太白山高山带距今5520年以来气候-环境变化——佛爷池沉积物的多指标记录及其结果的解译

佛爷池为秦岭主峰太白山南坡高山带的冰蚀湖。在其干涸的底床挖掘一条深70 cm的探坑,自坑壁取得沉积物样品。对这一剖面的3个样品做加速器质谱(AMS)14C测年,56个样品做总有机碳含量(TOC)和碳/氮比值(C/N)分析、低频磁化率(?lf)和非滞后性剩磁(ARM)测试、粒度分析和孢粉分析,并计算ARM/?lf。利用这些测年结果建立这一剖面的年代框架,并对TOC和C/N,?lf,ARM和ARM/?lf,平均粒径及栎属孢粉(Qucercus)含量在剖面中的变化进行解译,由此初步推测佛爷池周边距今5520年以来的气候及环境变化。在5520~3800 a BP,气候为冷干,在其中的5100~4300 a BP冷干程度可能最强。在3800~2300 a BP,气候渐转暖湿。在2300~1300 a BP,气候更为湿润。在1300~700 a BP,气候更为温暖,可能是过去5500多年中最温暖的时期。在700~500 a BP,气候再度变冷、变干。由于共同受到东亚季风的影响,太白山高山带中、晚全新世这一气候-环境变化与中国东亚季风区一些地点的变化趋势颇为相似。     

东沙海域沉积物有机碳、氮含量及其同位素分布特征对富甲烷环境指示意义

我国东沙海域是天然气水合物的潜在区,是目前世界上有机碳、氮同位素的环境效应研究的热点区域.通过对ODP184航次3个站位101件沉积物样品中的有机碳、氮含量,碳、氮同位素组成及碳/氮质量比分析测定,并结合沉积物中的顶空甲烷气体浓度和间隙水的盐度、SO42-、NH4+浓度分析,结果显示:1146站位430 m以下沉积层为富甲烷环境,该层段有机质1δ3C和1δ5N值变重,同时碳/氮质量比变小,表明沉积物母质主要来源于陆源高等植物,而1144和1148站位沉积物母质主要来源于海洋浮游动植物;沉积物中氮含量的增加和1δ5N值的亏损,推断可能与富甲烷环境中古细菌硝化作用和固氮作用有关;沉积物中碳、氮同位素的分布与有机碳、氮含量的规律相一致,也反映沉积物间隙水中相关离子的变化趋势.     

晚冰期以来沉积物有机碳同位素记录的东、西太湖环境差异

通过东、西太湖湖泊沉积孔柱有机碳同位素(δ13,Corg)的综合分析,结果表明两者的分布特征存在明显的差异.文章分析了导致该差异的原因.     

碳、氮同位素示踪法在农林业中的应用

对碳、氮同位素示踪法在相关的农林业研究中应用的基本原理、应用途径和方法及其研究进展进行了概括和总结。碳同位素主要应用于土壤碳循环、光合作用及其同化产物的传导和分布、植物水分利用效率、土地利用变化、农药残留代谢、降解和代谢等领域;氮同位素主要应用于农林N2O释放机理、固氮植物固氮量能力的分析以及氮素转化、氮肥利用率等方面的研究,为进一步在农林业及相关领域的应用提供参考。     

再建气候环境演化历史的碳同位素技术

稳定碳同位素是再建气候环境变化历史最重要手段。简要回顾了碳同位素分馏的主要影响因素。介绍了碳同位素变化与生态环境变迁的可能关系 ;重点探讨了利用碳同位素再建古大气CO2 的原理和方法     

山东塔山黑松树轮稳定碳同位素与气候要素的响应

在山东塔山东坡采集黑松(Pinus thunbergii Parl)树芯样本,建立树轮稳定碳同位素年表,发现在数十年尺度上与工业革命以来大气稳定碳同位素比率降低的事实相吻合,但1976年之后树轮稳定碳同位素比率(δ13C)有逐渐上升的趋势,其原因可能是大气中CO2的积累效应导致了大气与海洋之间CO2交换的不稳定性.通过对样本δ13C序列校正提取高频序列后与气象站气象资料进行相关分析,发现树轮δ13C序列与温度呈正相关,与降水量和日照时数呈负相关,温度和降水以及日照时数对树轮δ13C的影响均存在一定的滞后效应,该地区树木生长的限制性气候因子比较复杂,可能受到多种气候因子的共同影响,在气候重建研究中应当慎重选择.     

用碳氧同位素对沱沱河盆地古近纪及新近纪早期气候变化的研究

鉴于目前对位于青藏高原上的沱沱河盆地研究不多,作者试用碳氧同位素比值的方法研究该地区新生代的始新世到中中新世这一时段内的气候环境变化情况.经过数据计算、图解和分析表明,沱沱河盆地从始新世到中中新世的气候环境变化可划分为两个阶段,即始新世-渐新世的炎热干燥气候期和中中新世的温暖湿润气候期.此研究结果将为进一步研究该地区的古环境变化提供依据.     

广西北海市南岸滩涂主要大型植物及表层沉积物的稳定性碳和氮同位素丰度

为调查广西北海市南岸滩涂主要大型植物和表层沉积物的稳定性碳和氮同位素丰度,并为沿海滩涂动物食物与营养来源研究提供数据,采用野外现场采样和室内样品处理检测结合的方法,对山口镇英罗村、北暮盐场、营盘镇青山头村、竹林盐场、大冠沙等5个地点采集到的红树落叶（秋茄Kandelia candel和白骨壤Avicennia marina）、互花米草Spartina alterniflora、条浒苔Enteromorpha clathrata、细基江蓠Gracilaria tenuistipitata及表层沉积物样品进行处理,测定总有机碳（TOC）、总氮（TN）、稳定性碳同位素丰度（δ¹³C）和稳定性氮同位素丰度（δ¹⁵N）,并进行统计分析与比较。结果显示,山口镇英罗村和大冠沙红树落叶的δ¹³C和δ¹⁵N均没有显著差异,北暮盐场和营盘镇青山头村互花米草的δ¹³C和δ¹⁵N也没有显著差异。5个地点表层沉积物的TOC、TN、δ¹³C、δ¹⁵N均没有显著差异,表明北海市南岸滩涂表层沉积物的TOC、TN、δ¹³C、δ¹⁵N分布较为均匀。沿海滩涂高等植物的δ¹³C主要受均匀的大气影响,不同区域和地点间差异较小,因此不同地点高等植物红树和互花米草的δ¹³C变幅也较小。本次调查的北海南岸沿岸较为开阔,并且没有大型河流注入,因此滩涂沉积物中δ¹⁵N差异较小。由于植物对氮同位素吸收没有分馏作用,本次调查中不同地点的红树和互花米草δ¹⁵N差异也很小。山口镇英罗村、北暮盐场、竹林盐场和大冠沙的条浒苔δ¹³C没有显著差异,但δ¹⁵N有显著差异,竹林盐场的条浒苔δ¹⁵N显著低于北暮盐场。北暮盐场和营盘镇青山头村的细基江蓠δ¹³C没有显著差异,竹林盐场的细基江蓠δ¹³C显著低于另外两个地点;3个地点的δ¹⁵N均没有显著差异。不同地点大型海藻的δ¹³C或δ¹⁵N差异出现的原因有待进一步研究。本研究结果为分析北海南岸大型植物和沉积物对滩涂饵料和营养来源的影响提供了参考数据。     

春季北部湾北部海域颗粒有机物的碳、氮同位素组成

2011年4月期间,对北部湾北部海域水柱中颗粒有机碳(POC)、颗粒氮(PN)浓度及其同位素组成开展了研究,结果表明,研究海域水柱中的颗粒有机物主要受陆源输入和生物生产过程的影响.根据POC、PN、C/N比(摩尔比)、δ13C和δ15N的空间分布规律,可将研究海域区分为具有不同特征的3个区域,其中钦州湾外围海域的δ13C最低,反映出该区域颗粒有机物受陆源输入的影响较大;铁山港外围海域具有高的POC、PN和δ15N特征,C/N比也接近于Redfield比值,说明其颗粒有机物主要受控于生物初级生产过程;琼州海峡西侧海域呈现低POC和PN特征,与南海外海水的特征较为接近,而该区域同时具有低C/N比和低δ15N的特征,表明其受生物固氮作用的影响明显.     

锦鸡儿属植物稳定性碳同位素组成对内蒙古东西水热梯度变化的响应

以广泛分布于荒漠区和草原区的锦鸡儿属(Caragana)植物为研究对象,通过对61份锦鸡儿属叶片样品δ13C值的测定,分析了锦鸡儿属植物稳定同位素组成变化特征,养分元素及其与环境因子(年降水量和年均温度)的关系,研究结果显示:四种锦鸡儿属植物δ13C值分布范围-24.93‰～-27.95‰,平均值为-26.12‰,随着...     

Distribution characteristics of soil organic matter and total nitrogen on the Yajiageng vertical belt,Gongga Mountain around the Dadu River banks

Distribution characteristics of soil organic matter（SOM） and total nitrogen（TN） were studied in different plant communities of the Yajiageng vertical belt in Gongga Mountain around the Dadu River banks. The results show： （1） the contents of SOM and TN of the plant communities gradually decreased with the following order： subalpine coniferous forest （3 027 m）, subalpine meadow （3 873 m）, coniferous broadleaved mixed forest（2 737 m）, subalpine shrub（3 565 m） and treeline（3 564 m）. （2） With soil profile depth increasing, the contents of SOM and TN gradually decreased. For different vegetation types, the contents of SOM and TN in sub-alpine coniferous forest were higher than that of other vegetational types. （3）The ratio of the content of carbon to the content of total nitrogen （Cc/CTN）WaS 13.5-27.6, which was relatively lower than the appropriate Cc/CTN of 25-30, and indicated that the soil in favor of the organic matter decomposed and nutrients released. Cc/CTN in the soil had no correlation with sea level altitude. However, its distribution in the soil x, aried with different vegetation types. （4） Nitrogen in SOM existed mainly in the form of organic nitrogen, and Cc/CTN in the soil was not obvious correlated with SOM and TN.     

湖南锡矿山高锑地下水稳定碳同位素特征及其富锑意义

溶解性有机碳是地下水中Sb富集的关键因素,为探明湖南锡矿山高Sb地下水稳定碳同位素特征,揭示有机质氧化分解过程对地下水中Sb富集的影响,对湖南锡矿山高Sb地下水选用碳稳定同位素分馏和水化学相结合的方式进行分析.结果表明:湖南锡矿山高Sb地下水δ13CDIC值在-17.84‰～-2.30‰,δ13CDOC值在-26.87‰～-16.70‰.高Sb地下水中Sb与DOC、HCO3-均呈正相关关系,表明微生物作用对高Sb地下水中Sb的富集具有较大的贡献.高Sb地下水溶解性有机碳相对于溶解性无机碳具有更负的δ13C值,DOC主要受内源有机质的影响;随着813CDIC-δ13CDOC差值的减小,Sb浓度逐渐升高,表明由于微生物的存在,有机质的氧化分解明显促进了高Sb地下水中Sb的富集.     

常规处理工艺对饮用水中有机物的去除

试验研究了常规处理工艺(混凝-沉淀-砂滤)对饮用水中有机物的去除,结果表明:常规处理工艺对CODMn去除效果较差,平均去除率为16.7%,且受到进水CODMn含量和水温的影响,水样CODMn含量高和水温高时,CODMn的去除率高;对NPOC的平均去除率为11.6%,效果较差;常规工艺对AOC几乎没有去除作用,多数情况下出厂水AOC浓度在氯的氧化作用下升高,平均增加55.3%;出厂水AOC平均为160.63μg/L,属于生物不稳定饮用水。     

多同位素(Fe、S和C)协同揭示高锑地下水Fe(Ⅱ)-Sb(Ⅲ)共氧化机制

好氧黑暗地下水环境中Sb(III)也能实现快速氧化,前人推断Fe(Ⅱ)和Sb(Ⅲ)共氧化可能是最重要的驱动机制,然而该机制缺乏环境同位素分馏的野外验证。为此,野外采集湖南锡矿山锑矿区北矿D3x4水高低Sb地下水样品20组,通过对比高低Sb地下水环境同位素(δ56Fe、δ13C和δ34S)的差异,探究高Sb地下水形成过程中环境同位素的分馏过程,揭示好氧黑暗地下水环境中Sb(Ⅲ)快速氧化的新机制。结果如下：湖南锡矿山锑矿区北矿D3x4水中TSb浓度范围为5.30~20700 μg/L,平均值为3660.61 μg/L,Sb(Ⅴ)是最主要的Sb价态。偏中性-弱碱性和富含氧气的D3x4水环境为FeS2和Sb2S3共氧化提供了便利,也引发了沉积物和地下水间δ18OSO4、δ34SSO4和δ56Fe的分馏,导致高Sb地下水SO42-、TFe和Sb(Ⅴ)含量的升高。于此同时,微生物活动导致的有机碳氧化分解进一步促进了Fe(Ⅱ)和Sb(Ⅲ)共氧化速率的提升。该结论揭示了好氧黑暗地下水环境中Sb(III)氧化新机制,并为进一步提升Sb地球化学循环过程的认知和防止高Sb地下水污染提供科学依据。     

峨眉山柿子坪热田地下水碳氧同位素特征初步研究

在峨眉山柿子坪热田地质调查及热水勘探过程中 ,采用了碳、氧同位素地球化学方法 ,结果发现不同成因类型的地下水其碳、氧同位素组成特征各不相同 ,为查明地下热水的形成条件提供了重要依据 ,表明用地下水中 HCO-3 的碳、氧同位素组成来研究地下热水系的发育特征是有前景的     

太白山特有珍稀植物优先保护顺序的定量分析

在野外调查的基础上,运用濒危系数、遗传多样性损失系数和物种价值系数对太白山自然保护区15种特有珍稀植物的优先保护顺序进行定量分析,结果表明属一级保护的有秦岭乌头、太白山黄芪、陕西鹅耳枥和太白美花草4种,属二级保护的有秦岭蔷薇、秦岭花楸、太白扬、玉兰、假百合和秦岭党参6种,属三级保护的有太白贝母、铁筷子、长果升麻、反萼银莲花和手参5种。提出了加强太白山特有珍稀植物保护的措施。     

基于NDVI与DEM的山地植被垂直带定量划分——以太白山南坡为例

【目的】 利用遥感与地理信息技术,剖析不同植被类型植被指数与海拔的关系,实现山地植被垂直带的准确划分,获取山区植被分布空间格局。【方法】 以秦岭主峰太白山南坡为研究区,依据夏秋两季植被垂直带归一化植被指数(NDVI)的差值构建DEM-NDVI散点图,并利用半峰宽计算法将垂直带边界量化。【结果】 夏秋NDVI差值与DEM构建的散点图能够很好地体现出山地植被垂直带分布格局。太白山保护区南坡可划分6个植被垂直带,保护区下界至海拔1 919 m为栎林,1 919~2 331 m为松栎混交林,2 115~2 585 m为桦林,2 516~3 150 m为冷杉林,3 109~3 551 m为红杉林,3 551 m至山顶为高山灌丛草甸。DEM-NDVI散点图与遥感影像解译植被分类结果相比,二者的植被分布格局基本一致,但DEM-NDVI散点图能够体现植被的群体平均分布状况且能更准确地表达植被垂直带随海拔的变化特征。【结论】 利用夏秋NDVI差值与海拔所构建的散点图可快捷准确地划分山地植被垂直带。     

中太平洋与麦哲伦海山富钴结壳中分子化石和 碳同位素地球化学及其古海洋对比研究

在中太平洋海山和西太平洋麦哲伦海山的富钴结壳中检出分子化石正构烷烃和类异戊二烯烃,根据分子组合特征指数：主峰碳MH,Σn(C23-)/Σn(C24+),n(C31)/n(C17)、(n(C15)+n(C17)+n(C19))/(n(C27)+n(C29)+n(C31))、CPI、Paq、Pr/n(C17)和Ph/n(C18),其分子组合特征表明富钴结壳中原生有机质主要来自于沉水/漂浮水生大型植物和菌藻类,并混有少量陆源物质;有机碳同位素同样也指示了海洋水生生物的碳同位素特征。研究表明：中太平洋海山与麦哲伦海山相比受陆源物质影响较小。中太平洋海山和西太平洋麦哲伦海山富钴结壳的新壳层Pr/Ph均大于疏松层和老壳层,显示结壳生长后期海水的氧化性增强;麦哲伦海山结壳疏松层的Pr/Ph最低,揭示中间疏松层形成时期的海水氧化程度最低;中太平洋结壳的Pr/Ph值总体上均比麦哲伦结壳的大,表明结壳生长初期和生长过程中,中太平洋海山的海水氧化性要比麦哲伦海山的强。CM3D06结壳从底层到最外层有机碳同位素发生了很大变化,结壳中有机碳同位素组成变化与结壳生长过程中的海洋环境气候变化相符合：富钴结壳生长前期δ13C组成由正变负,对应全球气候变冷,南极底层流向太平洋挺进;而富钴结壳生长后期δ13C逐渐偏正,与全球气候变暖和南极底层流萎缩相关联,即结壳δ13C值偏正。