新疆S214省道防沙体系对近地表风沙流的影响

对新疆S214省道台特玛湖干涸湖盆段防沙体系内外的风沙流输沙和风速进行了同步观测,数据分析表明：观测时防沙体系中阻固沙带已拦截了大量风沙,虽近地表风速被削弱程度不大,但风沙流输沙的43.26%仍可被防沙体系所拦截和固定,而剩余部分则可借助路侧输沙带的较大风力输移到公路下风侧,且不产生路面沙害,表明阻-固-输结合型防沙体系非常适宜单风向强风沙环境。S214省道防沙实践可为其他强风沙环境公路防沙提供重要借鉴经验。     

高立式阻沙网的阻沙效果对比

设计了高120cm的4种结构HDPE阻沙网：均匀结构阻沙网（a）、大条带上疏下密式阻沙网（b,60cm宽条带）、小条带疏密相间式阻沙网（c,20或10cm宽条带）和中条带上密下疏式阻沙网（d,40cm宽条带）,布设在塔克拉玛干沙漠腹地的垄间平地。阻沙试验结果表明：（1）4种结构阻沙网积沙纵断面的蚀积形态均呈单峰,但积沙宽度和高度不同,3种非均匀结构的阻沙网积沙高度均高于均匀结构阻沙网,积沙高度c> b> d> a。（2）4种结构阻沙网积沙量c> a> b> d,积沙量均集中在下风侧分布,但b和c阻沙网积沙在上风侧的积沙量高于a和d阻沙网。（3）不同结构阻沙网积沙量及其空间分布差异主要与阻沙网结构的特殊风场结构有关。     

渤海湾西岸海岸带第四纪地质研究成果概述

本文简要介绍了天津地质调查中心海岸带与第四纪地质研究所(海岸带近现代地质环境变化研究小组)自1998年承担国土资源大调查任务以来,以滨海新区及渤海湾西岸海岸带为主要研究基地所取得的基本成果:(1)确立了泥质海岸带(沿海低地-潮间带-浅海区)地质环境变化(大致划分为(a)晚更新世以来-"小冰期"、(b)"小冰期"结束-现代以及(c)未来50~100年3个时段)的主要研究方向.(2)根据在沿海地区和潮间带-浅海区的近30个揭穿全新统-晚更新统的全取心钻孔岩心(累计进尺1 600 m,其中海区约400 m)的多学科综合研究,探讨了晚更新世以来沿海地区和毗邻浅海区的地层结构、沉积间断、断块构造差异运动和层序地层学.(3)基于沿海低地-潮间带4 000余个Eijkelkamp全取心钻孔(总进尺逾20 000 m),将6~8 m以浅的中晚全新统划分为6~11层,并将它们归并为两个非正式地层单元--"灰色单元"和"黄色单元".前者为潮间带环境(向下可包括潮下带上部),后者为泻湖→盐沼→沼泽环境.通过1/5万区域地质调查(EijkelKamp钻探、高程测量、综合研究、C-Tech软件对数据的处理),在临港工业区南西150 km2的泻湖-盐沼区进行了浅表地层(11层)的3D表达.进一步又将灰色单元划分为泥质的"马棚口湾式"和砂质的"驴驹河式"两类.(4)在滨海新区约3000km2的潮间带下部-浅海区首次开展了系统的测深仪-浅剖仪-全取心机械钻探-海底底质(和浅层)取样-旁侧声呐-单道地震公益性地质-地球物理-古生物-地球化学调查和包括地层学、地球物理学、生物学和年代学(包括年轻沉积物测年)在内的综合研究.将末次冰消期以来潮间带-浅海区沉积物划分为Ua-Uf六层,初步查明了海区沉积层序、底质物质组成、表层沉积速率、埋藏古河道和浅层气分布等.(5)通过不同时期地形图、航片及遥感影像对比,重建了近130年以来渤海湾西岸地表形态演化与海岸线变迁,发现阶段1-"小冰期"结束后-20世纪前半叶以侵蚀为主,从曲折岸线向平直岸线转化-和阶段2-20世纪后半叶-现代以淤进为主,人为活动占主导地位-的基本特征.基于8条潮间带剖面的高程测量结果及仅有的天然岸段近年来强烈蚀退现象,提出了湾顶处滩面现代过程在近年来可能已转入阶段3-新的自然蚀退过程-的推测.(6)开创了滨海新区(和渤海湾西岸)210Pb和137Cs示踪与年轻沉积物测年研究.根据目前掌握的环渤海地区近百组210Pb或210Pb/137Cs数据(其中210Pb和137Cs同时测量的有近60组,笔者贡献了40组),初步划分出渤海湾西岸沿海低地沉积速率极低带(一般<1 mm/a)、潮间带高速沉积区(通常>5 mm/a、极端>30 mm/a)和浅海不稳定沉积区(通常>5mm/a),圈定了北塘水道口门等潮间带现代沉积中心区.该项研究成果,填补了渤海湾长期以来缺少现代沉积速率数值的空白.(7)通过表层(和浅孔)沉积物粒度分析,初步查明了潮间带-浅海区表层物质组成及分布特征.发现独流减河口-海河口岸段潮间带浅表层沉积物向北、向上变粗,分选性变好,推测是节制闸建成后半个世纪以来海河输送沉积物减少、近岸海洋影响增强的海河三角洲退化的结果.(8)开展了渤海湾现代有孔虫群(活体和死体)对比研究.根据现代有孔虫群与其所在的(经水准测量确定的)潮间带位置、(经潮位校正确定水深的)海底位置及盐度的关系,初步建立了从平均大潮高潮位到10 m不同水深的现代有孔虫群一水深转换函数,并据有孔虫代用指标尝试重建了全新世相对海面变化曲线.(9)开展了渤海湾硅藻群研究.初步划分出从潮间带至浅海区不同水深、盐度及泥质或粉细砂质不同底质环境的7个硅藻组合区,探讨了硅藻分布与环境因素(水深、盐度和底质)的关系.根据反映海洋影响强度-气候变化的硅藻代用指标,在岩心和牡蛎礁体中初步发现了距今约7 ka cal BP以来的8次海洋影响增强事件.(10)开展了渤海湾软体动物群研究.搜集并鉴定了双壳类和腹足类各100余种,划分出陆相、海相和海陆过渡相3类组合,初步研究了它们各自与水深、盐度的关系.(11)继续牡蛎礁(包括现代活牡蛎礁)时空分布、成因与环境演化研究.将牡蛎礁平原的47处礁体(近年来,在空港、滨海湖和浅海区新发现5处礁体)初步划分为10个礁群,确定了礁体与上覆泥层交替的10次第一等级(千年尺度)的旋回;礁体内部正常建礁与水平夹层交替的第二等级(百年一数十年(?))的旋回,则有数十次之多.(12)开创了渤海湾泥质海岸带贝类壳体生物碳酸钙18O,13C和87Sr同位素地质环境变化研究.根据对10余种常见贝壳13C组成的测量,发现了渤海湾全新世海相贝壳13C的平均值(-2.68‰PDB),并以此作为那些未经13C测量的14C直接测定值的同位素分馏效应校正的经验值,由此对600余个环渤海14C数据进行了统一的分馏效应校正,为后续的贮存库效应和全新世大气14C浓度变化校正打下了基础.通过对同一牡蛎个体的不同生长层(分别具有最重的、最轻的δ13C,代表开放海湾和受陆地径流/大气降水影响的两种亚环境的极端情况)的AMS14C测年,提出了渤海湾全新世海岸带小而浅水体的14CO2迅速与大气达至平衡的假说,从而对该地区的14C数据统一校正提出了将陆地与海洋两种推荐程序相结合的方法,并得到了其他研究者近年来新发现的地区性贮存库年龄△R≈-170~-190 a的证实.经过13年的积累,初步建立了包括600余个数据在内的环渤海14C数据库,其中笔者贡献的(包括尚未获得结果的)达到250余个.(13)牡蛎壳体18O,13C和87Sr同位素组成的分辨率,已从20年前的季节级别提高到现在的半月级别,这是继发现牡蛎礁体记录的第一、二等级的环境变化之后,单个壳体记录的第三等级的变化(数十年际→年际→季节和月际变化).壳体的个体形态学研究表明,位于河口、开放海湾不同微地貌环境的礁体中的牡蛎个体的高/宽比、重量和生长速率不同.大吴庄礁体近50个14C(其中AMS方法获得的数据30余个)和近20个OSL数据的研究,发现该处礁体历时的两种可能(>1 ka和<0.7 ka).确定了牡蛎壳体分泌速率(1~1.7 cm/a)和休眠水温(6~11℃)等基本参数,并探讨了礁体发育与古气候(温度、降水等)的关系.(14)继续贝壳堤时空分布、成因与环境演化研究.提出了贝壳堤的水下线形沙坝→沿岸堤→风成沙丘多成因过程假说.近10处堤底板的水准测量表明,底板多向海倾斜.初步确定了各堤前缘、后缘底板及其高差平均值,堤顶部的高程,以及底板和顶部的年龄.根据新的发现,将Ⅲ、Ⅱ和Ⅰ三堤分别划分为2道支堤.发现Ⅰ堤叠加于歧口-马棚口NNW-SSE向的晚全新世线性埋藏凸起之上,为前人的渤海湾西部NNW-SSE向新构造形迹控制古海岸线的假说提供了证据.(15)继续全新世相对海面变化研究,初步建立了有孔虫、硅藻和软体动物、贝壳堤和牡蛎礁等代用指标,并与介形虫鉴定、岩石学(石膏与黄铁矿晶粒等)研究及AMS14C和OSL测年(包括有孔虫壳体AMS14C测年)相结合,揭示了地层记录的(大致分为两个阶段的)全新世9~11次海水影响增强事件.根据贝壳堤前、后缘底板的高度和沉积学特征,确定了底板作为海面变化标志点的自身误差经验值和对应平均大潮差范围的误差经验值;确定了牡蛎礁顶板起伏误差值并对应海平面位置,并被礁顶上覆潮间带泥层的平均厚度(对应海平面-平均高潮位之间的调适空间)所证实.(16)开展了泥质海岸带脆弱地质环境研究.初步发现了渤海湾西北部浅海区中全新世高能沉积事件、贝壳堤中的宋金、明末和"小冰期"风暴潮夹层或风力增强期.统计了19世纪末期以来10次重大风暴潮的淹浸范围、并将百余年来的极端高水位(在进行了地面下沉校正后)统一折算为黄海85高程,根据海洋气象部门的渤海湾西岸不同重现期风暴潮水位高度,确定了上述10次风暴潮水位的重现期.提出了叠加地学因素(地面下沉、海面上升、海面上升的净增水效应及河口增水效应等)的渤海湾西岸2010~2050年从50年到10 000年的5个不同重现期的风暴潮水位预测方案.通过海(河)堤及沿海低地的RTK测量,初步查明了滨海新区和海(河)堤地表高程现状.通过对地下潜水位高程测量,初步发现了潜水位面向陆反向倾斜的特征.(17)建立了包括5个地学参数共计11项指标的泥质海岸带环境地学评价体系.向地方政府提交了南港工业区围海造陆区地质环境评价、天津港风暴潮预测、天津浅海区软土分布、贝壳堤与牡蛎礁重新划界、海区人工鱼礁选址、海区活牡蛎礁勘查、海岛地名普查和黄骅港及周边地区地质环境评价等研究报告.此外,在风暴潮预警、海堤加高等方面,积极向有关部门提出建议.在完成地质调查任务的同时,力争以扎实的地学研究成果服务地方经济社会发展.     

光滑叶片的偏振高光谱特性及与叶绿素含量的关系

为探讨偏振光遥感快速估算植物叶绿素含量并用于农业气象自动化观测,根据植物叶绿素颗粒可产生偏振光响应的物理特性,应用SPAD-502叶绿素仪和加偏振镜的FieldSpec~?3 Hi-Res便携式高光谱仪,在多角度观测平台上测量和研究了表面光滑的桑树、红叶石楠、茶花3种代表性叶片的偏振高光谱特性与叶绿素含量的关系。结果表明:对于光滑叶片而言,550 nm附近的绿峰强度随着叶绿素含量的增加缓慢降低,即偏振高光谱与叶绿素含量呈非线性关系;绿峰波段的偏振度(DOP)与叶绿素含量的关系最好,其次为偏振反射,再次为最高反射和总反射,最低反射的关系最不明显。该研究对进一步开展偏振光遥感评价作物生长状况、灾害及估产具有重要意义。     

中蒙俄经济走廊蒙古国段的风沙流特征

中蒙俄经济走廊穿越蒙古国主要生态类型区,本文对沿线的达尔汗、乔伊尔、赛因山达、扎门乌德4个观测区的风沙流进行研究,研究结果表明：① 风沙流水平输沙量均随高度增加而降低,两者最优拟合函数随下垫面变化而不同,达尔汗和乔伊尔为指数函数,而赛因山达和扎门乌德为幂函数。② 各观测区年输沙通量空间分异明显,其中乔伊尔最大,达尔汗其次,扎门乌德再次,赛因山达最小,这与传统认知有较大不同。③ 风沙流输沙通量空间差异与多种因素有关。乔伊尔处于海洋气流影响尾闾区,春季干旱发生频率高,正值风季,风速较大,风蚀强烈;其他地区春季干旱发生频率相对较低,其中达尔汗地处自然条件较好的北部河谷区,但由于农田开垦和过度放牧,风蚀较为强烈,而扎门乌德和赛因山达风季风速相对较小,且放牧强度较低,风蚀较轻。本文的研究结论对蒙古国因地制宜开展风沙灾害防治和荒漠化治理具有重要的参考价值。     

塔克拉玛干沙漠河湖相沉积平原风蚀地貌发育的外营力作用机制

 河湖相沉积是一种非固结沉积物,是风蚀地貌发育的一种重要地质基础。在塔克拉玛干沙漠中发育在这种沉积物上的风蚀地貌分布非常普遍,但相关研究较少,尚缺乏风蚀地貌发育过程方面的研究。基于野外调查信息和理论分析,结合相关文献,分析了塔克拉玛干沙漠河湖相平原风蚀地貌发育的外营力作用机制。研究结果表明：（1）风蚀地貌发育的外营力作用主要有：风化作用、流水作用、风蚀作用以及重力作用;（2）风蚀作用是风蚀地貌发育的主要外营力,但是风化作用、流水作用和重力作用也发挥着重要的作用,它们的关键作用是形成风蚀突破口,而重力作用和风化作用是促进风蚀地貌后期快速发展的重要作用;（3）各种外营力协同作用和互为条件,它们在风蚀地貌发育的各阶段的重要性不同;（4）沉积层特殊沉积构造和外营力作用共同造成了风蚀地貌形态特征。     

毛里塔尼亚努瓦克肖特沙丘粒度分布特征及其环境意义

毛里塔尼亚努瓦克肖特地区位于撒哈拉沙漠西部,基本被沙漠包围且常年遭受沙漠侵蚀,进行该地区沙漠粒度特征的研究,将对判别沙漠物质来源和沉积过程等具有重要参考意义。对努瓦克肖特周边纵向沙丘不同部位采集的50个沙样粒度进行分析。结果表明：沙丘沉积物的粒度以细沙和极细沙为主,两者所占比例超过60%;总体粒度要细于国内典型沙漠线性沙丘。沙丘东南坡、丘顶和西北坡整体上以细沙为主,其次为极细沙,二者含量依次递减,粉沙含量依次增加。沙丘沙粒径最细者为西北坡（5.13 φ）,最粗者为东南坡（3.07 φ）,分选性随粒径增加而变好。3个部位峰态存在明显差异,东南坡以中等和尖窄峰态为主,丘顶以尖窄峰态为主,西北坡为以宽平峰态为主,但三者均以正偏偏态为主。丘间地粒级级配趋势一致性最好,均以细沙为主,平均粒径大于沙丘各部位,平均粒径为2.76 φ,分选性优于沙丘,全为近对称中等峰态。该地区地表沙粒沉积环境和成因复杂,超过70%的沙样为风成沉积造成,其余为沿岸沉积造成。     

论环境经济与区域环境保护投资配置

环境投资是影响环境的一个重要因素，通过对环境经济问题和目前环境投资状况的系统分析，得出在区域的尺度上，以区域环境质量评价为工具，以环境技术经济和环境效果分析为依据的区域环境投资配置是提高环境投资效率的一种有效方法。     

渤海湾西北岸埋藏牡蛎礁礁顶上下沉积物中硅藻对“礁泥转换”古沉积环境的重建

渤海湾西北岸大吴庄牡蛎礁是近年来研究程度最高的礁体,天津空港物流中心牡蛎礁则是近年来新发现的礁体。该两处礁体上部的牡蛎个体内部充填的泥、个体之间的泥以及礁体上覆沉积泥层中的硅藻研究表明,礁顶上下（即礁体的上部-顶部和上覆沉积泥层的下部）均富含潮间带环境指示种的Auliscus caelatus,表明礁体发育后期和上覆沉积泥层的初期,均为潮间带环境。尽管如此,从礁顶向上覆沉积泥层转换方式在两处礁体却不相同:（1）大吴庄:Auliscus caelatus种向上逐渐减少,暗示着大吴庄剖面由礁体上部的潮间带中上部、直至上覆沉积泥层下部的潮间带上部、进一步向上覆沉积泥层上部的潮上带转化的趋势。（2）空港:牡蛎礁上覆沉积泥层出现了比例达6%~23%的河口咸水-半咸水种Achnanches brevipes,而下伏礁体内则未见该种,暗示此处泥层受河口作用显著影响。此种不同揭示了礁体停止发育的原因有所不同:在5 520cal BP时,大吴庄礁顶进入潮间带中上部,礁体经常脱离海水而发育停止;在约4 000 cal BP时,空港礁体所在位置因河流作用突然增强,在时间上看很可能是黄河改道在天津入海,古黄河携带大量泥砂入海,掩盖了潮间带的牡蛎礁而导致牡蛎礁发育停止。     

石英c轴组构影响因素探讨:以郯庐断裂带糜棱岩为例

石英是自然界中最主要的造岩矿物之一,也是地壳流变过程的主要变形矿物,其c轴组构特征与变形温度、剪切指向具有密切的关系,因而常被用来获取剪切指向、估计变形温度、计算运动学涡度等。但由于受到变形分解、先存构造、流体等因素的影响,同一岩石中常会得到多个不同的石英c轴组构结果。如果天然变形岩石同时受到多种因素的影响,其石英c轴组构会表现为何种特征?与岩石变形温度、剪切旋向是否仍具有很好的对应性?基于以上问题,本次工作以大别山东缘郯庐断裂带内经历了多期变形、富含流体活动的超糜棱岩为研究对象,在同一岩石薄片中选择不同区域,利用EBSD开展石英c轴组构分析。分析结果表明,选择的超糜棱岩的石英c轴组构点极密分布形态指示岩石变形发生于非共轴变形条件下;剪切指向方面,6个分析区域中区域1表现为左旋剪切指向特征,与薄片中优势剪切指向一致,而除区域4外的其他4个区域显示出与优势剪切指向相反的右旋剪切指向特征;变形温度方面,区域4以柱面滑移为主,显示了高温变形特征,而其余5个区域均以底面滑移为主,指示了低温变形环境。根据本次石英c轴组构特征分析结果,可以得出一些认识:岩石中石英表现为完全的GBM动态重结晶,所指示的温度明显高于大量沿糜棱面理分布的绿泥石所指示的绿片岩相环境,显示流体活动促进了岩石变形;而石英c轴组构指示的变形温度为绿片岩相环境,与绿泥石存在的现象一致,表明糜棱岩化过程中流体活动对石英c轴组构的影响并不明显。在发生过多期变形事件的岩石中,岩石中早期高温变形信息有可能保留下来并记录在石英c轴组构特征中,因而通过石英c轴组构分析有可能获得早期事件的信息;虽然石英c轴组构影响因素众多,但首先开展详细的显微镜下观察,然后有选择地对剪切指向清晰区域开展石英c轴组构分析,仍然能够得到与岩石中优势剪切指向一致的石英c轴组构结果。