咸阳地区某典型地热井的地热水地球化学特征分析

地球化学方法是了解地热系统特点、变化及起源的重要手段,合理开发利用地热资源的前提。基于咸阳地热田XY1地热井1999年与2017年两期水质资料、多年水温变化资料,参考其他学者在研究区取得的研究成果,综合分析了该热水井及区域地热流体地球化学因子的变化特征。根据地热水δD、δ¹⁸O、¹⁴C同位素分析,探讨了该地区地热水的起源及其同位素水文特征。结果表明：该热水井水温变化不大,水-岩平衡状态未改变,大部分离子组分浓度呈上升趋势,水质变差。水化学类型未改变,为Cl-Na型,其中多种水化学组分浓度达到一定标准,可作为医疗热矿水开发利用。研究区热储层以消耗静态储量为主,无现代降水补给。该井地下热水属于第四纪末次冰期北山山区海拔1200 m大气降水入渗成因,为混入古溶滤水的残存沉积水。建议生产过程中应采取地热水回灌措施,使地热资源开发具有可持续性。     

110℃热释光陷阱光转移现象的数值模拟

在光释光（optically stimulated luminescence,OSL）测年流程中,通常采用预热（180—260℃）来去除低温区不稳定的信号。尽管预热过程中浅陷阱（如110℃陷阱）电子被清空,但在之后的光照过程中由较深陷阱进入导带的电子会再次进入浅陷阱并发生积累,这种现象称为光转移（photo-transfer）。本文以110℃热释光（thermoluminescence,TL）信号的实验数据为基础,模拟了光转移现象,研究了不同实验条件（激发温度、光子通量）和不同动力学参数（110℃ TL陷阱的空间容量、入陷概率、光电离截面）对光转移过程的影响,结果显示：激发温度越高、光子通量越大、110℃ TL陷阱的光电离横截面越大,光转移信号越弱;110℃ TL陷阱的空间容量和入陷概率越大,光转移信号越强。模拟结果揭示了影响光转移程度的因素,加深了对光激发过程中OSL信号产生的物理机制的认识。     

泥河湾盆地于家沟遗址AMS-14C年代学研究及其考古学意义

于家沟遗址作为泥河湾盆地中唯一具有新旧石器工业过渡的典型遗址,为研究东亚旧石器向新石器时代过渡提供了理想的场所。本文通过于家沟遗址剖面沉积物(厚约550 cm)的加速器质谱法(AMS-~(14)C)年代测定,确定了于家沟剖面的年代跨度为16.19?—?2.43 ka BP,其中旧石器向新石器时代的转化时限为9.35 ka BP。该遗址中发现的最早陶器经同层位地层推测,其年代为13.60 ka BP,是目前中国北方发现的最早陶器。陶器的使用可能改善了古人类的生活条件;大量细石器反映出泥河湾盆地中采猎经济高度繁荣。因此,在晚更新世末期气候开始变暖的背景下陶器和细石器的出现一定程度推动了中国北方旧石器时代向新石器时代的转变。     

呼伦贝尔沙地核心保护区樟子松径向生长的气候响应特征

沙地樟子松是我国三北防护林工程的主要推广树种,查明该树种核心区的树木生长的气候环境制约因子,有助于提升对全球变化不利影响的适应能力,为区域生态文明建设与可持续发展提供科学数据。通过对呼伦贝尔沙地樟子松保护区核心区树轮样本的研究,揭示森林内部该树种年轮记录的生长气候响应特征。结果表明:与标准年表相比,差值年表具有更好的气候要素表征能力。水分是核心区沙地樟子松径向生长的主要限制因子,差值年表与上年8月至当年7月降水总量显著相关(0.512,p0.01)。在过去的81年中极端湿润年和干旱年分别出现15次和11次。核心区沙地樟子松差值年表具有显著的2—8年的周期信号,空间相关显示差值年表有一定的区域水文气候变化代表性。     

冈底斯中段冷布岗日嘎尔琼沟MIS3以来冰川重建及其平衡线高程估算

冰川与全球气候变化、水资源保护等有着密切关系。根据前人测得的嘎尔琼沟冰碛物¹⁰Be暴露年龄,以及冰川塑性流动理论重建深海氧同位素3阶段（MIS3）以来12次冰进期古冰川表面高程和厚度分布,并分别运用积累区面积比率法（accumulation area ratio,AAR）和面积-高程平衡率法（area altitude balance ratio,AABR）重新估算各期冰川作用的平衡线高程（equilibrium-line altitude,ELA）。结果显示：（1）该冰川面积从MIS3时期的18 km²减少为现在的7.5 km²,小冰期（Little Ice Age,LIA）以来锐减;（2）冰川体积从MIS3时期的1.909 km³减少为现在的0.703 km³,缩减1.206 km³;（3）ELA自MIS3以来上升296 m或227 m,MIS2早期以来上升220 m或178 m,末次冰盛期（Last Glacial Maximum,LGM）以来上升206 m或169 m,早全新世以来上升169 m或144 m,新冰期以来上升113 m或108 m,LIA以来上升79 m或85 m。通过区域对比发现,从30 ka BP开始,青藏高原总体上趋向干旱化,嘎尔琼沟冰进规模逐次减小是对干旱化气候背景的响应。新冰期研究区冰川萎缩速度加快,可能与青藏高原季风在同时期的显著减弱有关。     

西安市2016 — 2017年大气化石源CO2的14C示踪研究与来源的初步分析

¹⁴C是研究城市中化石能源碳排放状况的有效手段;认识化石源CO₂（CO_2ff）的主要来源将有利于针对性地制定减排方案。本文利用分子筛主动吸附采样方法对西安市大气CO₂进行了连续积时采样,并利用AMS-¹⁴C示踪方法,研究了西安市2016—2017年 CO_2ff的浓度变化,同时基于CO_2ff与大气污染物的同源性,对CO_2ff的主要来源进行了定性分析。2016年1月至2017年1月,西安大气Δ¹⁴C季节变化显著,变化范围是(?1.00±2.84)‰— (?187.25±3.62)‰,平均值为(?63.20±17.35)‰,相对于2012—2013年的平均值(?41.3±27.4)‰有明显的下降。CO_2ff变化范围是(6.91±1.94)— (105.60±3.09) μmol?mol^?1,呈显著的夏季低、冬季高的季节变化特征,与前人研究结果一致。CO_2ff与SO₂及NO₂浓度总体上呈相同的季节变化特征,但与两者的相关性存在季节差异：在春夏季,CO_2ff与SO₂（R²=0.47,p＜0.01）的相关性较强;而在秋冬季,CO_2ff与NO₂（R²=0.73,p＜0.01）的相关性更为显著。可能是由于大气扩散条件的改变使得采样点CO_2ff的主要来源发生了变化。春夏季节,大气扩散条件较好,采样点化石源CO₂可能主要受到工业燃煤（高空排放）的影响,而秋冬季节,受到不利于扩散的气象条件的影响,化石源CO₂可能主要受到采样点周围交通源（近地面排放）的影响。该研究结果可为CO_2ff的源解析研究及大气CO₂样品采集提供参考。     

树轮记录的吕梁山北部过去175年来帕尔默干旱指数变化

利用采自吕梁山北部地区的油松样本,建立了过去175年来的树轮宽度年表。相关分析表明:标准年表(STD)与当年5—6月的帕尔默干旱指数(Palmer drought severity index,PDSI)相关性最好,相关系数为0.687(n=50,p0.001)。因此,采用树轮宽度标准年表(STD)序列重建了1829—2003年5—6月的PDSI序列,重建方程的方差解释量达到47.16%。重建序列发现9个偏湿时段,分别为1833—1836年、1845—1851年、1857—1863年、1869—1874年、1882—1887年、1896—1899年、1932—1939年、 1949—1965年、 1975—1985年;10个偏干时段,分别为1829—1832年、1837—1844年、1852—1856年、1864—1868年、1875—1881年、1888—1895年、1900—1931年、1940—1948年、1966—1974年、1986—2003年。同时发现20世纪20年代的严重干旱事件以及20世纪末气候干旱化加重的趋势。空间相关结果显示:重建的PDSI代表了周边大范围的干旱变化,同时,与基于历史文献的干湿指数(DWI)显著相关(p0.002),说明无论是空间还是时间尺度上,重建结果都可以代表吕梁山周边大范围的干旱变化。此外,重建序列与不同定义的东亚夏季风指数都显著相关(p0.02),说明东亚夏季风对研究区的干湿变化具有调制作用。多窗谱分析表明重建序列存在2—7年、12年、13.6年、19.2年、21.6年、26.1年的周期变化,这些周期变化可能与ENSO、太阳活动有关。     

石笋的“年轮”

洞穴石笋因其分布广泛、测年准确、分辨率高等优点,成为过去全球变化研究中一种重要的陆地载体,在晚第四纪古气候和人类世环境变化研究中发挥着独特的作用。和树木年轮一样,一些石笋也具有“年轮”。本文简单介绍了目前所发现的四种石笋年纹层——可见纹层、荧光纹层、方解石文石交互纹层、痕量元素纹层的特征以及形成机制。     

土壤生态系统微生物多样性技术研究进展

土壤微生物多样性主要研究土壤环境中微生物种群的类别、丰度、分布、结构变化及微生物群落功能的多样性,是土壤生物多样性研究的主体部分。19世纪末,传统的微生物分离培养方法应用于土壤微生物多样性解析。至20世纪70年代,建立了以磷脂脂肪酸图谱分析法(PLFA)和BIOLOG微量分析法为代表的对土壤微生物群落多样性评价的生物化学方法。20世纪90年代后期,随着分子生物学技术的快速发展,建立了变性梯度凝胶电泳(DGGE)、末端限制性片段长度多样性(TRFLP)、克隆文库和高通量测序等土壤微生物多样性研究方法。本文综述了土壤微生物多样性研究技术的原理、进展,并对不同技术的优缺点及应用进行探讨,并对相关领域研究提出思考。