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张家口市北新屯地区蔬菜种植区锗元素富集特征及成因分析

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环境科学 2023年第3期44卷 1735-1747页

作者：安永龙殷秀兰金爱芳李文娟鲁青原北京市生态地质研究所北京102218 中国地质环境监测院北京100081

选取张家口市北新屯地区蔬菜种植基地为研究区,分为重点区和区域范围以及上游地区,共采集表层土壤样品132件,垂向土壤剖面16条,地表剖面3组,彩椒果实、紫甘蓝果实和玉米果实样品各4件,在分析土壤、岩石和作物样品的Sc、Cr、Mo、Cd、V、Z... 详细信息

选取张家口市北新屯地区蔬菜种植基地为研究区,分为重点区和区域范围以及上游地区,共采集表层土壤样品132件,垂向土壤剖面16条,地表剖面3组,彩椒果实、紫甘蓝果实和玉米果实样品各4件,在分析土壤、岩石和作物样品的Sc、Cr、Mo、Cd、V、Zn、Sr、Pb、Co、Ni、Cu、Ge和REE等元素基础上,通过所参照的锗富集标准,发现区域富锗率不高(19.7%),而重点区富锗率较高(52%).区域范围和重点区土壤中Ge与稀土元素呈现较为明显的空间分布一致性,进一步对比土壤与作物中Ge和稀土元素相关性特征发现,稀土含量排序为:紫甘蓝>彩椒>玉米,而Ge吸收强度排序为:玉米(微弱吸收)>紫甘蓝(极弱吸收)>彩椒(极弱吸收),作物对Ge和稀土元素的吸收并没有明显的协同性.通过对研究区土壤28种元素和指标的PMF和RDA分析表明,区域Ge的来源以天然地质背景因素为主(66.3%),人为活动影响因素(27%)和大气干湿沉降因素(6.7%)为辅,重点区Ge的来源以天然地质背景因素(33.8%)和人为活动影响因素(27.2%)为主,大气干湿沉降因素(18.5%)和河流沉积因素(20.5%)为辅,土壤Ge均与稀土元素和Cd、Zn、Mn、Ni、V、Co、Cr等微量元素呈正相关关系,与主量元素Na_(2)O、SiO_(2)、K_(2)O和pH呈负相关关系.最后通过将土壤横向剖面与垂向剖面结合分析,发现由物源区迁移至区内的Ge主要以主河道途径为主,次级河道和洪流途径为辅.

关键词：张家口地区锗(Ge) 稀土元素(REE) 冗余分析(RDA) 迁移路径

张家口市万全区某种植区土壤重金属污染评价与来源分析

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环境科学 2023年第6期44卷 3544-3561页

作者：安永龙殷秀兰李文娟金爱芳鲁青原中国地质环境监测院北京100081 北京市生态地质研究所北京102218

以张家口市万全区某蔬菜种植区土壤为研究对象,采集132件表层和80件深层土壤样品,测试分析As、Cd、Cr、Hg、Cu、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素含量以及Cr和Ni赋存形态.综合应用地统计学分析和PMF受体模型,并结合3种重金属污染评价方法,摸... 详细信息

以张家口市万全区某蔬菜种植区土壤为研究对象,采集132件表层和80件深层土壤样品,测试分析As、Cd、Cr、Hg、Cu、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素含量以及Cr和Ni赋存形态.综合应用地统计学分析和PMF受体模型,并结合3种重金属污染评价方法,摸清了研究区土壤重金属空间分布特征、重金属污染程度和垂向上Cr和Ni赋存形态的分布情况,探析了土壤重金属污染源和贡献率.结果表明,表层土壤重金属Cd和Pb含量平均值均高于河北省土壤背景值,表层土壤Cr、Ni、Cu,Cd、Pb和Zn空间分布特征存在相似性.地累积指数法表明研究区以无污染为主,分布少量轻污染点位,以Cd污染点居多;富集因子法表明研究区主要以无-弱污染为主,各元素均存在中污染情况,背景区显著污染元素为As、Pb和Hg,重点区中显著污染元素为Cd;潜在生态风险指数法表明研究区以轻污染为主,局部分布“中”和“强”风险点,背景区Hg存在“很强”风险点,重点区Cd存在“很强”风险点.这3种评价结果表明背景区以Cd和Hg污染为主,而重点区则以Cd污染为主.垂向土壤赋存形态研究表明Cr以残渣态(F4)为主,可氧化态(F3)为辅,垂向以表聚型为主,以弱迁移型为辅,而Ni以残渣态(F4)为主,以可还原态(F2)为辅,垂向以强迁移型为主,以弱迁移型为辅.表层土壤重金属来源共分3类,Cr、Cu和Ni主要来自自然地质背景源,贡献率分别为66.9%、66.9%和76.1%;As、Cd、Pb和Zn主要来自人为活动源,贡献率分别为77.38%、59.2%、83.5%和59.5%;Hg主要来自大气干湿沉降,贡献率为87.8%.

关键词：种植区土壤重金属赋存形态来源分析正定矩阵因子分解法(PMF)

河北张家口市某种植区土壤营养元素生态化学计量与空间分异特征

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地质通报 2023年第2期42卷 443-459页

作者：安永龙殷秀兰金爱芳李文娟鲁青原中国地质环境监测院北京100081 北京市生态地质研究所北京102218

应用地统计学、生态化学计量学和GIS技术,对河北省张家口市万全区某种植区的表层土壤N、P、K_(2)O、CaO、MgO、S、Mo、Mn、Fe_(2)O_(3)、B、Corg、pH等参数含量特征、趋势分布、空间变异性及生源要素的分布特征进行研究。结果表明,研究... 详细信息

应用地统计学、生态化学计量学和GIS技术,对河北省张家口市万全区某种植区的表层土壤N、P、K_(2)O、CaO、MgO、S、Mo、Mn、Fe_(2)O_(3)、B、Corg、pH等参数含量特征、趋势分布、空间变异性及生源要素的分布特征进行研究。结果表明,研究区Corg属于较强分异型,变异系数为71.54%,其余元素均属于弱或均匀分异型。N、P、K_(2)O和pH整体呈现极丰富和丰富等级,S、Mo、Mn、Fe_(2)O_(3)、B和Corg则处于缺乏和极缺乏等级。通过不同趋势阶数中误差的比较叠加块金系数分析,初步确定研究区可分为3种预测类型,即无趋势预测、一阶趋势预测和二阶趋势预测。K_(2)O、CaO、MgO、S、Mn和Corg主要受结构型影响,N、P、Mo、Fe_(2)O_(3)、B和pH主要受结构型和随机性混合影响,其中S和Mo的变异函数表面具有较弱的方向性。生态化学计量学表明,生源要素平均含量K_(2)O>Corg>N>P>S,土壤CNR和NPR主要受控于土壤Corg和N,垂向上表现为以表聚型和平稳型分布为主,以突变型和锯齿型分布为辅。最后通过普通克里格插值清晰可见区域范围内N、P、K_(2)O、CaO、MgO、Mn均表现为由东北部至西南部流域范围内明显异常区,主要受控于河流迁移搬运作用,重点区中N和P属于梯型,K_(2)O、CaO和pH属于内凹型,S和Mo属于外凸型,MgO、Fe_(2)O_(3)、Mn、B和Corg属于跳跃型。

关键词：种植区土壤营养元素生态化学计量空间分布格局土壤与农业地质调查工程河北

安徽某铁矿酸性矿山废水夏季和秋季微生物群落结构特征

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环境科学学报 2016年第7期36卷 2397-2407页

作者：裴理鑫鲁青原郝春博杜泽瑞鲁艳春张帆中国地质大学(北京) 水资源与环境学院北京100083 中国市政工程东北设计研究总院有限公司长春130021

分别采集了夏秋两季安徽某铁矿的酸性矿山废水样品,分析其物理化学参数,并利用分子生物学方法研究了该酸性矿山废水中微生物群落结构随时间和空间的变化规律.结果表明:该矿山废水酸性极强,夏季所采样品pH在2.80左右,且阴阳离子含量很高,... 详细信息

分别采集了夏秋两季安徽某铁矿的酸性矿山废水样品,分析其物理化学参数,并利用分子生物学方法研究了该酸性矿山废水中微生物群落结构随时间和空间的变化规律.结果表明:该矿山废水酸性极强,夏季所采样品pH在2.80左右,且阴阳离子含量很高,Al^(3+)为1108~1138mg·L^(-1),SO_4^(2-)则高达19.80~23.79 g·L^(-1).秋季样品p H没有明显变化,但由于两次采样期间的大量降水,样品中各离子含量明显低于夏季.值得注意的是,该极端酸性的矿山废水中叶绿素a含量较高,夏季达63.8~94.2μg·L^(-1),秋季则降至16.6~32.7μg·L^(-1).无论是在夏季还是秋季,Alphaproteobacteria在绝大多数位点的细菌群落中占据着优势地位.化能异养菌Acidiphilium是最主要的细菌菌属,它在夏季和秋季各位点群落中所占比例都达20%左右,这应该与其丰富的代谢方式有关.对于真核微生物群落,夏季主要为尖毛虫和小球藻,秋季主要为棕鞭藻和小球藻.小球藻是该酸性生态系统主要的生产者,尖毛虫和棕鞭藻则扮演着顶级消费者的角色.该酸性废水应处于酸水形成末期,所以细菌群落中化能异养菌占据着优势地位,化能自养菌比例较少.由于温度等理化性质的不同,微生物群落结构随时间和空间发生了一定变化,其中以真核微生物群落结构变化最为显著.

关键词：酸性矿山废水嗜酸微生物群落结构多样性

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黄河三角洲进积与滨海湿地地质环境演替模式

地质论评 2016年第3期62卷 682-692页

作者：顾效源鲁青原叶思源赵广明丁喜桂袁红明杨士雄何磊王锦中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580 中国地质调查局滨海湿地生物地质重点实验室山东青岛266071 国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室山东青岛266071 青岛海洋地质研究所山东青岛266071 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083

本文通过对黄河三角洲5个钻孔岩芯的沉积学观测、微古分析、14C测年,同时结合历史记录及遥感资料,分析了本区末次冰后期以来的沉积序列,重建了近10ka以来古环境演变过程,分析了古环境演化对滨海湿地演替的控制作用。本文着重讨论了黄河... 详细信息

本文通过对黄河三角洲5个钻孔岩芯的沉积学观测、微古分析、14C测年,同时结合历史记录及遥感资料,分析了本区末次冰后期以来的沉积序列,重建了近10ka以来古环境演变过程,分析了古环境演化对滨海湿地演替的控制作用。本文着重讨论了黄河三角洲进积与湿地形成演替规律,总结了从水生系统、浅海湿地系统、潮滩湿地直至上三角洲平原湿地向陆地生态系统的演替模式。同时通过对现代黄河三角洲与老黄河三角洲演化模式进行对比,提出气候变化、人类活动会加速和改变湿地地质环境演替进程和方向的一般规律。笔者等还进一步提出,由于人类活动的影响,1855年之后湿地演替速率明显加快,约达8~33倍。古环境的重建与滨海湿地响应机制研究可更清楚地理解湿地如何对未来环境变化进行响应,包括海平面上升,从而为滨海湿地保护与管理实践活动提供科学导向。

关键词：湿地演替三角洲进积滨海湿地黄河三角洲

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丛枝菌根真菌(AMF)在土壤固碳中的作用

海洋地质前沿 2016年第8期32卷 41-46页

作者：鲁青原郝春博中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京10083 中国地质调查局滨海湿地生物地质重点实验室青岛266071

传统观点认为,丛枝菌根真菌(AMF)与维管植物共生,且在植物生长的同时有助于将植物光合作用的产物转化为难降解有机物,其释放的球囊霉素还可以促使土壤团聚的形成,使土壤中的碳能够更好地封存,从而有利于土壤中碳的固定。特别是在未来CO_... 详细信息

传统观点认为,丛枝菌根真菌(AMF)与维管植物共生,且在植物生长的同时有助于将植物光合作用的产物转化为难降解有机物,其释放的球囊霉素还可以促使土壤团聚的形成,使土壤中的碳能够更好地封存,从而有利于土壤中碳的固定。特别是在未来CO_2浓度升高的环境更加有利于AMF的生长,科学家推测它能在土壤固碳方面起到关键作用。但是,目前微生物的研究提出了与传统认识相悖的观点,由于激发效应的存在,在CO_2浓度升高后,AMF很可能会帮助土壤中的腐食性生物获取到营养物质,并且会帮助植物摄取更多的NH+4,这使腐食性微生物的代谢活动更加积极。最后,这些腐食性微生物分解的碳超过其固定的碳,形成了碳的净亏损。综述了目前AMF与土壤固碳相关的研究进展,总结了AMF在土壤固碳过程中的作用,提出了今后需加强的研究内容。

关键词：丛枝菌根真菌球囊霉素固碳 CO2浓度

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地表基质的科学内涵与理论框架

地质学报 2024年第11期98卷 3225-3237页

作者：郝爱兵殷志强李洪宇鲁青原彭令邵海江奇达赵晓峰刘玖芬庞菊梅杨柯陈彭孔繁鹏侯红星鲁敏中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心北京100055 中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心黑龙江哈尔滨150086 中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心河北廊坊065000 中国地质调查局牡丹江自然资源综合调查中心黑龙江牡丹江157021

地表基质是中国科学家提出的自然资源领域新概念。从理论层面加以阐释和规范,是迫切需要解决的重大课题。本文基于多个地表基质调查和研究项目实践,在深入研究思考的基础上,阐明了地表基质和地表基质层的科学内涵及其与相关学科术语的... 详细信息

地表基质是中国科学家提出的自然资源领域新概念。从理论层面加以阐释和规范,是迫切需要解决的重大课题。本文基于多个地表基质调查和研究项目实践,在深入研究思考的基础上,阐明了地表基质和地表基质层的科学内涵及其与相关学科术语的区别与联系,综合考虑地下变温带深度、农作物和植被根系深度、表生岩溶发育带深度、风化壳厚度、潜水位埋深等5方面因素界定了地表基质层的底部边界;基于物质类型、成因类型和特征理化性质,提出了5类三级的地表基质分类方案和4种基本类型的地表基质层构型划分方案;系统总结梳理了与植被和农作物生长密切相关的3大类20项地表基质理化性质和微生物性质指标。这些内容构成地表基质理论的基本框架,可作为地表基质调查研究的基本参考和遵循。

关键词：地表基质地表基质层科学内涵理论框架自然资源科学