黄土区大型露天矿区土壤质量评价指标研究

土壤质量评价是土壤质量研究的基础和重要内容之一。以平朔露天煤矿区为研究对象,在对矿区充分调查研究的基础上,建立由土壤物理指标、化学指标、生物指标和侵蚀指标4个一级指标和17个二级指标组成的指标体系。运用专家打分法确立了各级评价指标的权重,建立数学模型将指标定量化,根据平朔矿区特点确定了指标分级标准,并进行了评价。评价结果显示:原地貌、采矿后、复垦初期和复垦8年后土壤质量分别为4级、6级、5级和4级。     

青藏高原东部黄土粒度分布的端元模型研究

为了探讨青藏高原东部黄土粒度指标蕴含的物源和沉积信息,运用参数化端元分析模型对青藏高原东部地区采集的大量表土和马兰黄土样品粒度数据进行了分解。结果得到五个Gen.Weibull分布端元,分别是:(1)众数粒径为1~2μm和7~9μm的远源端元,可能由高空西风搬运而来;(2)众数粒径为35~45μm和60~80μm中远源端元,可能主要由高原季风搬运而来;(3)众数粒径为180~560μm的砂粒组分端元,可能主要为近源和局地来源。因此研究区黄土为多物源、多搬运动力下的风成沉积物。进一步比较端元间的众数粒径、标准偏差以及含量占比的差异,揭示了沉积区的地理位置、地形地貌等环境因素差异对黄土沉积有重要影响。此外,研究区与邻近的黄土高原西缘黄土粒度端元的特征差异指示了青藏高原东部黄土在搬运动力、物质来源及其贡献方面与西部黄土高原明显不同。     

前处理方法对马兰黄土粒度测量影响的实验研究

采用9种不同的前处理方法对延安新区马兰黄土样品进行了粒度分析,以探讨不同前处理方法对马兰黄土粒度测量结果的影响。结果表明,除去有机物、碳酸盐或加分散剂后,马兰黄土的粒度分布发生明显变化,表现为中值粒径和平均粒径显著减小,粒度分布曲线向细粒方向偏移;马兰黄土中含有一定量的有机质,会影响粒度测量结果。因而,在粒度测量前处理时,需要加双氧水去除有机质;在使用盐酸进行前处理时,可能与矿物发生反应,使得所测粒径变大,且使细颗粒含量减少。综合考虑除去有机物、碳酸盐和加分散剂,前处理方法 7使样品中值粒径、平均粒径和细粒含量变化最为显著。因此,对马兰黄土进行粒度分析时,建议使用方法 7,即给样品加入15 m L浓度为10%的H_2O_2溶液(除去有机质)煮沸使其充分反应,冷却后给烧杯注满蒸馏水,静置24 h,抽去蒸馏水,加入15 m L浓度为4%的(Na PO_3)_6(分散剂)溶液后测量。     

青藏高原东缘黄土石英光释光信号积分区间选择

光释光信号积分区间的选择对等效剂量（D _e ）的估算有重要影响。光释光衰减曲线并非单一的指数衰减,而由多个指数衰减函数组成,且每个衰减函数代表不同的信号组分。因矿物晶格陷阱类型不同,各组分有不同的衰减率、热稳定性等。本文对采自青藏高原东缘4个典型黄土分布区的黄土样品进行了系统的石英光释光组分分析和背景区间扣除研究。结果发现：（1）高原东缘黄土石英光释光信号由快、中、慢组分组成,并以快组分占主导,适合用单片再生剂量法测定等效剂量;（2）不同背景区间扣除对小于10 Gy样品等效剂量结果影响较小,误差范围内一致;（3）对大于10 Gy样品,选取早、晚不同背景区间扣除其等效剂量结果差异显著,两者差值占晚期背景扣除所得D _e 值的10%—38%,且有随D _e 值增加而增大的趋势,因此计算大于10 Gy样品D _e 时应慎重选择积分区间。     

黄土中矿物元素的淋溶释放研究

选取我国西北地区广泛分布的黄土进行模拟降水淋溶实验,研究了在动态淋溶系统中盐基离子和ＳｉＯ２、Ｃｌ－等黄土主要组份的释放规律及淋出液的ｐＨ值变化特点,在此基础上对黄土中各矿物元素的淋溶释放机制进行了探讨。结果表明,黄土中的Ｎａ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｌ－主要通过快速的无机盐溶解过程淋失,而Ｋ＋、ＳｉＯ２的淋溶释放则与缓慢的硅酸盐矿物风化有关。粗略的通量计算结果显示,在黄河流域,降水淋溶侵蚀作用每年可从黄土中淋失盐基离子４０．７ × １０９ｍｏｌ,占黄河溶解态物质入海通量的近２０%。     

中昆仑山形成时代与隆升幅度——基于夷平面与磷灰石裂变径迹研究

青藏高原北缘蚕眉山地区为主夷平面残留区(属高原腹地),有关火山岩年龄揭示夷平面于13 Ma前已基本形成,并于3.7Ma前解体。在中昆仑山前山和后山分别获得(4.2±0.8)Ma和(3.9±0.6)Ma的磷灰石裂变径迹年龄。夷平面解体年代和磷灰石裂变径迹年龄指示一次明显的构造抬升,并与青藏运动A幕相对应。进一步的地貌-沉积分析表明,昆仑山北面山前盆地上新世—早更新世沉积的厚度巨大的西域组砾岩主要来源于昆仑山的剥蚀作用,证明昆仑山4 Ma左右开始即相对南面高原腹地大幅隆起。根据磷灰石裂变径迹年龄,推算昆仑山区已剥蚀掉的古夷平面(虚拟面)对应现代海拔高度约为8 200 m,而现代高原腹地夷平面残留实体海拔为5 200 m左右,据此计算出昆仑山4 Ma以来较高原腹地(蚕眉山地区)相对抬升了约3 000 m。     

基于TRMM降水订正数据的祁连山地区最大降水高度带研究

采用TRMM卫星反演月降水数据和气象台站实测降水数据,通过误差评估等数理统计方法验证数据,并结合Kriging法对TRMM降水数据进行订正,以此研究了祁连山地区最大降水高度带的时空变化。结果表明：（1）TRMM降水数据在祁连山地区的整体适用性较好。其中TRMM降水数据与台站实测值的年均降水量相关系数达0.94;季节平均降水量的相关系数分别为春季（0.87）、夏季（0.89）、秋季（0.88）、冬季（0.70）。（2）祁连山地区27个气象台站实测值与TRMM降水数据的相关性较好,但在个别台站误差较大且存在低值高估、高值低估的现象。（3）祁连山地区年均降水量自东向西呈减少趋势。东、中、西三段最大降水高度带分别为4100 m、4500 m、4700 m,年均降水量的垂直变化率分别为16.6 mm/100 m、10.8 mm/100 m、9.8 mm/100 m。（4）1998-2016年祁连山地区东、中、西三段降水量均呈波动增加,最大降水高度带也呈波动上升趋势,祁连山地区年内各季节最大降水高度带按夏、春、秋、冬的次序降低。     

祁连山东端地表及地下水水化学时空变化特征

于2016~2017年5~9月采集祁连山东端（乌鞘岭、古浪、天祝）的地表水和地下水样品进行水化学分析,综合运用统计分析、Piper三线图、Gibbs图以及离子比值等方法探究了祁连山东端地表水和地下水主要离子组成特征、来源以及时空变化.结果表明,祁连山东端地表水和地下水化学组成中优势阳离子为Ca²⁺和Na⁺,Ca²⁺的平均浓度为76.897mg/L,占比73.89%;Na⁺的浓度为16.592mg/L,占比15.94%.优势阴离子为HCO₃^-和SO₄^2-,HCO₃^-浓度190.117mg/L,占比68.71%;其次是SO₄^2-,平均值为67.565mg/L,占比为24.42%.乌鞘岭河水、地下水,天祝河水、地下水的水化学类型为HCO₃^--Ca²⁺型,古浪河水、地下水水化学类型为HCO₃^--Ca²⁺-Mg²⁺型,处于水化学易变区.不同水体离子来源于岩石风化,主要受碳酸盐与硅酸盐风化溶解共同作用控制,人类活动在一定程度上贡献了水体的离子来源.不同水体主要离子浓度的时间变化特征各不相同,整体上大部分水体的离子浓度随时间变化不明显,总体趋势较平缓.     

伊犁尼勒克黄土石英颗粒微形态特征及其成因与物源意义

石英颗粒表面微形态分析是判断沉积物成因和来源的重要方法之一。对伊犁盆地尼勒克黄土石英颗粒表面微形态特征进行了研究,并将其与冰川、河流、沙漠样品进行比较,结果表明尼勒克黄土石英颗粒磨圆较差,冰川和水流作用的微形态特征明显,系近源风力搬运沉积。通过对比分析讨论了石英粉砂的可能产生机制,认为流水和寒冻风化作用为伊犁黄土的形成提供了重要动力来源。尼勒克黄土的物质来源和匈牙利黄土类似,而与黄土高原黄土有较大差别,这主要表现在经受风力搬运-沉积的次数上或者风力搬运的距离上。该研究为解译伊犁地区黄土的古气候环境意义提供了重要基础。     

Incorporating differences between genetic diversity of trees and herbaceous plants in conservation strategies

Reviews that summarize the genetic diversity of plant species in relation to their life history and ecological traits show that forest trees have more genetic diversity at population and species levels than annuals or herbaceous perennials. In addition, among-population genetic differentiation is significantly lower in trees than in most herbaceous perennials and annuals. Possible reasons for these differences between trees and herbaceous perennials and annuals have not been discussed critically. Several traits, such as high rates of outcrossing, long-distance pollen and seed dispersal, large effective population sizes (N_e), arborescent stature, low population density, longevity, overlapping generations, and occurrence in late successional communities, may make trees less sensitive to genetic bottlenecks and more resistant to habitat fragmentation or climate change. We recommend that guidelines for genetic conservation strategies be designed differently for tree species versus other types of plant species. Because most tree species fit an LH scenario (low [L] genetic differentiation and high [H] genetic diversity), tree seeds could be sourced from a few populations distributed across the species’ range. For the in situ conservation of trees, translocation is a viable option to increase N_e. In contrast, rare herbaceous understory species are frequently HL (high differentiation and low diversity) species. Under the HL scenario, seeds should be taken from many populations with high genetic diversity. In situ conservation efforts for herbaceous plants should focus on protecting habitats because the typically small populations of these species are vulnerable to the loss of genetic diversity. The robust allozyme genetic diversity databases could be used to develop conservation strategies for species lacking genetic information. As a case study of reforestation with several tree species in denuded areas on the Korean Peninsula, we recommend the selection of local genotypes as suitable sources to prevent adverse effects and to insure the successful restoration in the long term.