长江中游网湖沉积物重金属元素变化特征分析

在放射性核素137Cs和210Pb精确计年的基础上,建立了长江中游网湖近代沉积物年代序列。通过对沉积物中金属元素含量和粒度的测定,结合相关的文献资料,分析了100多年来网湖沉积物中重金属元素的垂直分布特征、物源变化,以及自然因素和人类活动对其的影响,最后采用地累积指数法和潜在生态危害指数法进行了重金属污染评价。研究结果表明：  20世纪50年代以前,人类活动对重金属元素沉积影响不大,重金属元素含量低于或接近参考的背景值,主要表现为自然沉积。其中1920～1950年间,流域高频率的洪灾使网湖沉积物中粘土物质减少,战乱和血吸虫病造成阳新县工农业生产衰退,人口急剧下降,受此影响沉积物中重金属含量出现了一段低谷。50年代以后,随着人口的增长、经济的速猛发展,尤其是矿产开发和大规模的水利工程建设,流域水土流失加重,大量陆源物质进入湖泊,使Cu,Ti,Mn,Zn,Co,Fe和Pb含量增加。重金属污染评价结果表明：  100多年来网湖总体上污染较轻,主要污染元素为Pb;   Cu和Zn在60年代后出现轻度污染;   Mn在沉积物表层出现轻度污染。目前,网湖RI=40.83,生态风险较小,但作为水生生物的养殖基地,中国重要的湿地保护区,其重金属污染问题应引起有关方面的关注,以防患于未然。     

发展地球科学, 推进人与自然和谐发展

从界定自然的定义出发,论述了人与自然和谐发展是历史的必然,以及做到和谐发展的主要标志。指出对人类来说地球是最大的自然,并列举了人地关系存在的严重不和谐事例。笔者在分析的基础上,从宏观战略层面提出了实现人地和谐应做的努力:①树立地球科学新思维。②改造人的世界观,尊重自然,做到三态平衡。③与时俱进,用科学的发展观审视过去,策划未来。     

人类牙齿表面痕迹与人类生存适应及行为特征——湖北郧西黄龙洞更新世晚期人类牙齿使用痕迹

人类为获取食物和满足其他需求而使用牙齿从事的各类非咀嚼性活动在牙齿表面形成使用痕迹。牙齿使用痕迹与古人类的行为特征关系密切,记录了丰富的古人类生存环境、食物构成、获取食物的方式、行为模式及生活习俗等方面的信息。对黄龙洞更新世晚期人类牙齿的观察发现:黄龙洞人类前部牙齿表面具有釉质破损与崩裂、齿冠唇面破损、齿间邻接面沟3种类型的使用痕迹。根据这些牙齿使用痕迹的分布和表现特点,推测生活在黄龙洞的更新世晚期人类经常使用前部牙齿从事啃咬、叼衔、或剥离坚韧的食物或非食物物品等活动,并可能将前部牙齿作为工具使用;齿间邻接面沟提示当时人类经常从事剔牙活动。结合已经在黄龙洞发现的其他人类活动证据,我们认为当时人类可能从事狩猎活动,食物构成中包含有较多的肉类及粗纤维植物。     

中国早期人类分布的环境制约因素探讨

在环境因素起制约作用的背景下,随着中国古人类演化与生存能力的进步,其数量和空间分布在不同时间段呈现出不同的特征。为了更好地了解中国早期人类的时空分布特征,本研究以中国境内已发表的2110处旧石器遗址的坐标和年代信息为基础,采用统计学和空间分析的方法,对遗址的时间分布进行以蒙特卡洛模拟为基础的时间不定性模拟,对遗址的空间分布进行核密度估计和聚类分析;同时,利用环境空间数据集中的海拔、水源、气温和降水信息,对不同时期内各个遗址所在地的环境条件进行统计分析。研究结果表明,在旧石器时代,随着时间的发展,中国境内的遗址数量不断增多,分布范围也逐渐从中部、南部和东部地区向条件较恶劣的北部和西部扩张。其中,600 ka和57 ka为这一变化的两个关键时间点,600 ka之前遗址数量较少,分布也较为局限;在600 ka至57 ka之间,遗址数量缓慢增加,分布范围也在季风区内逐渐扩大;57 ka之后,遗址数量迅速增长,分布遍布中国境内的大部分地区。本文所梳理的中国境内旧石器遗址整体时空分布特征,为进一步解读中国早期人类的环境适应能力,特别是古人类的体质演化和技术进步的环境驱动机制提供参考。

     

松嫩平原中南部黑土氮流失程度及分布特征研究

对松嫩平原中南部黑土区20世纪80年代以及目前土壤中氮含量数据资料分析结果显示,近40年来研究区土壤氮的流失率达到5.02%.总体上呈现出土壤氮含量丰富-较丰富的一级、二级土地面积大量减少,而土壤中氮含量中等-缺乏的三级、四级和五级土地面积逐渐增大.对研究区不同土地利用方式土壤氮含量变化特征统计结果显示,研究区人为活动影响较强的水田和旱田两种主要土地利用方式土壤中氮含量丰富区的土地所占面积比例分别减少了20.9和6.1个百分点;人为活动影响相对较弱的沼泽湿地、草地和林地3种土地利用方式土壤氮含量丰富区的面积有所增加.对不同行政区市县土壤氮含量变化特征空间分析结果表明,研究区有6个市县土壤氮流失达到重度程度,建议作为黑土氮流失治理的重点地区;有8个市县（区）土壤氮流失达到中度程度,应作为土壤氮流失防与治兼顾的重点地区.     

Mapping landscape evolution in 3D: Climate change,natural hazard and human settlements across the 1618 Piuro landslide in the Italian Central Alps

Natural and anthropogenic mountain landscapes coevolve responding on different temporal scales to climate changes and geodynamics by a series of increments that cause the dynamic association of morphological stabilization surfaces, stratigraphic units and landforms. Understanding the incremental history of palimpsest landscapes helps to recognize and forecast the effects of climate change on the sensitive mountain environments, contributes to archaeological and historical reconstruction and supports management strategies for natural risks prevention and mitigation. The Italian Bregaglia Valley provides an excellent site to unravel the recent/historical increments of evolution of landforms and human settlement, permitting to map the paleo-digital terrain models (DTMs) corresponding to the relevant landscape turning points. After the last de-glaciation, two large-scale landslides reshaped the valley floor, both predisposed by deep-seated gravitational slope deformations and one surely triggered by intense rainfalls. The most recent and impacting event buried in 1618 the rich border town of Piuro, the ancient one occurred in the same area at least 1.5 ka before. Combining stratigraphic, geomorphological, topographic, archaeological and historical data, we drew the paleo-DTMs of the pre- and post-1618 settings of Piuro, sketching the landscape evolution. Since two millennia, human settlements took advantage of the decadal to secular most stable surfaces, represented by the inactive lobes of debris-flow fans, the highest trunk river terraces and the top of humps formed by the ancient landslide body in the valley centre. Stratigraphic relationships, archaeological findings and age determinations show that both landslides diverted the trunk river and covered the existing fan lobes. On a secular timescale, fan progradation and trunk river terracing buried and reworked both the landslide bodies. The paleo-DTMs show their original areal extent and permit to compute their volume and to sketch the setting of the buried Piuro settlements, drawing the changes of the Mera trunk river course and the chronology of activity of the lateral debris-flow fan lobes.     

近30年来江苏海岸带NPP和LST的时空变化及影响因素

近30年来,复杂的气候变化与剧烈的人类活动造成江苏省海岸带生态演变剧烈,且呈现显著的空间异质性。植被净初级生产力（NPP）和地表温度（LST）是生态系统的2个关键参数,通过将1990—2020年Landsat遥感影像与CASA计算模型和相关性分析等方法结合,分析了江苏海岸带NPP和LST的时空变化及影响因素,结果表明：①由于人类对沿海滩涂资源的利用以及养殖业的发展等,江苏海岸带范围随岸线不断变化,岸线逐步向海推进,且南部向海推进范围大于北部。②近30年来,江苏海岸带NPP和LST呈现出显著的时空异质性特征。时间上1990、2000、2010、2020年代的NPP月均值分别为102.88、88.23、156.62、98.90 g C·m−2,呈现下降－上升－下降趋势,而LST月均值分别为32.6、31.7、28.3、37.6 ℃,呈现先下降后上升的趋势。空间上,NPP与LST在江苏海岸带南北分布呈现出一定差异性。③地表覆盖类型是影响江苏海岸带NPP和LST时空异质性的主要因素。林地的NPP最高,养殖池塘NPP最低;人工建筑的LST值最高,湿地、水域与养殖池塘的LST值相对较低。此外,随着气温升高,NPP和LST有逐渐上升的趋势,而植被覆盖度的升高则导致NPP上升和LST下降。     

人类活动对珠江伶仃洋余环流结构的影响研究：以洪季小潮为例

近20 a来,受高强度人类活动影响,珠江伶仃洋滩槽已发生远超自然过程的异变,其河口动力结构必然发生响应,影响物质输运过程。本研究利用三维水动力数值模型,探讨了伶仃洋河口小潮期余环流结构的变化特征及原因。结果表明：近20 a来伶仃洋底层余流强度提高,沿深槽上溯时向中滩偏转,易引起泥沙汇聚于此。中滩存在表层向西,底层向东的横向余环流结构,主要由非线性对流项和科氏力项驱动。中滩大规模采砂后引起对流项变化,造成余环流结构东移,表、底层余流增强,可加快表底层物质交换。西槽内存在表层向海、底层向陆的纵向余环流结构,主要由正压和斜压梯度力驱动。受浚深影响,向陆斜压梯度力和非线性对流项均增强,引起表层余流减小22%,而底层增大24%,这将削弱小潮期西槽内水体交换能力,即减慢物质输出,易造成西槽淤积、水环境恶化等影响。研究成果对研究人类活动干扰下的河口余环流结构及物质输运响应具有一定借鉴意义。     

Physical controls and regional pattern similarities of precipitation and flow duration curves using the three-parameter gamma distribution

The flow duration curve (FDC) is the cumulative distribution function, which represents the relationship between the frequency and magnitude of streamflow, and the precipitation duration curves (PDC) follows the same principle. Nowadays, the correlation between the shape of PDC and FDCs, their respective physical control factors including human activities, and their fitting conditions in unmeasured catchments across China have not been fully understood. In this paper, daily precipitation and streamflow data with 30 years records from 224 hydrological stations in the middle and lower Yangtze River basin were chosen to fit PDC and FDCs through gamma distribution. Framework was proposed for modelling FDCs to analyse the relationship, similarity, regional patterns and response mechanism of fitting parameters between PDC and FDCs, dividing the streamflow time series into fast and base flow and stations into three categories in consideration of human activities to attribute the shapes of PDC and FDCs to catchment meteorological and geographical characteristics and physical processes under natural conditions. Results indicate that the parameters of PDC and certain FDCs (TFDC, FFDC, SFDC) share similar spatial patterns but vary for the different duration and interactions of the processes. The climate and catchment characteristics such as extreme properties of precipitation, base flow index (BFI), P_max*α_p and concentration ratio index (CIM) will influence the shape of PDC and FDCs. The relationship between BFI and SFDC/TFDC can be better reflected in “Regulated watersheds”, while CIM/P_max*α_p and PDC/FFDC in “watersheds in the mainstream” are more related. This paper provides a deeper understanding and more accurate way of the application of these parameters in describing and predicting hydrological processes and estimation of PDC and FDCs in unmeasured catchments, and can be applied to more future research about processes based on catchment rainfall-runoff responses and physical controls.     

江苏连云港藤花落遗址孢粉记录研究

对江苏连云港藤花落遗址两个剖面的55个样品进行孢粉分析,对比Rb/Sr,结果表明：1）龙山文化出现之前,银杏科、胡桃科、榆属、常绿栎属、桑属百分含量高,松属、云杉属少,莎草科含量很高,藜、蒿花粉含量很低,植被特征以落叶阔叶树为主。2）龙山文化早期,木本花粉含量逐渐降低直至处于低谷期,草本花粉逐渐占主导。胡桃、枫杨、落叶栎、桑等阔叶树数量显著减少,松的数量显著增加,草本花粉中藜科、蒿属含量少,莎草科、香蒲属数量仍较高,此时植被特征为含少量针叶树种的落叶阔叶林,林下草本植物繁盛。Rb/Sr较低,推测该阶段可能存在显著的降温;草本花粉中,禾本科花粉占主导地位,说明人类活动影响显著;木本花粉百分含量、Rb/Sr变化波动较大,可能存在气候突变事件。3）在龙山文化之间的自然沉积层,乔木和灌木数量增加,草本数量减少,木本植物占优势。落叶栎、栗、榆、桑含量高,出现常绿栎,莎草科数量很低,水龙骨数量多,此时为含常绿树种的落叶阔叶树为主的植被特征。4）龙山文化晚期,木本植物占优势。在乔木和灌木植物中,榆属、常绿栎属、落叶栎属、枫杨属数量较高,含少量的银杏科、松属;草本植物中,藜科、蒿属植物数量少,莎草科植物含量高,反映了含常绿成分的亚热带落叶阔叶林景观,此时,Rb/Sr值较高,因此推测此时的气候较温暖湿润。5）藤花落遗址地层记录了4500~4000aB.P. 植被与气候环境信息,响应于中国东部季风区中晚全新世转型期间由暖湿转向温凉干燥的气候环境变化特点。