青藏高原近40年来气候变化特征及湖泊环境响应

以青藏高原52个气象台站1971-2008年的逐月气温、降水资料为基础,采用因子分析、气候趋势分析、气候突变分析等方法,对高原内部不同区域的气候变化特征进行研究,并讨论了高原湖泊环境对气候变化的响应。结果表明,近40 a来,青藏高原各区域年平均气温整体持续上升,柴达木地区增温尤为显著,年平均气温增长率达0.49℃/10a;1987年和1998年各区域气温普遍由低向高突变,1998年以来增温尤为显著。年可利用降水的变化特征存在区域差异,柴达木地区、藏北南羌塘高原东部地区整体增湿。除藏东地区,青藏高原其它地区气候条件于20世纪末21世纪初由暖干向暖湿转变,受其影响,以青海湖、鄂陵湖、冬给措纳、兹格塘错为代表的高原大型湖泊表现出水位上升、湖水离子浓度减小的特征,反映了气候暖湿条件下湖泊水量的增加。

青藏高原江河源区近40年来气候变化特征及其对区域环境的影响

以江河源区12个气象台站1971—2008年间的逐月气温、风速和降水资料为基础,对该区气候变化特征进行了分析,结果表明:近40年来,江河源区气候持续变暖,年均气温的增温率为0.37℃/(10 a),1987年和1998年气温由低向高突变;年均风速显著降低,每10 a降幅为0.24 m/s,1981年和1992年风速由高向低突变,年均风速与年均气温间呈负相关关系;1980年代降水偏多,1970和1990年代偏少,21世纪以来降水量有所回升,增幅因区域而异;年陆面蒸发量整体显著增加。结合前人研究,探讨了气候变化对环境的影响:持续升温导致江河源区内冰川退缩、多年冻土退化;1980年代气候相对暖湿,水资源量较丰;气候暖干化、水资源量减少、生态环境恶化是该区在1990年代和21世纪最初几年的显著特征;2004年左右以来,江河源区气候转湿,水资源量增加,生态环境有所好转。

庐山JL剖面红土粒度体积分形特征及其环境意义

分形理论在地貌学、土壤学、沉积学等领域得到了广泛应用,但在南方第四纪红土研究中的应用尚不多见。选取庐山北麓一个典型的第四纪红土剖面——JL剖面,根据三维空间内的体积分维模型和线性回归法,对红土颗粒粒径的体积分形特征进行研究,得出该剖面红土粒度体积分维值。研究结果表明:(1)剖面红土粒度的体积分形特征显著,其粒度特征和体积分维值与北方黄土具有较好的可比性,指示该剖面红土母质具有风成特性,并体现堆积与风化同时进行的加积特征。(2)网纹红土粒度体积分维值最大,第①～⑤均值介于2.0809～2.1411间;第⑥和第⑧棕黄色土层体积分维值最小,分别为1.9984和1.9723;第⑦古土壤层的体积分维值介于网纹红土层和棕黄色黄土层之间,为2.0653。体积分维值与粘粒含量及分选系数显著正相关,与粉砂含量呈负相关关系。(3)JL剖面红土粒度体积分维值的纵向变化表现为高低值相间的7个旋回,与传统粒度参数相比具有更显著的分段性,并与红化率和CIA值峰谷变化存在对应关系,可以作为指示沉积-风化环境变化的指标。初步认为庐山地区红土母质第四纪以来成壤环境存在强弱变化并逐渐减弱。

南方更新世红土氧化物地球化学特征

江西、浙江和湖南等地更新世红土化学组成分析结果表明,各地各类红土的化学组成具有较好的一致性。以SiO2、Fe2O3和Al2O3为主,K2O、Na2O、CaO和MgO大量淋失,相对于上陆壳(UCC)平均组成富Ti、Fe和Al,贫K、Na、Ca和Mg。符合亚热带地区脱硅富铝或脱硅富铝铁的基本成土过程,总体形成于湿热环境。其烧失量(LOI)对红土脱硅富铝程度具有一定的指示意义,LOI越大,脱硅富铝程度越强。同一剖面从网纹红土至均质红土或从网纹红土至棕色黄色风化程度渐弱。然而,全岩样品的SiO2/Al2O3、SiO2/R2O3分子比在直接指示红土风化强度方面不够有效。白网纹与红色基质的物源一致,化学组成却存在一定分异。以UCC为背景的元素盈亏状态和以均质红土为背景的元素绝对迁移量特征一致表明,物质迁移,尤其是Fe迁移与网纹红土网纹化过程之间存在必然的联系。Fe迁出区形成白网纹,Fe加入区继承红土化特征。

第四纪网纹红土的类型与网纹化作用

第四纪网纹红土在中国南方红土发育区内广泛分布,具有特殊的结构,是第四纪红粘土的重要组成部分,按照质地网纹红土可分为均质类网纹红土和非均质类网纹红土。测试结果显示:(1)均质类网纹红土的粒度组成以粉砂(5～50μm)和粘粒(<5μm)为优势粒级,砂(>50μm)含量很小,不足3%;粒度频率曲线多数呈单峰正偏形态,众数峰值位于5.5～6.5之间,部分呈双峰形态,两个峰值分别位于6和8附近;CIA值较高(84.31%～89.26%),ba值较低(0.19～0.30);稀土元素平均含量和分布模式与风尘沉积相似,87Sr/86Sr值与佳县上新世红粘土接近;εNd(0)介于-10.54～-12.66之间,表明物质源区基本稳定;均质类网纹红土的理化特征体现了风成沉积的特性和风化成土作用的显著影响,可称之为加积型网纹红土。(2)非均质类网纹红土发育自冲洪积相、坡积相沉积物或基岩风化壳红土,土体粉砂含量明显减少,多小于50%,砂含量大大增加,>50μm和>250μm粒级的离散系数较高,指示了显著的非均质特征;CIA值多数大于84%,化学元素和风化指标的离散系数多小于10%,显示其经历了较为强烈和稳定的风化作用。第四纪网纹红土的形成先后经历了风化成土过程和网纹化过程,南方红土区在网纹红土发育期内具有整体湿润的气候条件。

青藏高原兹格塘错沉积记录的全新世水位变化事件及其原因初步研究

兹格塘错是一个内陆封闭型湖泊,位于藏北高原腹地,处于西南季风作用边缘地带。由于流域内无冰川分布,湖泊补给主要靠大气降水,因此水体的扩张与收缩能够直接反映西南季风的变化。半干旱气候地区湖泊沉积物碳酸盐含量能够敏感地反映水体的扩张与收缩。兹格塘错沉积物碳酸盐含量高,与可溶盐(氯离子与硫酸根离子)含量变化结合能更好地揭示水体的演化阶段。分析结果表明,在9.3～8.9calkaBP、8.3～7.8calkaBP、5.0～4.7calkaBP、4.0～3.8calkaBP和3.1～2.7calkaBP碳酸盐含量出现大幅度下降,指示湖泊淡化、水位升高。但在3.8calkaBP左右碳酸盐含量和可溶盐(氯离子与硫酸根离子)含量同时出现峰值,指示出湖泊水体盐度升高、水位出现下降;近1calkaBP以来,碳酸盐与可溶盐含量都呈现逐渐下降趋势,表明湖泊水体逐渐淡化、水位缓慢上升的过程。但近100a来可溶盐含量上升,指示出湖泊水体的不断浓缩和水位下降过程,这和近百年的气候暖干化过程是一致的。兹格塘错沉积岩心碳酸盐含量全新世以来5次极低事件,有力地证明青藏高原西南季风在全新世期间的不稳定性。

庐山JL剖面红土磁化率特征及古环境记录

江西九江庐山地区JL剖面红土磁化率测试结果表明:1.典型网纹红土的磁化率远小于弱网纹红土和棕黄色黄土-古土壤,数值上,棕黄色黄土-古土壤是网纹红土的2.33倍。剖面各层段频率磁化率均值变化于10.09%～13.71%,且与磁化率显著正相关,表明风化成土作用中形成的超顺磁性颗粒对红土磁性增强具有重要贡献。2.湿润气候和土壤渍水的假潜育环境下铁磁性矿物易于分解、转化、淋失,这可能是导致网纹红土磁化率异常偏小的主因。从而在剖面上磁化率与CIA变化趋势相反,两者峰谷波动又基本一致。3.结合ESR年代,JL红土磁化率沿剖面自下而上分为4个波动式增大的阶段,可与早更新世以来季风环流演变过程中的几个重要转折期对应,记录了大尺度内的古环境变化信息。早更新世以来该区环境湿润程度波动式减弱,气候自中更新世以来由湿热向干冷转变。

九江JL红土剖面记录的中更新世气候转型事件

粒度测试表明九江红土具风成特征。粉砂(4～63μm)为优势粒级,含量为66.20%～74.02%,富集风尘粒组。选择敏感粒组15～30μm作为气候代用指标,根据ESR测年和粒度年龄模型,建立JL剖面时间标尺,结果表明其沉积时代为2098.4～233.2kaBP,跨早、中更新世。下段网纹红土的沉积年龄为2098.4～441.5kaBP,上段棕黄色土的沉积时代为441.5～233.2kaBP。基于3PBase软件对234～2084kaBP期间气候周期的频谱分析,九江JL红土剖面记录了准100ka、准41ka和准30ka的地球轨道要素变化周期,并在734～784kaBP期间,气候周期发生了转型,由之前的准41和准30ka地轴倾斜率周期变成之后的准100ka地球轨道偏心率周期,这一信号响应了全球范围内中更新世气候转型事件。谱密度分析还表明剖面气候周期具复杂性,可能与东亚季风的非线性反馈机制有关。

长期施肥对酸性土壤氨氧化微生物群落的影响

【目的】长期施肥显著影响着酸性土壤的p H,研究由此引起的土壤中氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)和氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)的变化,为土壤培肥提供理论依据。【方法】供试土壤为27年长期定位施肥试验的红壤,供试作物为玉米。选择不施肥对照(CK)、氮肥120 kg/(hm^2·a)(N)、氮磷钾肥(NPK)和猪粪2000 kg/(hm^2·a)(OM)4个处理采集土壤样品,测定了土壤基本理化性状;利用q PCR、PCR-DGGE方法,分析土壤AOA和AOB群落丰度与组成。【结果】1)长期定位施肥导致土壤p H值发生显著变化,N处理的土壤p H值最低,仅为4.03,其次是NPK和CK处理的土壤,OM处理土壤p H值最高,接近中性达6.40。2)与CK相比,长期施肥提高了土壤有机质、全氮、铵态氮和硝态氮含量。3)OM处理显著提高了土壤NH_3浓度,而其它处理对NH_3浓度无显著影响。4)施肥显著增加了土壤AOA的丰度,OM处理提升幅度最大;AOA丰度与土壤有机质碳、全氮呈极显著正相关(P<0.01),与铵态氮、土壤NH_3浓度呈显著正相关(P<0.05),与土壤p H、硝态氮关系不显著(P>0.05);施肥改变了AOA的群落结构,CK、N、NPK处理的群落结构差异不显著,OM处理与另外三个处理差别较大。主要AOA类群是Group 1.1b,少数属于Group 1.1aassociated。RDA分析表明,土壤p H值、有机质、总氮、铵态氮、土壤中NH_3浓度是导致AOA群落变化的主要环境因子。5)仅OM处理对AOB丰度和群落产生了显著影响,主要类群是Nitrosospira Cluster 3,少数属于Nitrosospira Cluster 9。AOB丰度与土壤NH_3浓度呈极显著正相关(P<0.01),与有机质碳、全氮呈显著正相关关系(P<0.05),与土壤p H、铵态氮、硝态氮关系均不显著(P>0.05)。【结论】长期施用不同肥料对酸性土壤的理化性质影响差异大,AOA和AOB的丰度和群落结构也发生了明显变化,尤其是施加有机肥之后。来自不同处理的大部分AOA属于Group 1.1b类群,少数属于Group 1.1a-associated类群。仅在OM处理中检测到AOB类群,大部分属于Nitrosospira Cluster 3,少数属于Nitrosospira Cluster 9。

第四纪加积型红土与下蜀黄土理化特征比较

加积型红土和下蜀黄土是我国亚热带地区常见的第四纪沉积物。测试了加积型红土的粒度、矿物与石英砂表面特征、磁化率、常量元素和稀土元素等理化指标,并与下蜀黄土进行了对比分析,结果表明,加积型红土与下蜀黄土在理化特征上具有整体相似性,显示风成特性,但较下蜀黄土经历了更为强烈的化学风化作用。同一剖面自下而上为加积型红土至棕黄色下蜀土的沉积序列,揭示了中更新世至晚更新世风化成壤强度减弱、气候由湿热向干凉转变的趋势;北亚热带和中亚热带沉积年代相当的下蜀土风化特征差异反映了古环境变化的纬度效应。

临沂市农田生态系统碳源/汇时空变化及其影响因素分析

依据2003-2013年临沂市农作物产量、耕地面积、农作物播种面积及农业投入等数据,对临沂市农田生态系统碳源、碳汇进行估算,分析其变化规律并探讨临沂市农田生态系统碳源、碳汇的影响因素。结果表明,2003-2013年临沂市农田生态系统的碳排放量呈现先增后减的情况;5种主要碳排放过程中,化肥施用过程中碳排放所占的比例最大;各县区碳排放量,远郊大于近郊;碳吸收、碳汇呈现增加的趋势,并具备很强的碳汇功能;小麦、玉米作为主要的粮食作物,碳吸收量远高于其他的农作物;各县区由于自然条件和发展方向的不同,碳吸收量与单位播种面积碳汇量差异较为明显。碳源、碳汇影响因素分析表明,碳吸收与小麦、玉米、水稻、花生等高产量作物、农作物总产量及农作物总播种面积显著正相关;碳排放量与农膜等农用化学品投入、农业机械等燃料动力使用和农业灌溉等显著正相关;碳汇量与碳吸收量显著正相关。

浙江省内不同成土母质红土粒度特征比较

浙江省内7个典型红土剖面红土粒度测试表明：（1）浙江省内红土发育母质多样，沉积环境和母岩性状对红土粒度特征的控制意义较为显著，粒度组成能够有效区分不同成因的红土类型．（2）金华汤溪（TX）、浦江上山西南（SSSW）、安吉（AJ）、金华湖海塘（HHT）剖面红土以粉砂粒组占优势，粘粒含量次之，但TX、SSSW、AJ剖面砂含量很小，均值0．13％～1．18％；HHT剖面125～2000μm之间粗粒组分明显．前者显示风成特性，后者受风动力以外其他近源动力改造．风成特性加积型红土的存在对于认识第四纪期间风尘沉积物在长江以南地区的分布和季风演化信息具有重要意义．（3）基岩风化壳型红土的粒度组成因母岩性质而不同．相比较，众数峰值以砂岩红土最粗（30—63μm），花岗岩红土次之（15—30μm），玄武岩红土最细（4—6μm）．此外，花岗岩红土在125～2000μm之间有明显的中粗砂组分；玄武岩红土在0．2—1．0μm之间有明显的粘粒组分；砂岩红土除众数粒度峰外，在2—4μm以及0．2—1．0μm之间还存在多个分量．玄武岩红土比砂岩和花岗岩红土更均化．

浙江省主要农作物虚拟水含量的初步研究

利用前人所得的各类农作物虚拟水含量标准,计算了1997-2002年浙江省各地市主要农作物的虚拟水含量和不同类型农作物的虚拟水含量.初步研究结果表明,浙江省农作物虚拟水含量有自东北向西南减少的趋势,与人均水资源空间变化趋势相反,作物耗水与水资源空间分布之间很不协调.调整各地农作物种植结构,并在区域内外加强农作物虚拟水贸易,有利于减轻部分地区的水资源压力.在舟山、嘉兴、宁波和绍兴等人均水资源缺乏区,可适当增加豌豆、番薯、柑橘、黄瓜、玉米、西红柿和西瓜等单位虚拟水含量小的农作物的种植面积;在杭州、衢州、丽水等地区可适当增加粮食、油菜籽和棉花的种植面积,相应减少柑橘、西瓜等水果的种植面积.金华和温州的山地选择种植大豆、花生、柑橘、大麦、棉花等,平原地带则种植水稻等农作物是较为合适的.综上可见,调整农作物种植结构可以有效地提高水安全水平.

黄河源区鄂陵湖现代湖盆形态研究

鄂陵湖是黄河源区最大的淡水湖。通过基于GPS-RTK的技术定位以及测深仪的水下地形测量,结合相关历史资料和遥感数据分析,应用湖沼学理论,对鄂陵湖的湖盆形态进行定量化研究。结果发现鄂陵湖最大水深33.2 m,平均水深15.55 m,湖长37.49 km,湖面最大宽度32.3 km;平均宽度16.76 km,岸线长226.3 km,湖面面积628.47 km2,湖泊容积97.76×108m3,湖盆形态为接近抛物线体形式的构造断陷湖,而不具备第四纪冰川侵蚀湖盆的地貌特征。研究结果可以对黄河源区的生态环境变化和黄河源区的水量管理提供基础信息。

高校地理类课程双语教学的探索性研究——以临沂大学地理科学专业为例

高校地理类课程双语教学目前尚没有成熟的做法。本文在分析地理类课程特性和人才培养目标的基础上,在多年教学实践中探明了"三步走"的双语教学步骤,形成了有效的课程考核方式和高水平教学团队的建设模式。这对地理类学生专业能力和英语应用能力的提高具有重要的现实意义。

黄河源区典型湖泊希门错沉积物的地球化学特征及其环境意义

湖泊沉积是历史时期气候波动与流域环境变化的记录器.采集黄河源区希门错沉积物,对岩芯的有机质和地球化学元素进行了分析,得到该地近1 720年以来的环境变化记录.结果显示希门错沉积物47cm柱状岩芯的环境演化过程可分为四个阶段:32cm以下(900AD之前),该阶段为气温变冷阶段,降水多;32-20cm之间(900-1300AD),该阶段为气温变暖阶段,和中世纪暖期相对应,降水减少;20-3.5cm之间(1300-1900AD),该阶段为气温变冷阶段,和小冰期较为吻合,降水较多且逐步减少;3.5-0cm(1900AD至今),这个时期为20世纪暖期,降水较少.磷元素含量在近20多年来增加较大,说明人类活动对流域的影响不断增强.在此之前的磷元素沉积含量低且稳定,指示该区域磷的背景值.

金衢盆地加积型红土地球化学特征

金衢盆地广泛分布着不同类型的第四纪红土。通过X射线荧光光谱法(XRF)对金衢盆地的85个样品进行了测试。结果表明:(1)主量元素组成以SiO2、Fe2O3、Al2O3为主,K、Na、Ca、Mg等易溶组分的含量很低,TiO2含量的平均值高于UCC值;(2)MnO含量在网纹红土和均质红土的交界处明显聚集,推测与不同沉积物交界处理化性质突变有关;(3)在剖面上,SiO2、Fe2O3、AL2O3等化学成分和硅铝率沿剖面变化的趋势,以及基岩和上覆沉积层的元素组成、化学风化指标和Ti/Zr的区别,均表明所研究的金衢盆地红土剖面具有较好的相似性,与典型的岩石风化壳存在明显差别。

对高校人文地理学探究式教学模式的探讨

在传统人文地理教学进行改革的背景下,基于人文地理学的学科特点,探讨探究式教学方法在人文地理学教学实践过程中的应用;该过程分为目标的确立、方案的制定和实施以及教学评价,并针对教学过程提出应该注意的问题,以利于学生能力的培养,推动教学质量进一步提高。

柴达木盆地夏日哈河中游古洪水沉积物的粒度特征

洪水是干旱区重要的地表过程,柴达木盆地东部位于亚洲夏季风与西风作用的边界带,广泛分布的古洪水沉积对了解区域环境变化和地貌演化有重要意义,但是目前相关研究却十分有限。本文选择柴达木盆地东部夏日哈河中游的一处古洪水—风成砂剖面进行研究,以认识柴达木盆地东部洪水沉积的粒度特征及其与其它类型沉积物的差异,并探讨其古环境意义。结果表明古洪水沉积粒度频率曲线呈单峰、双峰两种类型,分选程度较差,极负偏分布,峰态尖窄,并且与河流相沉积、风成砂、风成黄土有明显差异,可以作为识别沉积相的重要参考。洪水沉积与其它类型沉积在搬运方式上也存在显著差异。古洪水沉积中常见的粗细旋回经证明是由粒径成分及其比例差异造成的,并且粗细层在粒度曲线的形态(粗层为单峰,细层为双峰)和搬运方式上(粗层为递变悬移,细层为均匀悬移)都有差异,代表了洪水过程中的水动力变化,因此可以作为识别和划分该区域古洪水事件的依据之一。同时,在不同阶段洪水有频次和规模上的差异,并且有由洪水环境向风沙环境过渡的变化,可能受地貌演化和气候变化的共同影响。

青藏高原全新世气候环境变化的冰川、冰缘和湖泊沉积记录

全新世是地球历史上最新的一个间冰期,历时已有一万余年。期间,伴随着气候与环境的快速变化,人类文明也呈现出快速的演化,当前全球气候变暖导致人类生存环境的急剧变化已引起全球各国政府和科学家的广泛而深刻的关注和研究。然而,全新世期间曾多次出现气候波动阶段,对全新世这一间冰期气候与环境变化过程和机制的研究就有着十分重要的意义,可为现代气候变暖及其影响提供科学借鉴。地处中低纬度的青藏高原这一高耸的巨大地块,堪称"地球第三极",是一个集冰川、多年冻土、湖泊同时共存的特殊区域,受人类活动直接影响较弱,其冰川进退变化、多年冻土形成与消融、湖泊扩张与萎缩的变化过程则敏感地记录着气候与环境的自然变化。在多年对青藏高原冰川、冰缘和湖泊沉积与地貌的考察研究资料基础上,把冰川进退、冰缘地貌的发育和湖泊连续沉积的记录进行综合分析、相互对比印证,指出青藏高原全新世间冰期气候与环境变化的不稳定性,期间明显存在着千年和百年的波动变化,在距今8000～8500年、6000～5500年、4000～4500年左右、3000～2000年左右以及600～100年都存在明显的冷期。因此,在青藏高原,全新世气候存在着较大幅度的波动,从冰川前进幅度所需零平衡线下降值和多年冻土下界下降幅度来大致估算,温度的波动幅度至少也在3.5～5.0℃左右,甚至更大。