汉江辽瓦店全新世黄土-古土壤序列风化过程及古洪水事件记录

对汉江上游谷地包含古洪水滞流沉积层的辽瓦店(LWD)全新世黄土-古土壤剖面的常量元素含量、粘粒含量、磁化率和Rb/Sr比值等指标进行了对比分析。结果发现:在LWD剖面的风化成壤过程中,元素Na、Mg和Al表现为较强烈的迁移淋失,虽然元素K、Fe和Ca有一定程度的迁移淋失,但比较微弱,呈现NaMgAlKFeCaSi的迁移序列;磁化率、Rb/Sr、CIA值、钾纳比(K2O/N2O)和淋溶系数的分布随地层的变化而同步变化。上述变化指示古土壤S0形成时期,气候温暖湿润,成壤作用强烈,马兰黄土L1堆积时期气候寒冷干旱,风化成壤作用最弱,黄土L0堆积时期气候有所好转,风化成壤作用强于马兰黄土堆积时期,但弱于古土壤形成时期。古土壤S0形成的全新世中期可能出现过一次较为暖湿的次级环境变化,在剖面中上部夹有一层古洪水滞流沉积层(SWD),呈灰白色(10YR6/1),为十分均匀的细粉砂,与上下相邻地层呈突变接触关系且界线清晰,向垂直河岸方向快速尖灭,是一次剧烈的气候突变事件的产物。     

汉江上游前坊村黄土剖面化学风化程度及其环境意义

通过对郧县前坊村黄土剖面常量元素及相关参数分析,采用Al为标准的变化率参数计算。结果表明：(1)古土壤S0形成时期，土壤磁化率、粘粒成分、CIA值较典型黄土L1高，Na/K值低于典型黄土L1。这表明古土壤形成时期，气候温暖湿润，土壤风化淋溶较强,反映了较强的成壤过程，在黄土堆积时期气候相对干冷，沙尘暴频繁出现，土壤的成壤作用较弱；(2)碳酸盐含量的剧烈变化是影响黄土元素分布特征很重要的因素，其中,一些元素如Mn和Fe在剖面中的含量较高，主要是碳酸盐被强烈淋溶造成的相对富集；(3)前坊村剖面中，常量元素风化成土过程中，Na、Ca、Mg、K、Si和Ti在古土壤S0为主要迁移元素，其迁移顺序为：Na>Ca>Mg>K>Si>Ti；Mn和Fe表现的轻微富集；常量元素的迁移特征指示了汉江上游谷地黄土已经完成初级的脱Ca、Na阶段，应进入了早期去K的中等风化阶段     

汉江上游风成谷地黄土的重矿物组成特征及意义

汉江流域位于黄土高原南侧,属中国南北气候的过渡区域,其重矿物组成对区域沉积物物质来源与演化研究具有重要意义。运用强磁选、重液分离法等技术手段将汉江上游谷地黄土沉积物中的重矿物提取出来,在双目显微镜和偏光显微镜下测定其含量和特征。结果表明:(1)汉江黄土重矿物有22种,其中角闪石、磁铁矿、钛铁矿等矿物为优势矿物,占重矿物总量的60%以上;稳定矿物约占重矿物总量的47.95%,是汉江黄土最主要的矿物组合。(2)典型黄土和古土壤中重矿物种类相同,但含量有一定差异,马兰黄土(L1)相较古土壤(S0)不稳定矿物含量较高,稳定矿物含量较低;(3)汉江黄土与北侧黄土高原黄土相比重矿物种类相似,稳定性组合分布一致,但汉江黄土稳定性矿物含量较高,不稳定性矿物含量较低。这些特征说明:(1)汉江上游地区古土壤和黄土物质来源一致,古土壤S0在物质组成上继承了黄土,是黄土高度风化的产物;(2)汉江谷地黄土和黄土高原风成黄土两者的物源区一致,但汉江地区黄土受到较黄土高原地区强的风化成壤作用。     

长江中游砂山的磁组构特征及古气候环境意义

为了建立长江中游风成砂的磁组构识别标志,讨论磁组构参数与古气候、古环境之间的关系,对新近发现的江西九江新港砂山剖面进行了野外考察和磁化率定向样品的采集和测试,结果表明：①新港风成砂剖面中砂层和古土壤化的亚黏土层的磁组构参数值具有较大的不同,亚黏土层的磁化率（〖WTBX〗κ〖WTBZ〗）在剖面中表现为峰值（均值143.27（10-6SI））,各向异性度（〖WTBX〗P〖WTBZ〗）值却表现为曲线的较低值段。砂层却与亚黏土层相反,〖WTBX〗κ〖WTBZ〗值为谷值（均值为2181（10-6SI））,〖WTBX〗P〖WTBZ〗值总体为高值段,但波动较大。②在新港风成砂剖面中大多数亚黏土层样品的磁面理度（〖WTBX〗F〖WTBZ〗）值大于磁线理度（〖WTBX〗L〖WTBZ〗）,而砂层中只有部分样品的〖WTBX〗F值大于L〖WTBZ〗,说明亚黏土层的磁面理发育程度较砂层的要好。③相对于河流和湖泊沉积物（河流沉积物长轴的倾角一般小于10°,短轴的倾角大于80°）而言,新港剖面风成砂的磁化率量值椭球体的长轴的倾角较大（22°～24°）,短轴的倾角较小（45°～51°）。④新港剖面风成砂的磁基质颗粒度（〖WTBX〗q〖WTBZ〗）的平均值（0668 8）比长江中游河流沉积物的〖WTBX〗q〖WTBZ〗值（024）偏大,反映风成砂的分选较河流沉积物的要差。上述特点可作为长江中游水成和风成沉积物的磁组构识别标志。⑤在325～262 m的地层剖面中共有9层发育程度不同的古土壤化的亚黏土层,说明在这一期间气候不仅有9次由干冷向暖湿的转变,且每次变化的强度也有所不同。〖     

基于HEC-RAS模型的汉江上游旬阳西段超长尺度古水文演化重建

通过对汉江上游河谷开展广泛细致的野外考察,在汉江上游旬阳西段全新世黄土-土壤剖面发现四层典型的古洪水滞流沉积物。对于系统采集的样品,进行粒度成分、磁化率分析,从沉积学角度证明了它们是典型的古洪水滞流沉积物。这些古洪水滞流沉积层夹在全新世风成黄土-土壤地层序列中,其每一层古洪水滞流沉积物记录了一期古洪水事件。根据OSL测年数据,并结合考古年代学和典型剖面地层对比,确定了这四期古洪水事件分别发生在8 500~8 400 a B.P.、4 200~4 000 a B.P.、3 200~2 800 a B.P.和1 800~1 700 a B.P.。利用古洪水SWD尖灭点高程法,恢复了这四期古洪水洪峰水位,介于233.0~239.2 m之间;进而基于HEC-RAS模型重建了四期古洪水洪峰流量,介于26 500~46 800 m3/s之间。将古洪水研究成果加入后,得到了远超过实测洪水和历史洪水重现期的稀遇洪水的水文信息,延长了汉江上游安康-旬阳段流域洪水的数据序列至万年尺度,使洪峰流量-频率曲线的稀遇洪水部分有了点据控制,百年和千年一遇的洪水洪峰流量的计算由外延变为内插,提高了设计洪水的精度。并且通过古洪水水文计算得到,该河段万年一遇洪水洪峰流量为46 900 m~3/s,千年一遇洪水洪峰流量为37 800 m3/s,百年一遇洪水洪峰流量为28 900 m~3/s。这对于汉江上游水利工程、防洪工程和城镇建设的洪水设计提供了十分重要基础数据。     

汉江上游郧县段全新世特大洪水事件光释光测年研究

通过对汉江上游的野外考察,在湖北郧县段河谷发现了含有典型的古洪水滞流沉积物的全新世风成黄土土壤剖面。对该剖面采集样品,进行了沉积学分析,并且应用光释光技术中的单片再生剂量法（SAR）测定获得其OSL年龄,结合地层对比和文化层考古学断代,确定由古洪水滞流沉积层记录的特大洪水事件发生在距今1 800～1 700 a之间,对应于我国历史上的东汉至魏晋时期（A.D. 200～300）。通过与汉江上游地区、国内和世界各地的多种指标气候变化记录的对比分析,揭示出特大洪水事件发生在东汉至南北朝时期的气候恶化期。由于气候状态不稳定,降水变率大,致使严重地干旱和特大洪水皆有发生。该成果对我们深刻理解区域水文系统对于全球变化的响应规律具有重要意义     

苏南经济快速发展区土壤Cu形态含量影响因素定量分

以江苏省昆山市为典型区，定量研究几种因素对农田土壤Cu形态含量的影响。结果表明：1)土壤有效态Cu含量为837 mg/kg，土壤全Cu含量为27.43 mg/kg，土壤Cu的活化率为31.02%；2)土壤重金属Cu各形态含量相对大小为残渣态(13.82 mg/kg)＞有机质结合态(9.42 mg/kg)＞铁锰氧化物结合态(2.79 mg/kg)＞碳酸盐结合态(0.84 mg/kg)、可交换态(057 mg/kg)，残渣态含量明显高于其它形态，达47.83%，有机质结合态Cu含量也较高，占全量的36.09%；3)pH值是影响可交换态Cu含量的最主要因素，达极显著负相关水平。全Cu含量是影响碳酸盐结合态Cu含量、铁锰氧化物结合态Cu含量、有机质结合态Cu含量和残渣态Cu含量的最主要因素，达极显著正相关水平；4）全Cu含量是影响可交换态Cu含量的重要因素，达显著正相关水平。pH值是影响碳酸盐结合态含量的相对重要因素。CEC是影响铁锰氧化物结合态Cu含量的重要因素。有机质含量是影响有机质结合态Cu含量的重要因素，达极显著正相关水平。＜0.01 mm黏粒含量是影响残渣态Cu含量的重要因素.     

长江上游滇西北地区植物区系组成及物种多样性

长江上游滇西北地区是全球重要的生物多样性热点地区之一，也是长江流域重要的生态屏障。利用最新的文献数据，结合过去5 a的野外考察成果，分析了滇西北地区的植物区系组成及其物种多样性。研究结果表明：滇西北地区拥有种子植物6 559种，分属于205科，1 281属。滇西北地区以04%的国土面积，拥有我国种子植物科数的74%，属数的41%和物种数的20%。同时也以10%的土地面积，拥有云南地区种子植物科数的77%，属数的55%和物种数的43%。在热带区系组成方面，比重较大的分布区类型为泛热带分布(165%)和热带亚洲分布(122%)；在温带区系方面，北温带分布和东亚分布所占比重比较高，分别为193%和145%。热带区系成分与温带区系成分所占的比重非常接近，分别为47%和53%，表现出强烈的区系过渡性，这可能与地层抬升、板块漂移和温性植物类群的迁入有关。温带区系比重略高于热带区系，说明该区域的植物区系具有一定的温凉性质，这与滇西北地区相对温凉的气候环境是一致的。科的分化强度为63；属的分化强度为51。研究区域内丰富的植物多样性与其复杂的生境、强烈的区系过渡性和区系分化是一致的。滇西北地区可能是验证、发展各种生物多样性假说的理想场所。因此，滇西北地区的植物多样性不仅值得人们关注和保护，而且也值得研究和探索。与滇东北的药山自然保护区相比，滇西北地区拥有更高比重的热带亚洲成分，这可能与古南大陆的“掸邦 马来亚”板块的位移和旋转有关。滇西北地区与滇西南的铜壁关自然保护区在植物区系高级分区和系统进化的起源上具有一定的联系，在一定程度上证实了“田中线”的真实存在。联系滇西北地区植物区系与铜壁关自然保护区植物区系的节点可能是研究区域内的独龙江地区.     

Evidence for a warm and humid Mid-Holocene episode in the Aegean and northern Levantine Seas (Greece,NE Mediterranean)

Marine and terrestrial biological and biogeochemical proxies in three sediment cores from North and SE Aegean and northern Levantine Seas record continuous warm and humid conditions between 5.5 and 4.0 ka BP related to the establishment of relatively stratified conditions in the upper water column. These conditions may have resulted from the concordant albeit weak Mid-Holocene South Asian monsoon forcing, combined with lighter Etesian winds. During this interval, sea surface temperatures fluctuate in the Aegean Sea, although exhibiting a strong positive shift at ~4.8 ka BP. The warm and humid climatic conditions triggered upper water column stratification and enhancement of the deep chlorophyll maximum (DCM), leading to dysoxic conditions and the deposition of a sapropel-like layer, but only in the SE Aegean site. In contrast to the shallow water SE Aegean, the deeper North Aegean and the northern Levantine sites, although experiencing stratification in the upper parts of the water column, did not achieve bottom-water dysoxia. Thus, a top–bottom mechanism of stratification–DCM development accompanied by fast transport and burial of organic matter is a likely explanation for the preservation of productivity signal in the shallow sites of the SE Aegean and establishment of sapropelic conditions during the warm and humid Mid-Holocene. The termination of the Mid-Holocene warm and humid phase coincides with the “4.2 ka” climate event. Our data exhibit an N–S time transgressive aridification gradient around the Aegean Sea, most probably associated with the reorganization of the general atmospheric circulation during the Mid-Holocene.     

汉江上游郧县曲远河河口段全新世古洪水水文状态研究

对汉江上游河谷郧县曲远河河口剖面进行了沉积学、粒度、磁化率和烧失量的研究。结果表明：夹在古土壤中的灰白色沉积层是典型的古洪水滞流沉积物，记录了一次特大洪水事件，用地层对比法和OSL方法确定其发生时间为4 950~5 450 a B.P.。用古洪水SWD尖灭点法确定古洪水行洪水位高程为169 m，采用比降法恢复其洪峰流量为60 577 m3/s。根据2011年汉江上游洪水洪痕，用相同的方法对洪峰流量进行了反演，误差为-411％，说明用比降法恢复的古洪水洪峰流量是可靠的     

桂林毛村地下河水-气界面CO_2通量的变化特征及其影响因素

为揭示不同时间尺度下岩溶区地下河出口CO_2通量的变化特征及其影响因素,本研究采用静态浮游箱-气相色谱法对毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量开展季节性和连续48小时昼夜监测。结果显示:水-气界面CO_2交换通量具有明显的季节性和昼夜变化特征,并且均表现为由水体向大气释放CO_2,呈现出大气CO_2源的特征。在季节性尺度上,CO_2交换通量的变化范围为90.27～406.32 mg·(m~2·h)~(-1),平均值为253.50 mg·(m~2·h)~(-1)。CO_2交换通量的季节性特征表现为雨季大于旱季。在昼夜尺度上,CO_2交换通量的变化范围为46.8～244.45 mg·(m~2·h)~(-1),平均值为137.81 mg·(m~2·h)~(-1)。CO_2交换通量的昼夜性特征表现夜晚大于白天,最高值出现在凌晨0∶00和1∶00,最低值出现在下午14∶00和15∶00。由于毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量受到诸多因素的影响。通过相关分析表明,毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量在季节性尺度下的主控因素为岩溶水体中碳酸的平衡系统,但是在昼夜尺度下的主控因素为局地区域环境参数。     

上海春季近地面大气CO_2浓度空间分布特征及其影响因素分析

基于移动监测手段获取上海春季典型样带近地面CO2浓度监测数据,在明确近地面CO2浓度空间分布格局的基础上,分析了城市化水平以及土地利用类型对近地面CO2浓度的影响。结果表明上海市春季近地面CO2浓度空间分布呈现西高东低、北高南低的特征,空间异质性较为明显,市中心比郊区高出55.1μmol/mol(13.3%),存在着明显的城市"CO2"岛现象。城市化水平对于上海市近地面CO2浓度影响较为显著,总体上呈现随城市化水平上升而下降的趋势,距市中心距离每增加1km,CO2浓度下降1.56μmol/mol。上海市近地面CO2浓度与5km范围内下垫面土地利用类型相关性显著,其中近地面CO2浓度与林地以及建设用地覆盖率相关性最高,依次为-0.64和0.63。进一步分析表明近地面CO2浓度与土地利用类型的相关性在高度城市化以及城郊区域较高,在中低城市化水平区域较低。     

长江三角洲城市群PM_(2.5)时空演变及影响因素

科学识别PM_(2.5)的空间分异及其驱动因素,是实现区域空气污染治理的关键。以国测点日均PM_(2.5)浓度为数据来源,基于多种空间分析方法,研究长江三角洲城市群PM_(2.5)浓度的时空演变及影响因素。结果发现:(1)2013～2017年,长江三角洲城市群的PM_(2.5)年平均浓度,处于不断下降的趋势;城市间的差异,呈现逐渐减少的趋势。(2)一年中,12月份的PM_(2.5)浓度最高,8月份的PM_(2.5)浓度最低。1～12月,PM_(2.5)浓度先减后增。(3)2013年,PM_(2.5)高浓度区域主要分布在江苏省;2017年,PM_(2.5)高浓度区域主要分布在安徽省。5年间,PM_(2.5)浓度的空间重心,向安徽省转移72 km。(4)长江三角洲城市群PM_(2.5)浓度存在明显的空间自相关。存在PM_(2.5)浓度高-高值区、低-低值区"扎堆"现象,且集聚程度趋于增大。(5)影响PM_(2.5)浓度的因素包括了自然因素和社会因素。自然因素中,降雨与PM_(2.5)浓度显著相关。社会因素主要来自工业排放、交通排放和能源消耗。其中,能源消耗的影响程度最大,工业排放次之,交通排放最后。     

基于理性预期理论的大气污染经济成本评估

我国大气污染形势严峻,科学合理地评估大气污染的经济损失不仅有益于政策效益分析,同时是“绿色国民经济”核算的一项基础性工作。基于我国2013年2月到2018年7月的区县月度房屋交易数据和7种大气污染指标(AQI、SO₂、NO₂、CO、O₃、PM₁₀、PM_2.5)的浓度数据,运用特征价格模型实证量化大气污染物减少的边际支付意愿(MWTP)和总经济损失。首先通过改变理性预期的时间段验证理性预期假设的成立,在此基础上采用理性预期方法解决遗漏变量所导致的内生性问题。研究结果显示:①NO₂、CO、PM_2.5和PM₁₀每上升1μg/m³,房价分别降低约2.04%、0.028%、0.34%和0.39%;而SO₂与O₃对房价的影响并不显著。②近年来大气污染的经济损失有所降低,政府的治理效果显著,但仍不容小觑。2013年AQI、PM₁₀和PM_2.5未达标导致的经济损失分别约为35600亿元、19300亿元和24100亿元,约占当年GDP的6.06%、3.29%和4.11%;2018年分别降低至19200亿元、5300亿元和6700亿元,占当年GDP的2.14%、0.60%和0.74%。尽管PM₁₀和PM_2.5浓度也在逐年下降,但仍未达到《环境空气质量标准》所要求的二级限值。最终评估结果显示,PM₁₀和PM_2.5二者导致的经济损失的加总数值,与AQI得到的数值相差无异。进一步证实了我国当前大气污染导致的社会经济福利损失主要是来自PM₁₀和PM_2.5的超标,因此治理“雾霾”是改善当前空气质量的关键。     

基于地面监测数据的2013~2015年长三角地区PM2.5时空特征

近年来,长三角地区灰霾天气持续增多,空气细颗粒物污染问题日益突出。基于2013年1月至2015年5月长三角地区及周边缓冲区内共214个空气质量监测站点PM_2.5逐时监测数据,运用普通克里金插值方法,从年、季、月尺度上分析了PM_2.5的空间分布格局和时间动态变化。结果表明:(1)2 a来,长三角地区PM_2.5浓度空间分布明显呈现整体北部高南部低,局部地区略有突出的分布特征;长三角地区PM_2.5浓度年均值为57.08μg/m³;其中,江苏省PM_2.5的年均值为三省市最高,为65.84μg/m³;其次为上海市,年均值为53.87μg/m³;浙江省PM_2.5的年均值较小,为51.53μg/m³。(2)从季节尺度分析,长三角地区PM_2.5浓度变化表现出冬春季高,夏秋季低的变化趋势;这与区域内冬季风向来源、降水稀少、气象扩散条件差有着密切的关系; (3)长三角地区月浓度变化大致呈U形分布; 12月份PM_2.5浓度最高; 3月份以后, PM_2.5浓度开始呈逐步下降趋势;在5~9月份,区域PM_2.5处于"U"字的谷底,其中6月份夏收时期秸秆焚烧、气象等因素导致PM_2.5浓度有略微升高;进入10月份后迅速攀升,且11、12月份呈现持续升高态势。