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期刊信息/Journal information
地球科学与环境学报
地球科学与环境学报

刘建朝

季刊

1672-6561

dkyhxb@chd.edu.cn

029-82334686

710064

西安市南二环中段长安大学内

地球科学与环境学报/Journal Journal of Earch Sciences and Environment北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创刊于1979年，报道内容主要包括：基础地质、矿床地质、水文地质、工程地质、环境地质（含生态地质和灾害地质）、资源勘查、测绘工程、地理信息系统等及地学领域的边缘学科,重点反映“西部大开发”中资源勘查、生态地质环境保护和基础设施工程地质等重大地质科技问题。
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    不同地形梯度下秦巴山区乡村振兴潜力及发展路径

    员学锋安健吉杨悦马超群...
    1-13页
    查看更多>>摘要：我国山地丘陵地区在空间上相对孤立,乡村发展受到阻碍.开展不同地形梯度下乡村振兴潜力及发展路径研究,旨在为山区因地制宜推进乡村振兴提供理论与科学依据.基于陕南秦巴山区地形差异开展典型村域调研,构建评价指标体系测度乡村振兴潜力,结合相关性与障碍度模型,辨识不同地形梯度下乡村振兴的障碍因素,提出差异化发展建议.结果表明:①各地形梯度下乡村振兴综合潜力由大到小依次为低地形梯度、中低地形梯度、高地形梯度、中高地形梯度,地形梯度与秦巴山区乡村振兴综合潜力及区位条件、基础设施潜力成显著负相关关系;②随着地形梯度的上升,秦巴山区乡村主体、产业发展、人居环境、区位条件、基础设施潜力整体上呈减小趋势,资源禀赋潜力先减小后增大;③不同地形梯度下秦巴山区乡村振兴各维度潜力大小及其障碍因子皆存在明显差异.为优化山区乡村发展模式、全面推进乡村振兴,建议低地形梯度村庄重点防止人口、耕地等农业生产要素流失,中低地形梯度村庄优化基层组织、提升引领能力,中高梯度村庄加强基础设施建设、改善人居环境,高地形梯度村庄充分保护并合理利用林地资源,发展特色产业.

    乡村振兴地形梯度发展路径熵权法地形位指数相关性障碍度模型秦巴山区

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    黄河流域绿色科技创新竞争力时空分异演变及障碍因素

    蒋兵付华健张力元
    14-24页
    查看更多>>摘要：加快提升绿色科技创新竞争力是实现黄河流域高质量发展的必然需求.在利用纵横向拉开档次法系统评价2009～2020年黄河流域绿色科技创新竞争力的基础上,进一步采用核密度估计和空间马尔科夫链对其时空分布格局和动态演进特征进行深入分析,并借助障碍度模型分析阻碍黄河流域绿色科技创新竞争力提升的主要因素.结果表明:①黄河流域绿色科技创新竞争力整体发展呈现出"衰退期""上升期""再衰期""重振期"4个阶段的"W"型变化趋势,地区间绿色科技创新竞争力的绝对差异有所缩小,但仍具有显著的"梯度"发展特征,黄河流域上、中、下游绿色科技创新竞争力依次递增;②黄河流域不同等级间的绿色科技创新竞争力具有转移"惰性",低竞争力地区面临严重的"等级壁垒",而高竞争力地区则存在"俱乐部趋同"现象,空间溢出效应下,绿色科技创新竞争力转移的"等级锁定"概率有所降低,但仍无法实现跨级跃迁;③黄河流域绿色科技创新竞争力的阻碍因素主要体现在绿色发展不足和成果转化不充分等方面,其中单位GDP能耗、能源消费结构、能源消耗、开放程度和绿色科技论文发表数量是阻碍黄河流域绿色科技创新竞争力提升的主要因素.

    绿色科技创新竞争力时空分异障碍因素拉开档次法核密度估计空间马尔科夫链黄河流域

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    重庆市绿色空间景观格局与PM2.5浓度时空相关性

    苟爱萍李皖新王江波
    25-37页
    查看更多>>摘要：空气中的细颗粒物对人民群众身体健康产生严重威胁,探究绿色空间景观格局对PM2.5浓度的影响,有助于通过调整绿色空间格局降低PM2.5浓度.以重庆市1980～2020年土地利用遥感监测数据和PM2.5浓度数据作为基础数据,通过景观格局指数法、空间自相关分析研究绿色空间景观格局及PM2.5浓度变化特征,再通过时空地理加权回归(GTWR)模型研究绿色空间景观格局指数变化对PM2.5浓度的影响及其时空异质性.结果表明:①重庆市PM2.5浓度从1980年至2010年逐渐上升,2010年至今逐渐降低;同时,其空间分布具有显著聚集特征,主要显示为东部低-低聚集、西部高-高聚集的特征.②林地、草地和耕地的面积指数(TA)、斑块密度指数(PD)和斑块连接度指数(COHESION)与PM2.5浓度具有显著的相关性.其中,林地面积指数呈负影响,耕地、草地面积指数呈正影响;林地、草地斑块密度指数呈正影响,耕地斑块密度指数呈负影响;林地、草地和耕地斑块连接度指数均呈负影响.③主城都市区内,草地面积指数和耕地斑块密度指数对PM2.5浓度的负影响较强.渝东北三峡库区城镇群和渝东南武陵山区城镇群内,林地聚合度指数(AI)、斑块密度指数和斑块连接度指数以及耕地面积指数对PM2.5浓度的影响较强.

    绿色空间景观格局指数消减效应PM2.5浓度空间自相关分析时空地理加权回归模型时空异质性重庆

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    第十四届全运会大气污染物减排措施对西安市气溶胶中水溶性离子和含碳组分的影响

    沈利娟王红磊赵天良施双双...
    38-53页
    查看更多>>摘要：人为源密集的城市是空气污染影响的主要区域,厘清城市地区排放源的变化与大气污染物浓度之间的影响作用机制,有助于协调我国大气污染防控与城市社会经济发展之间的关系.为研究第十四届全运会期间大气污染物减排措施对西安市大气污染物(PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3和CO)的影响,于2021年8月6日至10月1日使用在线监测仪器观测了环境六要素、气象要素和PM2.5中的气溶胶化学组分(有机碳、元素碳和水溶性离子).结果表明:大气污染物减排措施对主要污染物O3和PM2.5浓度日变化的影响不同,主要由温度对光化学过程的影响和扩散条件差异导致.O3在减排措施实施期间晴天峰值浓度更高、持续时间更长、浓度变化更迅速.PM2.5在减排措施实施前晴天白天的峰值浓度较高,并在减排措施实施期间晴天夜间的峰值浓度较高.大气污染物减排措施对PM2.5中化学组分的影响不同,尤其是对有机碳的组成影响较大.与减排措施实施前晴天相比,减排措施实施期间晴天NO3-、SO42-、NH4+、Cl-、Ca2+、Na+和NO2-浓度降低了17.9％～71.8％,K+、Mg2+和元素碳浓度增加了 1.9％～13.6％,有机碳浓度仅降低了 1.0％,但是一次有机碳浓度增加了 13.6％,二次有机碳浓度降低了 4.7％.NO3-/SO42-值在减排措施实施期间晴天(0.53)远低于减排措施实施前晴天(1.66),表明减排措施实施期间交通源的贡献显著降低.降雨对NO3-和NH4+的清除较弱,反而会增加其浓度,但对K+、Mg2+、Ca2+和Na+的清除作用较强.NO3-、SO42-和NH4+在减排措施实施前后均是水溶性离子最重要的组成,在水溶性离子中的占比为90.8％(减排措施实施前的晴天)～95.8％(减排措施实施期间的雨天).二次有机碳是有机碳的主要组成,占比为75.5％(减排措施实施期间的雨天)～79.9％(减排措施实施前的晴天).不同阶段的水溶性离子和含碳气溶胶浓度日变化特征不同.NO3-、SO42-和NH4+浓度晴天的日变化为单峰型分布,雨天为多峰型分布.

    水溶性离子有机碳元素碳日变化PM2.5臭氧第十四届全运会西安

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    夏季欧亚环流的低频振荡对长江流域降水影响的多尺度诊断

    杨丹王黎娟鲍瑞娟
    54-66页
    查看更多>>摘要：长江流域夏季降水与欧亚中高纬大气低频振荡密切相关,定量诊断不同尺度环流异常对降水的贡献,对于提高旱涝灾害预测准确率具有重要意义.利用ERA5逐日再分析资料和CN05.1逐日降水资料,通过定义环流指数(CI),将夏季欧亚环流划分为两脊一槽(DR)型和两槽一脊(DT)型,并探究了其低频特征以及不同尺度环流异常对长江流域降水的影响.结果表明:两类环流型是环流指数低频循环周期中的两个不同位相,均具有10～30 d振荡周期,对长江流域低频降水有着重要影响.其主要表现为:①两类环流型对应的500 hPa低频环流场在欧亚中高纬呈现正、负位势高度异常交替的波列结构,具有明显向东传播的特征,平均传播速度约为每天5°(经度);②当DR型达峰值位相时,850 hPa低频风场中鄂霍次克海反气旋南侧的东北风引导中高纬干冷空气向长江流域入侵,与来自南海反气旋西侧的西南气流交汇,使太平洋和南海的大量水汽向长江流域输送,低频降水正异常滞后于环流2 d达到最强,DT型的特征则与之相反;③欧亚环流对长江流域低频降水的影响以大于30 d的背景水汽条件和10～30 d低频尺度环流的共同作用为主导,小于10 d的天气尺度环流次之,大于30 d的背景环流较前二者作用偏弱,并且水汽辐合项约为水汽平流项贡献的3倍,先由湿平流提供充足的水汽条件,再通过较强的水汽辐合产生降水.

    异常环流夏季降水多尺度诊断低频振荡传播特征水汽通量长江流域

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    江苏沿海沉积物有机磷含量、总有机碳、总氮与同位素特征及有机质来源解析

    严维兵饶文波栗天宁徐祖阳...
    67-80页
    查看更多>>摘要：沉积物有机质分布与来源是海陆过渡带生物地球化学循环和沿海生态环境研究中的重点和难点问题,一直受到广泛关注.选择江苏沿海为研究区域,于2016年采集61个表层沉积物样品,查明其中的有机磷(OP)含量、总有机碳(TOC)、总氮(TN)及有机碳和总氮同位素(δ13Corg、δ15Ntot)特征,试图阐明江苏沿海沉积物有机质来源.结果表明:沉积物有机磷含量、总有机碳、总氮与粒度之间存在显著的相关关系,明显受水动力作用的影响.元素比值与同位素的定性分析表明,沉积物有机质主要由海洋生物提供,也受陆源输入的影响.同位素混合模型计算结果进一步发现,海源对沿海沉积物有机质平均贡献比例达到56.9％,其次为陆源C3植物、土壤以及农业肥料,平均贡献比例为38.5％,生活污水的贡献比例仅为4.6％.海源有机质通过洋流和潮波输送至江苏沿海,而河流输入和沿海养殖可能是陆源输入的重要方式.尽管陆源输入不是江苏沿海沉积物有机质的主要贡献来源,但可能是沿海水体富营养化的驱动因子.

    沉积物有机质有机磷有机碳总氮稳定同位素物质来源江苏

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    桂西北岩溶地质高背景和矿业活动叠加区土壤剖面镉分布特征及生物有效性

    王艺惠文鑫钟聪朱槟栾...
    81-95页
    查看更多>>摘要：桂西北岩溶地质高背景与矿业活动叠加,导致土壤污染风险增大,对粮食和生态安全构成了潜在威胁.以广西河池地区典型岩溶地质高背景与矿业活动叠加区作为研究区域,采集了 3条水稻田土壤剖面(0～100 cm)样品,分析镉(Cd)的空间分布特征和生物有效性,结合富集因子法、风险评价指数等对土壤剖面Cd污染状况与生态风险进行了评估.结果表明:3条剖面土壤Cd在表层(0～20 cm)均显著富集,表明在土壤表层有明显人为来源的重金属Cd积累.根据国家标准《土壤环境质量:农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018),距离矿区较远的两条剖面土壤Cd含量有个别样品超过农用地土壤污染风险筛选值,而靠近矿区的剖面则有90％的土壤样品超过农用地土壤风险管控值.研究区土壤剖面Cd含量主要受控于地质背景、农业耕作和矿业活动等多因素相互叠加,不同剖面含量差异主要取决于距离矿区的远近,同一剖面则与土壤pH值和有机质含量有关.土壤剖面Cd主要以铁锰结合态、离子交换态和残渣态存在,其生物有效性主要受控于土壤Cd总含量、pH值、有机质含量以及铁锰氧化物的固定作用,表现出远离矿区的土壤剖面以及土壤表层的生物有效性相对较高的特点.

    重金属镉土壤剖面富集特征形态分布生物有效性岩溶地区广西

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    柴达木盆地盐类及地下水矿床成矿系列与找矿方向

    潘彤贾建团李东生郭廷峰...
    96-113页
    查看更多>>摘要：新生代以来,柴达木盆地形成了复杂的构造体系及一系列相对独立的构造、成矿单元.柴达木盆地不同的构造单元因沉积环境与成矿条件的差异,在第四系浅层盐湖区、更新统冲洪积扇区、古近系—新近系圈闭构造区等特定的时空范围形成了赋存状态、矿物组合等相对独特的矿产.对柴达木盆地盐类及地下水资源时空分布特征、成矿作用及成矿地质背景进行了归纳研究,划分了盆地盐类及地下水矿床成矿系列.以成矿系列理论为指导,结合柴达木盆地最新的勘查研究成果,对盆地演化、盐类成矿单元、矿产时空分布及成矿类型等进行梳理,将柴达木盆地盐类及地下水矿床划分为3个成矿系列、6个成矿亚系列、15个矿床式.根据矿床自然分类及矿床成矿系列"全位成矿、缺位找矿"的预测思维,提出了柴达木盆地盐类及地下水矿产的找矿方向.

    成矿系列找矿方向盐类矿产地下水成矿单元矿床类型矿产分布柴达木盆地

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    地幔榴辉岩包体的同位素定年方法研究进展

    蒋蕾茵孙晶黄铖铮吴琪...
    114-126页
    查看更多>>摘要：地幔榴辉岩包体是寄主岩浆从地球深部地幔携带到地表的俯冲洋壳碎片,作为一种高压变质岩,它可能记录着有关大洋地壳原岩、板块俯冲以及后期交代变质过程等重要信息,因此其年龄也显得格外重要.通过统计全球超过500个已发表的地幔榴辉岩包体的年龄结果,对比几种常用的地幔榴辉岩包体同位素定年方法,讨论了不同方法的优缺点及适用情况.结果表明:金红石U-Pb和全岩Rb-Sr、Sm-Nd、Lu-Hf全岩等时线法一般给出的是寄主岩浆的年龄或地幔交代的时间,而榴辉岩中的硫化物Re-Os等时线年龄,锆石U-Pb上交点年龄,Sm-Nd、Lu-Hf石榴子石-单斜辉石双矿物等时线年龄以及锆石Hf亏损地幔模式年龄对于其原岩年龄及板块俯冲时代有较为可观的应用前景;地幔榴辉岩包体最古老年龄的峰值分布在3.1～2.8Ga,与Kaapvaal和西伯利亚克拉通构造拼合的时间吻合,可能代表着全球地幔榴辉岩包体的最早形成时代,也预示着板块构造可能于中太古代开启.

    板块构造地幔榴辉岩包体放射性同位素定年方法锆石U-Pb年龄Sm-Nd等时线年龄Lu-Hf等时线年龄硫化物Re-Os等时线年龄

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    基于增强多头注意力机制的Optuna-BiGRU测井岩性识别

    王婷婷王振豪李方赵万春...
    127-142页
    查看更多>>摘要：测井岩性识别是油气勘探开发中至关重要的内容.针对现有算法模型在处理测井曲线数据时,无法有效捕获曲线内部深层关联和深度方向关系、拟合能力较弱、难以准确提取关键特征、噪声干扰以及模型超参数调优过程复杂困难等问题,提出了一种通过Optuna超参数优化双向门循环单元(Optuna-BiGRU)结合增强多头注意力机制(EMHA)的测井岩性识别模型——Optuna-BiGRU-EMHA模型.该模型引入残差机制和层归一化以改进多头注意力机制模块,并结合双向门循环单元(BiGRU)解决了处理测井数据时的问题,同时使用Optuna超参数优化框架和小波包自适应阈值方法分别解决了超参数调优和噪声干扰问题.首先通过交会图分析和敏感性箱线图分析选取自然伽马、深感应电阻率、中子-密度孔隙度、平均中子-密度孔隙度和岩性密度5个特征参数的测井数据,通过小波包自适应阈值方法对数据进行去噪,并将测井数据分割成数据块,然后利用Optuna框架优化BiGRU-EMHA模型超参数,最后通过实验对比K-近邻算法(KNN)、随机森林(RF)、极端梯度提升算法(XGBoost)、长短期记忆(LSTM)神经网络、BiGRU、双向长短期记忆(BiLSTM)神经网络、BiGRU-MHA、Optuna-BiGRU-EMHA等8种模型在测井岩性识别中的精度.结果表明:Optuna-BiGRU-EMH A模型识别准确率达到80％,相对于传统机器学习模型和深度学习模型,综合岩性识别准确率分别提高15.94％～23.14％和3.93％～15.94％,该模型为常规测井岩性识别提供了坚实的理论支持.

    岩性识别深度学习BiGRU增强多头注意力机制小波包自适应阈值超参数优化

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