沉积物粒径对磷营养盐释放的影响试验

为探究环境因子对湖泊沉积物营养盐释放的影响规律,以雁鸣湖为研究对象,通过室内试验探讨了5种粒径(0.08、0.15、0.30、0.425和1.00 mm)沉积物对磷营养盐释放的影响。结果表明,5种形态磷含量变化均随沉积物粒径的增大而增多;不同沉积物粒径条件下,同一种形态磷含量达到释放平稳所需的时间相同;而各形态磷之间呈现不同的释放规律,达到释放平稳所需的时间也不同;曲线拟合得出总磷(TP)、溶解性总磷(DTP)、溶解性活性磷(SRP)和颗粒态磷(PP)含量与沉积物粒径的最优拟合函数均为对数函数,溶解性有机磷(DOP)含量与沉积物粒径的最优拟合函数为线性函数。

河西内陆河现代沉积物粒径与流域高程关系研究

应用数量统计学方法研究河西内陆河流域地貌对河流水沙过程的响应,研究证明河西各河流沉积物粒径与流域高差具有非常好的相关性,主峰-样点高差和参数P(即沉积物平均粒径(D)×水平长度(X)/多年平均流量(Q))值的直线、三次曲线相关决定系数分别为R2=0.917和0.949,高原面-样点高差和参数P值的直线、三次曲线相关决定系数分别是R2=0.966和0.976;经过运用直线和曲线相关模拟结果对比,结果表明三次方程曲线拟合具有相对好的拟合效果.这些结论为深入讨论古流域地形地貌演化具有重要的理论意义.

祁连山区中西段沉积物粒径和青藏高原隆升关系模型

通过对祁连山中西段河流沉积物粒径的测量统计,探寻其与青藏高原北缘主峰和高原高度的相关关系,建立相应的关系模型,并将模型应用到老君庙剖面,最后得出青藏高原北缘自8.35 Ma以来高原隆升过程曲线.据此认为青藏高原北部自8.35MaBP隆升以来,从平均海拔约900 m隆升到现在的约3700 m,其中8.35～3.1 MaBP隆升较慢,幅度较小.总抬升了420 m,3.1 MaBP至今,隆升加剧,表现为明显的后期加速过程,共抬升了约2400 m.0.9 Ma左右,青藏高原北部抬升到平均海拔约3000 m,进入冰冻圈;主峰达到4000 m以上,指示主峰发育冰川.

海滩也缺乏砂-砾过渡粒级的沉积物

沉积物的粒度是最重要的沉积物参数之一,在河床中,表层沉积物缺乏砂–砾过渡粒级(即1~10 mm)的沉积物,被称为Grain size gap,得到广泛关注。海滩沉积物是否也是如此,是一个基本而又未知的问题。本文分析了中外228处海滩共456个表层沉积物平均粒径数据,发现海滩大概率或是平均粒径几十毫米的砾石滩,或是平均粒径几百微米的砂滩,也缺乏砂–砾过渡粒级沉积物,其粒度范围是−3.5~−1ϕ(2~11 mm),这一结果和河床的情况基本相同。造成砂–砾过渡粒级缺乏的原因应从物源、颗粒磨损和分选以及广义的物质收支分析中去寻找。

祁连山北麓梨园河沉积物粒径的变化特征与分析

对河流沉积物粒径顺流变小这一现象的解释经历了从磨损到选择性沉积的转变，并发现混合粒径沉积物在搬运中会伴随有＂隐藏效应＂，水力分选作用会随＂隐藏效应＂的增强而减弱；另外，河流河床经常会发生由砾质向砂质的过渡，这与砂含量增加及砾石与砂在临界起动力上产生的分化相关。这些理论都需要大量的野外观测进行论证。文章以祁连山北麓发育的梨园河为例，以河道水力学参数和河床沉积物粒径为主要研究对象，对梨园河现代河床沉积物粒径向下游变化的特征及其影响因素进行分析。分析结果显示：选择性沉积是梨园河沉积物粒径向下游逐渐变小的主要原因；砂含量向下游的增加导致河床对砾石的水力分选作用发生重要转变，并伴随砾质河床向砂质河床过渡；梨园河上半段的水力分选作用要比下半段强，这与＂隐藏效应＂向下游的增加有关；上半段的沉积速率比下半段的高，导致上半段沉积物粒径向下游变小的趋势更为显著。

青藏高原热融湖塘沉积物理化性质特征

热融湖塘是多年冻土区常见的地貌,全球气候变暖导致多年冻土退化会加快热融湖塘的形成和扩张,进而会增加多年冻土区碳的释放。热融湖塘沉积物与温室气体释放有着重要的关系,明确其沉积物碳氮含量等理化性质特征有助于认识青藏高原C、N循环对全球气候变化的响应。该研究选择青藏高原中东部116个热融湖塘为研究对象,采集热融湖塘沉积物样品,测定其总碳(TC)、有机碳(OC)、总氮(TN)、pH、沉积物粒径等理化性质,分析TC、OC、TN含量分布特征和各理化性质之间的关系。结果表明,TC、OC、TN含量均为高寒沼泽草甸区>高寒草甸区>高寒草原区>高寒荒漠区,沉积物粒径中粉粒加黏粒含量为高寒沼泽草甸区>高寒草原区>高寒草甸区>高寒荒漠区。研究表明:(1)沉积物TC含量为0.78~110.71 g/kg,OC含量为0.87~85.91 g/kg,TN含量为0.19~7.5 g/kg;(2)沉积物粒径与TC、OC和TN极显著相关(p<0.01);(3)热融湖塘深度与TC、OC和TN呈极显著正相关(p<0.01),表明热融湖塘越深,C、N含量越高;(4)高寒沼泽草甸区热融湖塘沉积物OC(15.37 g/kg)和氨氮(10.05 mg/kg)含量高,pH(7.99)相对较低,具有产甲烷优势。研究表明,热融湖塘沉积物性质与其所在流域的植被类型有关,植被类型是评估热融湖塘温室气体释放的重要因素。

基于地理探测器的黄海沉积物中值粒径分布影响因子分析

通过收集整理黄海的多源数据,采用地理探测器的方法定量分析了多因子对该区域沉积物中值粒径空间分布的影响。结果表明:①影响沉积物中值粒径空间分布的因子为底层水流速、底层水流向、沉积物有机碳含量、坡向、代表水浊度的490 nm漫衰减系数和沉积物含水量。各因子的解释力不一致,解释力依次为:0.076、0.244、0.137、0.124、0.199和0.408。②沉积物中值粒径在各个因子的不同子分层中表现出不同的粒径均值,其与沉积物含水量、有机碳含量之间呈负相关。③双因子共同作用时的解释力明显高于单因子,均为非线性增强。底层水流速在交互作用时的增强作用最显著,底层水流速与流向共同作用时的解释力最高为0.668。为沉积物粒径空间分布的影响因素研究给出了新思路。

早全新世白令海北部陆坡沉积环境快速变化

理解增暖背景下海洋环境的演化过程是海洋学和气候学一项重要的研究内容。在地质时期,地球经历了多次增暖时段(包括早全新世),这为认识海洋环境演化过程提供了重要参考。早全新世全球气候经历了快速增暖,并伴随着冰原融化和海平面快速上升,对包括白令海在内的高纬边缘海的沉积过程和海洋环境产生显著影响。白令海发育宽阔的大陆架,毗邻北美大陆,接受来自育空河、阿纳德尔河和库斯科维姆河物质的供给。目前我们对白令海如何响应早全新世气候的认识还存在明显不足。本研究对位于白令海北部陆坡LV63-19-3岩心沉积物中陆源碎屑组份进行了高分辨率调查,结合沉积年龄模型,研究了早中全新世(距今11.7~5.5ka)白令海北部陆坡陆源沉积演化过程。研究结果显示,在距今11.5~11 ka,白令海北部陆坡沉积速率高达392.9 cm/ka,在距今约9.7 ka以后降至17.2cm/ka。在距今11~10.7ka,发现一层厚约40cm的暗色纹层状沉积层。在高沉积速率时段,沉积物平均粒径较细,距今9ka以来平均粒径逐渐增大。主微量元素分析结果表明,陆源碎屑沉积物母岩性质以长英质沉积物为主,并存在少量火山碎屑源贡献。白令海北部陆坡高沉积速率事件对应于冰原融水脉冲(MWP)-1B事件(距今11.4~11.1 ka),并导致白令海陆坡硅质生产力勃发。在距今11~10.7 ka研究区春夏季海冰覆盖增加抑制表层水体氧供给,夏、秋季持续冰川融水和高表层生产力进一步加剧了水体层化和海洋内部消耗,共同促进了纹层状沉积层的形成。距今9ka以来白令海季节性海冰活动增强,但是陆源碎屑物质质量累积速率则逐渐减小,表明随着海平面上升,供给到研究区的陆源物质减少。我们认为早全新世白令海北部陆坡沉积环境快速变化是海平面、冰融水脉冲事件和季节性海冰活动共同作用的结果,实际上受高纬日射量、北美大陆冰原融化和全球气候变化控制。

深圳龙岐湾海滩资源调查与开发建议

文章基于2022年春、秋季开展的龙岐湾沙滩资源调查数据,分析较场尾沙滩、大塘角沙滩、黄泥湾沙滩和桔钓沙沙滩的剖面特征、沉积物粒径和裂流发生情况。研究结果表明:4处沙滩剖面的坡度秋缓春陡,剖面受风浪和潮汐直接作用时坡度变化大,受遮蔽时坡度变化小,整体呈冬春淤积、夏秋侵蚀;沙滩沉积物以中砂、粗砂和砾石为主,粒径变化不大;沙滩均无明显裂流发生,为低风险等级。建议开发沙滩旅游应考虑季节性的补沙方案,开展围垦养殖和海岸工程应注意削弱ESE向和SE向的波浪作用。

渭河陕西段潜流带沉积物重金属变化初步分析

为厘清潜流带沉积物重金属时空变化及与水量交换、沉积物颗粒结构间的关系,于2013年春夏两季对渭河陕西段5个研究断面66个测试点位沉积物的野外原位渗透系数、颗粒粒径、重金属含量进行分析.结果表明:影响渭河沉积物渗透系数的主要因素是沉积物粒径,同时沉积物垂向分层、排列组合也影响其渗透性能;沉积物重金属Cu、Zn、Pb、Cd质量分数在垂向上不同深度其含量大小不同,在时间上总体呈现春季>夏季,富集系数(EF指数)分析结果显示春季Cu、Zn(除华县)、Pb(除眉县)、Cd富集严重且主要受人为输入源影响,夏季除Cd元素外,Cu、Zn、Pb的EF值均<1.5,说明其含量主要来源于地壳和岩石圈的自然风化过程;Pearson相关分析发现粘土与粉砂(粒径<0.075 mm)百分比与沉积物重金属质量分数呈弱相关,重金属粒径效应不显著,粒径不是控制重金属含量的主要环境影子;对单一重金属垂向不同深度含量进行相关性研究发现除Cd外,其余3种重金属在垂向上的相关系数均>0.5(p<0.01),说明单一重金属在垂向上具有同源性且存在相互迁移与转化.

大鹏湾岬湾型海滩季节性变化特征及原因分析---以官湖海滩为例

随着全球海平面的上升及极端气象的频发,全球海滩总体呈现出一定的退化现象,海滩保护成为海岸带生态修复的焦点问题之一。我国华南地区岬湾型海滩分布广泛,以深圳市大鹏湾官湖海滩为代表,基于2020—2021年实测海滩剖面高程数据,分析岬湾型海滩季节性变化特征。研究表明,官湖海滩剖面坡度夏秋缓冬春陡,夏秋侵蚀冬春淤积;海滩沉积物粒径季节性变化不明显。海滩剖面形态受风浪、平均潮位的季节性变化控制,以夏秋季为例,平均潮位逐渐升高,南向波浪强度较大,在二者的共同作用下,海滩后滨侵蚀明显,泥沙离岸输运,并在前滨淤积。补沙方案宜在夏秋季进行,且重点区域为官湖海滩东侧与观海湾海滩,防御方案应主要削弱南向波浪。

南海峡谷慕斯地层的近底声学探测

为测量南海深海表层沉积物反射特性,在探索一号TS12航次中,使用高频浅地层剖面仪搭载深海勇士号载人潜水器,潜水器下潜深度1578 m,高频浅地层剖面仪(110 kHz)近底作业高度约2 m,在南海北部琼东南盆地大陆坡峡谷进行了近底浅表沉积物反射测量。浅地层剖面图像表明峡谷海底表层2 m内沉积物存在5分层结构的慕斯地层。慕斯地层水-沉积物界面反射强度平均值-11.86 dB,标准差2.51 dB,原位取样结果测量得沉积物颗粒平均粒径7.2μm,反射系数与沉积物粒径结果均表明慕斯地层表面为泥质沉积物。慕斯地层处于大陆坡峡谷折弯处,其中的沉积物大量来自浊流输运,特殊的地理环境使不同时期经浊流输运而来的沉积物通过沉降形成了具有典型分层结构的慕斯地层。首次获得了慕斯地层的高分辨声学剖面图像,为研究海底表层沉积物的细致分层和声学特性提供了依据,同时由于慕斯地层汇聚了大量输运而来的沉积物,对海底沉积历史特性具有重要的研究价值。

近期长江口南港河槽沉积地貌变异及其可能原因

南港是长江口两个主要入海通道之一,也是长江深水航道的必经之路。基于2012和1984年的地形资料,利用Arc GIS技术对南港进行冲淤分析;并用同一种方法(筛析法-移液管)对相应年份所采表层沉积物样品进行粒径测试对比。结果表明:近28年来南港地形发生了重大变化,复式河槽间的沙脊因刷深而趋于消亡,主航槽则淤浅数米;沉积物中值粒径均值从81μm下降为24μm,特别是原沙脊位置上的沉积物从砂变细为砂质粉砂或粘土质粉砂。分析认为,采砂是上述变化的主要原因:沙脊采砂使复式河槽"中脊"消失,水动力减弱,河槽中央过水断面增大、分流增多,两侧航槽流速减小导致淤浅;沉积物变细是较粗颗粒被采走、动力减弱和淤积发生的综合结果。