一种特殊的地貌现象——碟形洼地群及其成因的探索

使用 192 6年出版的五万分之一顺直地形图作历史地貌分析 ,在河北平原西部白洋淀流域地区发现有数量众多、形态奇特的地貌——碟形洼地。用计算机数字地形模拟 (DTM)方法对该洼地的个体形态和总体分布特征进行研究 ,并与国内外其他地区已报道的陨石雨冲击坑对照 ,判断白洋淀流域的碟形洼地群可能是分布在第四纪松散沉积物上的陨石冲击坑的遗迹。推测冲击可能发生在全新世中—晚期 ,洼地群是一次规模巨大的陨石雨冲击所形成的。

三江平原碟形洼地-岛状林土壤氮磷空间分布及生态化学计量特征

为阐明由碟形洼地 岛状林方向土壤养分的空间分布特征,选取非生长季中国科学院三江平原沼泽湿地生态试验站内的碟形洼地为研究对象,探讨土壤全氮和全磷含量及其化学计量比的空间分布特征及其影响因素。结果表明:由碟形洼地 岛状林方向,全氮、全磷和氮磷比在各样点的平均值分别呈“V”字、倒“N”字和“V”字型分布,土壤全氮、全磷与氮磷比含量的平均值分别为2278.11 mg/kg、820.50 mg/kg与2.44,变异系数为全氮(51.77%)>氮磷比(36.07%)>全磷(13.65%)。在0—50 cm土层内,全氮、全磷和氮磷比总体呈随土壤深度增加而逐渐降低的趋势,其中全氮主要集中于不同样点土壤的中上层,各样点的最高值均分布在土壤表层区域;全磷的富集深度与全氮相同,但在土壤20 cm深度各样点含量相近,后在20—50 cm深度内呈逐渐下降趋势;氮磷比在各样点的最高值与全氮和全磷分布总体一致,富集深度与两元素呈基本一致趋势。相关性分析表明,碟形洼地 岛状林方向土壤全氮与全磷之间均呈现出良好的相关关系,其中土壤有机质的分布,植物与水文状况、季节变化和土壤温度也在养分分布中起重要作用。

三江平原碟形洼地-岛状林土壤阳离子交换量分布特征

通过野外调查采样和室内测定分析,研究了三江平原碟形洼地-岛状林土壤阳离子交换量(cation exchange capacity,CEC)分布特征及其与水文地貌、土壤养分和群落特征的关系。结果表明,三江平原碟形洼地-岛状林土壤CEC为9.83~37.97 cmol/kg;碟形洼地-岛状林方向上,0~40 cm深度土壤CEC平均值先增大后减小而后稍有增大,呈“N”字形,毛薹草群落区土壤阳离子交换量最大(26.82 cmol/kg),乌拉薹草群落区最小(23.26 cmol/kg);垂直方向上,随着土层深度增加,土壤CEC逐渐减少,基本处于低度和中度变异。土壤CEC分布主要受土壤有机质的积累状况影响,土壤全磷全氮含量与土壤CEC含量呈极显著的正相关,土壤钾含量与土壤CEC呈极显著的负相关。

三江平原碟形洼地中陆栖蚯蚓的分布及影响因素

蚯蚓是典型的大型土壤动物,具有重要的生态功能,对环境变化反应敏感。运用样方调查方法,对春季和秋季三江平原蝶形洼地和大豆地中的蚯蚓密度、生物量和种类分布进行了调查,分析了蚯蚓分布与土壤性质之间的关系。结果表明,碟形洼地中的岛状林、灌丛和季节性淹水的小叶章(Calamagrostis angustifolia)沼泽化草甸是蚯蚓的重要生境,共发现陆栖蚯蚓3种,分别为赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)、诺登爱胜蚓(Eisenia nordenskioldi nordenskioldi)和哈尔滨爱胜蚓(Eisenia harbinensis),3种蚯蚓都属于正蚓科(Lumbricidae)爱胜蚓属(Eisenia),都为表栖型,5月和9月平均的蚯蚓密度为9~90 ind./m2。碟形洼地中的蚯蚓密度、生物量和多样性都比由湿地开垦的大豆地高;5月(春季)碟形洼地中的蚯蚓密度和生物量都比9月(秋季)高。物种组成上,赤子爱胜蚓是碟形洼地中的优势类群;在大豆地中,已开垦20 a的大豆地中的蚯蚓的优势类群也为赤子爱胜蚓,而在已开垦3 a的大豆地中,哈尔滨爱胜蚓成为优势类群。在碟形洼地中,蚯蚓密度在岛状林、灌丛和小叶章沼泽化草甸中依次递减。生境类型和季节及二者的交互效应对蚯蚓的密度和生物量都有显著影响。淹水水位和土壤水分含量是碟形洼地蚯蚓分布的关键影响因素,同时,蚯蚓分布与土壤总有机碳含量、p H和总氮含量显著正相关。

2014年3月中国科学院三江平原沼泽湿地生态试验站碟形洼地土壤全铁含量分布特征

于2014年3月20日,分别在中国科学院三江平原沼泽湿地生态试验站内碟形洼地的漂筏薹草(Carex pseudocuraica)+芦苇(Phragmites australis)群落、毛薹草(Carex lasiocarpa)群落、乌拉薹草(Carex meyeriana)群落和沼柳(Salix brachypoda)+小叶章(Calamagrostics angustifolia)群落区中,采集了0~50 cm深度的土壤样品,测定土样的全铁含量,分析其影响因素。研究结果表明,0~50 cm深度土壤中的全铁质量比为16 398.06~36 152.33 mg/kg;在水平方向上,由碟形洼地中心到边缘方向,0~50 cm深度土壤中全铁含量的平均值逐渐增大,漂筏薹草+芦苇群落区土壤中的全铁含量平均值最小,为21 318.37 mg/kg,沼柳+小叶章群落区土壤中的全铁含量的平均值最大,为25 375.56 mg/kg;在垂直方向上,各植物群落区土壤中的全铁含量最大值都出现在30~40 cm深度,最小值都出现在0~10 cm深度;在20~40 cm深度,随着土壤深度增加,土壤中的全铁含量逐渐增大;土壤有机质含量是研究区土壤全铁含量的主要影响因素。

冀中平原历史地貌研究与白洋淀成因的探讨

使用1926年出版的顺直地形图做历史地貌研究,发现冀中平原、白洋淀流域存在大量的特殊地貌单元"碟形洼地"。研究这些特殊洼地的个体形态、群体分布规律,特别是使用数字高程模型(DEM)分析这些洼地,发现"碟形洼地"可能是分布在第四纪松散沉积物上撞击坑的遗迹。初步推测这种地貌可能是全新世中期以后不久一次规模巨大的陨石雨撞击的结果,白洋淀更可能是一些较大的撞击坑在地表流水的侵蚀、后经人工改造逐步形成的。陨石雨的撞击导致了重大的史前环境灾害,这可能涉及到全新世中-后期自然环境的变化等一系列重大科学问题。

GIS技术在历史地貌三维场景重建中的应用

通过对历史地貌的复原研究,提出了一种重建历史地貌三维场景的方法。以历史地形图为基础研究资料,对其进行整理、挖掘与分析,并结合GIS技术建立了DEM,生成了三维立体场景。利用该方法建立了百年前白洋淀碟形洼地的三维历史地貌模型,对于该区域历史环境和演化过程的研究具有重要的参考价值,也为历史地貌重建的信息化发展提供了一种新的研究视角。

四湖地区涝渍微地域分类及梯级农业模式试验

分析了四湖地区涝渍灾害形成的原因;根据涝渍地域微地貌的差异和涝渍灾害发生特点,将四湖地区的涝溃微地域分为6种主要类型;选择其中广泛分布的典型碟形洼地,根据其高程不同按水体圈、涝地圈、渍地圈、旱地圈和庭院圈分别进行了高效生态农业模式的开发,取得了较好的综合效益。