柴达木盆地大柴旦盐湖区盐生植物根-土复合体力学强度试验研究

以柴达木盆地大柴旦盐湖区作为试验区,分别筛选出5种优势盐生植物,即海韭菜(Triglochin maritimum Linn.)、芦苇(Phragmites australis Trin.)、赖草(Leymus secalinus Tzvel.)、毛穗赖草(Leymus paboanus Claus.)和无脉苔草(Carex enervis C.A.Mey.)作为试验供试种,分别对5种盐生植物根-土复合体试样和不含根系素土试样进行了室内直接剪切试验和三轴压缩试验,对比了不含根系素土试样与根-土复合体试样的抗剪强度指标;在此基础上,评价了5种盐生植物根系增强土体抗剪强度作用。试验结果表明:(1)当含水量和密度值分别为29.01%和1.65 g/cm3时,5种盐生植物根-土复合体试样的抗剪强度指标粘聚力c值为10.38~19.19 k Pa,且显著大于素土试样的粘聚力c值5.95 k Pa,内摩擦角φ值未表现出变化规律;(2)相对于不含根系的素土试样,由直剪试验和三轴试验得到的5种盐生植物根-土复合体试样的粘聚力增长幅度分别为16.8%~108.7%、19.2%~113.6%;(3)由直剪试验与三轴试验结果表明,区内5种盐生植物根-土复合体试样抗剪强度大小变化顺序表现出一致的规律性,即由大至小依次为,芦苇、海韭菜、赖草、毛穗赖草、无脉苔草和素土。该项研究结果为区内进一步开展盐生植物增强土体抗剪强度机理等方面的研究具有理论研究价值和实际指导意义。     

青海柴达木盆地大柴旦盐湖区盐生植物降盐效应

以青海柴达木盆地大柴旦盐湖区作为研究区,选取赖草(Leymus secalinu(Georgi)Tzvel.)、海韭菜(Triglochin matitimum L.)、毛穗赖草(Leymus paboanus(Claus)Pilger)、芦苇(Phragmites australis(Cav.)Trin.ex Steud)等4种优势盐生植物为研究对象,分析了4种优势盐生植物及其植物组合根系周围土体含盐量及其变化规律,探讨了盐生植物及其组合的降盐效果。研究结果表明,4种植物根系周围土体中的盐含量均随着距离根系距离的增大而增加,土体中含盐量逐渐增大且接近背景值,距离根系0~50 cm土体平均含盐量相比距离50~100 cm土体分别降低7.63%、21.79%、44.40%和53.99%;4种盐生植物组合根系在地表以下垂直方向0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm深度处,土体含盐量随着距离土体表层深度增加呈逐渐降低。4种盐生植物组合在地表以下垂直方向0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm深度处,土体含盐量分别相对素土相同深度处土体含盐量分别下降3.95%~49.01%、1.90%~59.61%、39.62%~71.20%。本项研究结果有助于探讨盐生植物根系周围土体的含盐量水平方向和盐生植物组合垂直方向的变化规律,同时对进一步开展采用盐生植物有效防治区内土地盐渍化具有理论价值和实际意义。     

大柴旦盐湖采卤区地层剖面盐渍土基本类型及其抗剪强度试验研究

选取柴达木盆地大柴旦盐湖采卤区作为试验区,对区内地层剖面盐渍土的基本类型进行划分,即通过测定Na+、Mg2+、Cl-等易溶盐离子的方法,得出区内采卤区地层剖面盐渍土的主要类型是以亚氯盐渍土为主。在此基础上,对盐渍土进行扰动试样的室内直剪试验研究,以获取抗剪强度指标粘聚力c值与内摩擦角φ值。试验结果表明,该区盐渍土的含盐量由地表开始向下呈逐渐降低趋势,即由地表的6.89%降到地下4.5 m处的1.11%。粘聚力c值主要受试样含水量大小的影响,表现出随着含水量的增加,粘聚力c值呈降低现象,即当含水量由19.8%上升至23.3%时,粘聚力c值由35.4 k Pa下降至24.9 k Pa,下降率约为29.7%;而当含水量由23.3%下降至17.4%时,粘聚力c值则由24.9 k Pa上升至34.1 k Pa,上升率约为36.9%。内摩擦角φ值则受试样粒径影响相对较为明显,随着试样中粘粒含量的增多,粗粒含量相对减少,内摩擦角呈逐渐增大的趋势,即由24.1°上升至33.3°,增加率约为37.3%。随着试样中含盐量的增加,粘聚力c值和内摩擦角φ值均呈线性增加趋势。该研究成果将有助于进一步探讨含水量、颗粒大小以及含盐量对盐渍土试样抗剪强度变化的影响,且对区内盐田及其相应的基础设施建设有一定的理论指导意义。     

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。     

黄河源玛沁地区高寒草地植物固土护坡的力学效应

通过对试验区草本植物根系的力学强度试验,研究了黄河源玛沁地区高寒草地植物护坡的力学效应,即通过研究未退化、轻度退化、重度退化的草地的主要优势种植物的单根抗拉力、抗拉强度和根-土复合体的抗剪强度等评价其固土护坡能力与贡献。研究所选取的未退化草地的优势种植物主要有小嵩草(Kobresia pygmaea C.B.Clarke)、紫花针茅(Stipa purpurea Griseb.),轻度退化草地的优势种植物包括矮火绒草(Leontopodium nanum(Hook.f.et Thoms.)Hand.-Mazz.)、二裂委陵菜(Potentilla bifurca L.),重度退化草地的优势种植物为细叶亚菊(Ajania tenuifolia(Jacq.)Tzvel.)、盐地风毛菊(Saussurea salsa(Pall)Spreng)。由单根拉伸试验结果表明,单根抗拉强度平均值由大至小依次为紫花针茅小嵩草矮火绒草二裂委陵菜细叶亚菊盐地风毛菊;室内根-土复合体原状试样直接剪切试验表明,根-土复合体的抗剪强度由大至小依次为小嵩草紫花针茅矮火绒草二裂委陵菜细叶亚菊盐地风毛菊。研究成果对进一步探讨黄河源高寒地区植物固土护坡机理,以及试验区及其与试验区条件相似的其他地区,科学防治坡面水土流失、浅层滑坡等地质灾害的发生具有重要理论指导意义。     

柴达木盆地尕斯库勒湖区盐生植物改良土壤盐渍化效应及其贡献评价

在柴达木盆地尕斯库勒盐湖区,通过对芦苇、赖草、海韭菜、无脉苔草、洽草、盐地风毛菊、羊齿天门冬、小花棘豆和白刺9种盐生植物生长区土壤容重、含水量、全盐量、pH值、全氮、速效钾、速效磷进行测试分析,研究其对盐渍化土壤的改良效果。试验结果表明:9种盐生植物均可降低土壤容重、全盐量和pH值,提高土壤含水量,其平均全盐量较裸地降低了3.79%~85.40%,平均降低幅度为44.99%,小花棘豆降低土壤容重相对较为显著(17.39%),无脉苔草相对较差(1.37%);盐地风毛菊降低土壤pH值的能力相对较强(5.11%),羊齿天门冬相对较弱;赖草提高土壤含水量相对较为显著(26.05%),白刺相对较差(1.85%)。9种盐生植物可不同程度增加土壤全氮含量,且随取样深度增加全氮含量呈逐渐降低的变化趋势;9种盐生植物坡面地表以下垂直方向0~20 cm土体速效磷含量表现出增加趋势,其中在地表以下20~50 cm位置速效磷含量增加相对较为显著,土体速效磷含量增加的程度由大至小依次为:小花棘豆、赖草、无脉苔草、海韭菜、白刺、羊齿天门冬、芦苇、洽草和盐地风毛菊。研究结果对于利用盐生植物防治土壤盐渍化,以及进一步提高土壤可持续利用有实际价值。     

两种土壤条件下荒漠盐生植物根际系统养分分布的实验研究

采用水平根垫法对四种不同类型的荒漠盐生植物进行栽培实验,应用冰冻薄层切片法对距根表不同距离的土壤进行分层取样,并测定不同层次土壤中pH值、总盐、速效N、有效P、速效K、交换性Ca和Mg的含量。结果表明,在盐土中,距根表不同距离的土壤中,pH值均呈有规律的梯度分布,即根际微区pH值较土体下降,且距根表越近,pH值越低,而在棉田土中却没有显著变化;总盐在根际出现较大的亏缺区。在盐土中,四种植物根际的速效N都呈现出亏缺的趋势,在0—3 mm范围内变化幅度最大。四种植物根际速效N在棉田土壤中的变化趋势与盐土中相似,也呈现出亏缺,但亏缺的程度稍低。四种植物根际有效P的变化与速效N不同,在盐土中,四种植物根际有效P呈现富集的趋势,但富集程度不高,最大富集范围出现在距根表0—5 mm范围内,芦苇的富集率最低。在棉田土中,根际有效P的变化与在盐土中相反,表现为亏缺,并且亏缺幅度很大;四种植物根际速效K的变化与有效P相似。根际交换性Ca的在盐土和棉田土中的分布有差异。在盐土中,根际中交换性Ca分布较均匀,没有显著的变化,而在盐土中却富集。在荒漠盐土中, N、P和K在几乎所有植株中地上部分都显著大于地下部分,N和K尤为显著;除芦苇外,Ca和Mg则是地下部分大于地上部分,琵琶柴尤为显著,这可能与它们各自的生理类型有关。     

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<sub><sup> </sup></sub>

本项研究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<sub>3</sub><sub><sup>-</sup></sub>、Cl<sub><sup>-</sup></sub>、SO<sub>4</sub><sub><sup>2-</sup></sub>、K<sub><sup>+</sup></sub>、Na<sub><sup>+</sup></sub>、Ca<sub><sup>2+</sup></sub>和Mg<sub><sup>2+ </sup></sub>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<sub>3</sub><sub><sup>-</sup></sub>、Cl<sub><sup>-</sup></sub>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<sub><sup>+</sup></sub>/Na<sub><sup>+</sup></sub>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<sub><sup>+</sup></sub>/Na<sub><sup>+</sup></sub>比值,其由大至小依次为：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。本项研究结果,利用为尕斯库勒湖区及其周边地区,利用盐生植物有效改良土壤盐渍化方面提供理论支撑。     

青海大柴旦地区低品位硼矿富集加工技术创新效果分析

青海省大柴旦地区是我国硼资源主要产地之一,经数十年的开采,矿体中富矿已基本枯竭。通过对大柴旦地区硼资源的分析,重点介绍了分级富集与沉矿浮选联合流程法和直接分级法两种低品位硼矿富集技术,同时对两种技术的内容、路线以及创新效果进行了讨论,并由创新效果的比较分析,得出两种方法的优点和创新性,同时提出对未来低品位硼矿富集技术的展望。     

大柴旦盐湖硼,锂分布规律（续）

大柴旦盐湖硼、锂分布规律（续）李家棪（中国科学院青海盐湖研究所，西宁８１０００８）ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｖｅＲｅｇｕｌａｒｉｔｙｏｆＢｏｒｏｎａｎｄＬｉｔｈｉｕｍｉｎＤａＱａｉｄａｍＳａｌｔＬａｋｅ￥ＬｉＪｉａｙａｎ（Ｑｉｎｇｈａｉｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏ...     

1981-2010 年柴达木盆地气候要素变化特征及湖泊和植被响应

以1981-2010 年柴达木盆地及其周边气象站点逐月气温和降水量资料为基础, 通过气候趋势分析、气候突变分析等方法, 研究了柴达木盆地气候要素的变化特征, 并结合Landsat TM/ETM+影像、NOAA/AVHRR-NDVI和EOS/MODIS-NDVI 数据, 研究了近30 年来柴达木盆地湖泊面积和植被生长的动态变化及其对气候要素的响应。结果表明:① 1981-2010 年, 柴达木盆地气温整体升高, 秋冬增幅最为明显, 年平均气温在1997 年发生暖突变, 1998 年以后升温趋势显著。② 1981-2010 年, 柴达木盆地年可利用降水量经历了“减少—增加—减少—增加”的变化, 但整体呈增加趋势, 1980-1985 年、1990-2001 年, 年可利用降水量呈减少趋势;1985-1990 年、2001-2010 年, 年可利用降水量呈增加趋势。③ 柴达木盆地湖泊面积受夏季可利用降水量影响显著, 1985-2010 年, 托素和冬给措纳湖泊面积呈“扩张—萎缩—扩张”变化;1985-1990 年, 湖面轻微扩张;1990-2001 年, 湖面明显萎缩;2001 年以后, 湖面显著扩张。④ 柴达木盆地植被生长受生长季可利用降水量影响显著, 1982-2010 年柴达木盆地植被生长呈“退化—改善—退化—改善”变化, 但整体呈改善趋势;1982-1985 年植被轻微退化, 1985-1990 年植被轻微改善, 1990-2001 年植被显著退化, 2001 年以后植被显著改善。     

柴达木盆地昆特依盐湖沉积特征及其盐类资源评价

昆特依盐湖位于柴达木盆地西北部,是一个相对独立的沉积盆地,可反映盆地西北部的演化历史,对研究盆地内盐湖演化有重要意义。基于研究区已有的研究成果,总结和评价了昆特依盐湖沉积与盐类矿产资源,并得到以下结论:1)昆特依湖自1 925～774 ka期间以暖湿型气候为主,其后呈干冷与暖湿气候交替出现,最早成盐期为1150 ka,最终于30.6 ka成为干盐湖。昆特依盆地早期沉积的细碎屑沉积物沉积速率(0.22 mm/a)慢于晚期沉积的石盐层(0.33 mm/a);2)昆特依盐湖液体KCl储量为1.32×10~8 t,MgCl储量为2.79×10~8 t,NaCl储量为24.15×10~8 t;3)估算出赋存于昆特依盐湖石盐矿中的锂资源量达39×10~4 t,同时估算出液体中的锂资源量约有74×10~4 t,二者总量达百万吨;4)昆特依矿田的成因属典型的内陆湖相沉积,成矿控制因素以构造作用为主,其次为气候及物质来源。关于昆特依盐湖沉积特征与盐类矿产资源特征的研究,有利于对本地区地质演化更全面的认识,对合理开发利用盐类资源有重要意义。     

A Raman investigation on the boron form occurring in salt lake brine during evaporation

Boron resources are abundant in Da Qaidam salt lake of Qaidamu Basin. It has been given great attention for the polyborate species present in brine. In this study, the Raman spectroscopy was applied to investigate the existing-form of boron in brine during evaporation. The prepared solutions of MgO·2B2O3-H2O, MgO·2B2O3-MgCl2 -H2O, and MgO·2B2O3-MgSO4-H2O was also evaporated and recorded to study the influence of boron concentration, pH, and electrolytes on the borate speciation in brine. The mononborates of B(OH)3 and B(OH)4- were found to be the only forms present in the original salt lake brine. Brine evaporation promotes the formation of polyborate anions B3O3(OH)4-, B5O6(OH)4-, and B6O7(OH)62- and also disappearance of the B(OH)4- ion in brine with boron concentration of more than 11 g/L in B2O3. The pentaborate ion of B5O6(OH)4- was sensitive to the solution pH and found to be appeared under the pH value of 8.0. While the hexaborate ion of B6O7(OH)62- was observed more dependent on the electrolyte of magnesium chloride due to its special properties, such as promoting boron accumulation, lowering solution pH, and also the strong af?nity for water molecules, which is beneficial to the polymerization of borate ions in brine. The interaction mechanisms among polyborate anions during evaporation had also been proposed.     

干旱盆地古湖相沉积物生物标志物分布特征及环境意义——以柴达木盆地为例

柴达木盆地大面积裸露于地表的古湖相沉积物长期受到物理风化的剥蚀作用,成为风尘堆积的主要物源。而沉积物中的生物标志物在一定条件下会被保存下来,记录了古环境变化。利用气相色谱-质谱联用仪对采自柴达木盆地察尔汗盐湖古湖相沉积物样品进行了分析,结果检测出一系列具有生物源指示意义的生物标志物,主要包括系列正构烷烃、系列正烷基-2-酮、正构脂肪酸/醇/酯、系列支链烷烃、系列烷基酰胺以及若干五环三萜类（非藿烷系列）及甾类化合物。研究发现柴达木盆地察尔汗古湖湖泊沉积物中生物标志物未受强烈的成岩作用及微生物活动的改造,基本保持了原有的分布特征。正构烷烃高碳数系列明显的奇碳优势以及样品中高含量的非藿类五环三萜类生物标志物的检出说明在高原封闭性盐湖中曾经存在着大量高等植物碎屑的输入,指示了沉积时期气候湿润、植被相对繁盛,与柴达木盆地的现代自然地理环境截然不同。     

Experimental study on grain size and soluble salt of saline soil in western Jilin Province, China

Western Jilin Province is a typical seasonal frost region, and is also one of the severest salinization areas of China. In this study, we aim to examine the saline soil in Da'an and Wukesong areas, western Jilin Province, and mainly analyze the granulometric composition and distribution of salt in soil profiles. Four sampling sites, two in Da'an and two in Wukesong respectively, are chosen for study. The granulometric composition, especially silt and clay content change in different sites and soil depths are analyzed. Analysis of total and components of soluble salt shows that the surface soil is weak carbonate saline, in which the main cation is Na⁺ and the main anion is HCO₃^-. The total amount of soluble salt presents a decreasing tendency with increasing depth. The comprehensive analysis of granulometric composition and soluble salt shows that the clay content and soluble salt content present similar variation tendency with an increase of depth.     

大柴旦盐湖硼矿床与国内外硼矿床的对比研究

大柴旦盐湖因蕴藏固体和液体硼矿资源成为柴达木盆地诸多盐湖中最早被关注和开发的盐湖之一;不仅如此,还沉积有全球少有分布的湖底特色柱硼镁石矿床。基于大柴旦盐湖硼矿床的地质特征和硼同位素地球化学特征,与国内外不同硼矿床开展对比研究,旨在探讨主控硼矿床形成的影响因素及其异同点。研究发现,大柴旦盐湖硼矿床与国内外硼矿床的形成均受控于新构造运动、封闭—半封闭的低洼汇水盆地以及极度干旱的气候条件等因素,所有硼矿床均与火山岩或含电气石花岗岩有密切关联,成矿物质特别是硼元素主要来源于火山岩或含电气石花岗岩,经热泉水、温泉水和大气降水的水岩作用后迁移富集。主控因子化学组分或盐湖水化学特性的不同致使硼矿物的种类和矿物共生组合特征等方面表现出一定的差异性。