天山北麓地区博乐黄土磁化率、粒度特征与古气候意义

受西风控制的天山地区黄土广泛分布,是中亚重要的黄土分布区之一。这些陆相风成沉积物为研究中亚干旱区气候环境变化历史提供了重要的信息载体。本文选取天山北麓博乐地区一个厚为12.7 m的黄土剖面作为研究对象,分析了其磁化率、粒度指标的变化特征,并探讨了其古气候意义。结果表明:(1)博乐黄土粒度组成以粉砂为主,是典型的风成沉积物,成壤作用很弱;(2)博乐黄土磁化率变化主要受控于风力强度;(3)剖面粒度的环境敏感粒级为31.7μm、31.7—282.5μm,分别可能代表风暴过后的浮尘堆积和风暴过程中风力近距离搬运的沉积物组分;(4)博乐黄土MIS(海洋氧同位素)3阶段记录了多次千年尺度气候事件,能与北大西洋Heinrich事件和D-O事件对应,表明中纬度西风环流在传递北大西洋信号到东亚的过程中扮演着重要角色。     

天山北麓宁家河阶地上的黄土堆积及其磁学特征

本文报道了新疆地区天山北麓宁家河阶地上的黄土堆积。研究剖面的两层黄土为河流 砾石层所隔开,这在新疆地区较为少见。通过系统的岩石磁学和粒度测量,分析了该剖面两层 黄土的磁学特征,并初步探讨磁化率变化机制。结果表明：黄土中的主要磁性矿物为磁铁矿和 磁赤铁矿,并含有少量赤铁矿和针铁矿。亚铁磁性矿物主要以多畴（MD）、假单畴（PSD）颗 粒为主,反映了这一地区极弱的成土作用。砾石层上下两层黄土磁学性质存在着差异,表现为 上层黄土具有较高的磁性矿物含量、较粗的磁颗粒和相对含量较高的软磁性矿物。下层黄土受 到后期河水的改造可能是导致这些差异的原因。磁化率与粒度呈现较好的正相关关系,与黄土 高原的情况相反,说明干旱地区的黄土磁学性质主要受原生磁性矿物控制。搬运风力和源区变 化是磁化率变化的主导因素。     

准噶尔盆地南缘黄土磁化率变化规律及影响因素

准噶尔盆地南缘柏杨河典型风成黄土剖面的岩石磁学与粒度研究结果指示该地区黄土磁 性矿物以亚铁磁性矿物为主,主要载磁矿物为粗粒原生强磁性矿物,同时含有少量细粒磁性矿物, 磁性矿物含量远低于黄土高原黄土。磁性矿物磁晶粒度以假单畴和多畴（PSD/MD）为主,后期 成壤过程对磁性矿物颗粒的改造作用很小。柏杨河黄土磁化率增强机制较为复杂,磁学与粒度 的曲线对比表明风动力强度对含磁性矿物较粗颗粒具有分选作用,是导致磁化率变化的重要因 素,但二者的低相关性又暗示了风动力强度在解释磁化率增强机制中的局限性。古尔班通古特 沙漠在末次间冰期以来的收缩与扩张导致的物源变化可能是影响磁化率变化的又一重要因素。     

西风区黄土–古土壤的碳酸盐含量对磁化率影响研究

本文选择伊犁盆地塔勒德黄土– 古土壤序列,系统地开展了沉积物碳酸盐和磁化率等指 标研究,初步探讨了伊犁黄土碳酸盐含量对磁化率增减的影响机制。研究发现,塔勒德古土壤 中低频磁化率值中明显低于黄土层,且较黄土高原古土壤值小,频率磁化率也远小于黄土高原; 碳酸盐含量在S₁ 层中含量明显高于黄土,且较黄土高原古土壤高,与剖面磁化率负相关,在古 土壤中相关度更显著。去除碳酸盐的设计实验显示加入蒸馏水后沉积物磁化率值变化在10％以 内;加入醋酸（HAc）后样品磁化率值均增加,其最大增幅达12.89%（黄土）,古土壤的磁化 率增加9% 以上;加入稀盐酸后影响程度不一,在黄土中约在15%,而对古土壤影响较大,最大 可达35%,表明沉积物中碳酸盐含量对磁化率的影响不仅是简单的稀释作用,还与干旱气候环 境下碳酸盐化、次生碳酸盐化作用相关。     

青海湖地区不同海拔黄土磁化率环境指示意义

青藏高原黄土蕴含丰富的古气候信息,但青海湖地区黄土中磁化率指示意义尚不明确,鉴于粒度指标意义明晰,对青海湖地区多个黄土剖面进行磁化率?—?粒度相关性研究,探究磁化率的指示意义,结果表明不同海拔磁化率存在差异:(1)低于3300 m时,磁化率和粒度对古环境指示作用较好,即气候暖湿,成壤作用增强,黏粒增加,强磁性矿物增加,磁化率升高,气候冷干时相反;海拔改变导致土壤环境变化,磁化率随海拔上升而增加.(2)高于3400 m时,粒度的古环境指示作用明确但磁化率不敏感,可能因为高海拔地区土壤易处于还原环境,强磁性矿物被溶解导致磁化率异常,磁化率随海拔上升而降低.     

昆仑山北坡黄土粒度特征与环境意义初探

昆仑山北坡沉积了极端干旱区巨厚的黄土,不仅记录了塔克拉玛干沙漠的发生发展过程, 也蕴含了西风环流的演化信息。该地区气候干旱,成壤作用弱,靠近物源,黄土记录了沉积时 的粒度特征,是研究风动力变化的良好载体。本文选取昆仑山北坡的普鲁剖面进行详细的粒度 分析,结果表明黄土颗粒较粗,是沙漠的近源沉积,搬运动力较强。通过粒级– 标准偏差变化 计算,黄土粒度可以分为粉砂（<36 μm）和细砂（>36 μm）两个敏感粒级组分。依据塔里木盆 地内的现代环流特征,粉砂组分主要与近地面较弱的环流风场有关,而细砂组分主要由盆地南 缘频发的沙尘暴搬运,并且沙尘暴对沙尘的搬运作用可能更为显著。     

新疆伊犁地区近地表黄土的磁化率研究

伊犁盆地位于亚洲中纬度内陆,其特殊的构造和地理位置,使得该区具有特殊的气候 环境。分布在盆地内的黄土记录了该区气候环境的变化过程,但是由于受到区域气候、海拔及 近地物源的影响,使得磁化率在该区的表现和环境意义与黄土高原黄土中的会有差异。为了较 准确的应用磁化率指标表征气候环境意义,就必须理解磁化率变化所受到的制约因素。本文通 过伊犁盆地近地表采取的38 个黄土样品（相当于黄土高原马兰黄土顶层）,应用粒度,磁化率, 元素分析的方法,结合地形和气候因素,初步探讨了近地表黄土的磁性特征、地域分异和受控 因素,指出了磁化率在伊犁古环境研究中需考虑的问题。结果表明,近地表黄土样品的磁化率 与<2 μm 的粘粒含量、Fe2O3 含量成负相关,与>63 μm 的粗粒级含量呈正相关关系;样品的频 率磁化率与<2 μm 含量、Fe2O3 含量呈正相关;成壤作用形成的超顺磁颗粒对磁化率的贡献有限, 粗颗粒组分对磁化率贡献较大。近地表黄土磁化率与降水、海拔高度、局地物源等多种因子有关, 在黄土古气候解译中需要综合考虑这些因子对磁化率变化的可能影响。     

陇东高原全新世黄土古土壤沉积序列辐射环境研究

通过对泾河上游陇东高原两个全新世黄土古土壤沉积序列剂量率的分析,发现全新世剖面中剂量率值的变化分别受到了沉积粉尘物质组成的变化和易淋溶元素迁移的影响。前者对剂量率的影响非常微弱;后者的影响相对较大。同时剖面内部剂量率的绝对值变化较小。Fe/Al值的变化也表明了整个全新世黄土古土壤剖面中沉积粉尘的物质组成变化极小,指示了研究区域沉积物源在全新世近万年时间尺度内是相对较稳定的。     

天山北麓典型水库病毒多样性及其中潜在病原体的分析

为了解天山北麓中段水库中病毒多样性及其功能和潜在危害,选取三屯碑水库(STW)、八一水库(BYW)和蘑菇湖水库(MGW)为典型水库进行病毒宏基因组学分析.水库水样经FeCl₃絮凝和聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)富集获得浓缩病毒颗粒,利用病毒宏基因组学方法分析病毒多样性及其功能,挖掘并分析病原体的基因序列.结果表明:①天山北麓中段典型水库STW、BYW和MGW中分别获得病毒序列36 784 178、32 434 254和30 537 928条,形成重叠群15 400、11 894和30 771个.②水库病毒分属9科、26种,在科分类阶元上优势病毒均属于有尾噬菌体目(Caudovirales),BYW和MGW中肌尾噬菌体科(Myoviridae)的相对丰度最高,STW中长尾噬菌体科(Siphoviridae)的相对丰度最高;在种分类阶元上,STW、BYW和MGW中相对丰度最高的病毒分别为链霉菌噬菌体(Streptomyces phages)、微囊藻噬菌体(Microcystis phages)和欧文氏菌噬菌体(Erwinia phages).③病毒功能基因分析表明,噬菌体主要衣壳蛋白和尾蛋白等结构蛋白以及病毒复制和装配相关蛋白编码基因的相对丰度较高.④水库中存在多种植物和动物的致病性病毒,其中MGW中肠病毒相对丰度较高,并从中获得了人类手足口病的病原体——柯萨奇病毒A10(Coxsackievirus A10,CV-A10)的VP1基因序列,其与原始株Kowalik序列一致.研究显示:天山北麓中段水库优势病毒均为噬菌体,病毒复制活跃;不同水库的病毒群落组成存在差异,其与周边环境和人类活动等因素相关;水库中检测出CV-A10等致病性病毒,存在潜在公共卫生风险.      

山东淄博佛村黄土沉积多指标记录的气候环境演变过程

对山东省淄博市寨里镇佛村黄土剖面(FC剖面)进行粒度、磁化率及色度等沉积学指标分析,结果表明:(1)FC剖面6个光释光样品年龄结果介于3.02±0.45—100.99±13.58 ka,说明FC剖面是末次间冰期以来的沉积物;(2)根据沉积物粒度频率分布曲线和粒度组成特征,并与伊犁黄土、黄土高原黄土对比,可判知FC剖面为风成沉积物;(3)FC剖面磁化率与色度曲线具有相似的变化趋势,较好指示了黄土沉积时的冷暖干湿变化;(4)根据粒度中值粒径(Md)、低频磁化率(χlf)、土壤颜色(L~*,a~*)、环境敏感组分(56.23—112.20μm)等气候代用指标并结合光释光测年结果,将FC剖面划分为5个部分,分别对应于深海同位素MIS1—MIS5时期。1、3、5部分分别对应MIS1、MIS3早期、MIS5阶段,夏季风强盛,气候较暖湿,发育古土壤;2部分对应MIS2和MIS3中晚期阶段,4部分对应MIS4阶段,冬季风强盛,气候较干冷,堆积黄土。     

天山北坡城市群PM2.5浓度时空分布特征及影响因素分析

针对天山北坡城市群开展PM_2.5浓度时空分布特征和影响因素分析,对区域经济建设和环境保护具有积极的意义.通过地理加权回归（GWR）模型,利用MCD19A2气溶胶产品结合气象因子,反演得到天山北坡城市群2015~2021年3~11月的PM_2.5浓度时空分布,继而实现变化趋势和影响因素分析.结果如下：①研究区PM_2.5浓度高值主要分布在天山北麓和古尔班通古特沙漠之间的绿洲城市群地带,呈现“四周低,中间高”和“西低东高”的空间分布特征,2015~2021年研究区的ρ（PM_2.5）年均值为16.98 μg·m^-3,高值主要聚集在乌鲁木齐市市区部分,并向昌吉市和阜康市延伸递减;ρ（PM_2.5）月均值分布规律与年均一致,但存在季节差异,表现为：秋季（20.32 μg·m^-3）>春季（18.25 μg·m^-3）>夏季（12.47 μg·m^-3）,春季和冬季聚集现象会更明显;②研究区PM_2.5浓度年均值在2015~2021年呈现下降趋势,3~10月均值同样表现为下降趋势,仅11月表现为略有升高;从PM_2.5浓度变化趋势空间分布分析,下降集中在主要城市市区部分,尤其是乌鲁木齐市市区部分及其周边地区减少幅度最大,变化最为剧烈;③研究区气温、气压与PM_2.5浓度呈现正相关效应,而相对湿度,风速,大气边界层高度,降水量与PM_2.5浓度呈现负相关效应;各因子影响程度从高向低排列为：大气边界层高度>相对湿度>气压>气温>风速>降水量.     

天山北坡城市群碳储量时空变化及预测研究

为了有效评估城市群碳储量变化,以天山北坡城市群为研究对象,运用PLUS模型和InVEST模型,动态评估2000～2020年及2030年不同情景下土地利用变化及碳储量变化特征.结果表明,2000～2020年天山北坡城市群碳储量呈现持续增加趋势,且碳储量变化与土地利用变化密切相关,主要表现为2000～2010年林地面积的减少导致其碳储量减少约266×106t,2010～2020年草地面积的增加使其碳储量增加约69.14×10⁶t.2030年自然发展情景、生态保护情景和经济快速发展情景下碳储量预测值分别为8875.88×10⁶t、8895.58×10⁶t和8841.58×10⁶t;经济快速发展情景下碳储量最低,生态保护情景下碳储量最高.土地利用是影响碳储量空间变化分布的第一主导因素,贡献率接近于90%,土地利用强度与碳储量协调性分析与两者双变量空间自相关分析进一步验证了这一结论.土地利用变化在一定程度上能够对碳储量产生积极影响,对于本研究区而言,生态保护发展情景可能更符合未来城市发展模式,研究结果能够为土...     

秦岭中段北坡不同海拔土壤中细菌群落的分布特征及区域差异比较

为深入理解土壤细菌群落沿海拔梯度的分布特征,以秦岭山脉中段的朱雀国家森林公园朱雀山北坡（简称“朱雀北坡”）与太白山自然保护区太白山北坡（简称“太白山北坡”）为研究区域,海拔梯度上每隔400 m设置采样点,通过高通量测序研究土壤细菌群落的海拔变化规律及其关键影响因素.结果表明:研究区域内,随海拔升高,土壤pH趋于降低（太白山北坡不明显）,w（TC）、w（TN）、w（TOC）均显著升高,w（TP）也趋于升高（朱雀北坡不明显）.两个区域土壤细菌中相对丰度最高的均为变形菌门和酸杆菌门,朱雀北坡随海拔梯度变化显著的细菌主要包括变形菌门、硝化螺旋菌门、浮霉状菌门、酸杆菌门、放线菌门,其中,硝化螺旋菌门相对丰度与海拔呈正相关,放线菌门相对丰度与海拔呈负相关;太白山北坡随海拔梯度变化显著的细菌主要包括放线菌门、疣微菌门、浮霉状菌门、绿弯菌门,其中,放线菌门相对丰度与海拔呈负相关,其余三者相对丰度与海拔呈正相关.两个区域土壤细菌多样性指数（如Shannon-Wiener指数、Chao1指数、observed-species指数、PD_whole_tree指数等）沿海拔梯度均无明显变化规律,但太白山北坡数值整体上高于朱雀北坡.典范对应分析（canonical correlation analysis,CCA）结果显示,影响朱雀北坡和太白山北坡土壤细菌群落结构的主要因素均为pH和w（TOC）.研究显示,不同海拔梯度也是导致秦岭中段北坡土壤细菌群落差异的重要因素.      

天山北坡区域大气污染特征及冬季重污染成因分析—以石河子市为例

以天山北坡典型代表城市石河子市为例,基于地面常规污染物浓度监测、气象观测、激光雷达观测及中尺度气象模型(WRF)模拟资料,综合分析了气象条件和边界层结构变化对空气质量的影响。结果表明：以石河子市为代表的天山北坡地区空气质量季节性差异显著,PM_2.5浓度在冬、夏两季相差最高达11.4倍,且冬季（12月—次年2月）大气污染发生率高达81.2%,重度及以上污染天气占59.1%。冬季污染呈连续“污染季”变化特征,在2020—2021年冬季发生的4次重污染过程中,每次重污染过程持续时间为7~27 d,间隔仅1~3 d,各过程均以PM_2.5污染为主导,PM_2.5峰值浓度为373~425 μg/m³,PM_2.5/PM₁₀均值为0.82。进入秋冬季后,地面连续低温、高湿的气象条件对PM_2.5浓度的增长有显著促进作用,以温度<−3 ℃和65%<相对湿度<92%为主要影响条件,在该条件下边界层高度的显著降低和连续强逆温引起的近地扩散条件转差,是冬“污染季”形成的根本原因。在2021年1月16—22日重污染过程期间,地面为持续低温、高湿、微/静风状态,重污染生消仅随边界层和逆温条件改变,其中污染累积时段边界层高度较清洁时段降低近5倍,逆温强度超过1.5 ℃/(100 m),后续由逆温的减退和边界层抬升带来3 d清洁天气。

     

青藏高原昆仑山垭口盆地晚上新世以来沉积物磁化率与气候变化

通过对青藏高原昆仑山垭口盆地磁化率、频率磁化率环境代用指标的分析,并与黄土—古土壤和深海δ18O记录的气候变化进行对比,结合剖面的岩性特征和年代序列以及前人所获得的粒度和孢粉资料,揭示了3.6~0.5 Ma期间昆仑山垭口盆地气候变化经历了六个阶段:3.6~2.48 Ma气候相对冷干、2.48~2.14 Ma气候偏凉湿、2.14~2.07 Ma气候相对冷干、2.07~1.16 Ma气候总体相对较湿润(其间有数次冷干波动)、1.16~0.78 Ma气候偏冷干以及0.78~0.5 Ma气候向冷湿发展。     

喜马拉雅山中段北坡对流层中上部大气降水化学的高程分布特征

1997年夏季在希夏邦马峰北坡达索普冰川区(28°33′N,85°44′E)海拔5800m～7000m区间对4次降雪过程进行了系统的采样工作,目的是认识全球偏远地区对流层中上部大气成分的高程分布特征.达索普冰川区夏季4次降水中,局地大陆性气团降水SO₄^2-、NO₃^-、Ca²⁺和Mg²⁺之间存在显著的正相关性,而海洋性气团降水4种离子之间的相关性变化较大,说明在夏季低尘埃阶段大气中各种离子的主导来源处在短期的(如数天)变化中.这种离子主导来源的变化同时也影响了降水中离子的高程分布特征.总体上达索普冰川区夏季降水中NO₃^-、Ca²⁺、Mg²⁺浓度随海拔的升高呈减小趋势,SO₄^2-浓度则为增大趋势.     

天山山地河流水体中微量重金属的分布特征及形态分析

为了解绿洲经济迅速发展背景下天山山地河流水体中重金属分布特征及形态特征,对乌鲁木齐-阿克苏、巴里坤-伊吾、昭苏-特克斯等3个区段河流干支流重金属Zn、Cu、Pb、Cr、As、Hg、Cd的分布、来源、污染状况及存在形态进行了分析.结果表明:1天山山地各取样河流的p H值大部分在8.0左右,为偏碱性的环境;各取样点水体的氧化还原反应电位值在150~200 m V之间,为弱氧化的环境.水质评价表明,3个采样区段河流中7种重金属的含量均低于国家Ⅰ类水质标准及WHO饮用水健康的建议标准.2多元统计分析表明,7种重金属可以归为3个主成分,其中PC1(Hg、Zn和Pb)主要受人为污染因素的影响;PC 2(Cr和As)主要受自然地质背景的影响;PC 3(Cd和Cu)同时受人为和自然因素的共同影响.3污染评价表明,天山山地河流中7种重金属的单因子污染指数值和综合污染指数值均小于1,属于安全等级,清洁水平.4形态分析表明,重金属Pb、Cd和Hg在天山中部的乌鲁木齐-阿克苏区段干支流,重金属As和Cu在天山东部的巴里坤-伊吾区段和天山西部的昭苏-特克斯区段干支流中溶解态的含量均大于50%,生物毒性较大.总体上,3个采样区段河流干支流重金属的总量及溶解态含量均较低,未造成污染.但在天山山地中部的乌鲁木齐-阿克苏区段,河流干支流中重金属Pb、Cd和Hg的总量及溶解态含量较高.应加强对该区域人类活动的合理规划以及河流水质监测,防止因人为污染而导致河流水体中重金属的含量过高,危害生态环境.     

天山东部雪冰中硝酸根浓度对中亚生物质燃烧的响应研究

研究了天山东部雪冰中NO3-浓度对中亚哈萨克斯坦生物质燃烧的响应情况.在天山乌鲁木齐河源1号冰川持续采集了52组表层雪与雪坑样本,分析了雪样中NO3-等成分的浓度,运用HYSPLIT模型模拟了空气轨迹,目的是考察雪冰中NO3-与2002年哈萨克斯坦草原大火的关系,探讨由生物质燃烧产生的NO3-在高海拔山岳冰川雪层中的沉...