碳酸盐岩碳同位素地层学研究中数据的有效性

碳酸盐岩碳稳定同位素组成数据能否有效地反应原始大洋的同位素组成是稳定同位素地层学研究成败的关键,因此,如何准确地判断碳同位素比值的有效性成为该稳定同位素地层学研究中的焦点问题之一。碳同位素值有效性受成岩作用、地层缺失、样品处理过程等多方面因素影响,但成岩作用是诸多因素中最普遍、最主要的,因而正确判别碳同位素值可靠性通常也就是对样品及其同位素组成经受成岩改造程度的评定。确保碳同位素测试结果可靠应主要把握前期严格选样和后期数据分析两个重要环节。前期选样包括野外和室内两步,是在宏观尺度上对数据可靠性的把握;后期数据分析则主要是在严格选样的基础上,利用碳(及附带的氧)同位素自身数据特征以及借助Mn、Fe、Sr等微量元素特征从元素级别的微观角度对同位素值有效性做出进一步判别。     

页岩油评价的关键参数及求取方法研究

随着非常规油气勘探的进一步深入,页岩油气逐渐成为现今勘探研究的热点和难点。目前国内针对页岩油的勘探开发没有成功的案例可循,实际工作中一直沿用了国外页岩气的勘探及评价思路。通过研究指出,页岩油自身的特点决定了其勘探不能照搬国外的页岩气评价思路,将研究重点仅仅停留在有机碳含量上无法满足勘探需要,页岩油勘探的核心问题在于地层已生成的游离烃含量的评价。利用胜利油区第一口页岩密闭取芯井分析化验资料为基础,系统研究了孔隙度与单位含油体积以及含水体积之间的关系,发现了烃源岩中孔隙性越好,含油性越好的特点。利用孔隙度、含油饱和度等岩心分析数据推导出了反映泥质页岩游离烃含量的评价模型,并构建了基于实测的深侧向电阻率、孔隙度、有机质成熟度等参数的求取模型。利用页岩地层游离烃中有机碳含量和总有机碳含量对比可以直观反映地层中游离烃含量的垂向变化规律,指示页岩层段的有利油气区段。以胜利油田沾化凹陷罗家地区罗69井实验分析资料为例,对模型的参数求取及效果分析进行了阐述,构建的地层有机质成熟度模型及游离烃中有机碳含量均精度较高,在此基础上,通过游离烃有机碳含量绝对值、以及游离烃中有机碳含量与地层有机碳含量的比值实现了对页岩油地层可动油气富集带的指示,可动油气相对富集的层段即为页岩油地层的勘探目标。该思路可为目前的陆相页岩油勘探提供借鉴和参考。     

新形势下环境岩土工程的机遇和挑战

新形势下,国际国内面临碳达峰、碳中和“双碳”目标的实现,可持续能源利用和基础设施建设,生态环境保护等方面的挑战,这也给了环境岩土工程领域新的机遇。对于环境岩土工程领域学者和从业者,如何通过创新和学科交叉的合作和努力,从理论、技术、管理、实践等方面应对这些新的挑战,并化挑战为机遇,是亟需厘清的重点。由国际环境岩土工程学会(ISEG)主办,南京大学承办的“新形势下环境岩土工程的机遇和挑战”研讨会于2021年7月13日至14日顺利召开。本次研讨会显示近年来国内外环境岩土工程研究工作取得了很多新进展：(1)“双碳”目标引领环境岩土工程发展;(2)生态环境保护与地质灾害防治日趋重要;(3)新兴技术助力环境岩土工程上新台阶。未来的研究趋势包括：(1)环境岩土低碳技术研发与应用;(2)绿色生态修复及高效灾害预防;(3)基于新兴技术的深度学科交叉。     

若尔盖高原泥炭地碳收支特征及固碳价值评价研究

基于野外实测数据和碳税法对若尔盖高原泥炭地的固碳价值进行了定量评价。结果表明:若尔盖高原泥炭地总体表现为CO_2的汇和CH_4的源,年净固定CO_2的量为2 922 kg CO_2/hm~2,年CH_4排放量约为48 kg CH_4/hm~2,换算成CO_2当量约为1 163 kg CO_2/hm~2。若尔盖高原泥炭地总CO_2的排放量为23 375.6 kg CO_2/hm~2,其中CH_4排放的CO_2当量仅占到了总CO_2排放的5%。将若尔盖高原泥炭地吸收CO_2的正效应减去CH_4排放的负效应,得到若尔盖高原泥炭地的年净固碳量为1759.4 kg CO_2/hm~2,总体表现出较强的碳汇功能。若尔盖高原泥炭地净吸收CO_2的价值为11.50亿元(正效应价值),净排放CH_4的价值为4.58亿元(负效应价值)。将正负效应进行整合,得到整个若尔盖高原泥炭地的总固碳价值为6.92亿元。     

地理学视角下“双碳”研究：主题、成效及展望

实现“双碳”战略目标的科学基础主要在于深入且系统地理解地球环境系统和人类经济系统之间的相互作用关系。作为以人地系统为主要研究对象的地理学,在“双碳”研究及成果服务中发挥了重要作用。基于“学科分支—数据方法—研究对象—成果贡献”的思路,对2000年以来中国主流地理学期刊及学者发表的“双碳”文献进行回顾和总结后发现：(1)不同地理分支学科下“双碳”研究主题呈现多样性的特点,自然地理学侧重研究人为及自然碳源碳汇变化,人文地理学侧重分析碳排放时空分异格局及形成机理,信息地理学侧重构建高时空分辨率碳数据集及开发空间分析工具;(2)碳核算方法包括排放系数法、实际测量法和遥感估算法等,其数据源主要包括社会经济统计数据、遥感卫星监测数据以及新型地理感知数据等,地学分析模型主要用于描述碳源碳汇空间分布模式,预测空间过程及结果;(3)地理学视角下“双碳”研究对象分为空间对象和活动对象,前者关注微观、中观和宏观等不同尺度碳源碳汇的空间特征及规律,后者关注能源、工业、农业、土地利用变化及林业等活动产生的碳源碳汇的地理分布;(4)地理学对“双碳”的成果贡献出口主要包括地理空间分异规律的空间差异化低碳治理、“经济...     

基于泥沙中碳含量的变化表征黄河调水调沙入海泥沙的扩散范围

主要通过黄河口悬浮物中有机碳和无机碳的含量,表征黄河调水调沙入海的泥沙在黄河口外近海的扩散范围。结果表明:黄河口入海前泥沙中的颗粒无机碳(PIC),颗粒有机碳(POC)具有稳定性,分别为(1.75×0.28)%和(0.51×0.08)%;在悬浮物含量约为30 mg/L时,黄河口临近海区悬浮物中的PIC、POC含量分别出现突跃性降低和升高趋势,叶绿素分析表明,POC含量的升高是由于浮游植物对颗粒有机碳贡献的结果,同时正构烷烃轻重比值ΣC₂₀-/ΣC₂₀+和碳优势指数(CPI)值也分别增加和降低;X衍射发现悬浮物浓度低于30 mg/L时,黄河泥沙在悬浮物中所占比例迅速下降,从而造成悬浮物中PIC突跃性下降;因此,黄河口近海悬浮物含量30 mg/L可以被认为是陆源和海源颗粒物对黄河口近海区悬浮物贡献的有效分界线。调水调沙入海的泥沙在黄河口外近海表层主要扩散到河口以南海域,而底层扩散范围主要集中在河口以北和河口以南海域,这些泥沙最终可能停留在莱州湾中部。     

青藏高原腹地植物碳同位素组成对环境条件的响应

现代植物碳同位素组成是特定环境影响的结果,通过对植物碳同位素组成的研究可以揭示植物生长期环境信息。针对青藏高原腹地高寒草甸~高寒草原过渡区植被碳同位素组成进行研究;该区高山嵩草样δ13C值在-25.63‰~-27.95‰间,平均值-26.63‰;高寒草原区混合样δ13C值于-26.29‰~-27.73‰间,平均值-27.04‰。高山嵩草样δ13C值总体呈现由南东往北西方向正偏趋势,研究区北部高寒草原区混合植物样也呈现出由南向北富重碳同位素趋势。这些变化规律被认为是主要受降水环境影响的结果,而区域内降水条件的展布规律则是受高原夏季风运移方式的控制。对植物δ13C值与地理位置的回归分析表明,该区植被碳同位素组成与地理位置相关,高山嵩草样(r=0.44603,n=29,p<0.05)和混合样(r=0.8112,n=5,p<0.1)均表现出对区域降水环境条件的良好响应。据此,以该区植物δ13C值为背景,进行合理推算,拟定了研究区内干旱区和湿润区界限的位置。     

影响C4草本植物C/N比值变化的因素与土壤有机C积累的关系

文章对采自贵州从低海拔的东部到高海拔的西部且大致平行的石灰岩和砂岩两地带均生长的3种C₄草本植物,即巴茅(Miscanthusfloridulus)、白茅(Imperatacylindrica)和类芦(Neyraudiareynaudiana),以及相对应的土壤表层样品,进行了营养元素和C同位素组成分析;研究营养元素含量随着海拔的不同而出现的变化趋势,以及这些元素之间的相互协变作用,尤其是Ca和N之间的相互协变作用对植物的N含量、C/N比值和^δ13C值的影响,以了解植物的C/N比值(指示植物残留物质量的一种标志)与土壤有机C积累的关系。研究结果表明,植物的N含量和^δ13C值具有随海拔的上升而显著增大趋势,而植物的C/N比值在砂岩地区虽有减小的趋势,在石灰岩地带则没有。对所研究的C4草本植物来说,在土壤pH值为5.8的中性条件下显示出Ca的最大吸收,因此,Ca与其他营养元素之间的协变模式在两种土壤类型中表现出相反的倾向,并存在土壤交换性Ca的边界浓度:当土壤可交换性Ca的含量为2.24mg/g,相应土壤的pH值在5.8以下时,随着土壤可交换性Ca浓度的增大,植物的N含量上升,而植物的C/N比值会显著降低;当Ca在边界浓度以上时,随着土壤可交换性Ca浓度的增大,植物的N含量下降,而植物的C/N比值有增加的趋势。由此可见,植物残留物的N含量和C/N比值受Ca元素含量的相     

Carbon and Noble Gas Isotopes in the Tengchong Volcanic Geothermal Area, Yunnan, Southwestern China

Carbon and noble gas isotope analyses are reported for bubbling gas samples from the Tengchong volcanic geothermal area near the Indo-Eurasian suture zone. All samples contain a resolvable component of mantle-derived 3He. Occurrence of mantle-derived 3He coincides with surface volcanism. However, 3He occurs over a larger geographic areathan do surface volcanics. δ13C values for CO2 and CH4 vary from -33.4‰ to 1.6 ‰ and from -52.8‰ to -2.8‰, respectively. He and C isotope systematics indicate that CO2 and CH4 in the CO2-rich gases originated predominantly from magmatic component mixed with crustal CO2 produced from carbonate. However, breakdown of organic matter and near-surface processes accounts for the CH4 and CO2 in N2-rich gases. 3He/4He ratio distribution pattern suggests that mantle-derived He and heat sources of high-temperature system in central Tengchong originate from a hidden magma reservoir at subsurface. CO2-rich gases with the highest 3He/4He ratio (5.2 Ra) may be representative of the     

海洋初级生产光动力学及产品结构

运用¹⁴C同位素示踪方法现场研究了胶州湾四个季节浮游植物自然种群初级生产的光动力学特征和光合产品中颗粒有机碳(PPOC)和溶解有机碳(PDOC)的比例。结果表明,在冬、春季,网采浮游植物(Netphytoplankton,简记为Net-)和毫微型浮游植物(Nanophytoplankton,简记为Nano-)具有相对较小的光合半饱和常数(K_I),而在夏、秋季,微微型浮游植物(Picophytoplankton,简记为Pico-)具有更小的K_I.¹⁴C理论最大光合速率(P_m),在任何季节都是:Pico- >Nano- >Net-.P_m/K_I的季节变化为夏季>秋季>春季>冬季,表明光合效率具有同样的季节变化顺序。P_m/K_I在不同粒级类群间的顺序为Pico- >Nano- >Net-,可见,浮游植物细胞越小,对光能的竞争力越强。光合过程中PDOC的释放主要受光控制,太强和太弱的光均会使光合产品中PDOC的比例升高,但除光抑制情况之外,PDOC的绝对释放量随光强增加而增加。