微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定黑土地地表基质调查样品中碘

碘是活跃元素,价态多,各价态间易相互转化,使其具有熔点低、易挥发,严重记忆效应的独特性质,其分析一直是个挑战。传统方法如半熔法、高压密闭法等存在操作难度大、消解时间长、工作效率低等问题。通过采用硝酸-氢氟酸微波消解处理样品,并利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定碘含量,克服了传统碘分析方法的一系列问题。研究了不同酸体系和赶酸时间对样品分解效率和挥发损失的影响,同时验证了不同冲洗液对降低碘记忆效应的效果。在此基础上,确定了最佳反应条件为7 mL硝酸+1 mL氢氟酸混合酸比例,180℃赶酸控温程序,并采用2%NH_(3)·H_(2)O充当冲洗液,降低了ICP-MS测定过程中的记忆效应,提高测试的稳定性。为验证该使用国家一级标准物质对方法的准确性和精密度进行验证,结果表明,方法的准确度(Δlgc)为0.001~0.004,相对标准偏差(RSD)为1.2%~3.4%,相关系数为0.9998,检出限为0.17 mg/kg,定量限为0.54 mg/kg,表现出较好的准确度和精密度,满足规范要求。通过实际样品测试,进一步验证了方法的可行性,实验结果表明,相对偏差在1.6%~4.1%。方法操作方便、试剂用量少、工作效率高,适用于测定黑土地地表基质调查样品,同时也为碘的快速、准确分析提供了一种可行的解决方案。

高密度电法常用装置与融合装置对比——以梨树地区黑土地地表基质调查为例

黑土地被公认为稀有资源,也是不可再生资源,正面临着“变薄、变瘦、变硬”的变化趋势。因此,查明黑土资源地表分布、空间结构和本底属性特征非常迫切,近两年来黑土地地表基质调查工作也因此逐步展开。黑土地地表基质调查工作手段多种多样,其中地球物理方法扮演着非常重要的角色,而高密度电法又是其中较为常用的。本文通过分析温纳、微分两种装置的优缺点,尝试将两种装置的数据进行改进融合,探索适于黑土地地表基质调查工作的高密度电法测量装置,取得了一定的效果。

大兴安岭东麓黑土地地表基质空间分布特征及其生态效应

地表基质是指地球表层孕育和支撑森林、草原、水、湿地等各类自然资源的基础物质。不同的地表基质类型孕育和支撑不同的生态系统和植被类型,制约着生态要素的空间格局和演化趋势(葛良胜等,2020;侯红星等,2021)。本文以大兴安岭东麓阿荣旗为研究区,在研究地表基质和地表覆盖空间分布特征的基础上,定量评估研究区生态环境质量优劣,分析不同地表基质类型的生态效应特征,进而为黑土地保护管理与合理开发利用提供数据支撑和科学依据。

低山丘陵区黑土地地表基质调查研究思路——以扎兰屯地区为例

文章在梳理我国地表基质调查取得的成果基础上,提出黑土地地表基质调查的目标是查清地表基质类型、分布范围、空间结构、理化性质,分析不同类型地表基质发生发展、转化机理和演替规律,揭示地表基质层与地表覆盖层的支撑特征和耦合关系,评价地表基质支撑其他自然资源的孕育能力和潜力。对于在内蒙古自治区扎兰屯地区这样的低山丘陵区开展地表基质调查工作,在分析地区地表基质发育背景和赋存条件的基础上,应以中、小型地貌单元分区为基础,结合地质单元与地表基质类型,按照分区调查、问题导向的原则,开展基于地表基质的自然资源景观格局与沉积演化研究,探索表生地质作用对地表基质的控制作用。在查清地表基质现状与演化规律的基础上,进行地表基质的适宜性评价与综合区划,形成低山丘陵区地表基质调查评价技术方法。

地表基质调查分层及分层测试指标体系设计与构建

地表基质是地球表层物质与能量循环的主要载体,地表基质调查是一项创新性工作,明确地表基质调查分层及分层测试指标是开展地表基质调查的基础。本文基于地表基质调查的内涵和目标定位,深入分析了多目标区域地球化学调查、全国第三次土壤普查和全国农用地土壤污染详查等调查深度和测试指标;利用近三年自然资源综合调查指挥中心在吉林省梨树县、辽宁省丹东市、黑龙江省哈尔滨市三个地表基质调查试点项目实测数据,运用变动系数法分析了不同地区地表基质层的地球化学元素垂向变化特征,结合表生地质作用(风化为主)最大深度、地表植被根系最大深度、浅层地下水位波动下限、基岩顶面深度等因素,将地表基质在垂向上大致分为三层:表层(0~2m)、中层(2~10m)和深层(10~20m),基岩埋深浅于20m则以揭露到基岩为准;表层(0~2m),称为生产层,包括支撑农业生产的耕作层,主要服务国家粮食安全,以收集资料为主;中层(2~10m),称为生态层,主要支撑植被生长和群落演替,服务国土空间开发保护与格局优化,是地表基质调查的重点;深层(10~20m),称为沉积层,主要研究地表基质从基岩—深层—中层—表层演替规律和特征,以部署少量工程控制为宜。基于地表基质分层调查意义,结合元素在垂向上的变化规律,提出4+N型地表基质分层测试指标体系,即4类必测指标和针对特殊工作需要的N类选测指标,以期加快推进地表基质调查标准化、规范化。

地表基质调查技术方法体系的实践与探索——以陕西省渭南市域地表调查为例

依托“黄河中游晋陕豫金三角(陕西段)自然资源综合调查”,依据自然资源部《地表基质分类方案(试行)》(2020.12),在系统收集和学习领会我国地表基质调查研究成果的基础上,开展了渭南市域1:25万地表基质调查和华阴幅1:5万地表基质调查试点,首次在陕西省域进行了地表基质调查技术方法体系的探索,形成一整套新方法、新成果与新认识。

地表基质调查的工作思路刍议:以海南岛为例

地表基质调查是当前自然资源调查监测体系中的全新领域,如何开展还缺乏统一的行动指南。在初步总结地表基质调查现状的基础上,提出从全国、大区、关键地段3个层次、分阶段组织开展全国地表基质调查的总体思路。结合海南岛地表基质发育的地质背景和赋存条件,就南方强风化区地表基质调查工作进行了实例分析。建议按照分区逐级调查与分类补充调查相结合、调查与研究并重的原则,开展海南岛全域—流域—重点区段不同层级地表基质调查。针对地表基质分类补充调查提出基础调查指标、特征调查指标和评价指标,强调热带强风化条件下海陆交互作用、表生地质作用和多圈层相互作用对地表基质的控制与影响。在查清海南岛地表基质现状和演化规律的基础上,开展地表基质的综合评价和区划,探索形成热带强风化区地表基质调查的技术方法。

地表基质综合调查:内涵、分层、填图与支撑目标

地表基质综合调查评价是支撑自然资源管理和服务宜林宜草、宜耕宜荒的基础性工作。关于地表基质综合调查的理论基础、目标定位、科学内涵、填图方法及分类分层等是目前探索的焦点与热点。文章在近年来承德生态文明示范区地表基质综合调查与多尺度填图的基础上,结合全国不同典型地区地表基质调查研究试点工作,进一步厘清了地表基质的科学内涵与支撑服务目标,建立了地表基质第三级分类方案和填图单元及命名方式,提出了地表基质调查中生产层、生态层和生活层的深度范围,最后从支撑塞罕坝地区植树造林和坝上地区狼毒草生态防治两个案例揭示了地表基质对植被群落的约束作用。研究成果可为深入理解地表基质的科学意义和开展全国范围的地表基质调查、监测、评价、区划提供基础参考。

服务生态文明的生态地质调查工作方法浅析——以地表基质调查为例

服务生态文明是新时期赋予地质调查工作的新使命,广义上相关调查工作都可称之为生态地质调查。由于处于初期摸索阶段,缺少成熟的技术规范支撑,生态地质相关调查工作内容不是十分清晰。因此,梳理相关概念的内涵、厘清工作思路、明确调查内容对于实现任务目标具有重要的意义。笔者以表生地质过程对地表生态发育的制约作用为线索,从地球系统科学的角度探讨生态地质调查的任务与目标,并提出生态地质学属于“地质+”范畴。基于陆地生态系统不同地质−地貌单元的表生地质过程,以地表基质调查为例,从剥蚀区到沉积区将陆地生态系统划分为浅山−丘陵区、河流−湖泊−湿地区、平原−盆地区。根据不同调查单元的表生地质特征,分别阐述相关调查内容、调查手段及布署原则。在此基础上,探讨地表基质调查的成果表达方式与应用,以期为其他相关生态地质调查工作提供借鉴和参考。

黑土地地表基质层调查工作进展与成果

自然资源是自然界赋予的、可直接或间接用于满足人类需要的资源,地表基质层则是自然资源的重要组成部分,其自然资源属性决定地表基质调查是自然资源调查监测体系中的重要内容。地表基质层调查作为一项多学科综合性调查项目,融合地质学、环境学、生态学、土壤学等学科优势,对“加快建立自然资源统一调查、评价、监测制度”的总体要求,全面贯彻落实生态文明建设具有重大意义。本文从地表基质层基本概念、调查意义、调查内容等角度出发,结合目前我国黑土地现状,阐明黑土地地表基质层调查的迫切需求以及对黑土地保护作出的贡献,旨在向社会普及地表基质层调查工作内容,广泛增强群众保护自然资源的意识。

黑土地地表基质调查取得阶段性成果

12月10日至11日,中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心举行黑土地地表基质调查工作技术研讨会,深刻把握和积极贯彻党的二十大关于建设人与自然和谐共生的中国式现代化重大部署要求,总结两年多来地表基质调查工作(试点)进展,提炼黑土地地表基质调查阶段性成果,梳理调查技术方法。

高标准农田建设:基于地表基质调查的解决方案

文章在深入分析新时期高标准农田建设任务、面临形势、存在问题、工作内容、标准要求和基本特点基础上,通过阐明地表基质与高标准农田之间的内在联系和科学逻辑,探讨了以地质地理景观、类型分布、空间结构、理化性质、生态特征及开发利用情况等为重点的地表基质调查对高标准农田建设的支撑机理,围绕高标准农田建设重点工作面临的重大需求和关键问题,提出基于地表基质调查支撑服务高标准农田建设的解决方案。一是系统布局全国地表基质调查工作,支撑解决新时期高标准农田建设关键问题;二是不断优化地表基质调查属性指标,精准服务区域性高标准农田建设重大需求;三是认真把握地表基质调查工作程度,全面满足高标准农田建设规划与通则要求;四是面向不断增加的高标准农田建设任务,综合评估地表基质资源开发利用潜力;五是融合集成地表基质调查及其他成果,综合开展耕地耕作种植适宜性评估;六是加强地表基质调查支撑农业高质量发展科技创新,夯实高标准农田建设基础。

综合物探在河北省自然资源地表基质层示范性调查中的应用

依托项目,针对自然资源地表基质层调查,选用地震折射波法、探地雷达、高密度电法、微动技术、综合测井等,开展综合对比与解译;在简介技术方法的选用、已知物性参数的提取、物探的布设原则、典型案例分析的基础上,对典型地表基质层的地球物理特征、对土岩界线与强弱风化界线等典型的物探标识、典型地区的物性参数进行了总结;针对各示范区典型的地表基质层电性特征的特殊性,进行了对比;并针对物探技术方法的应用,提出了自己的认识与体会。

地表基质分类及调查初步研究

地表基质分类研究是开展地表基质调查的基础,而厘清地表基质的科学内涵、时空展布特征、支撑服务目标及调查精度等是开展调查的前提条件。文章充分借鉴区域地质、水文地质、工程地质、第四纪地质、环境地质等学科分类和图件表达方式,综合岩石、砾石、沙、土壤等的物质组成、成因类型、地貌形态和粒度质地等,初步将地表基质的类型划分为四个层级,并提出了地表基质层的物质组成、成因属性和研究深度范围,指出了未来开展地表基质调查和编图的主要方向,结果为地表基质统一分类体系构建和全国范围开展的地表基质调查提供了参考依据。

地表基质的内涵辨析与调查思路

地表基质是近年来自然资源管理领域的新概念,当前关于地表基质概念的内涵、全国地表基质调查如何开展还存有一定争议。通过辨析概念原义认为,地表基质垂向下限应为潜水层底板,是地球关键带中地表以下物质和功能的载体。地表基质分类中的岩石、砾质、土质、泥质与地质学中的岩石、第四纪沉积物存在“同物异名”情况,2套分类系统具备相互转化的条件。地表基质调查应采用“综合研究为主、补充调查为辅”的总路线,可充分利用区域地质调查、水文地质调查、土地质量地球化学调查、土壤普查等调查的成果获取物质属性数据,需针对潜水层以上的数据空白区和未测数据项补充数据采集工作,关键要加强地表基质对自然资源的孕育、支撑等功能属性的研究工作。全国地表基质调查应按自然资源综合区划体系部署,建议按3个层次展开,一是优先围绕生态功能区,聚焦草地退化、森林衰减、水土流失等突出问题开展中比例尺(125万)调查,为发现问题、诊断问题和修复治理提供依据;二是稳步推进全国Ⅱ级综合自然区划单元代表性区域的中比例尺调查,支撑“以点带面”,编制所在Ⅱ级单元的小比例尺图件(150万—1100万);三是适时启动编制区域性、全国性地表基质小比例尺图件(1100万—1250万),服务于不同级别国土空间规划。

自然资源调查监测工作新领域:地表基质调查

地表基质层是一个跨越多门类自然资源业务体系和学科体系,且科学内涵十分丰富的新概念。地表基质调查作为新时代自然资源调查监测体系不可或缺的组成部分和全新工作领域,是带有强烈基础调查色彩的专项调查工作,具有基础性、公益性和战略性地位。其数据与成果对于支撑自然资源统一管理和科学研究、国土空间科学规划和综合利用、生态环境保护修复和综合治理等具有重要意义。文章以构建地表基质调查要素的时空—物质—属性结构模型为基础,对地表基质调查目标任务、内容重点、组织部署、方法技术、成果集成、服务应用和支撑体系建设等问题进行了初步探讨。

地表基质调查内容及要素–属性指标体系探讨

地表基质层是自然资源三维立体分层分类模型中的一个重要层位,是支撑孕育地球表面森林、草原、水、湿地等各门类自然资源的基础物质层,其类型、分布、理化性质和不同景观属性等特征直接影响和作用于自然资源的数量和质量,从而影响生态环境特征。因此,地表基质调查评价已成为支撑自然资源保护利用、农牧业生产、粮食安全以及生态环境保护修复的基础性工作,同时也是更好地服务碳达峰、碳中和目标任务的重要内容。作为一个突破性的创新概念和自然资源综合调查评价的新领域,地表基质调查的具体内容是什么,调查要素和指标如何设置等,当前还没有深入研究并形成统一认识。本文以支撑服务自然资源管理、生态环境保护修复、农林牧业生产、健康中国建设、碳储潜力等重大需求为牵引,结合相关工作实践,对地表基质调查内容和要素–属性指标进行了探索总结,旨在为进一步部署实施地表基质调查工作提供经验借鉴,为探讨地表基质调查评价应用服务提供参考。

自然资源地表基质调查技术体系构建

地表基质层是支撑孕育地表自然资源的关键层位和重要载体。自然资源的数量、质量以及生态环境状况、陆地表层系统碳储碳汇等都与地表基质的基本类型、空间结构和景观特征、数量质量和理化性质、支撑孕育情况、生态功能特征等基本属性息息相关。本文依据前人工作成果和实施典型地区地表基质调查试点等取得的进展与认识,通过阐明地表基质概念、定位、特点,提出构建地表基质调查技术体系的思路和原则、基础和前提。从资料收集与作业准备、外业实施与数据采集、数据集成与融合处理、产品制作与服务应用的调查流程,以及景观要素、类型结构、理化性质、生态属性等调查内容两个维度初步形成地表基质调查技术方法体系,旨在为自然资源调查技术体系构建提供参考。

坝上地区自然资源地表基质调查地质测量方法探讨——以张北示范区为例

地表基质层作为自然资源的第一层,是支撑自然资源的基础层,地表基质调查是自然资源调查的基础内容。地表基质调查包括查清地表的岩石、砾质、土质、砂质、泥质等地表基质的分布、理化性质及地质地理景观属性等,是为国土空间规划和生态环境保护修复等服务。物探、遥感解译和地质测量是地表基质调查的主要方法,其中,地质测量是采用传统的地质工作手段对地表基质进行调查,同时根据调查内容的不同,被赋予新的内涵。本研究通过对张北示范区进行地表基质调查,对地质测量技术方法进行总结分析,以期为其他地区地表基质调查地质测量方法提供参考。

探地雷达在自然资源地表基质层调查中的可行性分析

在简介技术方法的选用、技术路线、参数设置、电磁波的动力学特征等基础上,依据典型案例,对探地雷达在地表基质层调查中的应用效果进行了分析与总结。通过阶地露头与孔旁测试,对反射波同向轴与地表基质层的对应关系进行了比对,对砾质与土质界线、土岩界线、裂隙带等的反射波同相轴特征识别、地表基质层的电磁波动力学特征等进行了剖析与总结;对探地雷达的有效性、优劣势等提出认识与体会。