蔗渣生物质炭对喀斯特农田石灰性土壤氮转化过程的短期影响

生物质炭对于土壤中不同形态氮库的含量影响已有较多研究,但对西南喀斯特区石灰性土壤氮素形态,尤其是控制氮素形态的转化过程研究较为缺乏。本研究设置土壤中添加1%(C1)和3%(C2)蔗渣生物质炭2个用量水平,并以不施用蔗渣生物质炭作为对照(CK),共3个处理,通过 15 NH 4 NO 3 和NH^15 4 NO 3 成对标记技术,结合MCMC氮素转化模型研究了不同用量的蔗渣生物质炭对石灰性土壤氮转化过程的短期影响,为该地区蔗渣资源化利用和土壤氮保持提供理论支撑。结果表明,与CK相比,添加蔗渣生物质炭能够快速提高土壤pH和有机碳含量。添加生物质炭并没有显著改变土壤氮的矿化、铵态氮(NH^+ 4 )和硝态氮(NO^- 3 )的微生物同化和异养硝化速率,但NH^+ 4 吸附速率随生物质炭用量的增加而提高,以添加量最高的C2处理最大。添加生物质炭同样提高了土壤NH^+ 4 释放速率,但C1和C2处理的土壤NH^+ 4 释放速率并无显著性差异。与CK和C1处理相比,施用高量蔗渣生物质炭通过抑制自养硝化速率而显著降低了硝态氮净产生速率。这些结果表明,施用高量蔗渣生物质炭于石灰性土壤中可快速实现对NH^+ 4 吸附,降低自养硝化速率,减少NO^- 3 产生,从而降低了其损耗和淋失风险。     

山东半岛石笋记录的倒数第二次冰消期δ18O变化特征及其气候环境意义

文章基于山东半岛岩溶洞穴(上小峰洞)一根长约41 cm的石笋SD1的铀系测年和稳定同位素组成分析,获得138. 0~125. 8 ka B. P.平均分辨率为30年的石笋δ18O 和δ13C时间序列,并据此讨论了倒数第二次冰消期区域气候和环境变化的特征及与全球变化的联系.在倒数第二次冰消期,上小峰洞石笋( SD1)δ18O的变化与中国南方石笋δ18O的变化具有类似的阶段变化特征,进一步确认了冰消期北大西洋气候对亚洲季风的重要影响.通过对山东石笋高分辨δ18O记录进行时间序列分析,发现该记录存在显著的约60年、 75年和1620年周期,表明太阳活动和北大西洋涛动与该地区气候变化有紧密的联系.同时,通过对比东亚季风区高分辨率石笋记录,认为在倒数第二次冰消期为"两步冰消"的变化特征.除此之外,上小峰洞石笋碳酸盐δ18O冰期和间冰期平均值的差异仅为0. 7‰,远小于内陆洞穴石笋碳酸盐δ18O冰期和间冰期平均值的差异(羊口洞约为1. 4‰,董哥洞约为2. 2‰,三宝洞约为2. 4‰).这一显著差异可能主要源于海岸线迁移造成的海陆格局的变化对区域季风降水及降水氧同位素组成的重要影响;并且冰期-间冰期海平面变化对近海环境记录、大陆架下垫面、海洋沉积物气候指标等都可能产生影响.     

Dynamic Relationship Between Entrainment Rate and Summer Monsoon in the Transition Area of Monsoon in the East of Northwest China

Entrainment rate refers to the ratio of surrounding air quality to air quality involved in rising unit distance, including turbulent entrainment and dynamic entrainment, which are applied to the boundary layer parametrization of convective clouds, the improvement of numerical model, the observation of cloud droplet spectral dispersion and the study of tropical cyclones.Based on the daily data at 07:00 and 19:00 every 10 m of five stations such as Minqin, Yuchong, Pingliang, Yinchuan and Yan'an from May to September during 2006-2016, combined with the daily observation data on the ground, the Entrainment Rates(ER) of different heights were calculated, and the relationships between ER and height in different regions, precipitation as well as monsoon during the monsoon period were further obtained. The main results were as follows:\mathrm{①} The ER was proportional to air temperature and saturated water vapor pressure, but inversely proportional to relative humidity. The relative humidity threshold of cloud was 65%. The higher the relative humidity threshold was, the lower the cloud height of different orders of precipitation was, and the cloud height was higher with the increase of rainfall. \mathrm{②}ER had obvious diurnal changes and regional differences: It was obviously smaller at 07:00 than at 19:00 from ground to 3 km, which weakened with the increase of height in the near surface , but strengthened with the increase of height above 500 m; From small to large, the monsoon affected area, the monsoon swing area and the non-monsoon area were in turn, and there was no regional difference above 3 km. \mathrm{③} ER was closely related to the intensity and property of precipitation in monsoon period. The ER weakened with the enhancement of rain intensity from near ground to below 600 m, but strengthened with the enhancement of rain intensity from 500 m to 2~3 km.From near ground to below 700 m, the ER of stable precipitation was strong, but that of convective precipitation was strong above 700 m. The convective precipitation had big saturated water vapor pressure and strong ER , while the stable precipitation had big saturated water vapor density, rich water vapor but weak ER. \mathrm{④}The relationship between ER and monsoon as well as its duration: From no monsoon to monsoon ER was weakened, the strongest maximum height was also decreasing. There was no significant difference in the duration of ER between the non-monsoon area and the monsoon affected area, but the longer the monsoon swing area lasted in the near ground layer, the smaller the ER was, while the opposite was at 1~2 km in the high altitude. \mathrm{⑤}The relationship between ER and the APO monsoon intensity index showed that: At 07:00, the ER strengthened with height from near ground to below 800 m, but weakened with height above 800 m,and the monsoon intensity was not related to the ER. At 19:00, the ER strengthened with the height near ground but weakened with the height above 300 m, and the stronger the monsoon was, the smaller the ER was. The ER weakened with the decrease of boundary layer height.     

基于分级加权法的城镇垃圾填埋场选址评价

城镇垃圾填埋场场址选择受经济、交通、气候、自然地理、环境保护、水文工程地质等诸多因素影响,是一项十分复杂的工程。结合环巢湖地区的实际情况,筛选各影响因子,最终确定符合该地区的评价体系。利用分级加权法进行垃圾填埋场选址评价,将研究区依次划分为适宜区、较适宜区、适宜性差区。根据已有规范对填埋场分区结果的验证,评估方法可行,评价结果合理,为安徽环巢湖地区垃圾填埋场选址提供了可靠的地学依据。     

北阿尔金恰什坎萨依沟地区早古生代构造变形特征及构造演化启示

出露在青藏高原北缘的红柳沟-拉配泉蛇绿混杂岩带一直以来为深入研究北阿尔金早古生代构造格架及演化提供了宝贵信息。经详细的野外地质填图和构造解析,文章针对红柳沟-拉配泉蛇绿混杂岩带内的构造样式、变形特征及形成时限进行研究,将北阿尔金蛇绿混杂岩带进一步细分为北侧混杂单元、中间层序单元和南侧混杂单元三个次级构造单元,南、北两侧混杂单元内以发育一系列复杂褶皱和逆冲断层为典型构造特征。卷入褶皱变形的最年轻地层岩石为中-晚奥陶世硅质岩,并被（416.8±3.7）Ma未变形的正长斑岩脉所截切;卷入逆冲断层的混杂岩中辉长岩和斜长花岗岩年龄为479~521 Ma和512.1~518.5 Ma,随后也被410.7~418.5 Ma未变形的冰沟岩体所侵位。这些基本事实表明,褶皱构造与逆冲断层均形成于中奥陶世-早泥盆世,推测其成因与北阿尔金洋俯冲作用导致的洋壳强烈缩短变形有关。在南侧混杂单元,褶皱构造样式自北向南逐渐由直立褶皱转变为斜歪褶皱,最后转变为倒转褶皱,显示出递进变形特征。褶皱所对应的应变椭球体也发生了旋转,表现出顶端指向北北东向的剪切作用,与混杂单元内逆冲断层所具有的向北北东方向逆冲、推覆特征相一致,从而推测它们与北阿尔金洋南南西向俯冲消减有密切联系。另外,在北侧混杂单元内还发育有同时期向南南东方向逆冲的断层以及轴面倾向北北东的斜歪褶皱,暗示北阿尔金洋在早古生代可能还发育有北北东方向的俯冲极性,整个北阿尔金洋俯冲消减模式可能具有双向性。      

山东青岛灵山岛流纹岩岩石成因及构造环境新认识

文章对灵山岛上的两件流纹岩样品进行了系统的锆石U-Pb测试,获得加权平均年龄分别为123.1±1.9 Ma和121.4± 1.4 Ma,两个年龄在误差范围内一致,代表了灵山岛流纹岩的成岩年龄。地球化学组成上,灵山岛流纹岩具有高硅、高碱 和低磷、低Mg#、低钛和低钙的特征,富集Rb、Th和K等大离子亲石元素以及轻稀土元素,亏损Nb、Ta、Ti和P等高场强 元素。岩石组合和地球化学特征以及低的全岩锆饱和温度综合表明,灵山岛流纹岩属于高分异的I型流纹岩,而非伸展环 境下形成的A型流纹岩,属于苏鲁造山带后碰撞岩浆活动的产物。流纹岩的锆石εHf(t)值变化范围较小（-27.2~-32.3）,二阶 段模式年龄tDM2主要为新太古代—中太古代（2662~3167 Ma）,表明流纹岩是古老地壳物质重熔的产物。灵山岛流纹岩中新 元古代继承锆石的发现暗示其源于扬子古老陆壳（中地壳） 的部分熔融。综合结果表明：早白垩世时,华北克拉通破坏是 引起扬子壳源物质发生大规模（减压） 部分熔融的内在因素,岩石圈破坏形成的区域性伸展构造为流纹岩的最终上升和就 位提供了空间。     

中国西南河流碳、氮运移机制及其对水文条件变化的响应:以西江为例

流域碳、氮的生物地球化学循环过程关联着区域/全球尺度的气候变化,同时受到气候条件变化的影响。本次研究以我国西南喀斯特地区的西江为例,通过时间序列的高频次样品采集和分析,揭示水文条件变化对河流碳、氮动态变化的影响及其控制机制。结果表明,在高流量条件下,化学风化的加速、土壤CO2的汇入及流域内有机质的降解导致了水体δ13CDIC偏负,碳酸盐矿物的快速风化致使河水HCO3-浓度表现出强烈的"化学稳定性";对DIC、δ13CDIC、流量、温度的联合分析表明,矿物溶解、土壤CO2的汇入与河流中有机质降解的共同作用导致了西江河水碳动态的季节变化;河水NO3-浓度在高流量条件下并未表现出明显的稀释效应,反应了人为输入和化学转化过程对NO3-浓度的影响;硝酸盐氮、氧同位素的分析结果表明,西江NO3-来源受人为活动影响较大,主要转化过程为硝化作用;同位素和水化学证据表明碳酸、硫酸、硝酸共同参与流域岩石化学风化,雨季外源酸参与风化的减弱是河流中HCO3-稀释的重要原因。     

从水体到沉积物:探寻有机质的沉积过程及其意义

自然界中有机质分布广泛、类型多样且性质各异,不论在水体还是在沉积物(岩)中都扮演着重要的角色。因此,探讨各类型有机质聚集和沉积过程的差异性,对深化认识有机质沉积特征和演化规律具有重要的意义。生物体在生长过程中产生了许多有机质,包括生物体自身、生物残体、动物排泄物以及生物分泌的有机分子等,各类型有机质的性质差异极大。由于研究方法的不同,可将海洋中有机质划分为颗粒有机质(particulate organic matter,POM)和溶解有机质(dissolved organic matter,DOM),而DOM又可划分为胶体有机质(colloidal organic matter,COM)和真溶解有机质;从聚合体形式上看,又有海雪和悬浮体等存在形式。进一步分析发现有机质的形态包括生物体、生物残体、排泄物和有机质聚合体等,并且各类型有机质与无机矿物以不同的形式共存。此外,DOM与POM间存在一定的转化关系。这些性质和特征架起了不同类型有机质间聚集和沉积的桥梁。在沉积物(岩)中通过粒度或密度分级分离及孢粉相分析,也发现不同类型的有机质,如生物体、生物残体和无定形等,它们常与特定的无机矿物共生,如无定形多富集在黏粒级颗粒中,而生物体和生物残体多富集在粗颗粒中。进一步溯源发现沉积物(岩)中的各类有机质与生物有机质或海洋中有机质的类型极具相似性,这些特征展现各类型有机质在沉积过程中的差异性。综合有机质的形态、性质以及与矿物共生关系,认为有机质可通过机械沉积、化学沉积和生物沉积等3种不同的方式沉积保存,其中机械沉积的有机质以惰性的生物残体为主,化学沉积的有机质以活性极强的无定形为主,生物沉积有机质以活性较强的微生物和粘附物为主。有机质沉积方式及有机质特征、矿物—有机质间关系和保存条件的差异,决定了有机质的演化命运的不同,进而对有机质生烃以及碳循环产生重要的影响,因而应引起人们的高度关注。     

内蒙古巴彦浩特盆地及其南缘上石炭统太原组烃源岩有机地球化学

内蒙古巴彦浩特盆地广泛发育上石炭统太原组煤系烃源岩.在野外地质勘查、典型剖面实测、样品采集及实验分析基础上,开展了有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度等有机地球化学特征分析与研究,初步对其生烃潜力进行评价.结果表明：太原组烃源岩有机质丰度高,热演化程度属于成熟—高成熟演化阶段,具备较好的页岩气气源条件.通过多因素叠加分析的方法,圈定了页岩气成藏有利区3处,分别是北部的查干布拉格有利区、通古勒格淖尔嘎查－伊克尔嘎查苏木有利区和南部的下河沿－营盘水有利区.     

北黄海盆地东部坳陷勘探突破对我国近海残留“黑色侏罗系”油气勘探的启示

最新的勘探和研究证实,北黄海盆地东部坳陷发育了中、上侏罗统2套有效烃源岩并以上侏罗统为主力烃源岩层,在其供烃范围内形成了上侏罗统-下白垩统"下生上储式"和中-上侏罗统"自生自储式"2类成藏组合,取得了我国东部海域以侏罗系为唯一源岩的含油气盆地勘探突破。为进一步探索我国近海盆地残留"黑色侏罗系"的资源潜力和勘探前景,本文采用地震-地质综合解释、烃源岩地球化学分析、盆地模拟等方法,综合分析了我国近海主要盆地残留"黑色侏罗系"的分布和地球化学特征。结果表明,我国近海残留侏罗系暗色泥岩烃源岩非均质性较强,多属"中等"级别,局部发育"中等-好"、"中等-差"级别烃源岩,侏罗系烃源岩大多存在早（J₃-K₁）、晚（E₂末-N₁）2期生、排烃高峰,生烃总量达1.4×10¹¹ t,资源前景乐观,预测可形成侏罗系"自生自储式"和侏罗系-白垩系（或新生界）"下生上储式"2类源储组合。