典型绿洲不同土壤类型有机碳含量及其稳定碳同位素分布特征

土壤有机碳及其稳定同位素组成反映了生态系统碳循环的关键信息,对研究全球变化下陆地生态系统碳动态及碳资源的可持续发展具有重要意义.本研究以阿拉尔绿洲4种土壤类型为研究对象,测定不同深度土壤有机碳(SOC)含量和δ~(13)C值,探讨不同土壤类型有机碳分布、δ~(13)C_(SOC)丰度差异及其与土壤环境因子的关系.结果表明:(1)土壤整体有机碳含量由高到低依次为灌漠土、棕漠土、盐土、风沙土,且在表层(0~20 cm层)具有较大值;δ~(13)C_(SOC)变化范围在-26‰~-23‰,表层(0~20 cm)由正趋负为盐土风沙土灌漠土棕漠土.(2)土壤有机碳含量受土壤类型、深度及其交互作用极显著影响,δ~(13)C_(SOC)受土壤类型、交互作用显著影响;进一步交互效应检验中土壤有机碳受因素水平影响极强,同位素相对较弱.(3)冗余分析发现土壤有机碳与土壤无机碳、全氮、土壤含水量、容重均存在显著或极显著正相关关系,与C/N具有显著负相关关系;δ13CSOC与电导率存在显著正相关关系,与土壤无机碳、土壤含水量均存在极显著负相关关系.土壤环境因子的重要性排序为土壤含水量土壤无机碳容重全氮C/N电导率pH.分析得出土壤有机碳及其同位素在不同土壤类型中呈现出不同变化规律,其土壤类型的效应强于土壤深度,受土壤含水量影响最甚.     

吉兰泰盐湖盆地地下水Cr6+、As、Hg健康风险评价

选取西北干旱区吉兰泰盐湖盆地为研究对象,系统采集71个地下水样品,测定重金属Cr⁶⁺、As、Hg,以及主要化学成分的含量,以地质统计学插值绘图揭示盐湖盆地地下水中Cr⁶⁺、As、Hg的空间分布特征,以单因子指数法、内梅罗指数法和US EPA健康风险评价模型解析地下水中Cr⁶⁺、As、Hg的污染及健康风险状况,以统计相关检验进行Cr⁶⁺、As和Hg的源分析.结果表明：盐湖盆地地下水中普遍含有Cr⁶⁺、As、Hg,Cr⁶⁺在盐湖上游及东北部含量较高,As在西南台地含量较高,Hg在西北部巴音乌拉山出现高值区域,其分布与变化受到天然因素和人类活动的双重影响;Cr⁶⁺、As出现局部区域超标,超标率分别为8.45%和2.82%;Cr⁶⁺主要超标区域在盐湖西南侧呈条块状分布,并在盐湖附近Cr⁶⁺含量较高;As以点状超标,分布于西南部和东北部;盐湖盆地地下水87.3%处于安全清洁状态,仅5.6%轻度污染出现在西南部,不存在中度和重度污染;通过饮用水途径的化学致癌物的健康风险值远高于非化学致癌物的健康风险值,西南部图格力高勒沟谷区域化学致癌物Cr⁶⁺超过了US EPA最大可接受风险,但整个盐湖盆地Cr⁶⁺的平均健康风险值低于US EPA最大可接受风险;As和Hg均低于US EPA最大可接受风险;盐湖盆地总致癌风险特征与Cr⁶⁺基本一致,Cr⁶⁺平均健康风险占总致癌风险贡献率的89%;Cr⁶⁺超标原因包括盐湖盆地高锰酸盐指数偏高,促使Cr³⁺氧化成为Cr⁶⁺,As与Cr存在一定的同源关系.     

湘东北湘阴凹陷控盆断裂特征、盆地性质及动力机制研究

对白垩纪-古近纪洞庭盆地东部湘阴凹陷的北部进行了地表地质调查与研究.凹陷呈NE走向,沉积岩层倾向南东,且自南东往北西倾角变陡.凹陷南段宽、北段窄,其南东边界分别为倾向NW的公田断裂和忠防断裂,两断裂之间以走向NW、倾向南西的白羊田断裂和石姑桥断裂相连接.公田断裂为正断裂,白羊田断裂和石姑桥断裂为右旋平移正断裂,忠防断裂为左行平移正断裂;公田断裂和石姑桥断裂均经历了自韧性→脆性的转变过程.凹陷内部发育NE～NNE向小型同成盆正断裂.上述信息表明:① 湘阴凹陷为箕状断陷盆地;②公田断裂和忠防断裂的拉张活动控制了凹陷的形成和发展,区域N(N)E向左旋走滑应力场对凹陷北段有一定影响;③ 白羊田断裂和石姑桥断裂属横向调整断裂;④ 凹陷发展及其沉积充填,与南东面幕阜山隆起的抬升与剥蚀(包括沉积剥蚀和构造剥蚀)相耦合.结合区域资料,讨论认为湘阴凹陷形成的伸展构造环境受本地区特有的地幔上隆深部构造背景与中国东南部区域张性构造环境的双重制约,并以前者为主;凹陷走向主要受区域NNE向左行走滑应力场的控制.     

荆当盆地煤炭能源聚煤规律的分析

荆当盆地中生代的构造变动以断裂和地壳的升降运动为主,形成了继承性的坳陷盆地,沉积了巨厚的近海型陆相碎屑岩建造。聚煤作用形成于晚三叠世九里岗期、晓坪期及早侏罗世香溪期。文中分析了盆地在不同时期构造运动和沉积作用的差异性,认为地壳震荡运动的特点是决定本区含煤性特征的主要因素,成煤作用的强弱也与古地理环境密切相关,因而古地貌带的展布形式决定了煤层空间分布的格局。     

基于修正随机有限断层法的沉积盆地地震动模拟∗

基于随机有限断层法理论框架,采用间接边界元方法求解沉积盆地地震动放大效应,以此修正场地放大因子,发展了一种可考虑盆地效应的修正随机有限断层法。基于该方法,模拟了 2021 年 2 月 13 日日本 M_W7.1 海域地震中日本关东盆地地震反应,并与常规随机有限断层法及实测地震记录进行了对比。结果表明：与常规随机有限断层法相比,采用修正随机有限断层法模拟盆地地震动表现出更显著的空间变异性,盆地边缘地震动峰值加速度较常规方法放大了 6.24 倍,与实测地震记录吻合度更高;区域地震动峰值加速度空间分布整体特征与实测地震记录基本一致;相较于不考虑场地影响下的结果盆地内部分台站长周期下的谱加速度值扩大了近 5 倍,表明深厚沉积盆地在长周期范围内的场地放大更加明显。     

基于对应分析法的鄂尔多斯盆地东北部地下水污染分析

运用对应分析法,根据2014年野外调查资料,对鄂尔多斯盆地东北部不同含水层系统地下水污染现状进行分析,确定各子区主要污染物质,并探究其污染源与污染途径.结果显示:研究区西部内流区、无定河下游等地区,由于集中的农业生产,农药、化肥大量施用,导致污染物进入含水层,并随地下水流动,出现较严重的NO₃^-污染;西北部平原区及大理河、窟野河等河流中下游,Cl^-、Na⁺、TDS、SO₄^2-含量较高,除潜水蒸发浓缩作用外,上游含较多Cl^-的工业废水、生活污水及垃圾渗滤液入渗,随水流流动,造成Cl^-、TDS升高.高硬度水在区内广泛分布,生活污水、固体垃圾渗滤液中可降解的有机物入渗后使得地下水中的CO₂平衡压力升高,或工业酸性废水的酸性溶滤作用促进含Ca²⁺、Mg²⁺矿物的溶解,使地下水总硬度增大.     

阜新盆地地形对地应力场的影响研究

为了探讨隆起地形对阜新盆地内地应力场的影响,利用半无限平面边界上受分布荷载作用的弹性力学模型计算了阜新盆地两侧的闾山山脉和松岭山脉对盆地内地应力场的影响。结果表明,隆起地形导致阜新盆地内部水平应力增加,在地表至-100 m深度,地形引起的水平应力随深度增加而急剧减小,在近地表处达到了2.81 MPa,在-100 m深度约为1.73 MPa;在-100~-300 m,水平应力随深度增加变化不大,总体维持在1.65~1.73 MPa;随着深度的进一步增加,水平应力又有逐步减小的趋势,在-300~-800 m,水平应力逐步从1.65 MPa逐步减小至1.43 MPa。隆起地形的水平应力效应使盆地内部最大主应力增加,最大主应力与最小主应力之差更为显著,从而造成煤岩体受强烈的构造应力和差异应力作用,增强了煤岩动力灾害的地质动力环境。     

末次间冰期以来渭河盆地沉积相变化及其影响

渭河盆地南依秦岭、北邻黄土高原,保存了巨厚的风尘河湖相沉积序列,是研究新生代气候环境演化的理想场所.以位于西安凹陷区域的西安市鄠邑区正庄村获取的14 m钻孔岩心作为研究对象,通过与邻近的渭南黄土剖面粒度曲线和全球LR04深海氧同位素曲线对比,构建了岩心序列的年代标尺,利用粒度、磁化率等指标探讨风尘-湖相沉积对风力和水动力的不同响应.对粒度测试结果采用威布尔分布(Weibull-distribution)拟合方法,提取了4个粒度组分指示不同沉积相及变化,结果表明:(1)西安凹陷鄠邑地区在末次间冰期结束时发生了一次沉积相变,由湖泊沉积转向风成沉积;(2)尽管沉积相发生变化,粒度指标对沉积环境变化响应仍然敏感,与黄土和石笋记录可良好对比,揭示出末次间冰期以来渭河盆地沉积环境的显著变化.     

衡阳盆地紫色土丘陵坡地自然恢复灌丛阶段主要种群空间分布格局

运用植被生态学与恢复生态学的原理与方法,在衡阳盆地紫色土丘陵坡地以受干扰而退化,经封育后自然恢复至灌丛阶段的植物群落为研究对象,通过在其中设置400个5 m×5 m共计1 hm2的相邻网格样方,对其进行群落学调查.应用聚集指数、平均拥挤度、聚块性指数、格林指数、聚集强度、Cassie指标、方差均值比的t检验等方法,研究了衡阳盆地紫色土丘陵坡地自然恢复灌丛阶段群落主要种群的空间分布格局.结果表明:所有种群的空间分布呈显著的聚集分布,同时,各种群在不同的发育阶段也呈聚集分布,且随发育阶段的进展聚集程度逐渐减小.这主要与物种本身的生态学与生物学特性有关,以及与物种的竞争排斥作用有密切联系.聚集程度的大小在一定的程度上可用来表征植物群落的恢复程度,随着恢复过程的向前发展,种群聚集程度将下降.这将丰富该地区植被生态学与恢复生态学的内容.为衡阳盆地紫色土丘陵坡地生态系统的植被恢复与重建提供了一定的理论依据.     

昆明盆地城市化的孔隙水水质响应

通过对1992、2004年昆明市两期Landsat5 TM遥感影象数据的处理,结合区内连续的地下水水质监测资料,对昆明盆地城市化的孔隙水水质响应进行了分析。结果表明：2004年昆明市城区建成面积在1992的基础上扩大了两倍多,城市化的发展影响到孔隙水化学场的空间格局和降雨径流关系的变化。孔隙水矿化度在年际变化上呈现出稳步增加,缓慢下降以及日趋稳定3种类型。空间上,孔隙水水质响应与城市化发展密切相关。城市扩展的外围成为地下水恶化和污染物转移的主要区域,盆地东部的金马镇附近,孔隙水矿化度由20世纪90年代初的 500~600mg/L,上升至2000年的600~800mg/L,成为水质恶化较快的区域;滇池北端的草海周边区域,由于环境保护和污染治理的力度的加强,地下水矿化度总体呈下降趋势,而往南六甲-龙马一带的湖滨农业种植区,污染在持续,地下水矿化度不断升高。随着城市的向外扩张,主城中心地下水化学场日趋稳定,多年来地下水矿化度保持在600~730mg/L左右。城市化进程对地下水环境有着正负两方面的影响,因此不断完善城市基础设施建设,加强区域环境治理和水资源管理,才是城市的健康发展之路。