灌丛荒漠化及其生物地球化学循环

干旱和半干旱地区草地生态系统木本植物入侵及其导致的草原灌丛化已经成为全球范 围普遍发生的现象, 是草地沙化和荒漠化的一个重要标志。干旱生态系统中, 此种类型的植被变 化将对区域和全球生物地球化学循环产生显著影响。过度放牧、区域气候干旱化和自然火过程是 导致灌丛入侵和发展的主要控制因子。草原灌丛化过程中, 草地生态系统分布较为均匀的土壤养 分及相关元素在水平和垂直方向发生分异, 关键生命元素C、N、P 、S 生物地球化学循环的变化 将对全球气候变化产生显著作用。全球气候变化与草原灌丛荒漠化之间存在潜在的反馈机制, 人 类扰动的影响将使这种反馈作用变得更加迅速和灵敏。     

干旱半干旱地区草原灌丛荒漠化及其 生物地球化学循环

干旱和半干旱地区草地生态系统木本植物入侵及其导致的草原灌丛化已经成为全球范 围普遍发生的现象, 是草地沙化和荒漠化的一个重要标志。干旱生态系统中, 此种类型的植被变 化将对区域和全球生物地球化学循环产生显著影响。过度放牧、区域气候干旱化和自然火过程是 导致灌丛入侵和发展的主要控制因子。草原灌丛化过程中, 草地生态系统分布较为均匀的土壤养 分及相关元素在水平和垂直方向发生分异, 关键生命元素C、N、P 、S 生物地球化学循环的变化 将对全球气候变化产生显著作用。全球气候变化与草原灌丛荒漠化之间存在潜在的反馈机制, 人 类扰动的影响将使这种反馈作用变得更加迅速和灵敏。     

极地冰雪环境地球化学指标及其指示意义

极地冰雪中可以反映气候环境的环境地球化学指标主要是可溶性杂质和不可溶性微粒。可溶性杂质主要包括H+、Na+、Mg2 +、Ca2 +、NH4+、Cl- 、NO3- 、SO42 - 、CH3SO3- 等。本文在概述冰雪中的这些化学杂质的来源影响因素和时空分布特征的基础上 ,概述了冰雪中NO3- 沉积的主要来源 (即闪电作用和高层大气光化学作用产生的含氮化合物等 )及其影响因素 (包括太阳活动、火山活动、超新星活动、核爆炸试验和沉积后的蒸发及迁移作用等 ) ,SO42 - 的主要来源 (即海洋生物释放和火山喷发等 )、影响因素 (包括源区温度、ENSO事件及海冰面积等 )和它们的时空变化特点 ;讨论了南、北极地区冰雪中微粒沉积的主要源区和变化特征。。