Carbon distribution and fluxes of 16 rivers discharging into the Bohai Sea in summer

Riverine carbon input is closely related to the inshore aquatic environment,the marine carbon pool and climate change.Samples were synchronously obtained from 16 rivers discharging into the Bohai Sea (China) in 1-5 July 2005.The dissolved organic carbon (DOC) concentrations of the 16 rivers were mainly controlled by anthropogenic activities.The particulate organic carbon (POC) of the Haihe,Luanhe,Ziyaxinhe,Chaobaixinhe,Xiaoqinghe,Xiaolinghe,Duliujianhe,Jiyunhe,and Majiahe Rivers mainly originated from pollu...     

干旱区土地退化与荒漠化对土壤碳循环的影响

荒漠化是干旱区的最为严重生态退化问题,它的发生和发展对干旱土壤碳循环有着重要的影响.土壤是全球陆地生态系统最大的碳库,土壤中碳的固存和向大气的释放直接关系到全球气候的变化.干旱土壤占全球陆地总面积的40%,因此,它在全球碳循环中占有重要的地位.干旱区土地退化和荒漠化对土壤碳循环的影响包括两个主要方面:①它促进了SOC和无机碳的矿化,使之向大气释放CO2,增加了温室效应;②由于荒漠化增加了大气尘埃含量,减少了辐射,在一定程度上间接地缓解了土壤碳的损失.文章综述了近年来相关研究的进展,评价了干旱区土壤碳的固存和在缓解温室效应方面的潜在能力.讨论了干旱荒漠化地区对全球碳平衡的贡献和在干旱区促进土壤碳固存的基本策略.     

Reconstruction of Nonlinear Geochemical Dynamics of Elemental Sedimentation Based on Power Spectral Analysis of Time Sequence

Maximum entropy spectral analysis and multidimensional cross-spectral analysis are two important tools for studying periodicity of elemental sedimentation in strata. They are applied to the study of the Devonian lensoid limestone formation in the Nandan-Hechi basin of Guangxi, China. Results show that all major element oxides of the sedimentary formation display a consistent change period of about 4 m; however, elements do not change in step. Nonlinear geochemical dynamic processes of elemental sedimentation through sea-floor fluids may be effectively reconstructed based on power spectral analyses.     

高寒湖沼区水系沉积物中元素迁移富集的分形伸展机制

水系沉积物中成矿元素迁移富集的动力学机制是复杂性科学的研究课题。利用分形理论研究空间结构复杂性特征,适宜于元素分散过程的动力学研究。从元素迁移过程的分形特征揭示出元素分散过程的分形伸展机制。并在进一步研究了元素粒级层分维特征后,得出了成矿元素物理空间结构的复杂性特征和相互联系。研究成矿元素相态层分维和其间非线性关联,揭示出成矿元素分散过程分形伸展的涌现原因。     

滇西北铜厂沟夕卡岩-斑岩型Mo-Cu矿床成矿岩体的高氧逸度特征及区内斑岩矿床成矿元素组合差异控制因素分析

滇西北铜厂沟夕卡岩-斑岩型Mo-Cu矿床位于特提斯构造域的东部,成矿岩体为晚白垩世花岗闪长斑岩,矿化和岩体紧密共生,主要为夕卡岩型和斑岩型矿化。分析了花岗闪长斑岩中锆石Ce⁴⁺/Ce³⁺、Eu_N/Eu_N~*比值、岩体氧化物共生组合及岩体Sr-Nd同位素组成。铜厂沟花岗闪长斑岩中锆石具高的Ce⁴⁺/Ce³⁺比值(250～1415)和高的Eu_N/Eu_N~*比值(0.61～0.75),与智利北部以及中国的玉龙、德兴斑岩型矿床的基本一致,显示高氧化性特征;岩体发育赤铁矿-磁铁矿组合及据锆石微量元素组成计算岩浆lgfO_2值在-2.8～-20.0之间,也表明岩浆具高氧化特征,岩浆中的硫主要为氧化硫。岩浆中氧化硫主要通过与岩浆中的Fe²⁺反应,形成磁铁矿,使氧化硫还原,为硫化物沉淀析出提供还原硫。岩体全岩初始(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i比值在0.706881～0.706970之间,ε_Nd(t)值在-5.0～-5.5之间,两阶段模式年龄t_DM2范围在1297～1337 Ma之间,表明其主要为古老下地壳部分熔融形成的,并混有少量幔源组分。滇西北地区发育斑岩Cu-Mo(Mo-Cu)、Cu-Au-Mo及Cu-Au矿床,不同元素组合斑岩矿床成矿岩体岩浆都具高氧化特征,但矿床成矿元素从Cu-Mo→Cu-Au-Mo→Cu-Au,矿化岩体的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)i范围从0.7076～0.7101逐渐减少到0.7053～0.7059,ε_Nd(t)值范围从-5.9～-6.1逐渐增加到-2.2～-3.8,显示幔源物质增加或地壳物质减少。这表明区内斑岩-夕卡岩型矿床成矿元素组合受源区控制,斑岩铜金矿床岩浆源区含较多幔源物质,斑岩铜钼矿床岩浆源区含较多壳源物质。     

金衢盆地TX红土剖面元素迁移特征

金衢盆地汤溪红土剖面主量元素地球化学特征研究揭示：（1）主量元素组成以SiO2、Fe2O3、Al2O3为主，K、Na、Ca、Mg等易溶组成含量很低。SiO2含量的平均值略低于UCC均值，Fe2O3、Al2O3含量则略高于UCC均值，符合亚热带地区风化成土中硅酸盐矿物大量转化为黏土矿物的脱硅富铝化过程的特征。（2）汤溪红土化学风化强烈，全岩样品的CIA指数（化学蚀变指数）高达89．10％～89．68％,ba（风化淋溶指数）系数为0．19～0．21。烧失量LOI与SiO2／AL2O3、SiO2／R2O3、CIA、ba系数之间均存在线性相关，对红土脱硅富铝和化学淋蚀程度具有一定指示意义。LOI值越大，脱硅富铝程度越强。（3）SiO2／Al2O3和SiO2／ReO3较好地指示了TX剖面从网纹红土至均质红土风化强度渐弱的趋势，TiO2一Al2O3、TiO2-Fe2O3、TiO2-SiO2、AlO3～K2O等元素对协变分析也得出了同样的结论，网纹红土风化程度较均质红土更强。（4）以zr为参比的元素剖面迁移特征表明，Fe2O3、Al2O3沿剖面向下呈相对富集态势，SiO2则相反，呈亏损态势；Na、P沿剖面均呈迁出特征，K、Mg、Ca呈波动式迁出，个别层段有轻微言集；Mn沿剖面向下呈亏损态势，与铁呈反向变化；Ti相对于Zr的迁移虽有波动但迁移量最小。τj.w系数总体上也反映TX剖面从上至下脱磕富铝化程度增强的趋势。     

渭河盆地末次冰盛期以来沉积环境变化研究

研究过去气候快速变化能为当前极端气候分析和未来环境预测提供自然背景理解。亚洲季风在北半球乃至全球的第四纪气候变化中扮演着重要角色,其演化是全球气候变化背景下的典型区域响应。然而,不同地质载体及不同指标所记录的亚洲冬、夏季风变化存在着较大差异,产生差异的原因及受到的动力机制是值得深入研究的科学问题。渭河盆地位于黄土高原和古三门湖沉积交叠的区域,是研究第四纪亚洲季风演化的理想场所。在盆地西南部西安市户县和长安县获取了两个黄土沉积钻孔,户县ZZC孔长4 m,长安县XFC孔长3 m,两孔的年代均超过25 ka。通过两钻孔的粒度和元素地球化学等代用指标研究,对比分析不同指标对气候变化的敏感度差异,反演了末次冰盛期（LGM）以来的区域沉积环境变化,并尝试探讨该时期发生的气候突变事件及反映的季风强度变化。结果表明,两钻孔的平均粒径从LGM到中全新世逐渐变细,中全新世之后少许变粗,空间上表现出一致性,总体反映了末次冰盛期以来的冬季风强度演化;Ca/Ti反映了与季风降水相关的淋溶强度,从LGM到全新世暖期夏季风逐渐减弱,并记录了若干次气候快速变化。粒度和元素比值变化表明,渭河盆地沉积良好地记录了末次冰盛期至全新世的大幅冷干-暖湿波动及若干次持续时间较短的快速水文变化事件,主要是受到太阳辐射和冰量等因素调控的影响。由于渭河盆地有上千米的新生代沉积,未来开展高分辨率研究有望揭示不同时间尺度季风变化特征及其与区域和全球变化的联系。

     

三峡消落带土壤-植物-微生物作用下的氮循环关键过程研究进展

流域氮污染问题是世界面临的共同难题,大型水利水电工程极大地改变了流域氮循环过程。三峡水库作为我国重要的优质淡水资源库,却面临着支流水华频繁暴发的水安全问题。如何有效削减氮污染并维持水库消落带生态系统的稳定性,是三峡水库生态安全运行中亟待解决的实际问题。水库消落带作为邻近水体的“生物地球化学循环热区”,在营养元素循环、面源污染截留、温室气体排放等过程中扮演着重要角色。随着生物信息学、分子生物学等新型研究手段在环境研究中广泛应用,氮循环过程与机理得到了更微观的诠释,氮循环功能微生物的多样性和生态位分化等方面的研究也取得了突出成果。本文基于对三峡水库消落带土壤-植物-微生物作用下的氮循环关键过程所开展的最新研究,结合消落带水陆交错的特殊环境条件,综述水库消落带中氮循环的关键过程和机理,分析水库消落带对流域水环境和温室气体排放的潜在影响,并对未来消落带亟待解决的问题做了进一步展望,以期为大型水库消落带生态系统的综合管理提供科学支撑。     

Dissolved inorganic carbon isotopes of a typical alpine river on the Tibetan Plateau revealing carbon sources,wetland effect and river recharge

The Nyangqu River, the largest right bank tributary of the Yarlung Zangbo River in the Qinghai–Tibet Plateau, was representative of an alpine riverine carbon cycle experiencing climate change. In this study, dissolved inorganic carbon (DIC) spatial and seasonal variations, as well as their carbon isotopic compositions (δ¹³C_DIC) in river water and groundwater were systematically investigated to provide constraints on DIC sources, recharge and cycling. Significant changes in the δ¹³C_DIC values (from −2.9‰ to −23.4‰) of the water samples were considered to be the result of different contributions of two dominant DIC origins: soil CO₂ dissolution and carbonate weathering. Three types of rock weathering (dissolution of carbonate minerals by H₂CO₃ and H₂SO₄, and silicate dissolution by H₂CO₃) were found to control the DIC input into the riverine system. In DIC cycling, groundwater played a significant role in delivering DIC to the surface water, and DIC supply from tributaries to the main stream increased from the dry season to the wet season. Notably, the depleted δ¹³C_DIC ‘peak’ around the 88.9° longitude, especially in the September groundwater samples, indicated the presence of ‘special’ DIC, which was attributed to the oxidation of methane from the Jiangsa wetland located nearby. This wetland could provide large amounts of soil organic matter available for bacterial degradation, producing ¹³C-depleted methane. Our study provided insights regarding the role of wetlands in riverine carbon cycles and highlighted the contribution of groundwater to alpine riverine DIC cycles.