大气沉降对川东北喀斯特河水中Mg、Ca、Sr和Ba的贡献

在受大气粉尘活动强烈影响的岩溶地区,大气输入对岩溶地表河水中的金属元素尤其是溶解态元素的影响还较少评估。选择位于秦岭山地、受大气粉尘活动强烈影响的川东北岩溶地区的诺水河,通过2011年7月至2014年6月河水中Mg、Ca、Sr和Ba等元素含量及其变化,结合当地大气沉降观测结果,分析了河水中这些元素的季节变化与影响因素,特别是大气输入对河水中这些金属元素的贡献。结果显示:(1)河水中Mg、Ca、Sr和Ba四种元素显示出明显的季节变化,大气降水稀释作用导致夏季河水中元素浓度值偏低,冬季稀释作用的减弱和粉尘活动加强可能导致河水中元素浓度值偏高;(2)河水中Mg、Ca、Sr和Ba四种元素来源于大气沉降的比例分别是3.1%、7.2%、21.3%和34.8%。这表明在川东北地区,大气沉降对喀斯特河水中部分金属元素如Sr和Ba存在显著影响。     

川东北大气沉降中水溶态重金属季节变化:自然和人为因素的影响

大气沉降地球化学研究对解释表生环境中元素地球化学行为具有重要意义.但以往对大气沉降地球化学的研究主要集中在城市或者受工业活动强烈影响的地区.本研究选择地处偏远、无明显工业活动影响的川东北地区,于2011年8月—2014年7月采集大气沉降样品,对其中水溶态重金属元素Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Cd和Pb进行了研究.结果表明,这些重金属元素的年平均沉降通量最大的为Zn,158μg·(10~2cm~2·a)~(-1),最小的为Ga,0.06μg·(10~2cm~2·a)~(-1),相差达到4个数量级.相对于我国城镇地区或受工业活动影响的偏远地区,川东北地区重金属元素沉降通量较低.总体上Co和Ni的沉降通量在冬-春季节较高,可能与这些季节的大气粉尘活动有关,Ga、Pb、Cr、Cd、Zn、As等则一般在夏季沉降通量较高,可能与降水增加和旅游旺季的人类活动加强有关.2012年12月—2013年9月的当地道路改建工程导致了重金属元素沉降通量的明显提高.     

太阳活动和ENSO控制南岭东部有效降水变化

在我国东南地区,器测时代之前的气候环境变化是否与ENSO活动有关还未见报道.本文在210Pb定年基础上,重建了南岭东部过去150 a(分辨率1.86 a)的石笋δ18O记录.对比器测指标,发现该石笋δ18O记录与当地有效降水变化密切相关,并以此重建了南岭东部地区过去150 a有效降水变化历史.南岭东部有效降水变化与ENSO活动密切相关,El Ni?o态对应有效降水增加和石笋δ18O变轻,La Ni?a态对应有效降水减少和石笋δ18O变重.有效降水变化长期趋势受到太阳活动控制,太阳活动减弱时南岭东部有效降水增加,反之亦然.ENSO和太阳活动变化引起的雨带位置和西北太平洋副热带高压变化主导了南岭东部有效降水的变化.本研究结果表明,石笋可能成为研究这一地区ENSO影响下年际—年代际尺度上降水变化的有力工具.     

川东北石笋记录的600 a前干旱事件

通过分析川东北狮子洞石笋SI2高分辨率稳定氧同位素组成（ δ¹⁸O）,重建了该地区过去~2 ka降水变化历史。SI2的 δ¹⁸O记录显示川东北地区在~600 a前出现过一次干旱事件,该事件在SI2的生长发育和碳酸盐沉积中也有显示。在川东北地区这一事件表现为三幕结构。该事件在我国中部地区的一些石笋记录中也有显示,也与历史文献记载一致;但在我国南方地区的古水文记录中没有明显显示。这一事件的成因还有待今后更加深入的研究。