Migration of contaminants through the unsaturated zone overlying the Hesbaye chalky aquifer in Belgium: a field investigation

This paper presents the results of a detailed field investigation that was performed for studying groundwater recharge processes and solute downward migration mechanisms prevailing in the unsaturated zone overlying a chalk aquifer in Belgium. Various laboratory measurements were performed on core samples collected during the drilling of boreholes in the experimental site. In the field, experiments consisted of well logging, infiltration tests in the unsaturated zone, pumping tests in the saturated zone and tracer tests in both the saturated and unsaturated zones. Results show that gravitational flows govern groundwater recharge and solute migration mechanisms in the unsaturated zone. In the variably saturated chalk, the migration and retardation of solutes is strongly influenced by recharge conditions. Under intense injection conditions, solutes migrate at high speed along the partially saturated fissures, downward to the saturated zone. At the same time, they are temporarily retarded in the almost immobile water located in the chalk matrix. Under normal recharge conditions, fissures are inactive and solutes migrate slowly through the chalk matrix. Results also show that concentration dynamics in the saturated zone are related to fluctuations of groundwater levels in the aquifer. A conceptual model is proposed to explain the hydrodispersive behaviour of the variably saturated chalk. Finally, the vulnerability of the chalk to contamination issues occurring at the land surface is discussed.     

植被-侵蚀动力学模型参数的确定及在黄土高原的应用

植被-侵蚀动力学是研究流域植被与侵蚀在人类活动影响下演变规律的一门新的边缘学科。由植被-侵蚀动力学模型可绘制植被-侵蚀状态图,以预测停止人为干扰后植被及侵蚀变化趋势,评价水土保持措施成效,提出小流域优化治理方略。植被-侵蚀动力学模型4个参数a、c、b、f是流域重要特征参数,其值的确定是进行植被-侵蚀动力学模拟及绘制植被-侵蚀状态图的前提和基础。它们依赖于流域气候、土壤和地形地貌。本文以黄土高原典型小流域为例,采用试算法确定了它们的取值,通过相关分析发现参数a与P、T,参数c、b、f与D50、S之间存在明显的相关关系,并得到了相关关系式。将其用于吕二沟小流域植被-侵蚀动力学模拟,结果与实际情况符合较好。绘制了各参数的取值分布图。最后以燕儿沟小流域为例,将以上相关关系式用于植被-侵蚀状态图的绘制,及小流域自然状况、植被-侵蚀状态及水土保持效果的评价。     

紫花苜蓿品种间根系发育过程分析

从根系发育角度分析了不同紫花苜蓿品种在甘肃黄土高原丘陵沟壑区的适应性．研究表明：品种间侧根发生总数差异较大，Ameristand201和Sandili均为14个，陇东苜蓿(Longdong)仅为6个，65％的侧根发生于营养生长阶段；品种间主根生长，根系体积、根系生物量的积累在各个生育期的表现分为3种类型，Ameristand201，Sandili，Ameri-graze401在整个生育期内的生长速率较快，且速率基本保持一致；陇东苜蓿，Derby，Sitel在整个生育期内生长速率较慢，但在盛花期(7月中旬)后，生长速率急剧增加；Goldenempress，Defi，Algonqiun介于前两者之间．从根系发育过程分析，Amefistand201，Sandili，Amerigraze401对黄土高原丘陵沟壑区的季节性降水反映相对迟钝，在干旱半干旱生境中具有较好的适应性．     

1961—2017年青藏高原极端降水特征分析

基于青藏高原78个气象站点的逐日降水数据,采用百分位阈值法确定极端降水阈值,计算极端降水指数并分析其时空分布特征,以期为区域气候变化预测及防灾减灾对策的制定提供参考。结果表明：（1）1961—2017年青藏高原年降水量表现出上升趋势,上升速率为8.06 mm/10 a,多年平均降水量达472.36 mm。78个站点的年降水量倾向率最小值为-25.46 mm/10 a,最大值为43.02 mm/10 a,有15.38%的站点降水在下降,较为集中地分布在高原的东部和南部,其余84.62%的站点降水量在上升。（2）青藏高原各站点极端降水阈值的平均值为23.11 mm,取值范围为7.84~51.90 mm。高值中心出现在横断山区的贡山和木里,低值中心出现在柴达木盆地及昆仑山北翼区。（3）青藏高原各站点的极端降水量、极端降水日数和极端降水贡献率均表现出了明显的上升趋势,极端降水强度虽然也在上升但趋势并不明显,表明青藏高原极端降水量的上升并非是极端降水的强度引起的,而是由极端降水频次的上升引起的。柴达木盆地的极端降水量和极端降水日数虽然并没有表现出高值水平,但该地区的极端降水贡献率却表现出较高水平,表明该区域虽然降水量较少,但是降水往往以极端降水的形式产生。     

Carbonaceous matter in glacier at the headwaters of the Yangtze River: Concentration, sources and fractionation during the melting process

Carbonaceous matter has an important impact on glacial retreat in the Tibetan Plateau, further affecting the water resource supply. However, the related studies on carbonaceous matter are still scarce in Geladaindong (GLDD) region, the source of the Yangtze River. Therefore, the concentration, source and variations of carbonaceous matter at Ganglongjiama (GLJM) glacier in GLDD region were investigated during the melting period in 2017, which could deepen our understanding on carbonaceous matter contribution to glacier melting. The results showed that dissolved organic carbon (DOC) concentration of snowpit samples (283?±?200?μg/L) was much lower than that of precipitation samples (624?±?361?μg/L), indicating that large parts of DOC could be rapidly leached from the snowpit during the melting process. In contrast, refractory black carbon (rBC) concentration measured by Single Particle Soot Photometer of snowpit samples (4.27?±?3.15?μg/L) was much higher than that of precipitation samples (0.97?±?0.49?μg/L). Similarly, DOC with high mass absorption cross-section measured at 365?nm value was also likely to enrich in snowpit during the melting process. In addition, it was found that both rBC and DOC with high light-absorbing ability began to leach from the snowpit when melting process became stronger. Therefore, rBC and DOC with high light-absorbing ability exhibited similar behavior during the melting process. Based on relationship among DOC, rBC and K⁺ in precipitation, the main source of carbonaceous matter in GLJM glacier was biomass burning during the study period.     

巴松措表层沉积物中腐殖酸与富里酸的特性

采用紫外吸收光谱和GC-MS扫描解析,对西藏东南部湖泊巴松措表层沉积物中的腐殖酸和富里酸特性进行研究.结果表明,巴松措表层沉积物中腐殖酸和富里酸的紫外吸光度在200~400nm间较400~800nm间明显增加,富里酸在270nm附近出现弱而钝的双肩吸收,表明其中存在芳香环结构.腐殖酸和富里酸在254nm处的吸光度普遍偏低,表明其中难降解有机物的含量较低.通过紫外吸收特征值（A₄₆₅/A₆₆₅）分析得出,巴松措表层沉积物腐殖酸和富里酸的腐殖化程度较低.在人类活动频繁的区域,腐殖酸和富里酸的腐殖化程度相对于其他区域较高.根据GC-MS扫描解析,匹配度较高物质的分子式为C₁₅H₂₄,分子量为204,其结构中都含有芳香环,且含有脂肪链、不饱和烃、甲基、亚甲基、异丙基、环丙烷、己烷和萘等结构,均属于芳香族化合物,与紫外吸收光谱的分析结果一致.匹配度较高的物质推断属于类色氨酸.     

青藏高原中晚全新世人类活动的孢粉记录

利用孢粉记录追踪过去人类活动历史及其环境效应的研究较少。本文选取青藏高原28处地层化石孢粉序列,采用直接提取和集成方法获得568条具有年代的伴人孢粉（禾本科、石竹科、杨属、十字花科、委陵菜属、车前属、紫菀属、藜科、狼毒属）数据,经标准化处理后建立高原4个分区的人类活动指数。同时结合本区已有研究资料,探讨了中晚全新世以来的人类活动历史。研究表明：（1）Ⅰ区东北区,6.0~5.3 ka B.P.早期人类已开始活动,但低水平的生产方式对植被影响较弱;5.3~4.5 ka B.P.人类活动得到扩展,环境效应开始显现;4.5~3.5 ka B.P.人类活动强度明显增强,加剧了对植被的破坏;3.5~2.0 ka B.P.随着人类活动的进一步加强,导致过度放牧、森林面积减少及风沙活动增强。（2）Ⅱ区东南区,5.0 ka B.P.左右人类活动的环境效应开始显现;4.5~3.5 ka B.P.植被受人为干扰显著;3.5~2.0 ka B.P.人类活动扩张至高海拔地区,对植被影响范围随之扩大;（3）Ⅲ区西南区,5.7~4.5 ka B.P.农业生产活动开始且得到发展,环境效应逐渐凸出;4.5~2.0 ka B.P.人类活动进一步增强,对植被影响亦进一步加剧;（4）Ⅳ区西北无人区,受资料所限并未充分讨论,但已有研究表明,全新世早中期本区已有人类进行狩猎采集活动。     

黄土高原中部麻栎宽度年表的气候响应特征初探

黄土高原是世界上水土流失最严重和生态环境最脆弱的地区之一,由于人类活动的日益频繁,森林面积急剧缩小,现有林地多为人为破坏后形成的天然次生林。目前很难在该区找到适合树轮气候学研究的老龄针叶树种,在此背景下,寻找适合开展树轮气候学研究的替代树种尤为重要。本研究以黄土高原中部桥山林区的老龄麻栎林为研究对象,为该区建立了近一百多年的标准年表（1891—2016）和差值年表（1884—2016）,评估其树轮气候学研究潜力。相关计算表明,麻栎差值年表与当年3—7月降水量相关最高（r=0.58,p＜0.001）,几乎达到了可以重建的水平。该年表还与陕西中北部旱涝指数和黄土高原西部树轮降水重建序列显著相关,共同反映了区域降水变化历史。空间相关分析也进一步说明了桥山麻栎差值年表对区域降水量变化具有较强代表性。本文首次利用黄土高原中部阔叶树种开展树轮气候学研究,发现了麻栎树轮宽度年表具有记录过去降水变化的巨大潜力。     

川西高原甘孜黄土-古土壤容重的特征及其古环境意义

川西高原一带黄土沉积广泛分布,研究该地区黄土-古土壤序列的容重对于理解黄土沉积过程,探讨青藏高原东部地区的环境演化具有重要意义。论文详细分析了甘孜地区末次间冰期以来的典型黄土-古土壤序列的容重变化,结果表明该区土壤容重在1.63—2.53 g?cm~(-3)变化,黄土地层中容重较大,平均为2.01 g?cm~(-3);古土壤地层中容重较小,平均为1.94 g?cm~(-3)。土壤容重与磁化率、粒度2μm组分具有很好的负相关关系,而与平均粒径、粒度63μm组分呈明显正相关,可能表明了土壤化过程和沉积过程对土壤容重的影响;进一步的环境指标相关分析表明甘孜黄土-古土壤容重可以作为西风和高原冬季风变化的替代性指标。详细研究该区黄土的容重变化将有助于深入理解区域环流的演化过程和高原内部的干旱化历史。     

青藏高原隆升对我国西南地区气候的影响——从季风角度研究

青藏高原隆升作为新生代最重要的地质事件,对亚洲乃至全球气候演化产生了深刻的影响。我国西南地区因紧邻青藏高原、地形地貌复杂,该区青藏高原隆升的气候效应至今仍存在许多需要探讨的问题。本文通过整理总结青藏高原隆升与亚洲季风各子系统形成与发展的相关性,从季风的角度分析了高原隆升对西南地区气候的影响。主要结论如下：（1）对西南地区气候起控制性作用的东亚季风、南亚季风以及高原季风的形成与青藏高原的隆升密切相关。虽然东亚夏季偏南风在约22 Ma就因海陆差异形成,但冬季风却是在约7.2 Ma因青藏高原隆升才出现;南亚夏季风（西南季风）约在12 Ma因喜马拉雅山脉及临近山脉形成而出现,而其冬季风形成时间及原因与东亚冬季风相似,同样离不开青藏高原的隆升;高原季风形成的直接因素就是高原隆升,其约在36 Ma青藏高原主体隆升至约1500 m时才开始形成。（2）亚洲季风各子系统对西南地区的气候演变有重要影响。尽管东亚冬季风不能直接影响西南地区,但青藏高原隆升增强了海陆差异及其热源作用,在一定程度上扩大了东亚夏季风的影响范围,并给西南地区带来水汽;南亚冬季风使得西南地区变得相对寒冷干燥,而南亚夏季风因青藏高原的隆升得到进一步加强,其通过形成南北向的水汽通道成为西南地区温暖湿润气候的主导者;高原冬、夏季风随着青藏高原隆升使得西南地区季节性干冷与湿润气候的差异更加显著。