黄土高原黄土的成因:沙尘气溶胶源汇模拟与黄土堆积

黄土高原是重要的降尘区还是沙尘源区这一科学问题至今未有确切定论.本文利用北半球气溶胶区域气候模式NARCM,根据1995~2004年10a的模拟数据,分析了中国区域沙尘起沙量、沉降量以及沙尘的盈亏空间分布及风场,得到如下结论:1)沙漠及沙漠化地区是起沙量最大的区域、沉降量高值区集中在沙漠、沙漠化地区及其下风方向.黄土高原起沙量很小,而沉降量远大于起沙量.2)沙尘源区是沙漠及沙漠化地区,其余的地区则是沙尘汇区,降尘量由西北向东南递减.3)黄土高原因太行山和秦岭阻挡,处在最大的沙尘汇区.黄土高原的黄土是冰期和间冰期交替、经过漫长年代沙尘沉降的结果,模拟分析结论为黄土的风成学说提供了有力的证据.     

黄土水敏性及水致黄土滑坡研究现状与展望

黄土是具有"水敏性"的特殊土,水是诱发黄土滑坡最积极的因素,黄土水敏性的力学机制及致滑机理已成为黄土地区生态文明建设中迫切需要解决的重大基础问题。本文在搜集大量文献的基础上,将黄土水敏性及水致黄土滑坡研究现状按照黄土水敏性、考虑优势通道的黄土斜坡水分运移规律和刻画方法、水致黄土滑坡失稳力学机制、基于水的黄土滑坡防控关键技术共四方面内容加以总结归纳。建议明确黄土水敏性的概念和内容,以黄土水敏性力学本质为突破口,研究建立基于吸应力理论的黄土水敏性参数和指标体系,开展考虑优势入渗的黄土斜坡稳定性有限元分析,并建立一套基于水的水致黄土滑坡风险防控关键技术体系。     

四环素在黄土中的吸附行为

采用批吸附实验方法讨论了不同pH和离子强度条件下四环素在黄土中的吸附行为.实验结果显示,黄土对四环素有较强的吸附能力,添加可溶性腐殖酸可减少土壤对四环素的吸附量,吸附行为可以用Freundlieh等温方程描述.随着土壤溶液中离子强度的增加,四环素在黄土表面的吸附逐渐减少,表明四环索在黄土表面的吸附是以阳离子交换作用为主.在pH=4.0～9.0的范围内,黄土对四环素的吸附系数随着pH的增大而减小.     

汽油在西北黄土上吸附特性的研究

通过动力学和热力学吸附实验,研究了汽油在西北地区黄土上的吸附行为,同时研究了提取的天然腐植酸对汽油在黄土上吸附行为的影响.结果表明,汽油在黄土上的吸附在6h内达到平衡.无论是否加入腐植酸,汽油在黄土上的吸附动力学过程均符合Elovich方程,其热力学吸附符合Freundlich方程.腐植酸的存在使汽油在黄土上的吸附能力减小.反应温度从25℃升高到45 C,汽油在土壤上的饱和吸附量从6.300mg·g-1减小到1.365 mg·g-1,表明汽油在黄土上的吸附属于放热反应.溶液pH和土壤粒径的增大,均不利于汽油在黄土上的吸附,溶液pH和土壤粒径越大,其在黄土上的吸附量越小.另外,在室温下对吸附了汽油的土壤样品和纯汽油挥发行为的研究表明,吸附了汽油的土壤样品的汽油挥发比纯汽油慢,其挥发率与时间成对数关系.     

机动车轮胎磨损颗粒物化学组分特征研究

为研究机动车道路行驶过程中轮胎磨损排放的颗粒物理化特性,利用轮胎轮廓仿真磨耗仪,对国内主流17种轮胎胎面进行仿真磨耗实验,获得颗粒物样品,提取并检测其中18种元素和20种多环芳烃（PAHs）的含量.结果显示,元素和PAHs含量因轮胎品牌和速度等级的不同而差异显著.18种元素平均含量为（99.04±68.43）mg/g,占样品总重的9.90%,其中Si（88.97±67.85）mg/g、Zn（6.77±1.64）mg/g和Na（1.05±0.75）mg/g的平均含量均超过1mg/g,Cd的含量最低,为（0.43±0.31）μg/g.20种PAHs含量之和（∑20PAHs）在12.13~433.64 μg/g,平均为（94.13±110.18）μg/g,PY的平均含量最高（30.98±31.27）μg/g,其次是CHR、BaP、FA、PHE和BghiP,平均含量最低的是AC（0.58±0.2）μg/g;从环数看,以4环PAHs为主（占∑20PAHs的45.03%~67.93%）,其次为3环（平均含量为15.45%）和5环（平均含量为12.62%）.总体来说,国外品牌轮胎样品中元素和PAHs含量略高于国内品牌,而主要PAHs环数略低于国内品牌.     

3H在黄土中迁移的滞后特征

为证实3H在介质中的吸附,进行了饱和条件下的3H和Br-、3H和99Tc与非饱和条件下的3H和131I的溶质迁移野外现场实验和室内模拟实验.结果表明,3H的迁移速度滞后于Br-、99Tc和131I.模拟结果表明,3H在饱和黄土中迁移的延迟因子约为1.95～2.05,相当于在地下水中迁移的速度比地下水流速慢了50%.影响3H迁移滞后的因素主要有土壤黏土矿物的吸附,土壤中不流动水的存在及土壤的理化性质.该结果对用3H对地下水定年和测速的精度提出了质疑,也为中、低和极低放射性废物处置场中处置3H废物的安全评价提供依据.     

塔吉克斯坦黄土矿物与稀土元素组成特征

：黄土矿物和地球化学组成是研究黄土来源和成因的重要手段。利用X 射线衍射（XRD） 和电感耦合等离子体质谱技术（ICP-MS）对亚洲内陆塔吉克斯坦共和国的黄土分别进行了矿物 组成和稀土元素（REE）特征分析,并与黄土高原和新疆伊犁黄土进行了对比。研究结果表明： XRD 鉴定出塔吉克斯坦黄土有10 多种矿物,以石英为主,其次为长石、方解石,还有少量绿泥 石、云母类、白云石等,偶见多种重矿物,其矿物组成与黄土高原和新疆伊犁黄土类似,但石英、 方解石的含量较低,角闪石含量介于黄土高原与伊犁黄土之间,反映近源弱风化的环境。稀土 元素总含量（ΣREE）变化于130.61 ~ 205.62 μg?g^-1,平均值为158.81 μg?g^-1,明显低于黄土高原 黄土和新疆黄土,但黄土与古土壤的REE 特征参数及配分模式具有很好的相似性,说明两者具 有类似的风成成因。塔吉克斯坦黄土不同时代的矿物成分和REE特征参数、配分模式与黄土高原、 新疆黄土接近,显示出其经过搬运后的高度混合性特征,亦指示其为风成成因,而含量的细微 差异则主要反映了区域地质背景和源区的不同。     

黄土表面酸碱性质的研究

在不同浓度支持电解质条件下，利用滴定方法研究黄土样品的表面酸碱属性，将酸量滴定上清液作为体系空白以补偿固体颗粒溶解和份间络合反应对定量估算子质子消耗的影响，两种简易的表面络合模式的拟合结果表明，恒定容量模型和扩散层模式分别适用于高离子强度（0.1mg/L）和低离子强度（0.01和0.005mol/L）条件下黄土表面的质子反应过程。     

大气细颗粒物的透射电子显微镜研究

利用透射电子显微镜(TEM)对北京市区和背景点的细颗粒物(PM2.5)的形貌特征和集聚状态进行分析,结合颗粒物能谱(EDX)和选区电子衍射(SAED)特征,将北京市大气细颗粒物分为烟尘集合体、飞灰、矿物颗粒、硫酸盐和有机颗粒等5种单颗粒类型,并讨论了它们的来源.TEM分析表明,北京市区和背景点大气细颗粒物中不同类型的单颗粒所占比例不同,表明市区和背景点细颗粒物的污染物源有所不同.研究还表明,不同类型的细颗粒之间常常发生聚集.     

The future of populous economies. China and India shape their destinies

Population in 1995 was about 1.2 billion in China and about 935 million in India. Populations are expected to reach respectively 1.5 billion and 1.4 billion by 2025. These two countries now and in the future will average about 35% of total world population. This article compares the current and expected demographic, economic, and environmental conditions in China and India. How these countries manage their growth, poverty, and population will affect the region and the world as well as each nation. China's fertility is now below replacement but population momentum will increase population by about 300 million/year. India's fertility is 3.6 children/woman and India will add 450 million/year. China's population over 60 years old will reach 20% by 2020, while India's will be under 15% in 2025. China will be almost 55% urban by 2025 from 30% in the 1990s, and India will be 45% urban from 27% urban. China's economic growth has averaged over 9%/year compared to India's 5% annual growth during the 1980s and the economic decline during the 1990s. China has 12% of rural population living below the poverty line and India has about 33% of its total population impoverished. China's life expectancy is about 10 years higher. Under-five mortality is 43/1000 live births in China and 131/1000 in India. Poverty-related diseases are still high in India. China is a homogenous population with an authoritarian regime. India is a democracy with a large nongovernmental community and a heterogenous population. India has about 33% of the land area of China but over twice the agricultural land per person. About 50% of China's land and only 25% of India's land is irrigated. Water resources are problems in northern China and much of India. Air and water pollution are problems in both countries. Differences in the population-environment-development context are discussed in terms of the effects of poverty, the constraints posed by development, and the environmental impact of rising per capita consumption. It is concluded that India faces the more difficult future.     

环丙沙星在黄土中的吸附机制及影响因素

为了解兽药抗生素在西北黄土中的吸附行为及机制,以环丙沙星（Ciprfloxacin,CIP）为目标污染物,采用批平衡实验法研究其在黄土中的吸附动力学、吸附热力学、pH值和粒径等影响因素.结果表明：环丙沙星在黄土中的吸附可分为两个阶段,6h内表现为快速吸附,6~10h表现为慢速吸附,10h后吸附达到平衡;环丙沙星在黄土中的吸附动力学过程较符合准二级吸附动力学模型,吸附速率受颗粒内部扩散和外部液膜扩散共同影响;吸附热力学过程较符合Freundlich等温吸附模型,且吸附等温线符合L-型,表明黄土对环丙沙星的吸附受溶液中溶质和水分子共同作用影响;焓变ΔH^θ、熵变ΔS^θ和吉布斯自由能ΔG^θ均<0,表明黄土对环丙沙星的吸附是混乱度减少的自发进行的放热反应;pH=5时黄土对环丙沙星的吸附量最大,pH值为2~5时,黄土对环丙沙星的吸附量随pH值升高呈上升趋势,pH>5时,黄土对环丙沙星的吸附量随pH值升高呈下降趋势,表明强酸和碱性环境均不利于吸附;吸附量与黄土粒径呈反比,与初始浓度呈正比.由实验结果推断黄土对环丙沙星的吸附主要与有机质含量有关,主要吸附机制为环丙沙星分子中氨基的阳离子交换作用.     

区域大气细粒子污染特征及快速来源解析

在广东大气超级站使用单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪(SPAMS)等仪器开展综合观测,2013年12月共监测到两个污染过程,主要的化学成分为元素碳(EC),占总颗粒数的56.8%,其次为有机碳(OC)和重金属(HM),分别占总颗粒数的12.7%和10.1%.两个污染过程中,不同颗粒类别的变化趋势有差异,说明两个污染过程的污染特征有所不同.污染来源分析发现,监测期间主要受到机动车尾气源和燃煤源的影响,二者分别占24.8%和22%;其次为工业工艺源和生物质燃烧,分别占16.4%和10.3%.第一个污染过程中,工业工艺源是首要污染源,而随着颗粒物浓度的增高,燃煤和二次无机气溶胶的比例明显增加,说明此污染过程中受一次污染源(燃煤源和工业工艺源)和二次光化学反应的复合影响.而第二个污染过程中,机动车尾气为首要污染源,其次是燃煤和工业工艺源,整个过程中各源的比例较为稳定,说明该次污染过程主要由不利气象条件导致的污染物累积形成.     

黄土沉积物中次生细粒强磁性矿物记录的古气候信息

伊犁地区位于我国新疆地区西北部,为天山山脉环绕。区内降水自西向东递增,而温 度则由于海拔高度的抬升而逐渐降低。上述地理环境有利于分析和探讨温度和降水与黄土沉积 物中次生细粒强磁性颗粒数量之间关系。本研究在伊犁河谷西部地区,对不同海拔高度黄土表 层沉积物进行样品采集。环境磁学分析结果显示：黄土沉积物中次生细粒强磁性矿物含量与降 水量之间存在很好的正相关关系,而与温度之间存在反相关关系。结合黄土高原的研究结果可 以发现：温度对黄土沉积物中次生细粒强磁性矿物的数量影响微弱,降水是控制其含量的主要 因素;即：在黄土古气候研究中,次生细粒强磁性矿物的磁化率可以作为古降水量的代用指标, 但对温度变化不敏感。     

中亚则克台黄土剖面记录的末次冰期以来的环境演变

选取位于中亚伊犁盆地中东部的则克台（ZKT）黄土剖面作为研究对象,基于13 个光释 光年代构建了ZKT 剖面的年代框架,利用黄土沉积速率、粒度以及总有机碳含量重建了伊犁地区 末次冰期以来的环境演变记录。结果表明：（1）伊犁地区末次冰期以来的气候演化阶段可划分为 寒冷期（74.5~60 ka）、温湿期（60~30 ka）、寒冷期（30~11.5 ka）以及11.5 ka 以来的暖湿期, 该气候演化特征与深海氧同位素不同阶段气候特征较为一致;（2）MIS4 至MIS1 阶段则克台剖 面沉积速率呈递减趋势,分别为49 cm·ka^-1、32 cm·ka^-1、13 cm·ka^-1 和8 cm·ka^-1;（3）ZKT 剖面 代表的伊利地区环境演变特征可与格陵兰冰芯进行良好对比,北大西洋地区的快速气候波动信号 在伊犁地区气候记录相对清晰,在时间上呈同步变化。     

黄土丘陵沟壑区小流域植被恢复对土壤稳定入渗的影响

经过20多年的退耕还林还草和封禁措施,纸坊沟流域植被得到良好恢复,并对土壤产生正面影响。流域内11种主要植物群落下以及不同生活型下土壤稳定入渗速率均有显著差异,其中灌木和草本群落下土壤稳定入渗速率较大,乔木林下较小。土壤稳定入渗速率与其影响因子之间存在相关关系,其中土壤稳定入渗速率与土壤容重、土壤总孔隙度及土壤活性孔隙度存在极显著的相关关系;与枯枝落叶层厚度也有一定的相关关系;还与土壤水稳性团聚体重量百分含量、土壤有机质含量有一定的相关关系。结果表明,黄土丘陵沟壑区进行植被建设选择灌草群落较好,天然群落可优先选择铁杆蒿、茭蒿、长芒草和白羊草等,人工灌木群落可优先选择柠条等。由于该区属森林向草原的过渡区,尽管也能种植刺槐等乔木树种,但营造乔木林应考虑林灌草隔带混交和垂直配置,并注意微地形的影响。     

鹤山气溶胶光学性质和单颗粒化学组分的研究

2014年10~11月在广东省鹤山大气超级站利用单颗粒气溶胶质谱仪（SPAMS）、积分式浊度仪和黑碳仪在线观测了单颗粒气溶胶的化学组成与气溶胶光学特征.采用Art-2a分类法将单颗粒分为9类：有机碳-硫酸盐/硝酸盐颗粒（OC-Sulfate/Nitrate）、元素碳-硫酸盐/硝酸盐颗粒（EC-Sulfate/Nitrate）、元素碳有机碳-硫酸盐/硝酸盐颗粒（ECOC-Sulfate/Nitrate）、高分子有机碳颗粒（HOC）、海盐颗粒（Sea-salt）、硅酸盐颗粒（Si-rich）、左旋葡聚糖颗粒（Lev）、钾-硫酸盐/硝酸盐颗粒（K-Sulfate/Nitrate）、金属颗粒（Metal）.从清洁期到灰霾期气溶胶的吸收系数、散射系数和单次散射反照率（SSA）显著升高,气溶胶消光能力增强,同时EC-Sulfate/Nitrate颗粒占比从34.8%降至31%,OC-Sulfate/Nitrate颗粒从9.9%增加至23.6%,K-Sulfate/Nitrate二次颗粒从8.5%增加至14%,且灰霾期OC-Sulfate/Nitrate颗粒与硫酸盐、硝酸盐和铵盐的混合程度增强,因此老化的OC-Sulfate/Nitrate颗粒和二次组分颗粒对气溶胶消光系数的增加有重要贡献.在大气相对湿度从50%增加到70%以上的过程中,气溶胶散射系数和吸收系数升高,消光系数由326.1Mm^-1增加到362.9Mm^-1,SSA有所下降,PM_2.5质量消光效率由4.98增加到5.99,EC-Sulfate/Nitrate颗粒和K-Sulfate/Nitrate二次颗粒占比下降,而OC-Sulfate/Nitrate颗粒的占比由7.79%增加到14.29%,且OC-Sulfate/Nitrate颗粒中富含硫酸盐、硝酸盐和铵盐,表明高相对湿度下老化的OC-Sulfate/Nitrate颗粒数目增多对气溶胶消光系数的增强有重要影响.     

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。     

Mandible shape in hybrid mice

Hybridisation between closely related species is frequently seen as retarding evolutionary divergence and can also promote it by creating novel phenotypes due to new genetic combinations and developmental interactions. We therefore investigated how hybridisation affects the shape of the mouse mandible, a well-known feature in evo–devo studies. Parental groups corresponded to two strains of the European mouse sub-species Mus musculus domesticus and Mus musculus musculus. Parents and hybrids were bred in controlled conditions. The mandibles of F₁ hybrids are mostly intermediate between parental phenotypes as expected for a complex multigenic character. Nevertheless, a transgressive effect as well as an increased phenotypic variance characterise the hybrids. This suggests that hybridisation between the two subspecies could lead to a higher phenotypic variance due to complex interactions among the parental genomes including non-additive genetic effects. The major direction of variance is conserved, however, among hybrids and parent groups. Hybridisation may thus play a role in the production of original transgressive phenotypes occurring following pre-existing patterns of variance.