韩江流域河水地球化学特征与硅酸盐岩风化——风化过程硫酸作用

流域岩石化学风化是全球碳循环的重要环节之一,硅酸盐岩风化过程消耗大气CO_2,是在地质时间尺度上调节大气CO_2浓度的重要机制。本工作在对我国东南花岗岩地区流经典型的硅酸盐岩地质背景河流——韩江流域河流水化学组成研究的基础上,分析和定量计算了河流水体主要物质来源,并对硫酸参与岩石风化和碳循环过程的作用进行了分析,进而对韩江流域岩石风化速率及其大气CO_2消耗通量进行了估算。结果表明,韩江流域河流主离子组成主要来源于硅酸盐岩和碳酸盐岩风化,并计算得出约41%的硫酸根离子来自于大气降水;流域碳酸盐岩的风化速率为21.7 t/(km~2·a),硅酸盐岩为18.9 t/(km~2·a)。硫酸参与岩石风化提供的离子贡献占流域岩石风化提供总离子量的65.9%;流域风化带来的CO_2消耗速率被高估了约61%。     

基于生物标志物法的珠江流域有机碳溯源及DIC施肥效应研究

内源有机碳由地表水体水生光合固定DIC产生,是岩石风化碳汇的重要组成部分。为准确区分河陆地流水体中的内源有机碳及计算其所占比例,本文选取珠江流域作为研究区,通过不同季节的野外采样调查,利用类脂生物标志物法,结合传统水化学特征,揭示河流中有机碳的来源差异;最终根据有机碳的时空分布规律与水-岩-土-气-生相互作用分析,明确流域岩性及气候变化对碳汇的影响。结果表明:(1)珠江流域水体中冬季和夏季内源有机碳占总有机碳比例的平均值分别为65%和54%,表明水生植物光合作用导致的初级生产力的重要性;(2)内源有机碳比例和水生藻类生物量与DIC浓度和呈现出显著的正相关关系,表明DIC对水生植物光合作用具有施肥效应;(3)雨季因降雨稀释DIC浓度和冲刷外源有机质,对水生植物的施肥效应减弱,生成的内源有机质减少,且携带的外源有机质增加,导致内源比例减少;(4)高悬浮质(TSS)可以遮挡水体表层太阳光,减弱水生光合作用强度,降低内源有机碳的形成;但在TSS浓度比较低的情况下,其对水生植物生长繁殖的影响则体现在为其提供空间和营养物,从而增加水生藻类生物量及内源有机碳比例。     

花岗岩风化壳的不均一性与海岸带的可蚀性研究——以南海北大陆海岸带为例

海岸带岩土动力学特征的差异是影响海岸侵蚀过程与方向的重要因素之一。南海北大陆海岸带主要由花岗岩风化边坡组成。通过对该海岸带的北东翼及西南翼典型花岗岩风化壳剖面的黏土矿物及风化指标研究发现,两者存在不均一性：横向上,北东翼黏土矿物主要以高岭石、伊利石为主;西南翼黏土矿物主要以高岭石、伊利石和绿泥石为主,两翼均未见较明显的蒙脱石。相同层位比较,西南翼黏土矿物总量高于北东翼。垂向上,自地表到深部,北东翼黏土矿物组合及总量无明显的分层性,而西南翼则呈明显的分层性且地表含量明显高于深部。海岸带的风化作用也存在明显的不均一性：表现为横向上,北东翼海岸带风化程度要稍弱于西南翼;垂向上,北东翼化学风化指标n（Al2O3）/n（SiO2）,n（Fe2O3＋Al2O3）/n（SiO2）,n（TiO2）/n（Al2O3）、CIA在风化壳中呈无规律变化,而西南翼则呈明显的分层性,这种分层基本与表土层、红土层及砂土层成一定的对应关系。从化学可蚀性指标来看,由南海北大陆海岸带花岗岩风化壳演化而成的土壤均为强抗蚀性,但相同层位比较,北东翼可蚀性要稍弱于西南翼剖面。研究认为,组成南海北大陆海岸带的花岗岩风化壳之黏土矿物与风化作用的不均一性可很大程度影响海岸带的可蚀性。     

应用浅层地温测量法分析崩岗侵蚀与地下水分布关系

地下水是影响崩岗发生的重要驱动力之一,而地温场异常可以反映反推地下水分布。在野外调查的基础上,利用浅层地温法反演流动地下水脉分布的原理,分析并探讨了粤东五华典型崩岗侵蚀区的地下水分布、流向及与崩岗分布的空间关系。结果表明：地下水脉复杂多变的区域,其崩岗侵蚀程度也越严重。这种关系主要表现在3点：（1）较活跃和集中分布的崩岗侵蚀群常具有更多的浅层地温冷点;（2）零散分布的单个崩岗体,其水脉形态常呈不连续性,且总体流动方向较均一,与崩岗前进方向相反;（3）在崩岗群中,地下水脉则呈树枝状或网状展布。应用浅层地温法间接探讨崩岗侵蚀与地下水分布关系,是研究崩岗侵蚀过程与机理的新手段,具较好的应用前景。     

硫酸参与的湿热流域化学风化对河流水化学影响研究综述

河流水化学组成可以提供反映流域内岩石化学风化过程及河流离子来源等生物地球化学的信息。化学风化是全球碳循环的重要环节,湿热流域的水热条件可以促进流域岩石化学风化。硫酸和碳酸一样可以作为侵蚀介质参与流域岩石的化学风化,硫酸参与的湿热流域碳酸盐类化学风化可释放CO₂,但其参与的硅酸盐类化学风化对大气CO₂没有显著影响,故若不考虑硫酸作用将会导致对岩石化学风化作用下大气CO₂消耗通量的高估。水化学组成受到流域岩石化学风化的影响,通过对河流水化学组成和溶解无机碳（DIC）稳定同位素组成（δ¹³C）的分析可以确定河流水化学类型并揭示硫酸对流域岩石化学风化的定量影响。目前关于硫酸对河流水化学影响的研究逐渐增多,未来关于小流域尺度上硫酸对河流水化学的影响、硫酸影响下河流CO₂的脱气过程以及人类活动对河流水化学的影响等方面需要更多关注。     

Historical Weathering Based on Chemical Analyses of Two Spodosols in Southern Sweden

Chemical weathering losses were calculated for two conifer stands in relation to ongoing studies on liming effects and ash amendments on chemical status, soil solution chemistry and soil genesis. Weathering losses were based on elemental depletion trends in soil profiles since deglaciation and exposure to the weathering environment. Gradients in total geochemical composition were assumed to reflect alteration over time. Study sites were Horröd and Hasslöv in southern Sweden. Both Horröd and Hasslöv sites are located on sandy loamy Weichselian till at an altitude of 85 and 190 m a.s.l., respectively. Aliquots from volume determined samples from a number of soil levels were fused with lithium metaborate, dissolved in HNO₃, and analysed by ICP – AES. Results indicated highest cumulative weathering losses at Hasslöv. The weathering losses for the elements are in the following order:Si > Al > K > Na > Ca > MgTotal annual losses for Ca+Mg+K+Na, expressed in mmol_c m^-2 yr^-1, amounted to c. 28 and 58 at Horröd and Hasslöv, respectively. Variations between study sites could not be explained by differences in bulk density, geochemistry or mineralogy. The accumulated weathering losses since deglaciation were larger in the uppermost 15 cm than in deeper B horizons for most elements studied.     

高分子材料耐候性试验测试方法概述及评价指标的选择

高分子材料耐候性试验测试及其评价一直是材料科学与工程方面的一个重要研究课题,本文主要介绍当前高分子材料耐候性测试中常用的几种方法,并比较这些耐候性试验方法的优缺点;同时介绍进行高分子材料耐候性试验时性能变化评价指标和终止指标的选择.     

对岩石风化程度敏感的化学风化指数研究

风化是引起岩石力学性能劣化的重要因素,风化敏感性指数是对岩石风化程度进行定量评价和较准确地确定岩石风化深度的基础。本文在大量不同风化等级、时间及不同深度下岩样化学测试资料的基础上对风化敏感性化学风化指数进行了研究,研究表明：在前人提出的化学风化指数中,WI、WPI和LOI这三个指数对风化程度、时间和深度的变化都显示出明...     

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。     

丹江流域山区地表水-地下水水化学特征及其影响因素

丹江流域是南水北调中线工程重要水源涵养区,深入研究丹江流域水化学特征及其影响因素,对区域水资源保护及合理利用具有重要意义.通过对丹江流域水样采集与分析,综合运用描述性统计、Piper三线图、Gibbs图、离子比例系数法及氢氧同位素的方法,分析丹江流域水化学特征及其影响因素.结果表明,丹江流域水体整体呈弱碱性,主要水化学类型为HCO3-Ca型,中游离子质量浓度及水化学类型变化频繁.流域水体均受大气降水补给,地表水受蒸发作用影响明显,水化学组分受岩石风化溶解、离子交换和人类活动共同影响. Ca2+和Mg2+源于方解石、白云石及石膏等碳酸盐和硫酸盐矿物溶解,农业活动是水中硝酸盐的主要来源.地表水与地下水频繁转化和支流汇入影响是丹江干流空间分布特征差异化的主要原因.