黔中磷矿区土壤重金属污染及其生态风险评价

为评价黔中磷矿区土壤重金属污染风险,采用梅花布点法在磷矿区周边区域和无矿区不同地层天然土壤采集24件表层土壤样品,测定Cu、Pb、Zn、As、Hg、Se、Cd、和Cr含量,并采用内梅罗综合污染指数(NPI)、地累积指数(I_(geo))以及Hankanson潜在生态危害指数(RI)对磷矿区土壤重金属的污染程度和潜在生态风险进行评价。结果表明,黔中磷矿区土壤中Hg、Se、Cd、As、Pb、Zn和Cr等元素平均含量分别为贵州土壤背景值的37.58倍、24.40倍、19.26倍、18.09倍、2.67倍、2.17倍和1.78倍,各重金属富集特征明显,Cu元素平均含量未超过贵州省土壤背景值。研究区土壤中Hg、Se、Cd、As、Pb、Zn和Cr等元素NPI平均值介于4.59~69.32之间,处于重度污染水平,而Cr和Cu元素NPI平均值分别为1.89和1.21,处于轻度污染水平。研究区Hg元素I_(geo)平均值为4.45,处于严重至极重污染;As、Se和Cd元素I_(geo)平均值介于3.35~3.65之间,处于重度污染;Pb、Zn和Cr元素I_(geo)平均值0.21~0.44之间,处于未污染至中度污染水平,而Cu元素I_(geo)平均值为-0.83,显示其未受到污染。潜在生态风险评价结果表明,研究区土壤Hg元素处于极强生态风险水平,Cd处于强生态风险水平,Ad处于中等生态风险水平,而Cu、Pb、Zn和Cr均处于轻微风险水平。黔中磷矿区土壤RI平均值为2285.50,显示出极强生态风险,Hg是最主要的生态风险元素,应引起高度重视。

喀斯特山区城市群耕地时空演变特征及驱动因素分析

厘清城市化背景下喀斯特山区城市群耕地现状及影响因素,对推进区域可持续发展和保障粮食安全具有重要意义。以黔中城市群核心经济区为例,基于2010年、2020年耕地数据,利用变化轨迹分析法、耕地指数、空间自相关和地理探测器等方法,探究喀斯特山区城市群耕地时空演变特征及其驱动因素。结果表明:从整体看,黔中城市群核心经济区耕地分布表现为“中部贵阳市低,周边高”的特点;从县域看,研究期内县域耕地分布均以300~500 km^(2)为主。黔中城市群核心经济区耕地同时具有转出和转入的变化特征,但耕地转出面积明显大于转入,使得研究区耕地减少2 309.37 km^(2)。黔中城市群核心经济区耕地转入、转出具有明显的空间集聚特征,且均以高-高聚类为主。影响黔中城市群耕地时空分布的主要因素为经济因素,但随着社会经济发展,经济因素的影响程度有所降低,影响因素逐渐趋于多元化。为最大程度控制黔中城市群耕地减少,建议在发展经济的同时要合理规划土地利用,保障耕地安全。

黔中石漠化地区生态恢复过程中土壤养分变异特征

黔中石漠化地区由于近年来农村经济水平的发展,以及劳动力的大量转移,农村人口对土地的依赖性减小,使得原有部分石漠化地区处于一种自然或半自然的恢复状态。基于这种研究背景下,采集了黔中石漠化地区处于恢复过程中的土壤表层样品,进行室内理化分析。结果显示,土壤有机质、全氮的累积量较多,并以无明显石漠化地区土壤含量最高,中度石漠化地区土壤含量最低。土壤全磷、全钾由于受到土壤母质条件的影响,其变异较土壤有机质和氮素趋于平缓。土壤有效氮、钾含量水平较高,而有效磷含量水平处于极低状态。

黔中隆起西、南缘铝土矿成矿特征与远景预测

黔中铝土矿资源丰富,占贵州铝土矿资源的2/3以上。黔中隆起西、南缘的龙里—惠水—纳雍一带铝土矿成矿一直研究程度低,通过对龙里高坡场、纳雍董地含铝岩系研究,发现龙里铝土矿属于潟湖相沉积,部分铝土矿被第四纪风化形成坡积物产出;纳雍董地为冲积扇沉积铝土矿。根据区域成矿特征及古地理特征,认为黔中隆起西、南缘龙里—惠水—纳雍一带是铝土矿潜在的铝土矿远景区域。

黔中岩溶区不同群落演替阶段植物功能群叶片化学计量特征

采用"空间替代时间"方法,对黔中岩溶区天然次生林灌草阶段、灌木林阶段、乔木林阶段的主要优势植物展开调查,按照植物光适应、生活型及叶习性不同功能类群的划分方法,研究分析了主要优势植物叶片C、N、P、K养分元素及其各组分配比计量特征。结果表明,(1)植物叶片OC、TN、TK、TP含量依次为511.35±34.16mg/g、18.27±4.33mg/g、11.30±3.87mg/g、1.41±0.54mg/g,除TN与TP呈极显著正相关(P<0.01)外,其余各元素间均未达极显著水平;(2)植物叶片OC和TP含量随着灌草丛—灌木林—乔木林正向演替呈逐渐降低趋势,TK和TN含量呈现先增加后减小趋势。除灌草丛阶段的植物叶片OC含量显著高于乔木林(P<0.05)外,其余未达显著水平;(3)不同光合特性功能类群间植物叶片OC、TN、TP、TK具有不同的变化规律,植物叶片OC和TP含量为灌木树种>乔木树种,TK和TN为乔木树种>灌木树种、落叶型>常绿型。研究区植物叶片具有较高有机物含量和C蓄积能力,植物生长受到N、P共同限制,富足的K含量可能是植物适应严酷生境和N、P养分限制的重要机制。

贵州开阳县龙井湾崩塌地质灾害评估及防治

龙井湾崩塌是磷矿开采引发和加剧的,龙井湾沟谷分布有崩塌6处。文章通过对崩塌区地质环境的勘查,阐述了该区的地质构造、岩性条件、水文地质条件及当前存在的采空区范围及特点,继而采用概率法对采空区上覆的岩体稳定性进行分析,得出了磷矿层的开采将在其上方相应的地表造成一定的变形与移动的结论,阐明了该区崩塌产生的机理,评估了崩塌体的引发和加剧对磷石膏堆场工程的危害性,提出了禁采区范围、清理危岩体(壁)等防治的工程措施。

生态恢复背景下喀斯特地区植被覆盖的时空变化——以黔中地区为例

为了揭示退耕还林(草)、封山育林和石漠化综合治理等生态恢复工程驱动下喀斯特地区的植被覆盖度的时空变化情况,以黔中为研究区,利用2000年、2005年和2010年三期的MODIS影像数据,通过NDVI像元二分模型法,对研究区植被覆盖进行了动态变化评估。结果表明:2000年到2010年,极高植被覆盖度面积持续增长,高植被覆盖度面积持续减少,极低植被覆盖度、低植被覆盖度和中等植被覆盖度面积先增后减,植被覆盖总体呈现转好趋势;此外,植被覆盖景观斑块数减小,平均斑块面积增大,香农多样性指数减小,表明这一时期内植被覆盖景观的破碎化程度逐渐降低,生态恢复工程取得良好实效。

黔中-渝南石炭纪铝土矿含矿岩系中的海相沉积特征

黔中—渝南地区于紫云运动初期的泥盆纪末已准平原化,在石炭纪铝土矿含矿岩系沉积过程中,含矿岩系下段(铁质-粘土岩段)主要为近海湖泊相,含矿岩系上段(铝质岩段)为近海平原相。在这种大环境前提下,经常会受到海泛与强风暴潮的影响与改造,使得主要是陆相环境沉积形成的铝土矿含矿岩系中,含有少量海相大化石(腕足类)和微体生物化石(疑源类和牙形石);另在下段和上段岩矿层间,时夹海相碳酸盐岩透镜体,具明显海相沉积特征。以上表明,黔中—渝南石炭系铝土矿含矿岩系形成环境具有显著的多样性和复杂性,而非单纯的陆相沉积环境所能概括的。

黔中地区玉米水分生产函数模型适应性评价

为探寻适合黔中地区的玉米水分生产函数,基于不同灌水处理下玉米的耗水量和产量数据,比较分析了Jens-en模型、Minhas模型、Blank模型、Stewart模型和Singh模型5种水分生产函数模型。结果显示,乘法模型Minhas模型的λi顺序与玉米水分生理特征不符,加法模型Blank模型的Ai值在第②阶段最高、Stewart模型中Bi值②阶段>④阶段、Singh模型中Ci值在第③和第⑤阶段出现负值,这都与玉米的水分生理特性及灌溉实践不符,而由Jensen模型推算出的作物缺水阶段敏感顺序与玉米的水分生理特性以及灌溉实践相一致,因此确定适合贵州黔中地区的玉米水分生产函数模型为Jensen模型。

黔中地区不同岩性土壤抗冲抗蚀性研究进展

土壤抗冲抗蚀性是反映土壤抵抗外界应力对土壤的机械破坏能力大小的重要评价指标之一。在总结土壤抗冲性抗蚀性研究成果的基础上,从土壤抗冲抗蚀性的影响指标、研究方法等方面介绍了土壤抗冲抗蚀性的研究状况,深入分析了当前研究中所存在的问题与不足,并对今后土壤抗冲抗蚀性研究的发展趋势进行了分析探讨。

黔中喀斯特次生林主要经营树种冠形特征及模型拟合

经营树种冠层结构调整是次生林经营的重要内容,而树冠结构不同往往表现在冠形特征差异,因此,研究冠形特征并进行模型拟合,对森林经营具有重要的理论和实践意义。以黔中喀斯特次生林封山造林、封山抚育、封山改良3种经营类型为研究对象,针对柳杉、猴樟、厚朴、喜树和光皮桦5个经营树种,使用1 221株实测数据,拟合冠幅、冠长、伸展度、冠长率、圆满度、投影比6个冠形指标与林木胸径和树高因子间关系。研究表明:(1)树种的实测因子与树冠结构特征多呈极显著正相关关系,建立实测林木因子(易获取因子)与树冠结构特征间的回归预估模型可行;(2)建立了黔中喀斯特次生林5种经营目标树的CW∝DBH、CL∝H的最优预估方程,树冠圆满度的拟合度要优于其投影比、树冠伸展度和冠长率;(3)柳杉、猴樟、厚朴、喜树和光皮桦的冠幅拟合解释量依次为0.62、0.69、0.77、0.59、0.77,冠长解释量依次为0.88、0.90、0.78、0.89、0.64。各拟合最优模型的胸径使用范围分别为1.6~18.3cm、0.5~8.5cm、1.8~6.5cm、0.8~13.0cm、0.7~25.8cm,树高适用范围分别为2.0~10.9m、1.5~8.2m、2.6~6.6m、1.5~12.1m、1.6~14.5m。因此,基于胸径、树高对各经营树种的冠幅、冠长预估模型适用于早期,中后期经营还需重建中后期的模型。

黔中岩溶山区水稻田间需水量供需平衡研究

研究项目主要对黔中岩溶山区水稻田间需水规律进行探索,研究出水稻(金优77)在不同的生育期的需水定额,为农业节水提供理论依据,建立合理、节水、高产、高效的与生态良性循环的水资源体系。

黔中喀斯特城市新区森林生态系统水土保持及其生态效益

[目的]研究黔中喀斯特城市新区--贵州省贵阳市观山湖区森林生态系统的水土保持及其生态效益,旨在科学评价该区生态建设成效,为喀斯特城市新区资源环境可持续利用,森林高质量发展提供科学依据。[方法]基于多源遥感数据提取2000,2010和2020年观山湖区森林生态系统分布格局,利用土壤保持模型和水量平衡方程计算土壤保持量和调节水量,采用市场价值法和影子工程法计算其生态效益价值量。[结果](1)观山湖区森林生态系统面积2000—2010年从10892.74 hm^(2)增加到15571.90 hm^(2)。随着城市扩张的加快,森林面积持续减小,到2020年减少为13937.54 hm^(2)。由于生态工程和城市扩张的双向长消作用,森林生态系统在过去20 a中的变化幅度很大。(2)森林生态系统的固土保肥和水量调节价值量总体上呈增长趋势,单位面积生态效益有所提高,但因森林生态系统面积减少,固土保肥和水量调节生态效益增势趋缓。(3)单位面积土壤保持量大小顺序表现为:针叶林>针阔混交林>灌木林>阔叶林>其他林;调节水量大小顺序表现为:针叶林>阔叶林>针阔混交林>灌木林>其他林;针叶林固土保肥、水量调节生态效益价值总量最大,灌木林次之。灌木林发挥着十分重要的固土保肥和水量调节生态效益。[结论]观山湖区森林生态系统面积变化幅度大,2000—2010年面积大幅增长,近年来呈现减少趋势,但单位面积生态效益不断提高,在固土保肥和水量调节方面发挥着重要作用。在城市新区开发中,需要十分重视森林生态系统的保护。

黔中石灰岩地区灌木林土壤酶活性及其与植物多样性间相关性的研究

为了提高人们对石灰岩生态系统的认识,鉴于灌木林在黔中石灰岩地区生态文明建设中的重要作用,对黔中石灰岩地区典型灌木林土壤酶活性特征和土壤酶与灌木林植物物种多样性相关性进行分析。结果表明:蔗糖酶、淀粉酶、脲酶、过氧化氢酶在根际中活性较非根际强;随着土壤层次的增加,土壤酶活性降低。上述4种土壤酶活性与灌木林灌木层植物物种多样性指数各存在不同程度的相关性,而与草本层植物物种多样性指数相关性不显著。

黔中地区震旦系喷流沉积磷矿再认识

通过分析Rodinia超大陆演化与黔中地区磷矿的富集—贫化过程,重新认识磷质富集的成矿地质背景.黔中地区新元古代—早古生代经历了Rodidia超大陆演化伴随的多期海底火山喷发,是中小规模生物活动的缺氧、弱酸—还原性及低纬度海相环境的富磷过程,加快了生物发展演化,到580 Ma陡山沱晚期引发了以瓮安为主的多地生物爆发,较澄江生物爆发提前约50 Ma.磷矿有利成矿背景主要是在陡山沱期瓮安—开阳一带的台地边缘浅滩,后在灯影期向西迁移,以贵州织金新华磷矿和云南昆阳磷矿为代表.研究认为:从黔中地区到云南昆阳一带可能还隐伏大规模磷矿,具广阔的找矿远景.从织金新华磷矿中品位较高的重稀土和瓮福磷矿中幔源铅的存在,指示了沿织金—瓮安一带具备了新元古代—早古生代地层中可能还存在30%左右的大型—超大型喷流沉积及新矿种的找矿远景.

富磷矿三阶段动态成矿模式:黔中开阳式高品位磷矿成矿机制

震旦系陡山沱组沉积期形成的黔中开阳、瓮安富磷矿沉积区,矿石产量大、品位高,是国内外重要的磷矿资源产区。黔中磷矿主要分布于黔中古陆周缘的滨浅海环境中,矿石类型以碎屑状磷块岩为主,间夹原生泥晶磷块岩、生物结构磷块岩和次生土状结构磷块岩。开阳式高品位磷块岩的动态沉积成矿过程通常为"三阶段成矿":第一阶段为初始成磷作用阶段,在新元古代大规模成磷背景下,上升洋流携带深部富磷海水进入滨浅海地区,并通过生物化学作用使磷质聚集并形成原生磷块岩沉积;第二阶段为簸选成矿作用阶段,高能波浪、风暴水流对原生磷块岩持续的破碎、磨蚀、搬运和再沉积过程中,簸选去除了原生沉积物中的陆源细碎屑、砂泥质成分,保留并聚集磷质碎屑颗粒,形成品位较高的碎屑状矿石;第三阶段为淋滤作用阶段,海平面升降变化使之前形成矿石受暴露事件影响,遭受强烈的风化淋滤作用,碎屑状磷矿石内的碳酸盐岩胶结物和白云石条带被淋滤运移,导致矿层发育大量溶蚀孔洞,甚至形成土状磷块岩,矿石品位再次得到大幅度提升。三阶段成矿作用随古地理条件和海平面变化在沉积成岩过程中多期次、动态进行,最终形成工业价值极高的磷矿石。

贵州中部岩溶山区坡耕地时空演变特征及驱动因素分析

坡耕地是中国西南岩溶山区粮食安全和生态保护的重要保障,深入研究其时空演变特征具有重要意义。该研究选用2004-2020年高精度遥感影像和数字高程模型,从地形位指数、核密度、耕地利用动态指标分析典型岩溶山区普定县坡耕地时空演变在不同地形位等级上的响应,并对坡耕地演变的驱动机制进行探究。结果表明:1)2004-2020年,研究区坡耕地在空间上呈“东南多、东北少、西部较少”的分布特征。坡耕地分3个阶段收缩:急剧收缩阶段(2004-2009年)高地形位坡耕地撂荒收缩速度最快,缓慢收缩阶段(2009-2015年)中地形位坡耕地收缩速度最快,加速收缩阶段(2015-2020年)低地形位坡耕地收缩速度最快;2)第一级、第三级地形位范围内坡耕地变化面积最大,高地形位劣质坡耕地向林草地转型占总体转型面积的69.67%,低地形位坡耕地向园地及建设用地转型占总体转型面积的38.14%;3)坡耕地演变由陡坡向缓坡转移、由高海拔向低海拔转移,聚集度下降,高地形位坡耕地转型提高区域生态效益,中、低地形位坡耕地转型实现区域生态经济双赢效益;4)自然地理环境是坡耕地时空演变的基础支撑,社会经济是主导因素,政策是外在拉力,不同梯度地形位坡耕地影响的主导因素差异明显。研究结果可为西南岩溶山区不同地形土地利用优化及生态保护提供科学参考。

山区植被覆盖度变化的地形分异特征--以贵州开阳县为例

植被覆盖度是生态恢复的重要指示器,研究其变化特征可为资源合理利用、生态恢复提供科学参考。以贵州省开阳县为研究区,基于landsat4-5 TM,Landsat8 OLI遥感影像,获取2002年、2019年30 m分辨率植被覆盖度数据,从阴坡与阳坡视角研究山区植被覆盖度变化和地形分异特征。结果表明:(1)2002-2019年阴坡与阳坡植被覆盖度总体呈南高北低分布,期间阴坡与阳坡植被总体处于恢复趋势。(2)研究时段内阴坡与阳坡植被覆盖度随海拔上升表现为增加趋势;海拔小于600 m的地区阳坡和阴坡植被覆盖度差距最大;2019年二者植被覆盖度在海拔小于600 m的地区下降明显,高于800 m的地区均有较大提升。(3)阴坡和阳坡植被覆盖度随坡度增加总体呈上升趋势,坡度大于35°后二者差异增强;植被覆盖度增量随坡度增加总体表现为上升-下降特点。(4)阴坡和阳坡植被覆盖度随地形起伏度增加呈上升趋势。2002年阳坡各等级地形起伏度的植被覆盖度总体高于阴坡,2019年二者植被覆盖度差异性随地形起伏度上升而增强。综上,阴坡和阳坡植被覆盖度与海拔、坡度、地形起伏度呈正相关关系,二者在不同等级地形梯度上具有较大差异性。地形因子对山区阴坡、阳坡植被覆盖度的影响是多方面的,不仅从海拔和坡向上影响水热组合条件,也从坡度和地形起伏度上影响人类对山区林地资源的开发利用。

黔中地区某饮用天然矿泉水成因动态特征研究

贵州省地下水资源丰富,水质优良,以岩溶大泉、地下河的形式出露地表,寻找优质矿泉水资源对于推动贵州省地方绿色经济发展、改善民众生活水平具有重要意义。贵州省矿泉水成因分为红层盆地型、碳酸盐岩层控型以及断裂裂隙型三大类。本文通过资料收集、资料综合研究、动态长观、水质分析等手段,表明凤岗县红沙沟饮用天然矿泉水为含锶型饮用天然矿泉水,成因属于碳酸盐岩层控型兼断裂裂隙型,动态类型属于较稳定型,水质优良,具有很强的开发潜力。对红沙沟矿泉水成因规律进行研究,对于西南岩溶地区找寻优质矿泉水资源具有重要的指导意义。

黔中开阳地区早石炭世大塘期岩相古地理对铝土矿成矿的制约

黔中开阳地区位于古隆起区,古地势较高,碳酸盐岩基底为早石炭世九架炉组含铝岩系提供了物质来源,古喀斯特洼地为其提供了沉积空间。为查明黔中早石炭世铝土矿成矿带上开阳一瓮安一带无中、大型铝土矿的原因,在区域地质矿产调查的基础上,针对石炭系九架炉组开展探槽和剖面测量,并进行地球化学分析。地球化学分析显示,含铝岩系样品的Sr/Ba值0.22~0.55,平均为0.33,Sr/Cu值下部较小为2.27~5.85,中上部较大为24.78~67.74,Th/U在2.99~4.97至间,平均为3.9,V/(V+Ni)值为0.85~0.99,显示开阳地区大塘期候炎热干燥的古气,含铝岩系形成于还原的陆相沉积环境中且风化不彻底成分复杂。研究表明,黔中开阳地区古喀斯特地貌控制了含铝岩系的发育程度、规模和沉积环境,同时早石炭世封闭、还原的湖泊沉积环境及炎热干燥的古气候条件制约了铝土矿的矿化、富集及矿床的形成。