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地球环境学报
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双月刊

地球环境学报/Journal Journal of Earth EnvironmentCSCDCSTPCD北大核心
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    气候变化与土壤侵蚀相互作用研究进展

    郁科科李爱珍刘利鹏张超...
    1-14页
    查看更多>>摘要：气候变化和土壤侵蚀是当前全球变化研究重点关注的两个自然过程,二者之间的相互作用是地表过程的重要研究内容之一.本文从土壤侵蚀对气候变化的响应、碳循环过程对土壤侵蚀的反馈两个方面综述了气候变化与土壤侵蚀相互作用研究进展.分析认为:理想的地质载体是深刻理解地质历史时期土壤侵蚀对气候变化响应特征的关键;土壤侵蚀预测模型的适用条件和范围以及降雨侵蚀力估算方法缺乏标准化是造成土壤侵蚀量估算结果存在差异的主要因素;侵蚀作用下土壤有机碳矿化的生物学过程与机制是科学评估土壤侵蚀是碳源或碳汇的关键环节.建议未来在以下三个方向开展工作:(1)以湖泊沉积物为地质载体研究历史时期气候变化与土壤侵蚀有着巨大发展和应用潜力,建议利用AMS 14C、137Cs和 210Pb等多种定年手段,使用环境指示意义明确的代用指标,建立近千年高分辨率流域气候与侵蚀序列,研究十年至百年尺度气候变化与土壤侵蚀之间的关系;(2)流域版水蚀预报模型(WEPP)可能更适合小流域预测研究,在其实践应用过程中除规范标准小区的坡度和坡长之外,还应通过长期观测和试验确定不同气候区侵蚀性降雨阙值以计算降雨侵蚀力;(3)可以尝试采用定量稳定同位素探针技术(qSIP)研究微生物对土壤有机碳库的分解和转化的驱动机制,因为qSIP不仅能量化土壤微生物的生长速率,还能同步测定土壤有机碳的矿化速率.

    气候变化土壤侵蚀相互作用

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    镁同位素示踪大陆风化:进展与挑战

    李臣子金章东苟龙飞徐阳...
    15-29页
    查看更多>>摘要：大陆风化制约着地表物质循环及其从陆地向湖泊/海洋的迁移,并通过消耗大气CO2 调节不同时间尺度的全球碳循环和气候变化,因此如何有效示踪大陆风化是地球表生过程研究的重要科学问题之一.镁(Mg)无化合价变化,不涉及氧化还原作用,主要赋存于硅酸盐岩和碳酸盐岩中,并且在表生地质过程中Mg同位素通常会发生显著的同位素分馏,这些优势赋予Mg同位素体系具备示踪大陆风化的广阔潜力.随着质谱技术的不断提高,高精度Mg同位素分析技术经历了快速且成熟的发展,并在示踪大陆风化作用研究中得到了广泛的应用.然而,风化体系中Mg的来源和同位素分馏的制约要素争议颇多,尚未达成共识.本文从Mg的储库、风化壳、流域体系、室内实验和模型模拟等方面综述了目前Mg同位素示踪大陆风化的研究进展与存在的挑战.最后指出,在示踪大陆风化方面,Mg同位素提供了独特的视角,建议细化岩石/矿物溶解及形成实验、大小流域相结合、加强多同位素体系联用并相互补充与验证,以及加强计算模型模拟,以此来约束Mg同位素示踪大陆风化的不确定性.

    镁同位素大陆风化碳循环地球化学示踪

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    砗磲生长的影响因素及其人工培养研究进展

    杨昊天刘成程赵楠钰李军...
    30-43页
    查看更多>>摘要：砗磲是世界上最大的双壳贝类,与虫黄藻共生,生长过程中受到多种自然环境因素的影响.近年来,由于人类的过度捕捞,砗磲数量骤减,对砗磲进行人工培养、繁育、放流,成为砗磲保护的重要工作之一.此外,砗磲碳酸盐壳体还是一种良好的高分辨率古气候研究载体,但其壳体地球化学指标的环境指示意义还存在较大争议,实验室培养也是探讨砗磲地球化学指标环境指示意义的有效途径之一.基于上述原因,近年来有不少研究开展了砗磲的培养试验,通过改变培养条件分析各种环境因子对砗磲生长及壳体地球化学特征的影响.本文就砗磲的培养方法、人工培养条件进行简要综述,并从温度、光照、盐度、pCO2、营养盐、金属离子等多个方面对人工培养条件下,砗磲生长的影响因素及其生理适应性机制进行总结分析,为后续砗磲的培养保护和地球化学研究提供参考.

    砗磲虫黄藻砗磲实验室培养

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    活性炭吸附苯系物性能的研究进展

    张超锋李荣石先进黄宇...
    44-58页
    查看更多>>摘要：人类活动排放的挥发性有机物(VOCs),尤其是苯系物(BTEX),不仅影响空气质量,还会对人体健康产生不同程度的危害.室内苯系物具有浓度低、释放周期长及来源复杂等特点.由于活性炭(AC)优异的孔道结构和易调控的表面化学性质,采用活性炭吸附苯系物是封闭/半封闭空间空气污染控制的最有效策略之一.本文综述了封闭/半封闭空间苯系物的理化特征、活性炭的物理化学性质及其吸附苯系物的影响因素.这些因素主要包括活性炭物理结构、表面化学性质、苯系物分子结构和吸附条件.此外,还进一步探讨了活性炭再生技术,并展望了针对封闭/半封闭空间苯系物污染的活性炭吸附技术的改进策略.

    活性炭吸附苯系物表面物理化学性质再生技术

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    中国季风区降水构成对降水中稳定同位素的影响:以长沙为例

    常昕章新平刘仲藜肖卓勇...
    59-68,77页
    查看更多>>摘要：降水构成是指对流或平流降水量在总降水量中所占比例,不同的降水构成对降水稳定同位素的丰度会产生重要的影响.基于长沙地区实测的日降水稳定同位素数据和GNIP月降水同位素数据,对不同时间尺度、不同季节时段以及不同降水强度下降水构成对降水中稳定同位素影响的变化特征进行分析和比较,旨在揭示不同的降水构成对降水中稳定同位素影响的差异,深化对季风区降水形成过程中稳定同位素变化规律的认识.结果表明:云中对流强度的差异造成了不同季节对流降水量占总降水量的比例(convective precipitation fraction,CPF)与总降水量之间相关关系的差异.在日和月时间尺度下,在暖半年,CPF随总降水量的增大而减小,而在冷半年,CPF随总降水量的增大而增大.无论是在暖半年还是在冷半年,日时间尺度下长沙站降水中的δ18O随CPF增大不断偏正.在月时间尺度下,包括长沙站在内的中国季风区大部,降水中δ18O与CPF均呈正相关.由于不同季节对流活动的强度不同会造成降水构成的不同,也使得相对于暖半年,冷半年时段降水构成对降水中稳定同位素的影响要强于降水量效应的影响,因此在冷半年长沙地区δ18O—CPF线性回归方程的斜率随降水强度的增大而增大,而在暖半年,δ18O—CPF斜率随降水强度的增大而减小.

    降水构成大气降水稳定同位素时间尺度

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    百脉泉泉群泉水氢氧稳定同位素时空变化特征

    王雅璇肖蓓崔步礼臧婧杰...
    69-77页
    查看更多>>摘要：研究泉水氢氧稳定同位素时空变化特征,探究泉水的补给来源,对水资源管理及旅游业可持续发展具有重要指导意义.以百脉泉泉群为研究区,通过分析降水及泉水中的氢氧稳定同位素特征,获取了本地大气降水线、泉水同位素时空变化特征及蒸发线,并探究了百脉泉泉水的补给来源.结果表明:大气降水中δ2H的波动范围为-151.55‰—-4.28‰,δ18O的波动范围为-19.93‰—-0.52‰,δ2H和δ18O在时间上的分布规律相似,均呈现双峰状("M"型),本地大气降水线(LMWL)为:δ2H = 7.58×δ18O + 4.17.百脉泉泉水的δ2H的波动范围为-65.23‰—-37.01‰,δ18O的波动范围为-8.99‰—-4.04‰.泉水δ2H—δ18O均落在本地大气降水线上或附近,泉水同位素蒸发线(LEL)为δ2H = 5.75×δ18O-13.23,斜率(5.75)小于本地大气降水线斜率(7.58),表明泉水的补给来源主要为大气降水,且在入渗之前经历了较弱的蒸发作用.各泉泉水的补给区海拔均高于298 m,补给高程呈现百脉泉和东麻湾＞墨泉和梅花泉＞筛子泉和龙湾泉.且因地形、地层、岩性及降水量和持续时间等因素的制约,泉水同位素值及喷涌量的变化滞后于降水,降水至泉水喷涌时的补给周期尚需进一步结合同位素定年及水文地质条件厘定.相关研究结果将为百脉泉泉水资源合理利用及泉域旅游业的可持续发展提供借鉴.

    氢氧稳定同位素本地大气降水线蒸发线补给来源百脉泉泉群

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    鄱阳湖北部沙山一处平行层理砂层的释光信号回零分析及年代学研究

    钟文龚志军罗明彭花明...
    78-91页
    查看更多>>摘要：鄱阳湖作为中国最大淡水湖,其周边发育若干沙山.虽然此前研究多认为这些沙山为风力堆积的产物,但是这些沙山中上部还普遍保存有水成沉积构造的沉积层.选取江西省湖口县沙洲村沙山一处代表性的平行层理砂层(吴淞高程约40.3 m)为研究对象,首先对目标砂层的石英和钾长石开展光释光信号回零分析.研究结果显示该砂层的石英光释光信号和钾长石光释光信号均呈现明显的晒退不均.这种现象与沉积构造解译一致,即目标沉积层为水成堆积过程的产物.之后,对目标砂层开展年代学研究,通过对比鄱阳湖湖岸一处现代平行层理砂层的光释光年代结果,将沙洲村沙山目标砂层的年代限定为全新世大暖期(石英单片和单颗粒光释光年龄分别为(6.9±1.6)ka和(6.4±2.2)ka).

    鄱阳湖沙山平行层理光释光全新世大暖期

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    江西星子镇沙岭沙山顶部一处红色砂层的粒度分析及释光年代研究

    陈旭龚志军罗明彭花明...
    92-105页
    查看更多>>摘要：鄱阳湖作为我国最大淡水湖,其周边分布若干沙山.此前研究多认为这些沙山为风成堆积的产物.选取星子镇沙岭沙山顶部(吴淞高程约58.3 m)一处红色砂层(含泥质团块)为研究对象,开展粒度分析和释光测年,以进一步揭示其形成环境和年代.粒度结果为:(1)以中粗砂为主;(2)粒度分选性差;(3)频率分布曲线显示该红色砂层包含多峰;(4)概率累积曲线显示该红色砂层包含1个推移组分、2个跃移组分和4个悬移组分;(5)萨胡判别公式值均＞-2.74.之后,对红色砂层下伏泥层、红色砂层和红色砂层上覆黄色砂层开展石英单颗粒释光测年,其年代分别为:(24.7±2.1)ka、(24.0±2.4)ka和(22.4±3.9)ka.研究表明该红色砂层虽然形成于MIS2阶段,但其不是干旱环境下的风成沉积砂层.

    鄱阳湖沙山粒度光释光测年红色砂层

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    辽河三角洲湿地植被生态状况变化特征分析

    王莹张晓月李琳琳史宇迪...
    106-117页
    查看更多>>摘要：归一化植被指数(NDVI)是反映植被状况的重要指标,对植被生长和区域生态状况的研究具有重要意义.为探究辽河三角洲植被生态状况变化特征和未来发展趋势,基于 1995—2009 年的NOAA/AVHRR NDVI和 2009—2020 年FY3/MERSI NDVI数据,通过修正拟合和S-G滤波法构建了1995—2020年长时间序列NDVI数据集.利用趋势分析法、变异系数和Hurst指数分析辽河三角洲(盘锦地区)NDVI时空分布特征,重点研究了水田和沼泽湿地的植被生态状况变化规律和未来发展趋势.结果表明:(1)从时间变化上看,26 a间辽河三角洲NDVI呈波动增加趋势,年平均增长率为0.32%;NDVI年内呈典型的单峰型分布,最大值出现在 7 月下旬或 8 月上旬.(2)从空间变化上看,区域内NDVI呈西南—东北方向递增,最高值主要分布在水田区,次高值分布在沼泽区.(3)绝大部分水田植被逐年变好,且植被生态状况比较稳定,低波动变化区域占96.72%,未来植被生态状况将持续改善的区域占 61.05%.(4)沼泽植被逐年变好的区域占97.67%,变好最明显的区域主要分布在南部沿海地区和双台子河口附近,且该区域未来植被生态状况将会持续改善.研究结果可为辽河三角洲生态环境保护和湿地精准修复提供科学参考.

    辽河三角洲NDVI时空变化湿地未来趋势

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    基于RS和GIS的陕西省洛川县土地利用类型和植被覆盖变化特征

    方月王云强宋怡
    118-128页
    查看更多>>摘要：明确土地利用类型转变和植被覆盖度变化的范围、幅度和归因是评估生态工程环境效应的前提.然而,在黄土高原塬区县域尺度类似的研究鲜有报道.基于长时间序列NDVI数据和Landsat系列卫星数据,探究黄土高原洛川县土地利用和植被覆盖度的变化状况.结果表明:退耕还林(草)工程实施以来,洛川县植被覆盖度从 0.6(2000 年)增至 0.9(2020 年),耕地面积减少了 481.8 km2,其中231.3 km2 为坡度≤15°的适耕区转为苹果园.由于坡耕地还林草的面积在洛川县土地变化总面积中仅占1.5%,远小于其他地类改种苹果的面积(占 20.0%),因此,洛川县植被覆盖度的提升主要是政府大力推广苹果树种植的结果.研究结果可为黄土高原经济林建设提供基础数据和科学参考.

    土地利用植被覆盖苹果园退耕还林(草)洛川县

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