近1800年以来内蒙古达里湖浮游植物群落演变及驱动因素

湖泊是地质历史上区域生态环境演变的重要载体,其沉积物中包含了丰富的环境演变信息。达里湖是典型的草原内陆封闭型湖泊,位于东亚夏季风的北部边缘,地理位置关键。本研究基于在达里湖采集的约238 cm沉积物岩芯 (GDL-1),通过²¹⁰Pb和¹³⁷Cs (岩芯上部20 cm)、AMS¹⁴C测年,以及沉积物样品中甾醇等生物标志物含量分析,重建了近1800年以来达里湖硅藻、蓝藻等典型藻类含量的演化历史,并结合总氮(TN)、总磷(TP)、盐度(Sr/Ba)和温度(T)等环境代用指标,分析藻类群落的主要影响因素。结果显示达里湖典型藻类总量平均为2.03 ng/g(最高6.69 ng/g,最小0.53 ng/g),其中蓝藻占比平均为60%,绿藻和硅藻占比平均为20%;环境因子对硅藻、蓝藻和典型藻类生物量的解释率分别为47.7%、55.20%和48.10%,T、TN和Sr/Ba是影响浮游植物群落的主要影响因素;硅藻占比与温度呈显著负相关,小冰期硅藻占比最高,中世纪暖期占比最低;在达里湖的高盐环境下,湖泊营养盐浓度对藻类的影响受到限制,成为藻类等生长的限制因素;Sr/Ba小于0.9时,硅藻含量与典型藻类总量随着Sr/Ba值的升高而增加,Sr/Ba大于0.9时,典型藻类总量与Sr/Ba值呈负相关关系,而硅藻则表现出对盐度具有一定的耐受性;整体上,近1800年以来,区域或全球性气候事件通过改变达里湖盐度、营养元素浓度和温度来影响典型藻类群落结构。在暖期阶段,蒸发作用增强等导致的湖泊盐度增加成为达里湖典型藻类群落结构演变的主要影响因素;在冷期,营养元素浓度和温度的降低成为湖泊水体浮游植物生物量的主要影响因素。     

可解释性长短期记忆模型用于预测湖泊总磷浓度变化

对湖泊总磷的变化预测和来源识别对水资源调度和流域生态治理有着重要的意义,然而复杂的生化反应和水动力条件导致的非平稳性给湖泊总磷浓度的准确预测带来极大的困难。为克服这一挑战,本文引入了基于加权回归的季节趋势分解(seasonal and trend decomposition using Loess,STL)技术和夏普利加法(SHapley additive exPlanations,SHAP)结合长短期记忆网络(long short-term memory neural network,LSTM)和门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)构建了一个可解释的预测框架,以增强对湖泊总磷浓度演变的预测并提高其可解释性。研究表明:(1)在骆马湖总磷浓度的预测中,该框架拥有较好的预报精度(R²=0.878),优于LSTM和卷积长短期记忆模型(convolutional neural networks and long short term memory network,CNN-LSTM)。当预测时间步长增加到8 h时,该框架有效提高了总磷浓度的预测精度,平均相对误差和均方根误差分别降低了47.1%和33.3%。从预测趋势来看,骆马湖在汛期的总磷平均浓度为0.158 mg/L,相较于非汛期的平均浓度,增加了202.1%。(2)运河来水是骆马湖总磷浓度最重要的影响因素,贡献权重为60.0%,并且不同断面(三湾、三场)的污染源受水动力、气象等因素的影响存在显著的时空差异。本文凸显了神经网络模型在预警水体污染方面的可实施性,并且为提高传统神经网络的学习能力和可解释性的开发与验证提供了重要方向。     

太湖表层沉积物多环芳烃的空间分布、来源及其风险

随着太湖流域社会与经济的发展,多环芳烃(PAHs)在各种环境介质中逐渐累积,污染日益严重,可能对太湖生态环境及周边人体健康构成威胁。为探究太湖沉积物PAHs的来源及生态风险,于2021年12月在太湖采集30个表层沉积物样品,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)检测样品中16种PAHs含量;利用受体模型和苯并[a]芘(BaP)毒性当量法进行来源解析及生态风险评估,并将各来源贡献与毒性当量浓度相结合,量化源风险。结果表明,太湖表层沉积物中16种PAHs总含量介于124~592 ng/g之间,平均值为294 ng/g,中值为279 ng/g;高环多环芳烃(HMW PAHs)为主要组分,占∑PAHs的67%。高含量区域位于竺山湾、梅梁湾、贡湖湾和西太湖,与国内外其他湖泊沉积物相比,太湖沉积物PAHs含量处于较低水平。源解析的结果表明,太湖表层沉积物中PAHs交通排放源贡献率为29.1%、煤炭燃烧源贡献率为26.7%、生物质燃烧源贡献率为28.7%、石油源贡献率为15.6%。生态风险评价结果表明,交通排放源、生物质燃烧源、煤炭燃烧源和石油源的BaP毒性当量含量(TEQ_BaP)均值分别为19.34、17.81、16.33和9.1 ng/g,均小于70 ng/g,几乎处于无风险水平。西太湖、贡湖湾和梅梁湾的部分区域ΣTEQ_BaP大于70 ng/g属于潜在风险区,具有一定潜在毒性。在后续的污染治理中应重点关注太湖西北部地区污染物的排放。本研究可为沉积物中PAHs污染的研究提供数据支撑,为地方政府精准、高效地管控PAHs污染提供理论依据。     

Holocene overbank deposition in the drainage basin of Lake Khanka

Overbank deposits in the Komissarovka River valley consist of alternating silt, clay silt, sand, and soils produced by lacustrine, alluvial, and aeolian deposition and by soil formation. Silt and sand layers in the lower part of the section correlate with the events of Early Holocene transgression and Middle Holocene regression of Lake Khanka. Deposition in the lowermost reaches of the Komissarovka River provides a faithful record of local Holocene landscapes controlled by level changes in Lake Khanka.     

中国西部新生代火山活动及其大地构造背景——青藏及邻区火山岩的形成机制

在青藏高原及邻区考察了新生代火山岩 ,并对西藏的 5个火山岩省进行了岩石学和同位素地球化学的综合研究 ,探讨了火山岩的源区特征。西昆仑省喷发了钠质熔岩 ,而其它省均为钾质熔岩类 ;甘肃礼县新生代盆地主要以超镁铁质熔岩为主 ;云南的金沙江北段、腾冲以及滇东南的火山岩类在岩石组合、喷发时代和意义上独具特色。文中以陆内俯冲、岩石圈深部的大地构造演化 ,特别是“壳幔过渡带”的部分熔融 ,对它们的成因及科学意义进行了综合讨论。     

西藏扎布耶碳酸盐型盐湖卤水相化学研究

中国盐湖资源丰富,且水化学类型齐全。西藏扎布耶盐湖位于西藏高原腹地,该湖卤水水化学类型为碳酸盐型,已处于盐湖演化晚期,是一个固液共存的盐湖矿床,具有很好的工业开发价值。笔者分别在15℃、25℃下对该卤水进行了等温蒸发实验,研究了在此两个温度下卤水中各元素富集行为和盐类矿物析出规律。并通过讨论其与国内外碳酸盐型和硫酸盐型锂盐湖的卤水蒸发路径和矿物析出异同,指出扎布耶盐湖具有其独特的卤水蒸发析盐路径。在本实验中低温有利于卤水中锂的富集,而高温有利于硼的富集,碳酸锂和钾盐交叉析出,低温时钾的矿物主要为钾石盐,高温时主要为钾芒硝,高温有利于获得高品位的碳酸锂混盐。     

青海索拉沟银多金属矿床成矿特征及成因探讨

索拉沟地区位于青海省东昆仑东部与西秦岭造山带的接合部位,地质构造复杂,岩浆活动较强烈,成矿背景条件良好,是青海省贵金属、铜多金属重要的成矿带之一。根据矿床产出的地质构造环境、成矿特征、矿物组成、电子探针、流体包裹体温压测试及元素组合等特点分析,推测矿床的形成经历了热水沉积成矿和热液叠加改造成矿,索拉沟银多金属矿为热水沉积-热液叠加改造型。     

中国过去2000年湖泊沉积记录的高分辨率研究:现状与问题

过去２ｋａ地球环境的变化规律和原因是全球变化研究的关键内容之一，与其它自然记录相比，湖泊沉积具有储存信息量大，时间分辨率高和地理覆盖面广的优势。中国８０年代后期以来已陆续开展了全新世湖泊沉积与气候，环境演化研究，并有迅速发展之势，对于过去２ｋａ湖泊沉积的高分辨率研究，需要重视以下几方面问题，即提高核素测年的精度，建立环境指标的转换函数，注意早期化学成岩作用，选择分层湖和年层沉积，探讨气候要素有效指     

20世纪50-70年代的围湖垦殖与江汉平原湖泊湿地演化

利用相关资料并借助RS/GIS方法对20世纪50-70年代的大规模围垦情况进行了初步分析。结果表明:20世纪50年代、60年代、70年代、80年代0.1km2以上的湖泊总量分别是1309个、611个、612个、838个,湖泊总面积分别是8503.7km2、5467.5km2、2934.3km2、2977.3km2。湖泊数量和面积减少与围湖垦殖关系密切,江汉湖区平均面积变化率为65.0%,围垦具有明显的区域差异特征。围湖垦殖与江汉平原湿地演化关系密切,围湖垦殖降低了江汉平原湿地演化的可持续性。     

Risk Assessment and Disaster Management for Natural and Anthropogenically Induced Geologic Hazards: Application to the Preolkhon Region,Western Lake Baikal,Siberia, Russia

In the Western Lake Baikal, recent Baikal Rift's tectonics control the topography, seismicity, climate, geomorphology, and economy. Scarps, facets, structural terraces, horsts and grabens, and trapezoid valleys can be clearly observed. They have been generated by the recent tectonic movements along the faults and represent a serious geologic hazard. The specific geological conditions predetermine a unique variety of landscapes. Thus, the main type of the economy is tourism. However, unorganized tourism leads to the degradation of the unique landscapes. It increases risk and requires disaster management. Three criteria has been used for risk assessment: (1) degree of geologic hazard; (2) degree of landscape degradation; and (3) degree of the economy's vitality. The high ecological significance and low stability to antropogeneous pressure are typical for landscapes of the Western Lake Baikal. Thus, some special activities of disaster management should be implemented based on our investigation.