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连云港耕地土壤有机碳时空分异及影响因素

农业环境科学学报 2024年

作者：苟富刚蔡露明陆徐荣江苏省地质调查研究院自然资源部地裂缝地质灾害重点实验室

为了揭示连云港耕地土壤有机碳(SOC)的时空分布特征及影响因素，选取连云港市耕地土壤作为研究对象，采取表层(0～20 cm)土壤及深层(150～200 cm)土壤样品，进行了SOC、总氮(TN)及总磷(TP)的测试。结果表明：2004年SOC含量在中等级分布... 详细信息

为了揭示连云港耕地土壤有机碳(SOC)的时空分布特征及影响因素，选取连云港市耕地土壤作为研究对象，采取表层(0～20 cm)土壤及深层(150～200 cm)土壤样品，进行了SOC、总氮(TN)及总磷(TP)的测试。结果表明：2004年SOC含量在中等级分布频率最高。2019年SOC含量在中、中上、高、极高4个等级上均广泛分布。近15年(2004—2019年)耕地浅表SOC增加了0.57%，有机碳密度增加了1.33 kg m-2，SOC储量增加1.36 Tg，平均固碳速率为7.26×104kg·km-2a-1。不同用地类型土壤固碳速率差异较大。平均固碳速率灰潮土>滨海盐土>砂姜黑土>棕潮土>棕壤>粗骨土。不同用地类型的SOC含量差异大，平均固碳速率水田>旱地>水浇地。近15年来研究区土壤C:N:P(SOC：TN：TP)稍有提高，说明SOC含量空间异质性稍有提高。研究区土壤C:N:P数值与江西耕地土壤等相比，C:N:P明显偏低，表明土壤微生物对SOC矿化分解速率较快，研究区耕地土壤环境不利于碳的储存。

关键词：有机碳耕地土壤类型用地类型人类活动

中全新世以来连云港滨海地区沉积物碳埋藏通量及来源解析

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中国地质 2024年

作者：苟富刚龚绪龙朱锦旗欧健蔡露明江苏省地质调查研究院自然资源部地裂缝地质灾害重点实验室

【研究目的】海岸带及陆架区碳埋藏影响因素及其驱动机制是全球的研究热点之一，以往的研究一般局限于土壤总有机碳(TOC)的单孔研究，较少进行总碳(TC)与TOC的系统研究，本文对连云港中全新世以来沉积物碳埋藏及保存影响因素进行了系... 详细信息

【研究目的】海岸带及陆架区碳埋藏影响因素及其驱动机制是全球的研究热点之一，以往的研究一般局限于土壤总有机碳(TOC)的单孔研究，较少进行总碳(TC)与TOC的系统研究，本文对连云港中全新世以来沉积物碳埋藏及保存影响因素进行了系统研究，可以为评价区域碳储能力服务。【研究方法】通过对连云港滨海地区中全新世以来沉积物TOC、TC、TN(总氮) 含量及δ13C的测定，结合AMS14C测年、X衍射、易溶盐、有孔虫、粒度、密度、比重、含水率等数据，分析了连云港滨海地区碳埋藏的时空分布特征、碳来源及碳埋藏的主要影响因素。【研究结果】采用历史地理学结合14C测年数据进行了年代地层划分，分为三个沉积阶段：阶段Ⅰ 为6325 a BP～722 a BP期间，为陆架沉积环境，TOCBF(TOC埋藏通量)平均值为8.1 g．m-2．a-1，TCBF(TC埋藏速率)平均值为24.9 g．m-2．a-1。阶段Ⅱ 为722～205 a BP期间，为滨海陆架-海滨海环境，TOCBF平均值为57.00 g．m-2．a-1，TCBF平均值为271.8 g．m-2．a-1。阶段Ⅲ 为205～0a BP期间，为潮间带环境，TOCBF、TCBF数值与阶段Ⅱ 相当。阶段Ⅰ 的沉积物TOC虽较阶段Ⅱ、Ⅲ含量稍高，但阶段Ⅱ、Ⅲ受黄河夺淮后物源补给的影响，沉积速率增长了5～9倍，TCBF与TOCBF分别增长了8倍及11倍。【结论】海相软土TC含量主要受到东亚强季风控制的现代环流影响，TC主要有IC组成，平均占比约70%，最高占比达84%。在6325～3000 a BP期间TC含量较低，或与在此期间强烈的东亚强季风有关，此阶段平均粒径数值也较其他沉积阶段大。TOC来源主要为海源，约占67%，陆源占比约33%。浅表TOC数值较高，这与浅表有TOC藏时间较短，部分TOC尚未完全矿化分解以及人类活动影响有关。

关键词：有机碳无机碳有孔虫埋藏速率沉积环境环境地质调查工程连云港江苏省

长江三角洲北翼更新世以来的水土环境地球化学特征及其环境指示意义

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海洋学报 2024年第3期46卷 33-53页

作者：苟富刚龚绪龙刘源江苏省地质调查研究院江苏南京210049 自然资源部地裂缝地质灾害重点实验室江苏南京210049

江苏沿海平原是江苏省域水资源脆弱带,地下水咸化已成为较为严重的生态环境问题。为了解析长江三角洲北翼地区更新世以来地下水的补给及其盐分来源,布设一口275 m的深井HYRD1,全孔连续采集易溶盐样品、土工样品、水样。在区域采集地表... 详细信息

江苏沿海平原是江苏省域水资源脆弱带,地下水咸化已成为较为严重的生态环境问题。为了解析长江三角洲北翼地区更新世以来地下水的补给及其盐分来源,布设一口275 m的深井HYRD1,全孔连续采集易溶盐样品、土工样品、水样。在区域采集地表水、浅层与深层地下水、海水样品。采用易溶盐指标结合土工指标(含水率、湿密度、比重)获取了HYRD1高精度孔隙水的水化学特征。采用Piper三线图、Gibbs图、离子比值法等结合δD、δ^(18)O数据、^(14)C测年数据解析了更新世以来地下水的补给及其盐分来源。结果表明:土体盐分主要为NaCl,盐渍土占比为25%。盐渍土主要分布在Q_(p3)弱透水层、 Q_(p2)地层与Q_(p1)上段地层。孔隙水水化学类型为Cl-Na型(仅Q_(p1)下段个别点为HCO~-_3-Ca·Na),微咸水占比7%,咸水占比49%,盐水占比44%。微咸水主要分布在Q_(p1)下段砂层中。潜水的δ^(18)O、δD说明潜水来源为大气降水,且受到了较为强烈的蒸发作用。弱透水层孔隙水、承压水的δ^(18)O、δD投点位于标准海水稀释线附近,且随着深度的增加,δ^(18)O、δD有减小趋势,说明海水混合作用随着深度的增加而减小。Q_(p1)弱透水层多见钙质结核,说明了Q_(p1)地层成土后受到了强烈的蒸发作用。HYRD1 Q_(p1)上段及上覆地层盐分主要来源于5期海侵、蒸发盐岩与硅酸盐风化溶解,Q_(p1)下段地层盐分主要来源为地壳源。地下水化学成分受到了水岩作用、蒸发浓缩作用与人类活动等的影响。

关键词：沉积环境含盐特征易溶盐孔隙水弱透水层沿海含水层

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滨海盐田土壤碳时空分布特征及碳收支

现代地质 2024年第2期38卷 497-508页

作者：苟富刚王光亚蔡露明江苏省地质调查研究院江苏南京210049 自然资源部地裂缝地质灾害重点实验室江苏南京210049

滨海盐田存在土壤盐碱化、瘠薄与有机碳含量低等障碍问题,有关滨海盐田土壤碳方面的系统研究目前依然缺乏典型实例剖析。为了揭示滨海盐田以及用地类型发生转变后土壤的有机碳时空分布特征、影响因素及碳收支,选取江苏省连云港市徐圩新... 详细信息

滨海盐田存在土壤盐碱化、瘠薄与有机碳含量低等障碍问题,有关滨海盐田土壤碳方面的系统研究目前依然缺乏典型实例剖析。为了揭示滨海盐田以及用地类型发生转变后土壤的有机碳时空分布特征、影响因素及碳收支,选取江苏省连云港市徐圩新区和青口盐场的土壤为研究对象,采取表层(0~20 cm,2004年和2019年两期数据)土壤及深层(150~200 cm,2004年一期数据)土壤样品,进行了土壤有机碳(SOC)、总碳(TC)及总氮(TN)的测试。结果表明,SOC储量呈增加趋势,碳汇区面积占比69.4%,碳源区占比30.6%,不同用地类型SOC含量与平均固碳速率差异较大。2004年表层SOC含量分布在低、中两个等级区间,2019年SOC含量在中等级分布频率最高。近15年盐田1区(用地类型保持不变)SOC含量增加了0.12%,盐田2区(耕地)SOC含量增加了0.42%,盐田3区(建设用地)SOC含量增加了0.13%。平均固碳速率最高值出现在耕地类型,数值达到了5.83×10^(4)kg·km^(-2)·a^(-1)。盐田1区土壤有机碳的分解主要通过微生物的异氧呼吸途径来实现,有机碳的有氧矿化主要通过真菌与细菌的有氧矿化来实现。滨海盐土具有高含量的SO_(4)^(2-)与Ca~(2+),有机碳的厌氧矿化主要通过SO_(4)^(2-)还原来实现,因此无机碳的增加速率较大,达到3.64 g·m^(-2)·a^(-1)。盐田1区两期数据SOC/TN平均值均为9.9,说明土壤环境稳定。盐田3区SOC/TN稍有下降,推测原因是土壤微生物量及酶活性提高导致SOC的矿化速率增加。在环境问题日益严重和土壤质量趋向恶化的情况下,本文的研究成果为滨海盐田及其土地利用类型转变后的土壤碳循环研究提供了新的基础依据。

关键词：有机碳无机碳徐圩新区青口盐场碳循环

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海州湾弱透水层孔隙水的化学特征与盐分演变

地球科学 2024年第3期49卷 939-951页

作者：李静朱佳俊梁杏刘彦江欣悦杜永昌中国地质大学环境学院湖北武汉430078 江苏省地质调查研究院江苏南京210018 自然资源部地裂缝地质灾害重点实验室江苏南京210018

为查明海岸带弱透水层孔隙水的盐分来源与演变机制,在连云港海州湾钻探采集了4个钻孔的粘性土柱,采用压榨法采集孔隙水,测定了孔隙水化学-同位素组分,建立了二维剖面孔隙水全新世以来的溶质运移数值模型.由陆向海孔隙水的总溶解固体由0.... 详细信息

为查明海岸带弱透水层孔隙水的盐分来源与演变机制,在连云港海州湾钻探采集了4个钻孔的粘性土柱,采用压榨法采集孔隙水,测定了孔隙水化学-同位素组分,建立了二维剖面孔隙水全新世以来的溶质运移数值模型.由陆向海孔隙水的总溶解固体由0.9增加到41.4 g/L,垂向上浅层高、深层低.孔隙水Cl/Br比为170~533(均值267),^(87)Sr/^(86)Sr比值为0.7093~0.7116,Cl^(-)与δ^(18)O呈正相关关系,表明孔隙咸水为海相成因,同时还受到硅酸盐矿物风化和阳离子交换作用影响.全新世弱透水层孔隙水为10~5 ka BP海侵时期的古海水,向下入渗造成更新世孔隙水咸化.4 ka BP海退后,孔隙水接受淡水补给,但古海水并未被完全驱替.近海岸处孔隙水受持续蒸发影响而形成盐水.数值模拟表明海侵-海退事件是控制弱透水层孔隙水盐分演变的主要因素,海侵时海水以“指状”模式向下入侵,造成了咸淡水的不均匀分布.

关键词：弱透水层孔隙水盐分演化运移连云港水化学环境地质

地下水位对跨地裂缝带路基动力响应影响的模型试验研究

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工程地质学报 2024年

作者：付吉攀黄强兵曾健峰解庆禹广西交科集团有限公司长安大学地质工程系自然资源部地裂缝地质灾害重点实验室西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室

为了探究地下水位差异变动条件下跨地裂缝带高铁路基的动力响应规律，本文采用几何比尺为1：20的物理模型试验，研究了实际地裂缝场地无地下水位、上下盘水位差为5 m、15 m等三种不同工况高铁列车荷载作用下路基的土压力、加速度以及位... 详细信息

为了探究地下水位差异变动条件下跨地裂缝带高铁路基的动力响应规律，本文采用几何比尺为1：20的物理模型试验，研究了实际地裂缝场地无地下水位、上下盘水位差为5 m、15 m等三种不同工况高铁列车荷载作用下路基的土压力、加速度以及位移的动态响应规律。结果表明：路基内的动位移、加速度和动应力均表现为随地下水位差的增大响应加剧，上盘响应高于下盘；水位差的增大加剧了地裂缝带处的差异现象即地裂缝附近处路堤上下盘差异沉降值增加180%，地基表层差异沉降值增加31%；地裂缝上、下盘路基中动加速度沿深度方向衰减84.5%～87.8%，动应力衰减85.3%～96.3%，但其衰减受地下水位变动影响较小；动应力的影响深度随水位差增大而增大，上盘动应力影响深度小于下盘，实际工程建设中路基的动应力影响临界深度大于14.6 m；基于有效振速法，当列车速度小于等于250 km/h时不同水位差下地裂缝场地路基短期动力稳定性良好，但其上盘动力稳定性低于下盘，且随水位差增大路基稳定性降低。研究成果为跨地裂缝软弱带高速铁路路基动力响应理论解析与病害防治提供科学依据与指导。

关键词：高铁路基地裂缝场地地下水位模型试验动力响应

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关中地区大气臭氧污染变化特征及其来源解析

环境科学 2024年第7期45卷 3789-3798页

作者：王星霍艾迪吕继强赵志欣陈建钟芳倩杨璐莹杨磊长安大学水利与环境学院长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室自然资源部矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室陕西省西咸新区秦汉新城管理委员会

关中城市群发展基础较好和开发潜力较大，是中国西部地区的重要经济和文化中心.近年来关中地区空气质量的持续改善受到了近地面臭氧（O3）问题的显著影响，为采取有效措施防治O3污染，基于2018～2021年环境监测数据分析关中地区O3浓度... 详细信息

关中城市群发展基础较好和开发潜力较大，是中国西部地区的重要经济和文化中心.近年来关中地区空气质量的持续改善受到了近地面臭氧（O3）问题的显著影响，为采取有效措施防治O3污染，基于2018～2021年环境监测数据分析关中地区O3浓度年、月及日变化等特征规律；采用地理探测器研究O3浓度空间分异的驱动因素，通过后向轨迹模型和排放因子法等方法解析O3来源.结果表明，关中地区O3浓度日、月变化呈单峰型特征，日最高值出现在15:00，最低值出现在07:00，月均峰值出现在6月，谷值出现在12月，O3浓度夏季最高，春季次之、冬季最小；O3超标天数中以轻度污染为主，且中度及以上污染呈先下降后增加趋势；关中地区O3浓度主要与前体物和气象因素关系密切，且各因子交互作用的解释力显著大于单一因子；关中地区O3浓度区域传输主要受偏东向气流影响，其次是西北方向，潜在源区主要在河南省和湖北省；挥发性有机物（VOCs）本地主要来源为溶剂使用源、工艺过程源和移动源，氮氧化物（NOx）主要排放源为移动源和工业生产燃烧源.研究结果对关中地区O3科学防控具有指导意义.

关键词：臭氧(O3) 时序变化前体物来源解析关中地区

球状风化花岗岩类土质边坡土-岩界面优势流潜蚀特性研究

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岩土力学 2024年第4期45卷 950-960页

作者：豆红强谢森华简文彬王浩郭朝旭福州大学紫金地质与矿业学院福建福州350108 福建省地质工程勘察院福建省地质灾害重点实验室福建福州350002 福建省地质工程勘察院自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室福建福州350002

受降雨作用,球状风化花岗岩类土质边坡的土-岩差异风化界面极易演化为优势渗流通道而发生渗流潜蚀,进而加速该类边坡的变形失稳,然而当前有关其渗流潜蚀作用特征、细颗粒迁移规律等的研究仍鲜见开展。基于多孔介质非饱和渗流理论,综合... 详细信息

受降雨作用,球状风化花岗岩类土质边坡的土-岩差异风化界面极易演化为优势渗流通道而发生渗流潜蚀,进而加速该类边坡的变形失稳,然而当前有关其渗流潜蚀作用特征、细颗粒迁移规律等的研究仍鲜见开展。基于多孔介质非饱和渗流理论,综合考虑细颗粒运移、潜蚀启动响应与非饱和渗流的耦合关系,提出一种可准确描述土-岩界面渗流潜蚀过程的数值计算框架。采用有限元方法,构建优势流作用下非饱和花岗岩残积土的渗流潜蚀模型,并以均质土柱的渗流潜蚀过程为参考,系统研究3种典型土-岩界面埋藏状态下的优势流潜蚀特性。结果表明:球状风化花岗岩类土质边坡的土-岩界面与基质渗透性存在高度差异性,湿润锋形成向下凹陷的渗透漏斗,且随着降雨的持续,湿润锋的凹陷程度愈发明显;细颗粒流失程度与土-岩界面的埋藏状态相关,其中下填土体工况的优势流潜蚀最为显著,其界面处甚至出现超孔隙水压力,最不利于该类边坡的稳定性。研究成果可为降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡稳定性的准确评价提供科学依据。

关键词：优势流潜蚀有限元土-岩界面细颗粒运移多场耦合

北京首都国际机场周边及机场内地裂缝形变时序InSAR监测

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大地测量与地球动力学 2024年第6期44卷 636-642页

作者：侯祖行杨成生雷瑞胡涛王子倩长安大学地质工程与测绘学院西安市710054 自然资源部地裂缝地质灾害重点实验室南京市210004 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室西安市710054

利用StaMPS技术,基于2017~2021年覆盖北京首都国际机场的133景升轨和95景降轨Sentinel-1影像,对机场及周边地面沉降、机场内地裂缝稳定性等进行研究。结果显示,升降轨影像监测结果的一致性较好,在机场南部、温榆河以南区域形成沉降漏斗... 详细信息

利用StaMPS技术,基于2017~2021年覆盖北京首都国际机场的133景升轨和95景降轨Sentinel-1影像,对机场及周边地面沉降、机场内地裂缝稳定性等进行研究。结果显示,升降轨影像监测结果的一致性较好,在机场南部、温榆河以南区域形成沉降漏斗,漏斗内部最大沉降速率超过40 mm/a,沉降漏斗沿温榆河分布。对升降轨影像监测结果进行内符合精度验证,结果表明,90%以上公共像元的形变速率差位于±10 mm/a之间,证明了升降轨影像监测结果的一致性。特征点时序形变结果表明,金盏乡、富豪村和黄金花园小区附近沉降较严重,最大累积沉降量分别超过250 mm、150 mm和110 mm。从机场整体形变及地裂缝两侧时序和剖线结果均可看出,地裂缝两侧地表的差异形变对比明显,且差异分界线与地裂缝位置较吻合。

关键词： InSAR 地面沉降 StaMPS技术地裂缝时序分析北京首都国际机场