中国东部玄武岩地区母岩及土壤元素含量变化规律研究

本文通过对中国东部玄武岩地区１４个土壤剖面，７０个土壤样品的数据分析，总结了该地区土壤元素含量值的区域差异。与世界土壤相比，该地区土壤中大部分元素含量偏高。元素相互之间存在着较好的相关性，且大部分达到极显著水平。本文指出在玄武岩上的种类土壤中，由于由此向南风化及成土过程的加强，许多微量元素含量伴随氧化铁富集而增加的规律。还讨论了土壤元素含量的高低及变化规律的影响因素。     

黔西地区峨眉山玄武岩(东岩区)铂族元素地球化学特征

利用同位素稀释 等离子体质谱(ICP MS)方法测定了黔西水城、威宁等地的东岩区峨眉山玄武岩的铂族元素含量。结果表明,相对于原始地幔,东岩区峨眉山玄武岩的铂族元素发生了较强的分异作用,Os、Ir、Ru、Rh亏损,Pd、Pt则发生富集,相对配分模式为Pd Pt富集型;经球粒陨石及原始地幔标准化的铂族元素配分模式为向左陡倾斜型,具有陡的正斜率,Pd/Ir显著高于原始地幔、球粒陨石、原始上地幔等,而与地幔低度熔融形成的N MORB、大陆拉斑玄武岩等接近,表明峨眉山玄武岩的物质来源为上地幔熔融程度偏低的玄武岩浆。     

贵州开阳地区富硒地层及风化土壤地球化学特征

通过对开阳地层和土壤调查,发现灯影组、牛蹄塘组等地层富集硒元素,由其风化而来的土壤也富硒。富硒地层同时还富集Mo、As、Cd、Sb、Ba、Co、Ni、Tl、V、Zn等元素,而相对缺Ag、Bi、Cr、Ga、Rb、Sr、Ta、Zr等元素;富硒地层风化形成的土壤中As、Ba、Cd、Co、Mo、Ni、Sb、Se、Tl等元素对基岩有明显的继承而富集;Pb元素则在基岩风化过程中流失而亏损;Cu、Sc、V、Zn元素在基岩风化后明显富集;而Ni、Co、Cd则具有对基岩的继承和后期风化富集的双重特征。研究表明该地区硒的富集是热水沉积、深部物质沿白马洞深大断裂迁移、热卤水的迁移混合,铀矿化以及大量硫化物的存在共同作用的结果。开阳富硒地层及风化土壤中稀土元素总量∑REE为66.61～609.13×10-6,LREE/HREE比值为1.17～5.40,(La/Yb)N=5.08～15.72>1,REE分布模式为右倾型,轻稀土段右倾明显,(La/Sm)N=1.43～7.44>1,为LREE富集型,重稀土段则相对平缓,(Tb/Yb)N=1.01～2.39。通过对微量、稀土元素的分析表明,富硒的黑色岩系形成于缺氧条件下的低温热水沉积环境。     

海南岛西部非农用地土壤中的稀土元素地球化学特征

对海南岛西部发育典型的12个非农业土壤剖面REE的组成特征及其纵向变化规律进行研究发现,区内非农业土壤剖面不同层位之间的稀土元素具有一定的继承性,风化成土的基岩奠定了土壤中稀土元素的初始含量及土壤中呈现的LREE富集与Eu亏损的特点,而成土过程中稀土元素分异作用则进一步加剧土壤中LREE的富集和Eu亏损,土壤剖面浅部的氧化和水解作用致使Ce在浅层土壤中的富集,并导致由剖面深部至浅部,Ce呈现出正异常增大之趋势。区内稀土元素的赋存状态与稀土元素性质及其所处的土壤地球化学环境有密切联系,同一层中不同形态稀土元素含量总体上表现为残渣态>Fe-Mn结合态>有机态>可交换态(含水溶态)>碳酸盐态,而往土壤深部,残渣态所占比例逐步增大,Fe-Mn结合态、有机态与可交换态(含水溶态)所占比例逐步降低。     

榆树市土壤元素地球化学特征及环境质量评价

为探讨榆树市土壤中各种元素的地球化学特征,利用GPS野外定点采取榆树市表层及深层土壤样品,采用XRF-X荧光光谱法测定土壤元素的组成及含量,运用SPSS和EXCELL2003软件对榆树市土壤元素地球化学特征进行分析。结果表明:研究区土壤必需的大量元素含量分布规律为Al>K>Ca>Mg>N>P;土壤必需的微量元素含量具有Fe>Mn>Zn>B>Cu>Mo的特征;土壤有益元素含量具有Si>Na>Ni>Co的区域特征;土壤健康元素含量具有F>I>Se的区域特征。运用内梅罗综合指数法计算土壤污染指数,查明营养元素丰缺状况。结果表明:研究区综合污染指数为0.66,总体上属于背景水平,符合一级土壤环境质量标准,适宜种植多种农作物。     

浙江省玄武岩母质土壤地球化学特征与开发利用关系的研究

玄武岩母质土壤肥力高,适于培植多种优质高产作物,是一种长期被忽视的重要土壤资源。在不同地球化学演化阶段的3种土壤类型上,开发利用条件有明显差别。弱风化淋溶的幼年土壤,多种营养元紊及其它肥力因子均较优越,具有更大的开发利用潜力。土壤高度富集氧化铁,含量为20.75％(n=23),游离态达9.08(n=18)。因此土壤“假砂”结构尤其发育,对开发利用有多种特殊影响。不同地质层位、岩性和新构造运动影响下的玄武岩母质土壤,地球化学变异很大,与合理开发利用关系密切,但以往对其重要性认识不够。     

中国部分城市铂族元素环境地球化学特征研究

自上世纪90年代起,汽车工业中大量引入铂族元素催化剂,将有害气体转变为二氧化碳和氮气,以降低这些温室气体的排放。但铂族元素催化剂释放的Pt,Pd和Rh等元素在城市道路尘土和路边土壤中聚积,其含量大大的超过正常背景值。本次研究在深圳,广州,北京和贵阳等城市的主要交通路段采集了尘土、土壤及新鲜土壤样品,采用改进的卡洛斯管法和蒸馏法对样品中的全部铂族元素进行了分析。结果表明,所有样品的铂族元素含量均高于背景值,尘土样品中铂族元素含量明显高于土壤样品,其中Pt,Pd,Rh含量明显高于其它铂族元素,并呈正相关,表明汽车尾气催化剂的主要组成为Pt,Pd,和Rh。所有样品Ru,Ir和Os的含量都明显高于背景值,具有高含量的Os、低的187 Os/188 Os比值特征,表明Ru,Ir和Os也来源于汽车尾气催化剂,并且可能以杂质的形式存在于汽车尾气催化剂中。     

安徽宿州地区石灰岩土壤地球化学特征

为分析宿州地区石灰岩土壤元素地球化学特征,采集了石灰岩土壤样品,进行主、微量元素测试,利用SPSS软件对测试结果进行相关性及主成分分析,并采用富集因子和地累积指数方法对重金属污染程度进行了评价。结果表明:宿州地区石灰岩土壤主要由Si和Ca构成,元素Ca和Th富集明显,Al亏损严重,其他元素基本与背景值相当;重金属元素Pb、Zn、Cr符合国家一级土壤标准,Cu和As在国家一级土壤和二级土壤之间,重金属污染程度为Cu>As>Cr>Zn>Pb>V;元素Ca与V、Zr主要受控于PC1,指示了陆源碎屑的混染;Pb、Sr和As主要受控于PC2,主要受石灰岩风化的影响;PC3包括Zn、Cu、Al,反映了人类农业活动的影响;结合区域背景推断Cu、Zn主要受人类农业活动(肥料)的影响,As可能和皮革、纺织品等人类活动有关。     

湖南安化下寒武统黑色页岩土壤元素地球化学特征

本研究对湖南安化县东坪、烟溪两地发育于下寒武统黑色页岩上的6个土壤剖面进行系统采样,并利用ICP\|MS等分析技术对土壤和相应岩石样品的主量元素和微量元素（包括重金属和稀土元素）含量进行了分析.主量元素A-CN-K(Al2O3-CaO+Na2O-K2O)图解显示,黑色页岩土壤的形成是黑色页岩化学风化的结果,经历了早期的Ca、Na淋失和后期的Al、Fe富集过程后,土壤具有贫Ca、Na而富Al、Fe的化学组成特征.多因子分析和相关性分析结果表明,成土过程中,微量元素可分为稳定元素（Ti、Zr、Nb、Hf、Ta、W等）、次稳定元素（Be、Sc、Ga、Ge、Rb、Cs、Pb、Th、Ba等）、活动性较强的元素（REE、Y、P、Sn等）和强活动性元素（Mn、Co、Ni、Zn、Cd、Tl、V、Mo、Sb、U等）.富集因子重金属污染评价显示,V、U仅在烟溪土壤剖面达到显著污染程度,Sn、Ba在东坪土壤剖面达到显著污染.Mo、Cd、Sb等重金属则在东坪和烟溪土壤均达到显著污染程度,其中,Cd在东坪可达到高度污染水平,而Mo在烟溪可达到极度污染水平.微量元素及稀土元素地球化学示踪分析显示,黑色页岩土壤没有受到外来物源的干扰,土壤重金属污染为来自黑色页岩的自然污染源.     

土壤中元素磷的地球化学

土壤磷素包括无机磷和有机磷。由于生物有效性的不同 ,无机磷和有机磷又可分为各种形态的无机磷和有机磷组分。土壤磷素的生物地球化学行为受多种因素的影响。为此本文概述了土壤中元素磷的地球化学行为及其影响因素。     

海南岛海草资源分布现状及存在威胁

2004～2009年对海南岛周遍海域的海草资源进行综合调查,结果表明:海南岛海草资源丰富,共有6属10种,面积约55 km2,优势种为泰莱藻;海南岛海草分布于近岸海域的珊瑚坪内侧或泻湖沿岸,主要位于潮间带低潮区和潮下带上部4m水深范围;海草生物量范围为71.24～727.24 g/m2,平均为410.26 g/m2;海草密度范围为4 131.20～550.40株/m2,平均为1 753.39株/m2。海南岛海草主要受陆源污染、海洋工程、渔业活动、非法渔业等活动影响。     

海南岛干季化学风化产物输出及其控制因素

根据2014年1月实测的海南岛昌化江径流化学组成,运用物质平衡法和相关分析法估算化学径流组成的来源和控制因素,探讨流域化学风化产物HCO_3~-和溶解性硅(DSi)的输出及生态环境意义。结果表明昌化江流域水体呈中偏弱碱性,化学径流组成阴离子以HCO_3~-为主,阳离子以Ca~(2+)、Na~+为主。其中,77.30%的离子源于流域内硅酸盐岩的化学风化,1.38%的离子来源于碳酸盐岩风化,大气沉降对化学径流的贡献为5.45%,人类活动对干、支流化学径流的贡献分别为15.90%与21.04%,差异显著(P0.01)。地貌条件、岩性及径流深度是影响流域化学径流组成的关键因素。昌化江流域干季输入南海的HCO_3~-和DSi量分别为2.12×10~8 mol、1.38×10~8 mol,是南海海洋生态系统初级生产力的主要物质来源之一,在南海生态系统物质循环预算中不可忽视。     

海南岛生态安全评价

从生态安全涵义理解出发,建立了包括资源依赖性、生态环境状态、生态系统服务功能三方面在内的区域生态安全评价体系,提出区域生态安全系数概念和计算方法,并以海南岛为例,评价了其陆地生态系统安全,得出海南陆地综合生态安全系数为0.610,其生态服务功能安全性较高(0.772),而资源依赖性安全系数最低(0.468)。从研究可知,海南岛生态安全整体情况比较好,尤其是在水土保持、自然灾害抵制、空气净化等方面,但其能源的自给能力、生物多样性维持以及生活垃圾和污水的处理等方面都存在很大的不安全隐患,应采取科学合理的措施加以改善,从而构建海南岛安全的生态系统,实现区域可持续发展。     

海南岛地表水的区域地球化学特征及其影响因素

始于2004年的海南岛多目标生态地球化学调查,对全岛的地表水进行了区域调查取样,分析测试了24项指标(部分样品增加测试12项)。测试结果表明,大多数指标优于国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)中III类水体水质标准,只有Hg和总氮存在区域性的超Ⅲ类水体水质。经对样品的聚类分析研究表明,全岛地表水样品主要分为4类,分别反映了地表植被、海水入侵、灌溉水田排水、矿山废水排放对地表水化学成分的控制作用。在此认识的基础上,依地表水样品所处的土地利用方式的不同,按一定顺序对样品进行编号赋值(沿海的土地视为"海洋利用方式"),该赋值与聚类分析所得到的样品类别值之间存在极显著的正相关性,相关系数达0.8280,表明海南岛的土地利用方式是控制地表水地球化学特征的关键因素,从而为海南岛地表水环境质量的保护和提高指出了方向。     

Hydrological eco-service of rubber plantations in Hainan Island and its effect on local economic development

The impacts of economic forest on global environmental change(GEC) are one of the hot issues in environmental study. Based on the 3-year observation data and 40-year climate data, GEC and analysis of the hydrological dynamic characteristics of rubber plantations and estimate of the water balance in the rubber plantations in Hainan Island were made. The results showed that the rainfall intercepted by thecanopy of the plantations accounted for 11.4-5 % of the annual rainfall, the total runoff for 23.71%, the total evaporation and transpiration for 63.24%, the soil moisture storage for 1.6%. Analysis of the 40year rainfall data in the 19 counties of Hainan Island during 1951—1990 showed that the large-scale substitution of the natural vegetation with the rubber plantations had no significant effect on the local rainfall in Hainan Island. The main reasons are (1) 80% of the rainfall in Hainan is brought by typhoons; (2) the proportion of 11.6% rubberplantations in total forest coverage in Hainan is not enough to influence the local rainfall in Hainan Island; and (3) although the rubberplantation is artificial vegetation, it has the similar function to the tropical rain forest. Analysis of the total water resource and I‘otal GDP ofHainan in 1997 showed that the economic benefit resulted from the water resource was 1.0 RMB Yuan/m3 . The value of hydrological of therubber plantation in Hainan was 113.9 million RMB Yuan/a when compared with the tropical rain forest. The paper reaches conclusion that the hydrological eco-service function of rubber plantation has been enhanced after transformed from natural vegetation, which includes the natural service and powerful social service.     

Variation of soil fertility and carbon sequestration by planting Hevea brasiliensis in Hainan Island, China

The development of rubber industry depends on the sustainable management of rubber plantation. To evaluate the environmental effects of planting Hevea brasiliensis on a subsystem of tropical forest ecosystem, the variation of soil fertility and carbon sequestration under rubber plantation within 30-year life period were investigated in Hainan Island. Results showed that （1） with the increase of stand age of rubber plantation, soil fertility decreased all along. From 1954 to 1995, soil organic matter, total N, available K and available P decreased by 48.2%, 54.1%, 56.7% and 64.1%, respectively. （2） If the complete return of litters was considered without additional fertilizer application to the soil of the rubber plantations, the consumption periods for P, N, K, Mg were only 825 years, 329 years, 94 years and 65 years, respectively~ To improve soil fertility is essential for rubber plantation development. （3） The C sequestration of rubber trees per hectare accounts for 272.08 t within 30-year life period and 57.91% of them was fixed in litters. In comparison with C sequestration by rain forest （234.305 t/hm^2） and by secondary rain forest （150.203 t/hm^2）, rubber forest has more potentials for C fixation. On the base of above results, the following measures would benefit the maintenance of soil fertility and the development of rubber industry, including applying fertilizer to maintain the balance of soil nutrients, intercropping leguminous plant to improve soil fertility, reducing the collection of litters, optimizing soil properties to improve element P availability such as applying CaCO3. The information gathered from the study can be used as baseline data for the sustainable management of rubber plantation elsewhere.     

Impacts of land cover change on plant and bird species diversity in Hainan Island,China

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＬａｎｄｃｏｖｅｒｃｈａｎｇｅｈａｓａｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｉｍｐａｃｔｏｎｆｏｒｅｓｔｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｗｏｒｌｄｗｉｄｅ．Ｔｈｅｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｎａｔｉｖｅｈａｂｉｔａｔｓｉｓｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄａｓｏｎｅｏ...     

海南岛地区大气输送和扩散特征的数值模拟

采用中尺度气象模式WRF及风场诊断模式CALMET,结合轨迹分析和拉格朗日随机游走模拟方法,分析了海南岛地区低层大气中尺度水平输送和扩散特性,并计算了各季平均大气扩散模态.结果表明,该区域大气污染物的扩散和输送主要受到大尺度背景环流、海陆风等局地环流及地形绕流等的影响.海陆风局地环流是沿海城市源排放的大气污染物向海南本岛输送和扩散的主要机制.北部城市海口的大气扩散对岛内影响最大,冬季平均影响范围可覆盖西北半部;春、秋季主要影响西北和北部区域;夏季对本岛的影响仅限于北部沿岸.南部城市三亚的大气扩散对岛内影响较小,秋季向西南海面的扩散对本岛几乎没有影响;冬、春季对三亚以西沿岸的影响有所增加;夏季扩散影响全面指向岛内,并因地形的作用而东、西向大角度扩展,影响海岛南部的大部分沿岸地区.西北部昌江的平均输送扩散方向与当地海岸线的走向基本一致,污染影响不易深入到岛内.其中,秋季扩散影响以偏西南方向为主,仅对昌江西南部分海岸有少量影响;冬、春季扩散形态类似但影响范围扩大到以东方市为代表的低山盆地地带;海岛西北部大部分沿海地带可受到昌江夏季扩散的影响,但平均扩散方向指向东北偏北的海面.     

海南菠萝种植地土壤重金属环境地球化学研究

在对海南省菠萝主要种植区——文昌、琼海和万宁菠萝种植基地土壤中重金属元素含量进行调查的基础上,通过与土壤环境质量标准进行对比,对其含量现状进行了评价,并通过元素之间的比较,土壤浅层与深层富集状态的对比,研究了重金属元素的来源及迁移转化规律。结果表明,研究各区土壤中Cd、Hg、Pb、Zn均在自然背景值水平;Cr、Ni、Cu三种重金属在玄武岩区土壤中均超标,其中Cr、Ni表现为严重超标;As元素在万宁龙滚变质岩区土壤中强烈富集。整体看,研究区菠萝种植基地土壤中重金属元素含量在浅、深层土壤中的变化规律较为一致,反映为受人为活动因素影响较小,母岩母质类型是造成土壤重金属含量高低的主要原因。     

近50 a来海南岛不同气候区气候变化特征研究

利用均匀分布在海南岛的7个国家标准气象站1959-2008年温度和降水资料以及海南岛气候区划成果,研究海南岛近50 a来不同气候区的气候变化特征,结果显示:近50 a来海南岛各气候区的温度总体呈上升趋势,并以东北区及西南区温度上升最为明显,其次是中部山区、东南区和西北区。在年际尺度上,不同温度指标的增幅大小排列为:年平均最低温度(T_min)>年平均温度(T_mean)>年平均最高温度(T_max)。在季节尺度上为:秋季和冬季>春季和夏季。不同气候区各季节的增温幅度地区间差异与年际尺度相似。各气候区的年平均温度都有突变发生。其中,西南区的突变时间为1972-1974年,西北区为1979年,东北区为1987年,东南区为1985-1990年,中部山区为1990年。各气候区累年平均降水量差异较大,以中部山区降水最为丰沛,西南区相对较少;各气候区在年际尺度上的降水波动较大,除西南区外,年降水量距平都未通过P<0.05的显著性检验。干季和湿季的降水量对年降水总量的贡献率以湿季最大,为80%,干季较小,为20%;干季多小雨,湿季多大雨。在干季,中部山区降水的贡献率最大,其他气候区相对较小,而湿季却相反。各气候区大雨和暴雨的降水量约占年降水总量的50%;西南区为大暴雨及特大暴雨多发地区。