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贵州典型喀斯特流域土壤氧化铁特征分异及其影响因素

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土壤学报 2024年

作者：徐祖亮陆晓辉曾海莲邹钰峰贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地贵州师范大学地理与环境科学学院

探究亚热带喀斯特流域土壤氧化铁特征及其分异，对认识这类特殊地域综合体上土壤的发生发育及类型演化等具有重要意义。以贵州省普定县后寨河流域内53个典型剖面土壤为研究对象，测定诊断表层和诊断表下层不同形态氧化铁含量并计算其风... 详细信息

探究亚热带喀斯特流域土壤氧化铁特征及其分异，对认识这类特殊地域综合体上土壤的发生发育及类型演化等具有重要意义。以贵州省普定县后寨河流域内53个典型剖面土壤为研究对象，测定诊断表层和诊断表下层不同形态氧化铁含量并计算其风化度指标，分析土壤氧化铁特征及其分异情况，探讨成土环境和土壤属性对氧化铁特征分异的影响。结果表明：由诊断表层至诊断表下层，全铁、游离铁呈增加趋势，平均增幅分别为25.54%和39.63%，铁氧化物具有在诊断表下层富集的特征；诊断表层铁活化度高于诊断表下层，而铁游离度和铁晶胶率与之相反。大部分诊断表下层土壤游离铁在30 g·kg-1以上，铁游离度≥50%，铁活化度喀斯特流域土壤氧化铁特征分异的主控因子。

关键词：氧化铁影响因素亚热带喀斯特流域贵州省

岩溶洞穴系统SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)来源及其对水岩作用的影响

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地球科学 2022年第2期47卷 607-621页

作者：石亮星周忠发张恒安丹丁圣君黄静董慧贵州师范大学喀斯特研究院/地理与环境科学学院贵州贵阳550001 贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地贵州贵阳550001

为揭示洞穴系统中SO_(4)^(2-)和NO_(3)-离子来源及其对洞穴碳酸盐溶解的影响,通过对麻黄洞6个水点自2018年8月至2019年7月进行为期一个完整水文年的系统监测,对于监测结果进行综合分析.结果表明:(1)麻黄洞洞穴水水化学类型为HCO_(3)‐Ca... 详细信息

为揭示洞穴系统中SO_(4)^(2-)和NO_(3)-离子来源及其对洞穴碳酸盐溶解的影响,通过对麻黄洞6个水点自2018年8月至2019年7月进行为期一个完整水文年的系统监测,对于监测结果进行综合分析.结果表明:(1)麻黄洞洞穴水水化学类型为HCO_(3)‐Ca·Mg以及HCO_(3)·SO_(4)‐Ca·Mg型;(2)通过实地调查与元素比值法综合分析可知,麻黄洞NO_(3)^(-)与SO_(4)^(2-)各水点来源存在一定差异,其中麻黄洞NO_(3)^(-)主要源于农业活动和大气N沉降,而SO_(4)^(2-)主要以农业活动、石膏溶解为主要来源,SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)均参与了岩溶作用,加速了基岩的溶蚀,这一过程主要受离子浓度、径流大小以及补给模式影响;(3)基于水化学计量法和稳定同位素技术估算可知,SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)洞穴水DIC的贡献为0.05~0.61,释放DIC的同时改变了水中离子浓度,对于岩溶作用形成扰动,总体呈现出旱季>雨季、滴水>裂隙水的特征.同样,由于岩溶区的复杂和不可知,在对其进行系统研究时应当注重多种方法的结合与比较,提高研究精度与可信度.

关键词：岩溶洞穴水岩作用 SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-) 麻黄洞水文地质

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贵阳市喀斯特地区表层土壤Cd空间分异特征及其影响因素

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环境科学 2023年

作者：曾海莲陆晓辉贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地贵州师范大学地理与环境科学学院

为探究地质高背景区土壤Cd含量的空间分异特征及其变异规律，以贵阳市喀斯特地貌区表层土壤为研究对象，采集14421件表层土壤，综合运用全局Moran’s I指数、冷热点分析、半方差函数与克里金插值等方法，揭示土壤Cd含量的空间结构和分... 详细信息

为探究地质高背景区土壤Cd含量的空间分异特征及其变异规律，以贵阳市喀斯特地貌区表层土壤为研究对象，采集14421件表层土壤，综合运用全局Moran’s I指数、冷热点分析、半方差函数与克里金插值等方法，揭示土壤Cd含量的空间结构和分布规律，并通过方差分析与地理探测器分析环境因子对土壤Cd含量的影响及其主控因子。结果表明：①贵阳市喀斯特表层土壤ω(Cd)范围介于0.03～1.36 mg·kg-1之间，平均值为0.440 mg·kg-1，分别为贵州省土壤Cd背景值和中国土壤Cd背景值的1.77倍和5.95倍；土壤Cd超标率为30%，是我国土壤Cd超标率7%的4.29倍。②土壤Cd含量存在显著的空间正相关性，全局空间上呈现聚集分布，而局部区域上东北和西南地区表现为热点区，北部为冷点区；土壤Cd含量的块金系数为10.37%，表明土壤Cd主要受结构性因素影响。③空间分布上，土壤Cd呈现不同的累积趋势，息烽县、修文县、清镇市、花溪区和南明区等区域部分块状土壤ω(Cd)小于0.3 mg·kg-1；土壤ω(Cd)介于0.3～0.6 mg·kg-1分布面积最广，白云区、乌当区、观山湖区和云岩区土壤Cd整体上介于这一含量范围；土壤ω(Cd)介于0.6～0.9 mg·kg-1集中分布于清镇市西南部、花溪区南部以及开阳县北部，而土壤ω(Cd)介于0.9～1.2 mg·kg-1主要聚集在清镇市西南部；土壤ω(Cd)极值(>1.2 mg·kg-1)多分布于开阳县、修文县、清镇市和花溪区等地区。④方差分析与地理探测器结果表明，不同环境因子对土壤Cd空间分异影响显著，但对土壤Cd含量的解释力具有差异，其大小依次为：地层(0.1765)>土壤类型(0.0260)>有机质(0.0251)>海拔(0.0105)>母岩(0.0073)>土地利用(0.0064)>pH(0.0013)，并且地层与任意环境因子的交互作用最大，因此地层是影响土壤Cd含量空间分异的主要因子。

关键词：镉(Cd) 空间分异地理探测器地统计分析影响因素

清水江河谷南寨梯田“三生”空间时空演变及格局分析

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长江科学院院报 2023年

作者：王华飞赵宇鸾杨小飘赵佳贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地贵州师范大学地理与环境科学学院

快速城镇化背景下，山区传统梯田农业文化景观面临严重退化与可持续发展问题，厘清梯田片区“三生”空间时空格局特征及演变规律，对山区农业景观保护与开发具有现实意义。以清水江河谷南寨梯田片区为例，基于GIS空间数据，借助参与式... 详细信息

快速城镇化背景下，山区传统梯田农业文化景观面临严重退化与可持续发展问题，厘清梯田片区“三生”空间时空格局特征及演变规律，对山区农业景观保护与开发具有现实意义。以清水江河谷南寨梯田片区为例，基于GIS空间数据，借助参与式农村评估、地形位分析和土地利用转移矩阵等方法，分析其2000—2020年“三生”空间演变规律与格局特征，研究结果如下：（1）从数量变化来看，生产空间面积萎缩，生活与生态空间面积均扩张。（2）从格局演变规律来看，生产空间呈大聚集、小分散的阶梯式分布格局，且在研究区南部与东部收缩态势明显；生活空间由聚集中心向外围分散扩张；生态空间自清水江向两岸蔓延，与生产、生活空间毗邻时，呈现被生产和生活空间割裂的细碎化分布特征。（3）从地形分布看，生产空间分布向中高地形梯度转移，在低地形梯度上呈收缩趋势；生活空间分布向中低地形梯度转移；生态空间分布则呈现向低地形梯度集中的趋势。（4）从面积转移行为来看，“三生”空间之间发生了复杂的转换行为，以生产空间流出，生活空间和生态空间流入行为为主要特征。

关键词：南寨梯田片区 “三生”空间时空演变山区人口迁移

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城市污泥陶粒制备技术与应用研究进展

无机盐工业 2022年第9期54卷 28-38页

作者：张晓亚李佳丽冯丽娟王济贵州师范大学地理与环境科学学院贵州贵阳550025 贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地

城市污泥是污水处理的副产物,其产生量随着污水处理量及处理率的增大而增大。但是,目前污泥处理处置的规模及水平难以与污水处理水平相匹配。污泥处理主要以无害化为主,资源化利用程度不足。对比了城市污泥与陶粒原料的成分,对城市污泥... 详细信息

城市污泥是污水处理的副产物,其产生量随着污水处理量及处理率的增大而增大。但是,目前污泥处理处置的规模及水平难以与污水处理水平相匹配。污泥处理主要以无害化为主,资源化利用程度不足。对比了城市污泥与陶粒原料的成分,对城市污泥制备陶粒进行了可行性分析;介绍和分析了制备城市污泥陶粒的基本流程及条件,对城市污泥制陶粒的研究现状和应用进行了相关讨论;对改性陶粒的研究进行了综合评述和展望。结果表明:由于污泥含有大量的有机物,同时含有硅、铝等无机成分,各成分比例适宜,则可在高温下将其制备成陶粒,作为轻质骨料、栽培基质或水处理滤料等进行后续利用;由于污泥陶粒具有一定的吸附能力,可对陶粒进行改性,从而强化其吸附性能;从原料配置、制备条件和功能改性3个方面对污泥陶粒的强度及其对特定污染物的吸附进行有针对性的优化,是污泥陶粒未来的研究方向。

关键词：城市污泥陶粒应用改性吸附介质

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岩溶峡谷型水库沉积物磷形态分布及污染评价——以万峰水库为例

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湖泊科学 2024年

作者：杨柳英焦树林王磊李银久李娟韦宗校贵州师范大学地理与环境科学学院/喀斯特研究院贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地

开展岩溶峡谷型水库沉积物磷形态分布、影响因素及污染风险研究，对区域水环境治理和水生态系统管理具有重要意义。研究选取典型岩溶峡谷型水库——万峰水库为研究对象，在分析沉积物磷形态分布特征基础上，识别沉积物磷形态空间分异影... 详细信息

开展岩溶峡谷型水库沉积物磷形态分布、影响因素及污染风险研究，对区域水环境治理和水生态系统管理具有重要意义。研究选取典型岩溶峡谷型水库——万峰水库为研究对象，在分析沉积物磷形态分布特征基础上，识别沉积物磷形态空间分异影响因素并进行磷污染评价。结果表明，(1)沉积物总磷(TP)含量为79.37～438.04 mg/kg，无机磷(IP)占比为73.26%～78.84%,IP是沉积物磷的主要赋存形态。铁铝结合态无机磷(Fe/Al-Pi)含量为16.86～91.82 mg/kg，是IP的主要赋存形态；弱吸附态有机磷(H2O-Po)含量为0.27～8.03 mg/kg，是有机磷(OP)的主要赋存形态。(2)残渣态磷(ResP)、弱吸附态无机磷(H2O-Pi)、钙结合态无机磷(Ca-Pi)、潜在活性无机磷(NaHCO3-Pi)、Fe/Al-Pi是TP空间分异的主要影响因素。沉积物的厚度对于TP具有多重作用，与其他因素的共同作用影响显著。(3)生物有效性磷(BAP)含量为66.97～201.46 mg/kg，占TP的55.6%～59.6%；磷污染指数均值为0.53，生物有效性指数均值为0.81。表明沉积物磷污染程度整体为轻度污染，但仍存在潜在的内源磷污染上覆水体风险。(4)建议岩溶峡谷型水库在控制外源磷输入的同时，也应加强对内源磷的管理，以降低内源磷释放污染上覆水体的风险。

关键词：沉积物磷形态污染评价生物有效性磷岩溶峡谷型水库万峰水库

西南喀斯特地区水体溶解无机碳时空分布特征及其来源分析

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地球与环境 2024年

作者：张晓慧焦树林杨柳英韦宗校张文龙贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地贵州师范大学地理与环境科学学院/喀斯特研究院

碳循环是地球主要物质循环之一，对全球气候变化与人类发展具有重要影响。本文梳理了近年来嘉陵江水系、乌江水系、赤水河水系及西江水系溶解无机碳的相关研究成果，对西南喀斯特地区水体溶解无机碳(DIC)与碳同位素(δ13CDIC)的时空分... 详细信息

碳循环是地球主要物质循环之一，对全球气候变化与人类发展具有重要影响。本文梳理了近年来嘉陵江水系、乌江水系、赤水河水系及西江水系溶解无机碳的相关研究成果，对西南喀斯特地区水体溶解无机碳(DIC)与碳同位素(δ13CDIC)的时空分布特征、影响因素及其来源进行全域性视角分析，并得出以下结论：(1)西南喀斯特地区水体DIC含量与δ13CDIC值在各水系之间存在差异性，具有显著时空分布特征，其中赤水河水系DIC含量(2.79 mmol/L)与δ13CDIC值(–8.15‰)均最高，西江水系DIC含量(1.95 mmol/L)与δ13CDIC值(–10.6‰)最低；(2)该地区DIC含量变化受到碳酸盐岩化学风化、气候变化及人类活动等因素的综合影响；(3)流域内DIC主要来源于碳酸盐岩风化与土壤CO2。研究结果有助于推动河流流域溶解无机碳变化的研究，为我国水体碳循环研究提供理论基础。

关键词：西南喀斯特地区溶解无机碳稳定碳同位素时空分布影响因素

山水林田湖草视角下贵州传统村落的地方性特征研究

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贵州师范大学学报(自然科学版) 2024年

作者：王华飞赵宇鸾周鸾宇施超杨小飘贵州师范大学地理与环境科学学院贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地

新型城镇化背景下,传统村落人居环境多样性面临丧失的威胁,合理利用保护传统村落地方性景观有利于促进其人居环境多样性的永续发展。基于“山水林田湖草生命共同体”理念,以贵州省757个传统村落为例,综合运用图示表达以及核密度估计法... 详细信息

新型城镇化背景下,传统村落人居环境多样性面临丧失的威胁,合理利用保护传统村落地方性景观有利于促进其人居环境多样性的永续发展。基于“山水林田湖草生命共同体”理念,以贵州省757个传统村落为例,综合运用图示表达以及核密度估计法等空间分析方法,探究传统村落空间分布结构及其与山、水、林、田等自然景观要素的关联特征。研究发现:1)贵州传统村落数量多、密度大,在空间结构上呈聚集不均衡分布,主要以团块状分布于东南部区域;在西南部、东北部区域分别呈斑块状、散点状分布;西北部传统村落分布数量则相对较少。2)在村落与自然景观要素关联特征上,从其与山区类型关系看,以山地丘陵型村落分布数量最多,达491个,占64.8%;与水域类型关系看,以河谷型、水库型村落分布较多,分别占51.5%和44.2%;植被类型以栽培植物面域中传统村落分布数量最多,占50.9%;农田类型以稻作梯田为主,占58.8%。3)在地方性格局上,贵州传统村落依据自然条件选址可划分为村-山、村-水、村-林、村-田4个格局。最后,基于传统村落空间分布和地方性特征,提出贵州传统村落分区分类开发利用保护策略。

关键词：山区传统村落地方性特征多样性景观格局

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氨基改性生物炭对矿区铅污染土壤的修复效果

贵州师范大学学报(自然科学版) 2024年

作者：王胜利蔡雄飞王济瞿朝正贵州师范大学地理与环境科学学院贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地

为探讨氨基改性生物炭对矿区周边污染土壤中重金属环境的钝化修复机制,以稻壳为生物炭原材料,在不同热解温度下制备了未改性和表面具有氨基改性的稻壳生物炭,用于去除重金属污染土壤中的Pb。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(S... 详细信息

为探讨氨基改性生物炭对矿区周边污染土壤中重金属环境的钝化修复机制,以稻壳为生物炭原材料,在不同热解温度下制备了未改性和表面具有氨基改性的稻壳生物炭,用于去除重金属污染土壤中的Pb。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积(BET)对生物炭进行表征分析,通过静态培育试验研究生物炭对土壤理化性质及Pb的形态影响。结果表明:改性处理后生物炭表面颗粒物质减少,孔隙通度、比表面积和孔容增大;生物炭添加能提高土壤pH值,AMB(500)处理中的DTPA-Pb钝化效率为22.47%;4种稻壳生物炭均可将Pb由弱酸提取态和可还原态转变为残渣态,有效降低DTPA-Pb含量,且可促进土壤中Pb由活性态向非活性态转化。稻壳生物炭在引入氨基改性后,对矿区污染土壤中Pb有较好的钝化修复效果。

关键词：氨基改性生物炭有效态铅钝化