1848—2019年大兴安岭卧牛湖湖泊环境演变及其驱动因素

湖泊生态环境演变过程和驱动机制研究对湖区生态系统的恢复至关重要。本文针对东北近现代湖泊生态环境重建研究相对不足的现状,以阿尔山浅水湖泊——卧牛湖为研究对象,在210Pb和137Cs建立的精确年代基础上,通过沉积岩芯的正构烷烃、粒度、总有机碳(TOC)、总氮(TN)和碳氮比(C/N)等多指标分析,结合流域现代监测和历史资料,重建了1848—2019年来卧牛湖生态环境(包括藻类、水生植物等)的演化过程,并评价了多种环境压力对湖泊生态演变的影响。20世纪40年代之前,湖泊生态环境处于自然演化阶段,20世纪40年代之后,人类开始通过农业施肥和用水灌溉对湖泊环境产生影响,并在20世纪90年代显著加强,导致短链正构烷烃指示的藻类生物急剧上升。冗余分析和方差分解分析结果显示,在20世纪40—90年代,营养因子、气候因子和流域侵蚀共同作用影响湖泊生态环境演化;20世纪90年代以来,人类活动和营养因子成为湖泊生态环境变化的主控因子,人为干扰对湖泊环境影响显著加强,多种压力的胁迫作用导致了湖泊向富营养化状态的转变。

横断山区川藏线山地灾害和地质选线原则研究

研究目的:川藏铁路是国家十三五重点建设项目,目前林芝至拉萨段已经开工,成都至康定段已完成可行性研究,而康定至林芝段尚未正式开展勘察设计工作。横断山区是康林段铁路必经之地,具有高海拔、大高差、构造作用强烈、山地灾害发育的区域工程地质特征,因其地形地质条件极为复杂,历来被视为川藏铁路修建的瓶颈地带。为解决这一难题,中铁二院受铁路总公司委托,开展三江并流区铁路工程地质灾害特征及地质综合选线研究。本文以新构造运动的观点,从夷平面研究出发,总结横断山区主要工程地质问题,论述川藏铁路通过该区的地质选线原则。研究结论:(1)横断山区地形地貌以高海拔、大高差为特点,发育有三级夷平面,平均海拔分别为4 750 m、4 100 m和3 500 m,夷平面之间发育有三级斜坡过渡带,且海拔越高,夷平面、过渡带形成越早;(2)夷平面平坦稳定,是川藏铁路选线的最佳区域,其间的各级斜坡过渡带由高至低,岸坡稳定性依次降低;(3)川藏铁路选线应充分利用夷平面,尽量缩短在斜坡过渡带的长度,不宜沿深切河谷走行;(4)本研究成果适用于高山峡谷区铁路公路选线。

库车坳陷复杂山地宽线采集技术及应用效果

库车坳陷山地地震勘探受复杂地表和地下条件影响,激发和接收条件差,原始资料信噪比低,构造成像困难,影响地下构造形态认识和油气资源评价。在西秋里塔格构造带进行了宽线采集技术攻关,针对工区复杂的地震地质条件,提出了相应的技术对策。首先对宽线主要采集参数如道距、覆盖次数、最大炮检距、接收线距和激发接收参数等进行了详细论证,然后根据论证结果选择2炮3线、单线480道接收的宽线观测系统进行了资料采集。与常规二维采集相比,宽线采集能较好地解决复杂山体区资料信噪比低,浅层反射弱和中、深层成像难的问题,所获得的剖面品质有较大幅度的改善。

复杂山地高密度宽线地震采集技术及应用效果

通过多年持续攻关,塔里木盆地山地地震采集技术取得了长足进展,但仍有许多勘探难题需进一步解决。阐述了针对高大山体区地震资料的低信噪比问题和高陡复杂构造成像问题而提出的一种攻关采集方法。该方法以宽线采集技术为基础,在增强压噪能力、提高静校正精度、改善陡倾角地层成像效果等方面采取了针对性技术措施。这些技术措施的的应用大幅度改善了地震剖面的成像质量。

基于氮磷输出风险控制的小流域土地利用结构优化研究

以沂蒙山区典型小流域——双河峪小流域为研究对象,将线性规划模型与GIS有效耦合,以控制N、P等面源污染物输出与增加经济效益作为土地利用优化配置首要目标,以地块为单元对研究区土地利用结构进行优化配置。结果表明:线性规划模型与GIS有效结合,使土地利用优化配置结果既具有面积上的约束,又同时与具体的空间位置相匹配;将N、P等面源污染物输出纳入土地利用优化配置所考虑的因素当中,使配置结果兼顾经济与环境效益的统一;双河峪小流域优化方案提高园地与林地面积,降低了耕地与未利用地面积比重,N、P年输出量降低15.3%,年经济效益提高41%。

镇巴复杂山地地震采集质量影响因素分析

镇巴区块二维地震资料信噪比低,因此,提高信噪比是该区地震勘探的重要研究内容之一。通过对镇巴区块地震地质条件和二维地震资料的研究,重点分析了影响地震采集质量的各种因素,认为:①地表和地下地质结构的双重复杂性是造成镇巴区块地震采集质量变差的根本原因;②干扰波发育、激发岩性差、激发点位置和激发参数选择困难以及检波器组合、观测系统设计的局限性是镇巴区块地震采集质量变差的直接原因。提出了相应的改进措施:①现有条件下改进地震采集质量提高信噪比的办法是,加强表层结构调查和深部构造研究,重视干扰波分析,优化观测系统设计和激发、接收参数选择等;②强化对复杂构造和复杂地震波场的认识,研究和探索新方法新理论,是改变镇巴区块地震成像质量的根本途径。

植被毯覆盖对旱区露天煤矿土壤生态化学计量及酶活性的影响

为阐明不同材质植被毯覆盖对干旱地区露天煤矿土壤养分及酶活性的影响,以宁夏贺兰山自然保护区大峰矿为研究对象,分析秸秆、椰丝及秸秆-椰丝3种不同材质植被毯覆盖后矿区土壤有机碳、全氮、全磷、脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶及生态化学计量比特征。结果表明:1)植被毯覆盖增加土壤表层有机碳和总氮含量且最大值为椰丝植被毯覆盖土壤,总磷含量无明显变化,10~20 cm土壤有机碳、总氮、总磷含量无明显变化;2)植被毯覆盖增加C/P、N/P且最大值同样为椰丝植被毯覆盖土壤,C/N无明显变化;3)植被毯覆盖土壤脲酶和碱性磷酸酶活性显著高于裸地,且0~10 cm大于10~20 cm,蛋白酶活性无显著变化,过氧化氢酶活性仅有椰丝植被毯的0~10 cm显著高于10~20 cm;4)土壤酶活性与环境因子的相关性和冗余分析结果显示:土壤TP、C/N是制约酶活性的主要影响因子,而N/P、TN是驱动酶活性的主要因子。三种植被毯覆盖后,土壤表层养分含量增加,同时增加了土壤表层的C/P和N/P,且促进表层土壤酶活性。此外,4种酶活性之间也存在显著正相关关系(P<0.01)。相对于秸秆、秸秆-椰丝植被毯,椰丝植被毯提供土壤养分的能力更强。土壤酶活性与环境因子的相关性和冗余分析结果显示:土壤TP、C/N是制约酶活性的主要影响因子,而N/P、TN是驱动酶活性的主要因子。上述结果表明,植被毯覆盖后增加了土壤表层养分,同时促进表层土壤的酶活性。研究结果能够为旱区露天煤矿土壤植被毯生态修复技术的实施提供一定理论依据。

辽东山区人工红松林降雨截留分配效应

以辽东山区人工红松林为对象,在大气降雨基础上观测林间穿透雨、树干流特征,结果表明:2016年本溪大气降雨47场,降雨总量677.7 mm,平均每场为14.4 mm,单次最大降雨量为75.4 mm,最小为1.1 mm;8月份降雨量最大,为205.8 mm,占总量30.3%;10月降雨量最小,为7.0 mm,占总量1.01%。人工红松林林间穿透雨量为504.4 mm,占大气降雨总量74.43%;树干流水量为173.3 mm,占大气降雨总量25.57%,林分减少了降雨对地表面的侵蚀和水土流失。

宁南山区不同草地土壤原位矿化过程中氮素的变化特征

用顶盖埋管法对宁南山区天然草地、人工草地和自然恢复草地中有机氮、微生物生物量氮、可溶性有机氮、铵态氮、硝态氮、亚硝态氮含量和土壤氮素矿化速率在原位培养中的动态变化特征进行了研究.结果表明,微生物生物量氮、可溶性有机氮、铵态氮、硝态氮、亚硝态氮含量,总体上在培养60 d时(4~6月)基本保持不变,60~120 d(6~8月)明显降低,120 d(8月)后有所回升,各种氮素含量均在培养120 d(8月)时最低.有机氮含量在整个培养过程中基本保持不变.土壤氮净矿化速率、净硝化速率、净氨化速率均在60~120 d(6~8月)时最低.各种氮素占总氮的比例随培养时间的延长而变化:有机氮、亚硝态氮占总氮的比例相对稳定,微生物量氮、可溶性有机氮、硝态氮、铵态氮占总氮的比例在培养0~120 d(4~8月)时降低,培养120 d(8月)后升高.土壤有机碳、pH、容重与氮素含量极显著相关,各种氮素间极显著正相关.不同草地间,各种氮素含量均表现为天然草地>自然恢复草地>人工草地.

基于水化学及稳定同位素的岩溶山区城镇水体硝酸盐来源示踪

由于岩溶水文系统的地球化学敏感性和脆弱性,岩溶地下水NO^(-)_(3)污染已成为世界范围普遍存在的环境问题,而岩溶山区地下水硝酸盐来源解析对于保障区域供水安全和人体健康具有重要意义.因此,本文选取贵州中部典型岩溶山区城镇主要供水流域地表水和地下水为研究对象,基于土地利用类型,联合水化学分析及δ^(15)N-NO^(-)_(3)、δ^(18)O-NO^(-)_(3)示踪技术对水体硝酸盐分布特征、来源贡献及迁移转化过程进行研究.结果表明,研究区水体溶解性无机氮以硝态氮为主,水体NO^(-)_(3)含量及分布与区域土地利用方式密切相关,硝酸盐污染主要集中于住宅用地和耕地&林地区岩溶地下水中.水体NO^(-)_(3)主要来源于与农业活动和城镇化建设有关的土壤有机氮、化肥及粪便污水,水体氮循环主导过程为硝化作用,反硝化作用基本不存在.稳定同位素模型(SIAR)分析结果显示,区域水体硝酸盐主要受当地农业活动及城镇化过程影响,其中,土壤有机氮、化肥及粪便污水对地表水硝酸盐的贡献率分别为50.24%、27.97%和24.58%,对地下水硝酸盐的贡献率分别为54.58%、24.58%和20.15%,大气降水来源贡献率较低.