雅鲁藏布江源区风沙化土地演变趋势

雅鲁藏布江源区是世界上最高的江河源,其生态功能状况直接影响其水源涵养功能以及中下游地区,特别是日喀则和拉萨等地区的生态安全。源区内土壤发育程度低,气候干旱多风、植被稀疏,风沙地貌发育。论文以雅鲁藏布江源区所在的马泉河流域为研究对象,借助RS和GIS技术,解译了1990年、2000年和2008年3期近20 a遥感影像,并结合DEM数据,分析风沙化土地的分布特征及演变趋势,对准确把握源区内风沙化土地现状及发展趋势具有重要意义。研究结果表明:①2008年,源区共有风沙化土地1 376.22 km2,其中,固定沙地占风沙地总面积的36.03%,半固定沙地占28.10%,流动沙地占9.39%,裸露砂砾地和半裸露砂砾地分别占14.64%和11.84%;②源区风沙化土地呈逐年递增趋势,其中,1990年为1 281.78km2,2000年为1 359.7km2,2008年为1 376.22km2,近20 a增加了94.44 km2;③从高程上看,分布在海拔4 600~4 800 m范围内的风沙化土地占风沙地总面积的76.13%;从坡向上看,分布在平坦地区的风沙化土地占风沙地总面积的56.97%,其次为西南坡和南坡,比例分别为11.20%和8.66%。     

污泥对樟子松生物量及其重金属积累和土壤重金属有效性的影响

采用盆栽试验研究了不同剂量污泥(体积分数,即污泥体积占污泥和沙土总体积的百分比,分别为:0、20%、33.3%、50%和100%)施用于风沙土条件下,污泥剂量对樟子松幼苗生物量及其对重金属的累积和土壤中重金属有效性的影响.结果表明,在养分含量低的风沙土中,施用污泥能够显著提高樟子松幼苗生物量,最适剂量为50%;污泥剂量的增加可促进樟子松植株对重金属的吸收和累积,在最适剂量(50%)条件下,樟子松植株中Cu、Cd、Pb、Zn的累积量分别是对照(不施污泥)的18.0、8.9、17.1、11.5倍;樟子松植株重金属吸收速率顺序为:ZnCuPbCd,而迁移系数顺序为:ZnCdCuPb;土壤中有效态重金属含量随污泥剂量的增加而增加,而植株收获后土壤中有效态重金属下降幅度均小于对照.     

晋西北地区土地沙漠化时空格局及其驱动因素

利用晋西北地区1975,1991,2000,2015,2019年遥感影像,采用转移矩阵模型、重心迁移模型和主成分分析法,研究晋西北地区土地沙漠化的时空变化及其驱动机制.结果表明：土地沙漠化面积在时间上呈现先增加、后减少的动态趋势,其中1975~1991年沙漠化土地面积增加1495.10km²,非沙漠化土地转移为轻度沙漠化土地面积最大（1506.12km²）;1991~2000年沙漠化土地面积增加689.09km²,轻度沙漠化土地转移为中度沙漠化土地面积最大（11098.72km²）;2000~2015年沙漠化土地面积减少2365.85km²,中度沙漠化土地转移为轻度沙漠化土地面积最大（10569.56km²）;2015~2019年沙漠化土地面积减少1931.39km²,轻度沙漠化土地转移为非沙漠化土地面积最大（1909.93km²）.空间上呈现先偏南、后偏西北的迁移趋势,其中1975~1991年、1991~2000年沙漠化土地重心总体上偏南方向迁移,重度沙漠化土地重心迁移距离最大,分别为19.26,20.06km;2000~2019年沙漠化土地重心向西北迁移,轻度沙漠化土地重心迁移距离最大,为30.29km.1975~2019年晋西北地区土地沙漠化动态变化是自然因素和人为因素共同作用的结果,人口数量和牲畜数量是影响沙漠化土地变化的主要人为因素,大风日数是影响沙漠化土地变化的主要自然因素.     

风沙土对放射性核素的吸附与解吸

研究了采自新疆的风沙土对不同放射性核素的吸附与解吸情况。结果表明,风沙土对137Cs的吸附一解吸滞后作用明显,而对帅Sr的吸附一解吸滞后作用极微;风沙土对239Pu和238U的平衡吸附量分别为22．54cpm／mg和19．27cpm／mg,粒径为45μm的风沙土能牢固地吸附239Pu和238U。     

汉江上游罗家滩剖面晚更新世以来沉积物粒度端元分析

通过对汉江上游旬阳段开展野外考察,在罗家滩（LJT）发现夹有古洪水滞流沉积层（slackwater deposits,SWD）的风成黄土-古土壤剖面。对采集的沉积学样品进行粒度分析,利用Gen.Weibull函数分布的参数化端元模型反演得出4个端元,结合吸湿水等环境替代指标分析,探讨了各个端元所指示的不同沉积动力环境和物质来源。结果表明：在黄土层和土壤层中,EM1代表的主要是沉积物沉积后在亚洲夏季风影响下,经历强烈风化成壤作用形成的次生黏土矿物组分;EM2代表高空西风和东亚冬季风翻越秦岭而搬运的远源细粉砂组分;EM3代表山谷风从河谷中分布的河流沉积物和坡积碎屑物中以低空短距离形式搬运而来的粉尘物质,并且受到后期气候变化控制下的淋溶作用影响;EM4则代表山谷风从近源的河流沉积物和坡积碎屑物中搬运而来的粗颗粒物质。在古洪水SWD层中,EM1、EM2和EM3主要来源于汉江上游暴雨洪水侵蚀搬运的河谷两岸分布的表层沉积物;而EM4则明确代表河流特大/大洪水环境下搬运沉积的粗颗粒悬移质泥沙。该成果能够为区域环境变化研究提供指导和借鉴。     

Sustainability： A view from the wind-eroded field

This article explores the assessment of sustainability in fields subject to wind erosion. In the first part, simple sustainability audits are examined, as of soil depth and nutrients. Direct measurement of these characteristics has many problems, largely because of huge variability in space and time at all scales. Modelling still has its problems, but it may be possible to overcome many of them soon. It is true that wind erosion preferentially removes soil nutrients, but there are imponderables even here. The nutrient balance in many of these soils includes considerable input from dust. In West Africa, it has been shown that the amounts of calcium and potassium that are added in dust are sufficient to fertilize dispersed crops. In mildly acidic sandy soils, such as those found on the widespread palaeo- aeolian deposits, much of the phosphorus is fixed and unavailable to plants by the time it is removed by wind erosion, so that erosion has no added downside. Most of the nutrients carried by dust have been shown to travel close to the ground （even when they are attached to dust-sized particles）, and so are trapped in nearby fallow strips, and are thus not lost to the farming system. Second, the sustalnabillty of a whole semi-arid farming system is explored. Wind erosion in semi-arid areas （like China, the Sahel and Norflawestern Europe） generally takes place on aeolian deposits of the recent geological past. Most of these soils are deep enough to withstand centuries of wind erosion before they are totally lost to production, and some of these soils have greater fertility at greater depth （so that wind erosion may even improve the soil）. Finally some remarks are made about environmental change in relation to sustainability.     

南疆西部不同植被类型NDVI对风沙灾害的响应

不同植被类型对风沙灾害的响应研究有助于风沙灾害的遥感监测评估和防灾减灾工作。采用传统统计学和空间自相关方法,利用MODIS的每日反射率和土地类型产品,分析了风沙灾害后南疆西部不同植被类型NDVI的变化规律及其空间分布特征。结果表明：风沙灾害后,研究区不同植被类型NDVI的差异在增大,NDVI变化值在一0．3865~0．4148之间,NDVI减小的面积占整个研究区面积的54．98％,变异系数增大值在2．44％～36．75％之间;受到风沙灾害的影响,研究区植被NDVI全局Moran’SI系数从0．7982减小到0．6786,但在空间上仍存在显著的正相关性,具有显著的空间集聚特征;由NDVI差值的局部空间自相关指标集聚图以及不同植被类型NDVI差值的空间关联区域面积百分比,可以发现落叶针叶林和裸地或低植被覆盖地受风沙灾害的影响较小,郁闭灌丛和作物受风沙灾害的影响较大。上述关于风沙灾害后南疆西部不同植被类型的变化及其空间格局的研究结果,不仅证明了防护林的风沙阻挡作用,也可以为风沙灾害的防治工作提供参考依据。     

高强度开采地表裂缝分布特征及形成机理分析

高强度开采引起的地表裂缝严重破坏矿区生态环境,对矿井的安全生产造成很大隐患。为了掌握高强度开采地表裂缝形成机理,以神东矿区地质采矿条件为基础,通过现场监测和理论分析方法,得到了地表裂缝分布规律及变形参数,分析了矿山高强度开采产生的非连续变形发育分布特征与地质采矿条件之间关系。研究表明:在高强度开采条件下,动态拉伸型地表裂缝随工作面推进而周期性地超前出现,超前距为15m,超前角为83°,裂缝密度1m左右,宽度1~3cm。台阶型裂缝总是出现在开采工作面边界的上下方、停采线上方和开切眼附近,裂缝落差20~40cm,间距8~11m,滞后距为4.2m,滞后角为86°。同时指出上覆厚风积沙松散层特性使地表裂缝具有一定的自动修复功能。     

西藏日喀则机场周边风沙源空间分布及近34年的演变趋势

通过大量野外调查与遥感数据人机交互式目视解译方法,运用3S技术,解译了日喀则机场周边9县1975年、1990年、2000年和2008年4期遥感数据,分析了风沙化土地的空间分布,以及近34 a风沙化土地的演变趋势。结果表明:2008年日喀则机场周边共有风沙化土地50 053.31 hm²,其中,日喀则市、南木林县、白朗县和仁布县所占比例为51.41%。距离机场40 km内风沙化土地面积为21 338.54 hm²,占沙地总面积的42.63％,主要分布在仁布大桥以西、年楚河与雅鲁藏布江交汇处以东,高寒河谷两岸的南木林县和日喀则市江当乡境内的季节性边滩、江心洲和山坡上。1975-2008年间风沙化土地呈缓慢增长趋势,共增长了13.57%,年均增长率为175.94 hm²/a。以1990-1999年风沙化土地扩展最快, 2000-2008年增长最慢。气温升高、空气相对湿润程度下降是造成风沙化土地进一步扩展、蔓延的主要原因。     

Chemical signals of epiphytic lichens in southwestern North America; natural versus man-made sources for airborne particulates

Ambient airborne particulate matter (PM) in southwestern North America consists of naturally derived desert dust, plus anthropogenic inputs from several sources. Epiphytic lichens (Usnea sp.) in this region are a useful biomonitor for the airborne PM because they derive nutrients and moisture largely from incorporated atmospheric aerosols, and not by absorption from the host tree limb from which they are suspended. Using a broad-based sampling strategy from southern Chihuahua, Mexico, to northern New Mexico, USA, we show that select elemental abundance ratios and lead isotopes from epiphytic lichens are useful for distinguishing between sources of airborne PM, and for gauging anthropogenic inputs into desert ecosystems. Abundance patterns of the trace elements La, Nd, and Sm in the lichens suggest origination from continental crust, but rare earth elements display a pronounced enrichment relative to the major element Fe by a factor of about 5. This enrichment appears related to geologic weathering, aeolian transport, and grain-size biases toward trace-element-rich mineral grains in the arid setting. Using the metal Pb as an indicator of human inputs, epiphytic lichens typically show Pb enrichments by a factor of about 25–60 over typical upper crustal values. Regional-scale differences in Pb isotope ratios of these lichens relate to different pollutant sources in southwestern North America.