祁连山老虎沟12号冰川积雪中飞灰颗粒物的特征

冰川积雪中的飞灰颗粒物可指示由大气沉降的人类活动污染物.本研究基于2012年6月在青藏高原东北缘的祁连山老虎沟12号冰川夏季野外观测取样、实验室扫描电子显微镜与X射线能谱仪联用系统(SEM-EDX)分析了积雪粉尘中球形颗粒物的特征信息,以弄清冰川区沉降的球形飞灰颗粒物的理化特征及其环境意义.结果表明,在所选取的雪层不同深度的9个积雪样品中,都存在着一定数量的飞灰颗粒,这些颗粒物通常是人类生产活动中的化石燃料高温燃烧所形成的.基于EDX能谱分析了飞灰颗粒物的化学元素成分组成,认为沉积在祁连山冰川积雪中的飞灰主要分为3种类型,分别为"富Si类"、"富Fe类"和"富Ti类"颗粒物.总体上,"富Si类"和"富Fe类"颗粒占了球形飞灰颗粒的绝大部分.这些不同组分的飞灰代表了污染物的不同生产活动来源,其平均粒径要相对大于雪层中自然来源的所有矿物粉尘颗粒物,反映了大气传输远距离中密度对粉尘颗粒的重要性.结合NOAA Hysplit气团后向传输轨迹分析认为,中亚地区和我国新疆地区城市、及研究区周边的工业燃烧物通过大气传输是祁连山老虎沟12号冰川积雪中飞灰颗粒的主要可能来源.     

河西走廊西部夏季降水发生概率时空变化的隐马尔科夫模型分析

使用隐马尔科夫模型分析了河西走廊西部地区5个站点1955—2013年共59年的夏季逐日降水数据。结果表明4个隐状态能较好地描述研究区域的夏季日降水发生模式,状态1与2描述的区域环流特征区分了地理位置对日降水模式的影响,状态3与4表征了大尺度大气环流模式下5个站点同时下雨或都不下雨的情形。5个站点的日降水模式存在显著性的区域差异,日降水发生概率呈由东向西逐渐减小的趋势。隐状态的年际变化分析表明,所有站点(包括西部站点)的降水发生概率都存在增加趋势,东部站点湿润而西部站点干燥的情景呈显著性减少趋势,这可能与全球变暖导致的夏季风北移使该区域不同站点降水模式趋于一致有关,其原因有待进一步研究。     

基于两种样品前处理方法对比研究小冬克玛底冰川雪坑中痕量元素

通过对唐古拉山小冬克玛底冰川雪坑中非季风季节沉积的雪样分别进行酸化处理和消解处理后,利用高分辨扇形磁场等离子体质谱仪(ICP-SFMS)测试了样品中19种痕量元素(Ba、U、Sr、Rb、Tl、Mo、Cs、Pb、Sb、V、Cr、Mn、Fe、Co、Al、Cu、Ti、Li、As)的酸化浓度和总浓度.研究结果表明,痕量元素浓度的变化范围较大,元素Al的最大/最小浓度比为326(酸化浓度)和465(总浓度),元素Pb相应比值为27和48.雪冰中痕量元素的总浓度一般大于该元素的酸化浓度,其中,元素Pb、Fe、Sb、Ba、Al、Ti的酸化浓度占总浓度的平均比值分别为91%、76%、60%、52%、33%和21%.一般地,样品中不溶微粒含量越大,酸化浓度占总浓度的比值越小;不溶微粒含量越小,则相反.对痕量元素的富集系数(EF)分析表明,各元素总浓度EF均值小于酸化浓度EF均值,揭示了用酸化浓度计算EF存在对痕量元素人为来源影响的高估.人类排放是小冬克玛底冰川中痕量元素的来源之一,对于元素Mo和Sb,人类排放估计是主要来源.利用后向轨迹模型模拟出小冬克玛底冰川雪冰中痕量元素在非季风季节主要来源于青藏高原西部及中亚中东地区.     

近52a天山乌鲁木齐河源1号冰川平衡线高度及其与气候变化关系研究

论文以天山乌鲁木齐河源1号冰川1958/1959—2009/2010年平衡线高度观测资料为基础,研究了平衡线高度及其与气候变化的关系。结果表明,在研究时段内,平衡线高度变化分为正常波动、缓慢下降、迅速上升三个阶段,变化范围介于3 948~4 484 m,多年平均为4 067 m,总体呈普遍上升趋势,总计上升了90 m,且在2009/2010年超过了冰川的上界,意味着该年度冰川全部处于消融状态。积累区比率作为平衡线高度变化的一个重要指标,在这一时期内也呈现明显的下降趋势,下降了约17%。物质平衡与平衡线高度具有显著的负相关性,物质平衡减小100 mm,平衡线高度将上升17 m。冰川处于稳定状态时的平衡线高度,即零平衡高度ELA0为4 018 m。平衡线高度随纯消融量的增加而升高,纯消融量增加10×104m3,平衡线高度上升14 m。平衡线高度对气候变化的敏感性研究表明,如果夏季平均气温升高1℃,则平衡线高度将上升约82 m,如果年降水量增加100 mm,则平衡线高度将下降约41 m,且夏季气温是影响冰川平衡线高度变化的主导气候因素。     

兰州城区大气PM2.5污染特征及来源解析

为探究兰州城区PM_(2.5)的污染特征及其来源,分别在兰州市城关区和西固区设置PM_(2.5)采样点,于2013年10月(非采暖期)和12月(采暖期)采集样品并进行分析,得到了PM_(2.5)及其16种化学组成的质量浓度.结果表明,兰州城区PM_(2.5)污染水平较高,平均质量浓度为129μg·m~(-3).样品无机元素平均质量浓度为:SCaFeAlMgPbZnMnTiCu,其中S、Ca、Fe、Al的质量浓度在1μg·m~(-3)以上,是主要元素组分;样品各无机元素质量浓度表现为采暖期高于非采暖期,城关区高于西固区.样品水溶性离子平均质量浓度为:SO~(2-)_4NO~-_3NH~+_4Cl~-K~+Na~+,其中SO~(2-)_4、NO~-_3、NH~+_4的质量浓度在10μg·m~(-3)以上,是主要离子组分;样品各水溶性离子质量浓度表现为采暖期高于非采暖期,西固区高于城关区.富集因子(EF)分析结果表明,元素Al、Ca、Mg、Ti的EF值均小于1以自然来源为主;元素Cu、Pb、S、Zn的EF值显著大于10,表明这4种元素在PM_(2.5)中高度富集,且主要源于人为活动造成的污染.主成分分析结果表明,交通排放源、生物质燃烧源、土壤源和二次粒子对兰州城区大气PM_(2.5)贡献显著.     

东天山乌鲁木齐河源1号冰川雪冰中痕量元素揭示的大气污染信息

为认识东天山乌鲁木齐河源1号冰川地区大气中痕量元素的组成特征和污染信息,利用高分辨电感耦合等离子体质谱仪对2008年10月采自乌鲁木齐河源1号冰川雪坑中24个样品中可溶性痕量元素Al、Ba、Co、Cr、Cu、Li、Ni、Sb、Sr、U、V、Fe、Cd、Zn和Pb的浓度进行了测试和研究.结果表明,痕量元素的浓度最大值和最...     

元阳梯田水源区土壤水氢氧同位素特征

稳定同位素技术为土壤水的运移研究提供了一种全新的研究手段.通过对元阳梯田水源区降水及其4种典型植被类型(乔木林、灌木林、荒草地和无林地)下0~100 cm剖面土壤水进行采样和氢氧稳定同位素的分析测定,研究了该区不同深度层次上土壤水的稳定同位素特征.结果表明,元阳梯田水源区的大气降水线方程为δD=6.838 4δ18O-5.692 1(R2=0.878 7,n=20),其斜率和截距均小于全球大气降水线.4种典型植被类型下的土壤水氢氧稳定同位素值均落于当地大气降水线下侧,且其表层土壤剖面上的同位素值波动变化幅度较大.随着土层深度的增加,δ18O值的波动变化越来越小,尤其以80~100 cm土层体现的最为明显.乔木林和荒草地两种林分类型整体上深层土壤水中的δ18O值要偏高于表层土壤,而灌木林和无林地则恰恰相反.     

不同消费模式下虚拟水消费比较

水资源是产品生产的基本、必要的投入,不同的产品消费模式对水资源剥用有着很大的影响,分析和度量这种影响作用对于水资源的可持续利用及可持续消费模式的构建等都有着重要的意义.以甘肃省1992-2005年虚拟水消费量为例,分析消费模式对虚拟水消费量的影响作用之后,通过设定3种消费模式调整方案,并分别核算和比较了3种调整方案的虚拟水节约情况.研究结果表明:在这14年中人均虚拟水消费量在减少,与1992年相比,2005年人均消费量减少了43%;消费项目中粮食产品虚拟水消费量减少最显著,而奶类增加幅度最大;人口数据对环境影响有放大的作用,控制虚拟水人均消费量是减少虚拟水消费的关键所在;以产品链中位置低的产晶替代位置高的产品,可以减少当前消费模式下的虚拟水消费量.     

重金属元素在冻土与融土中迁移的对比试验

随着寒区经济的发展,冻土地区的矿山开采活动不断加剧,随之产生的重金属污染问题也越来越严重.冻土地区生态环境脆弱,一旦受到破坏就很难恢复.针对此问题,室内模拟了尾矿矿渣在冻土与融土中的填埋及其对填埋场周边土体的影响,通过检测填埋场各处土壤的温度、含水量以及重金属元素的含量,发现温度和水分对重金属元素的迁移影响很大.土壤温度越低,重金属元素的迁移越慢;在温度梯度的作用下,重金属元素均随着水分从土体的暖端向冷端迁徙并聚集于冻结锋面.重金属元素在冻土中的迁移比融土中慢,表明冻土环境不利于重金属元素的迁移.在土壤质地、温度和含水量等相同的情况下,Zn的迁移性较强,Pb和Cu的迁移性相对较弱.     

腾格里沙漠东南缘不同生境白刺（Nitraria）灌丛沙堆的空间分布格局

运用地统计学和数量生态学方法,从维持天然白刺灌丛稳定性和持久生态效益角度出发,对腾格里沙漠东南缘不同生境白刺灌丛沙堆的空间异质性进行了研究,分析了不同生境白刺固沙生态效益.结果表明,生境地下水埋深和白刺植株发育状况的差异直接影响了白刺耐沙埋的能力,间接地影响了白刺沙堆的固沙效应.湖盆低地白刺种群的植株盖度、密度和生物量显著高于山前冲积扇区(p<0.01),植株高度则相反,且无显著差异(p>0.05).湖盆低地的半固定生境沙堆高度平均为1.20m,单个沙堆积沙体积平均为88.19m3,固定生境的山前冲积扇沙堆高度平均为1.14m,单个沙堆积沙体积平均为33.16m3.不同生境条件下,白刺沙堆的斑块大小和分布存在明显差异(p<0.01).湖盆低地的白刺灌丛沙堆趋向于大斑块、小密度,空间自相关距离较长,而山前冲积扇区相反.湖盆低地由自相关因素引起的沙堆大小和积沙体积空间异质性占主要部分,分别体现在1.2～84m和1.2～505m尺度:而山前冲积扇的随机因素引起的沙堆大小和积沙体积空间异质性占到100%,在100m以下尺度该区白刺灌丛沙堆大小和积沙体积具有恒定的变异,其空间分布格局在这个尺度无规律体现呈随机分布.