检索结果-南通市图书馆

水电水库水力负荷对生源要素同化效率的调控作用

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地球与环境 2024年

作者：岳馨睿肖晶李婉珠王宝利天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院

河流筑坝发电是目前最为显著的人为扰动河流事件，形成的水电水库阻断了河流连续体，改变了其中生源要素的生物地球化学循环过程，但相关的影响机制还不完全清楚。为此，本研究以乌江11座水电水库为研究对象，季节性调查了水库及相应河... 详细信息

河流筑坝发电是目前最为显著的人为扰动河流事件，形成的水电水库阻断了河流连续体，改变了其中生源要素的生物地球化学循环过程，但相关的影响机制还不完全清楚。为此，本研究以乌江11座水电水库为研究对象，季节性调查了水库及相应河流的生源要素(CO2、溶解态无机氮DIN、溶解态无机磷DIP和溶解态硅DSi)浓度及相关的理化因子，以了解河流水库化过程中生源要素浓度的变化过程及水动力条件的变化对其生物地球化学循环的影响机制。结果表明，河流区CO2、DIN、DIP和DSi浓度均高于水库区，水库区内各理化因子间的关联度显著高于河流区。研究水库对各种生源要素的同化效率表现出显著的时空差异；其中对CO2和DSi的同化效率最高，季度均值分别为50%和40%。库区中各生源要素的同化效率和分层强度均与水力负荷显著负相关，表明水电水库的水动力条件是调控其生物地球化学循环强度的关键因素；滞留时间较长和较深的水电水库有利于浮游植物同化生源要素和促进其在剖面上的季节性分层。研究将加深对筑坝河流元素生物地球化学循环过程的认识，有助于水电水库管理措施的制定。

关键词：生源要素水电水库水力负荷生物地球化学循环乌江

典型有色金属冶炼场地重金属来源解析及生态健康风险评估

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地球与环境 2024年

作者：帅旺财刘文奇马丽雅蔡虹明陈玖斌袁玮天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院

明确废弃金属冶炼厂土壤中重金属的浓度和污染源，对土壤利用和生态功能恢复具有重要意义。本研究以原沈阳有色金属加工厂厂区内的土壤为研究对象，测定土壤样品中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn八种重金属含量，采用数学统计和反距离... 详细信息

明确废弃金属冶炼厂土壤中重金属的浓度和污染源，对土壤利用和生态功能恢复具有重要意义。本研究以原沈阳有色金属加工厂厂区内的土壤为研究对象，测定土壤样品中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn八种重金属含量，采用数学统计和反距离权重插值法对金属含量空间分布特征进行分析，结合主成分分析和正定矩阵因子分解模型结果，定量解析该厂区内土壤重金属来源，并在此基础上利用潜在生态危害指数法和健康风险评估模型分别评估土壤重金属生态风险和人体健康风险。结果表明，厂区土壤样品As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn含量均高于辽宁省土壤背景值，其中Cd和Cu分别为辽宁省土壤背景值的44.57倍和34.97倍，具有明显的人为富集，生态污染最为严重。根据场地后续开发规划，除Hg和Cr外，As、Pb、Zn、Cu、Ni和Cd均存在超过GB36600—2018第一类筛选值的区域，需要重点关注。相关性与聚类分析初步判定八种金属中As、Pb和Zn,Cu、Hg和Ni来源分别具有一致性，Cd来源与前两类金属来源存在相关性，Cr来源与其它金属来源均不同。基于主成分分析结果，采用正定矩阵因子分解模型定量解析重金属主要来源，重金属主要源于锌、铜冶炼及其燃料辅料排放和自然来源。生态风险评价结果表明，研究关注的场地八种重金属中，来源于燃料辅料的Cd表现为极高的潜在生态风险，在后续土地生态恢复中需优先进行防控和修复。健康风险评估结果显示，来源于燃料辅料排放的Pb、Cr等金属对受体人群有不可接受的致癌风险，在场地后期开发前需进行重金属污染治理。

关键词：重金属 PMF 冶炼场地源解析风险评价

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砷矿物演化与矿物生态初探

矿物岩石地球化学通报 2024年第2期43卷 418-427页

作者：唐鸣昊滕辉陆现彩王汝成朱翔宇天津大学地球系统科学学院天津300072 南京大学地球科学与工程学院南京210023

矿物是行星演化重要的记录者。地球演化过程中一系列重大的地质事件都是通过研究矿物所记载的相关信息得到证实的。砷(As)是对生命最危险的有毒元素之一,也是指示地球化学环境演变过程的灵敏元素,目前发现的砷矿物超过760种。本文基于... 详细信息

矿物是行星演化重要的记录者。地球演化过程中一系列重大的地质事件都是通过研究矿物所记载的相关信息得到证实的。砷(As)是对生命最危险的有毒元素之一,也是指示地球化学环境演变过程的灵敏元素,目前发现的砷矿物超过760种。本文基于“矿物演化”和“矿物生态学”的概念,研究砷矿物多样性,分析其深时演化过程。结果发现,随着地质历史的演进,砷矿物多样性呈现幕式增长特点,其增长期与超大陆碰撞期以及大氧化期相对应。这主要和超大陆碰撞期热液和风化活动增强促进As的迁移转化,以及大氧化期As从还原态向成矿及迁移能力更强的氧化态转变有关。另外,根据现有砷矿物产地-砷矿物种类数据,基于泊松-对数正态分布LNRE(大量罕见事件)模型,预测地壳中至少存在1958种砷矿物,其中263种出现的概率超过95%,其形成主要受“决定性因素”控制;而大部分砷矿物出现概率较小,其中184种出现的概率甚至低于0.1%,形成主要受“偶然性因素”控制。

关键词：砷砷矿物矿物演化矿物生态学矿物多样性

沁水盆地煤层气井排采水的地球化学特征及来源示踪

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天然气地球科学 2024年

作者：方鲁加陈碧莹能惠 Yuji Sano 徐胜 Marine Core Research Institute Kochi University 天津大学地球系统科学学院

次生生物气与地下水之间存在一定的关系，特别是在煤层气等天然气储层中，了解地下水与次生生物成因甲烷之间的关系对于天然气勘探和开发具有重要意义。基于中国沁水盆地6个区块的57个煤层气井排采水和3个河水样品的化学组成、氢氧同位... 详细信息

次生生物气与地下水之间存在一定的关系，特别是在煤层气等天然气储层中，了解地下水与次生生物成因甲烷之间的关系对于天然气勘探和开发具有重要意义。基于中国沁水盆地6个区块的57个煤层气井排采水和3个河水样品的化学组成、氢氧同位素组成(δ18OH2O和δDH2O)和溶解无机碳(DIC)碳同位素组成(δ13CDIC和Δ14CDIC)，深入剖析了地下水与次生生物成因甲烷之间的复杂关系。研究结果表明：氢氧同位素分布在大气降水线附近，煤层气井排采水主要来源于大气降雨，硫酸盐微生物还原作用是郑庄和阳泉区块氘同位素富集的主要原因。研究区煤层气井排采水化学组成以Na-HCO3型为主，其变化受到水—岩相互作用、阳离子交换等过程的控制。沁水盆地6个研究区块煤层气井排采水的稳定碳同位素呈现高δ13CDIC值(-4.19‰～34.80‰，平均为16.51‰)、且与溶解无机碳含量呈明显正相关关系可能是微生物产甲烷作用的结果。煤层气井排采水中δ13CDIC与SO42-的负相关性以及δDH2O正漂移等指标也指向沁水盆地不同成熟度煤岩中次生生物成因甲烷的广泛存在。δ13CDIC与镜质体反射率(ROmax)的负相关性进一步表明沁水盆地不同成熟度煤层中广泛存在次生生物成因甲烷，且在浅埋藏和成熟度较低的煤层中最为显著。地球化学与微生物学的结合将会进一步阐明次生生物甲烷的形成途径和机制。

关键词：煤层气井排采水水化学特征碳同位素次生生物甲烷沁水盆地

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人类世生物地球化学循环及其科学

地学前缘 2024年第1期31卷 455-466页

作者：刘丛强李思亮刘学炎王宝利郎赟超丁虎郝丽萍张琼予天津大学地球系统科学学院、表层地球系统科学研究院天津300072 天津环渤海滨海地球关键带国家野外科学观测研究站天津300072 物质绿色创造与制造海河实验室天津300192

地球已进入新的地质时代——“人类世”,人类已成为全球变化的主要驱动力。人类活动导致的地球生态系统的生物地球化学过程及关键生源要素的生物地球化学循环的改变直接或间接地影响着地球生态系统的关键功能,给人类福祉和可持续发展带... 详细信息

地球已进入新的地质时代——“人类世”,人类已成为全球变化的主要驱动力。人类活动导致的地球生态系统的生物地球化学过程及关键生源要素的生物地球化学循环的改变直接或间接地影响着地球生态系统的关键功能,给人类福祉和可持续发展带来诸多威胁。本文基于地球系统科学研究的新进展,综述了人类世全球变化特征、生物地球化学循环在地球系统各圈层演化中的作用及其变化规律。特别关注了自然资源开发利用、生产和消费模式改变等人类活动对生物地球化学循环的影响,以及由此产生的气候、生态和环境效应。研究表明,应对人类世全球变化需要系统理解人类活动作为主要驱动力的多要素和多尺度生物地球化学循环过程及其生态和环境效应,基于地球系统科学的理论与方法开展针对人类世社会-生态系统的自然科学和社会科学的交叉融合研究。在文末提出了人类世生物地球化学研究的优先领域和方向,并强调解决受人类活动和气候变化高度影响下人类世生物地球化学循环的各种复杂科学问题的迫切性和重要性。

关键词：人类世生物地球化学循环全球变化地球系统科学

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不同降雨量下基于宏观基本图的边界控制策略

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 72-82页

作者：赵小梅郝郭宇牛晓婧周志前北京交通大学系统科学学院北京100044

在雨雪等不利天气条件下,城市交通拥堵加剧,北京、天津等大城市在降雨条件下经常发生多路段区域性交通拥堵。因此,根据天津市中心城区和市郊区域路网实际交通数据,以路网交通流宏观基本图模型为研究基础,对比不同降雨量以及不同路网的... 详细信息

在雨雪等不利天气条件下,城市交通拥堵加剧,北京、天津等大城市在降雨条件下经常发生多路段区域性交通拥堵。因此,根据天津市中心城区和市郊区域路网实际交通数据,以路网交通流宏观基本图模型为研究基础,对比不同降雨量以及不同路网的路网交通流时序和宏观基本图变化规律,分析不同降雨量对天津市中心城区和市郊区域路网交通状态的影响。基于不同降雨量下中心城区和市郊区域路网宏观交通流的变化规律,分别构建路网动态演化模型,并对模型的参数进行标定和有效性验证。针对降雨条件下路网发生的区域性拥堵问题,基于宏观基本图的边界控制分别设计了不同降雨量下中心城区和市郊区域路网控制策略,通过仿真实验分析验证了不同控制策略的效果,并给出了能够缓解中心城区和市郊区域路网拥堵的可行策略。结果表明:在小雨天气条件下,将从市郊区域向中心城区的交通流量的转移比例减小量控制在9%~50%范围之内时,中心城区与市郊区域交通状态更加均衡,路网调控效果更好;在大雨天气条件下,将从市郊区域向中心城区的交通流量的转移比例减小量控制在23%~50%范围之内时,中心城区与市郊区域交通状态更加均衡,路网调控效果更好。这表明该控制策略能够缓解中心城区和市郊区域路网的交通拥堵,保障路网交通系统的稳定运行。

关键词：城市交通边界控制宏观基本图交通状态降雨天气

天津滨海湿地土壤有机碳和有效磷的盐度响应及影响因素

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生态学杂志 2024年第5期43卷 1381-1389页

作者：李苏青管冬兴李希媛张坚超滕辉天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院天津300072 浙江大学环境与资源学院杭州310058 天津大学天津市环渤海关键带科学与可持续发展重点实验室天津300072

滨海湿地是脆弱的生态敏感区,正面临着海平面上升等严峻的环境挑战。海水的入侵导致了土壤盐度升高,带来土壤养分失衡、生产力水平降低等一系列负面效应。为探究土壤盐度对土壤有机碳(SOC)和有效磷(AP)含量的影响,采集了天津市典型滨海... 详细信息

滨海湿地是脆弱的生态敏感区,正面临着海平面上升等严峻的环境挑战。海水的入侵导致了土壤盐度升高,带来土壤养分失衡、生产力水平降低等一系列负面效应。为探究土壤盐度对土壤有机碳(SOC)和有效磷(AP)含量的影响,采集了天津市典型滨海湿地土壤,对土壤样品中SOC、AP和不同形态磷的含量及土壤盐度、pH、粒径、碱性磷酸酶活性等指标进行了测定分析。结果表明:研究区内SOC含量为1.88~8.51 g·kg^(-1),AP包含H2O提取态磷和NaHCO3提取态磷,其含量为10.50~56.07 mg·kg^(-1);天津滨海湿地土壤中的无机磷以HCl提取的Ca结合态磷为主;随着盐度的升高,SOC和AP含量呈现先升高后降低的趋势;SOC含量与土壤总氮含量、碱性磷酸酶活性呈极显著正相关(P<0.01),与NaOH-P含量呈显著正相关(P<0.05),与土壤砂粒含量呈显著负相关(P<0.05);AP含量与土壤总磷、NaHCO_(3)-P、NaOH-P含量呈极显著正相关(P<0.01),与H_(2)O-P含量呈显著正相关(P<0.05),与土壤砂粒含量呈显著负相关(P<0.05)。本研究揭示了滨海湿地SOC和AP含量的盐度响应变化特征与影响因素,对于全球变化背景下滨海湿地的养分管理具有一定的参考价值。

关键词：滨海湿地盐度土壤有机碳植物可利用磷

降水驱动下大港河硝酸盐迁移转化过程及来源解析

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中国环境科学 2024年第1期44卷 288-299页

作者：王俊亢晓琪吴亚丽牛远余辉中国环境科学研究院湖泊生态环境研究所北京100012 河南农业大学资源与环境学院河南郑州450002 天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院天津300072

为定量识别大港河流域硝酸盐来源的贡献,在降水条件下,对秋季(2020年11月)和春季(2021年3月)典型月份在大港河流从上游山林农业区到下游湖滨区共布设8个河水及沉积物监测点,其中包含地下水、生活污水及畜禽粪便、山林农业区和流域土壤... 详细信息

为定量识别大港河流域硝酸盐来源的贡献,在降水条件下,对秋季(2020年11月)和春季(2021年3月)典型月份在大港河流从上游山林农业区到下游湖滨区共布设8个河水及沉积物监测点,其中包含地下水、生活污水及畜禽粪便、山林农业区和流域土壤等20个硝酸盐氮源监测点,通过大港河水体水化学分析、结合硝酸盐氮氧双同位素示踪技术和贝叶斯混合模型,探究了大港河流域水体硝酸盐来源及迁移转化过程,确定了各硝酸盐源的贡献.结果表明:(1)秋季和春季大港河流域水体中TN浓度均值分别为3.20和3.23mg/L,劣于地表水环境质量Ⅴ类标准,NO_(3)^(-)-N是影响水体水质氮素超标的主要赋存形式;(2)降水的驱动作用影响大港河流域硝酸盐浓度的季节变化,流域氮循环过程以硝化作用为主,多种氮转化过程共同发生;(3)生活污水或畜禽粪便对流域水体的硝酸盐为主要贡献,其贡献率在秋季和春季分别为40.8%±32.8%和55.8%±27.3%,其次是地下水和流域土壤,降水对流域硝酸盐的贡献作用始终最小.

关键词：降水大港河流域氮氧双同位素硝酸盐来源贝叶斯混合模型来源解析

罗布泊沉积物多相态Mg同位素的分离提取及其古气候指示意义

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地球化学 2024年第4期 515-524页

作者：张丽丽刘羿刘卫国中国科学技术大学地球和空间科学学院天津大学地球系统科学学院中国科学院地球环境研究所

晚中新世地球气候格局和生态系统转换的原因是学界长期关注并富有争议的科学问题。近期发现中高纬度海表温度在7～5.4 Ma期间发生了一次剧烈降温事件,支持大气CO2下降驱动假说,但一直缺乏同时期陆地明显降温的证据。Mg是主要的造岩元素... 详细信息

晚中新世地球气候格局和生态系统转换的原因是学界长期关注并富有争议的科学问题。近期发现中高纬度海表温度在7～5.4 Ma期间发生了一次剧烈降温事件,支持大气CO2下降驱动假说,但一直缺乏同时期陆地明显降温的证据。Mg是主要的造岩元素之一,在表生地质过程中会发生显著的同位素分馏,是古气候领域的新兴代用指标。本研究选取塔里木盆地的罗布泊深钻岩心,进行了不同深度沉积物的多相态Mg同位素(δ26Mg)的淋滤提取,并与Rb/Sr、CIA等传统化学风化指标进行对比,探讨其古气候指示意义。结果显示,沉积物岩心中碳酸盐相、硅酸盐相和全岩样品之间存在显著的δ26Mg组成差异,其平均值分别为（-2.37±0.47）‰、（-0.20±0.33）‰和（-0.80±0.24）‰（2SD,n=7）。沉积物碳酸盐相的δ26Mg在化学淋滤提取过程中易受硅酸盐相污染,且难以区分湖泊自生碳酸盐和外来碎屑碳酸盐,记录的环境气候信号较为复杂。相反,分离提取实验结果表明,不同深度、不同岩性的罗布泊沉积岩心样品淋滤后的残余相基本由硅酸盐相组成,与Rb/Sr、CIA等传统化学风化指标相比,其δ26Mg组成与晚中新世以来海表温度等其他气候记录有更好的一致性。研究结果表明,罗布泊沉积物硅酸盐相δ26Mg可以指示其物源区化学风化强度的变化。因此,通过测定气候敏感区湖泊沉积物中硅酸盐相δ26Mg记录,可以为探讨中国西部晚中新世以来的气候变化机制提供新的制约。

关键词： Mg同位素淋滤实验沉积物化学风化罗布泊