环境磁学在古气候环境研究中的回顾与展望

基于磁性矿物的性质变化能敏感记录现在和地质历史时期的气候环境变化信息,环境磁学方法能鉴别环境演化过程中磁性物质在大气圈、水圈和岩石圈中运移、沉积和转化的过程,系统介绍了沉积物中磁性矿物的特征和鉴别方法以及主要的环境磁学参数和意义,着重回顾了环境磁学在以黄土、湖泊和海洋沉积物为载体的古气候环境研究中的应用及其取得的重要进展,指出了环境磁学在古气候环境研究过程中要加强多磁学参数综合应用,促进地质记录和磁学指标之间的定量研究,有利于理解不同沉积物的磁性矿物特征和环境变化过程的相关关系.同时强调沉积物还原成岩作用过程的环境磁学研究是目前以至今后发展的一个重要方向.     

近百年来龙感湖地区湖泊营养化过程

由于近年来社会经济的迅速发展，湖泊富营养化问题日趋严重。其中湿地的破坏是导致人湖营养盐增加的一个重要原因。对湿地变化与湖泊营养盐状况关系的分析是制定湖泊环境整治和生态修复的重要科学依据。湖泊沉积物含有丰富的生物和理化方面的信息，在缺乏长期湖泊监测记录的情况下。可以用来重建湖泊及其流域过去变化的历史。根据龙感湖表层沉积物^210Pb活度比变化，分析了该地区近百年来沉积物中湿地花粉、总磷和磁性参数．探讨了湖泊营养化过程及机理。研究表明，龙感湖近百年来营养级的增加是与湿生植被的破坏密切相关。20世纪上半叶的湖泊富营养化响应于磁性参数指示的流域土壤侵蚀速率的增加，而20世纪70年代以来湖泊营养程度的加重则与龙感湖流域农业化肥的使用和湿地植被破坏而导致湿地功能减弱有关。龙感湖流域内人类对湖周潍地的改造．破坏了湿地植被，助长了人湖物质的增加。湖泊营养相对富集，最终导致水体富营养化发生。     

基于归一化磁源强度的聚焦反演方法

针对剩磁条件下铁磁物质反演中存在的问题,提出基于归一化磁源强度的聚焦反演方法。首先,利用归一化磁源强度作为实测数据对磁性目标进行反演,减弱剩余磁化对反演结果的影响;然后,利用深度加权矩阵和最小支撑矩阵对经典Tikhonov正则化理论框架下的反演模型进行约束得到目标函数,并有效解决了核函数随深度增大而快速衰减的问题;最后,通过对目标函数进行迭代奇异值分解获得最佳物性参数,并根据Morozov偏差原则自适应地确定目标函数在迭代过程中的正则化参数,提高了迭代速度和求解精度。     

南北带北段地壳上地幔密度与磁性结构

利用对应分析约束下的重磁联合反演方法,计算了南北带北段４条地震测深剖面的地壳上地幔的密度和磁化率物性参数。结果表明：①自上而下区内存在中新生界地层与下伏地层（０．１４～０．３０ｇ／ｃｍ３）、中上地壳与下地壳（０．１０～０．２０ｇ／ｃｍ３）和下地壳与上地幔顶部之间（０．３０～０．４０ｇ／ｃｍ３）３个密度分界面;②区内磁性参数随深度增加而增大,浅部中新生界地层几乎无磁性,中上地壳磁化率一般为１００～１５０００×１０－６ＩＳ;下地壳磁性层磁化率明显升高,一般为１５０００～２００００×１０－６ＩＳ;③区内地壳各构造层的密度和磁化率存在明显的横向变化,其分区特征与大地构造分区基本一致。     

沈阳连续重力非潮汐变化异常分析

沈阳台定点重力非潮汐变化数据稳定,但自2017-06以来数据曲线连续5个月明显上升,且速率较大,幅度约为5μGal/月,打破了自2015年断电后重归的稳定状态。通过对仪器观测系统、区域地质特征、GPS资料及周边环境等分析发现,GPS垂直分量于同年5月开始下降,GPS垂向变化引起的重力量值-1.714μGal/mm远小于重力变化;抽水的干扰仅产生0.2181μGal的变化,远小于5μGal/月的量值变化。对GPS垂向引起的重力变化进行定量计算分析,并对水井抽水进行正演模型计算,排除抽水和垂向重力变化的影响,重力非潮汐变化量值约为14.7819μGal。研究发现,外界影响变化不足以引起重力的非潮汐异常。综合分析认为,该重力非潮汐变化异常为地震前兆异常,为后续地震预报提供了可靠依据。     

论高精度磁法在近期玄武岩裂隙式溢流区特征

利用地质调查结合高精度磁法测量进行地质填图,推断玄武岩的喷发特征及地质演化历史。从平面剖面图可知,玄武岩线型溢流特明显,所圈定的异常,总体走为NE向,磁异常幅值西南向东北递增,反映出玄武前后演化历史,北部玄武岩晚于南部,玄武岩流由南逐渐向北部高处延裂缝漫溢超覆;磁异常零乱,梯度极大,磁异常变化急剧,正负异常迅速交替变化,反映出玄武岩的磁性特征;总体分布规律明显,异常排列紧密,勾画出玄武岩层状岩流特征。     

石油污染水体油浓度及后向散射系数垂向变化特性分析

【目的】探讨石油污染水体油浓度及后向散射系数垂向分布特性,为研究石油类污染水体水下光场变化奠定基础。【方法】于2018年8月25-27日在大连港采用站点固定、时间随潮汐变化的观测方式,测量不同深度的油物质和悬浮物浓度,以及含油水体的后向散射系数(backscattering coefficient, bb)。【结果】油浓度随深度的变化比较复杂,未呈现明显的逐渐下降或者逐渐升高的趋势;不同波段的bb随着深度的变化趋势是一致的;在量级上,bb值最小对应的波段是700 nm,其次是590 nm波段,最大是510、470、442和420 nm,且这4个波段的bb值差别不大;水体后向散射系数bb随深度的变化可以分为陡增型、平缓增加型和单峰型等三种类型。【结论】在含油水体中油浓度和后向散射系数的垂向变化受到潮汐的影响,处于不同涨落潮时不同来向的海水其组分含量不同;石油物质通过吸附在悬浮颗粒物表面形成一个双层结构,共同影响着水体的后向散射系数。     

地表温度变化对GNSS连续运行基准站垂向形变影响研究

利用实测地表温度数据,计算温度变化对GNSS基准站观测墩和基岩垂向形变的影响;联合大气负荷变化,综合分析温度变化对基准站垂向形变的影响规律。以新疆GNSS连续运行基准站数据为例,结果表明,温度变化对新疆GNSS连续运行基准站垂向影响的年周期项振幅为1.4～2.1 mm,半周年振幅为0.01～0.33 mm,周年项振幅占主要部分;垂向时间序列变化扣除温度变化影响后,RMS值平均减小0.55 mm,精度提高约9%;温度变化与大气负荷变化对垂向形变影响的趋势基本一致,呈现上半年增加、下半年下降,扣除两项影响后精度提高约13%。研究表明,温度和大气负荷变化均为基准站垂向位移周期性变化的重要影响因素。     

江汉平原高砷地下水与含水层沉积物的地球化学特征

通过采集江汉平原沙湖原种场典型高砷地下水区的２７个地下水样品、６个地表水样品和不同深度的沉积物样品，采用 Ｘ射线荧光光谱、离子色谱、ＴＯＣ分析仪以及沉积物平行提取方法对该区含水层的水化学特征以及沉积物的地球化学特征进行了分析。结果表明:该区地下水水化学类型主要为 ＨＣＯ３－Ｃａ·Ｍｇ型，属中性偏弱碱性水；氧化还原电位较负，ＮＨ＋４ －Ｎ、ＨＳ－ 和 Ｆｅ（Ⅱ）质量浓度较高，指示地下水的强还原环境；地 下 水 Ａｓ质 量 浓 度平均值为７４．３９μｇ／Ｌ，最大值达５８０．７７μｇ／Ｌ，出现在地面以下２５ｍ 位置，且 Ａｓ（Ⅲ）质量浓度普遍高于 Ａｓ（Ｖ）。随深度增加，沉积物中 ｗ（Ａｓ）呈先增加后减小的趋势，在１７．４ｍ（黏 土层）深度处达到最大（２１．１５ｍｇ／ｋｇ），且ｗ（Ａｓ）随深度的变化与沉积物中 ＴＯＣ、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３ 质量分数以及沉积物比表面积随深度的变化呈现相同的趋势，采用ＳＰＳＳ软件经相关分析亦表明 Ａｓ与 ＴＯＣ、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３ 和比表面积具有较强的相关关系，相关系数分别为０．７０，０．６８，０．７０，０．６７，揭示砷在富含有机质、铁铝氧化物及比表面积大的黏土层沉积物中更易富集。沉积物平行提取实验结果表明，江汉平原沉积物中的砷主要以强结晶态铁氧化物、溶解态硫化物和反应性硅酸盐的形式存在。      

山东省地磁转换函数和感应矢量特征研究

为研究山东省地磁感应矢量特征及其构造指示意义,对山东省地磁台阵15个台站的数据进行函数转换和感应矢量计算。频域曲线显示,大部分台站的转换函数和感应矢量随周期变化平稳,山东省地下电性结构的横向差异随深度变化不大,稳定性较好,基本构造格局未随深度发生较大变化。位于鲁西隆起的济宁地区在40~80 min周期内的电流聚集方向发生180°转折,说明该深度在NE方向上存在较大范围的高导区。确立60 d窗长为最优逐日滑动计算参数,时频分析结果显示,转换函数具有1 a周期的变化特征,季节性变化明显,且转换函数A的稳定性优于B,更适合进行时移分析。感应矢量结果显示,沂沭断裂带为显著的电性分界面,其两侧的胶东隆起和鲁西隆起具有明显的电性差异,鲁西隆起区内的横向电性结构差异较小,而断层内部结构复杂,转换函数无明显的变化特征。     

东平湖新湖分区运用的探讨

东平湖新湖区面积、库容较大,但多数情况下分滞洪水量较小.而分滞一次洪水最小损失达25亿元以上,易造成小水大灾.东平湖新、老湖二级运用已有成功经验.依据新湖的运用水位、淹没损失分析,结合南水北调输水工程,提出新湖分区运用的基本设想;国民经济评价证明,新湖分区运用是可行的.     

东平湖二级湖堤级别的探讨

东平湖是黄河下游的重要分滞洪工程,二级湖堤是东平湖的隔堤,将东平湖滞洪区分隔为新老湖区,2级运用。根据新湖区情况的变化和老湖功能作用的变化,可以看出二级湖堤现堤防级别与东平湖现状及规划不相符,需重新确定,应由4级堤防提高到1级堤防。同时,南水北调远期规划利用东平湖老湖作为调蓄水库,对其二级湖堤功能的变化进行了分析,提高了远期二级湖堤将成为水库围坝,为1级建筑物。     

东平湖二级湖堤波浪爬高探讨

东平湖老湖设计防洪水位为46．0m，2001年、2003年汛期，老湖水位只有44．38m，43．2m，遭遇了，较大的风浪，波浪已接近二级湖堤堤顶，出现了较大的险情．为分析出险原因，对二级湖堤的波浪因素进行了分析研究。通过有关理论分析和实际验证，1993年二级湖堤加高设汁时，堤顶超高、石护坡波浪要素计算采用前苏联西晓夫公式，不符合老湖的．实际情况，而现行规范推荐的莆田试验站公式更适合老湖波浪实际情况。采用莆田试验站公式计算，二级湖堤现状高度不足，欠高值为0．57～1．34m；部分堤段石护坡厚度不足，厚度差1～7cm。     

PALEOCLIMATIC CHANGES IN DABUSU LAKE

Study on the carbonate content and oxygen isotope of a sediment section in Dabusu Lake revealed that this region has experienced several cold-wet and warm-dry climatic cycles since 15400 a BP. It was about 6740 a BP when the climate in the region reached a relatively stable warm stage, so that the lake water was gradually condensed and finally a saline lake was formed.     

"鄱阳湖研究国际合作体"南昌宣言增强危机意识,保护生命之湖加强多方合作,促进和谐发展

鄱阳湖是中国第一大淡水湖,也是目前长江中下游仅存的两个通江湖泊之一。鄱阳湖作为亚洲最大淡水湖泊湿地和重要的候鸟越冬地,在维护生物多样性、长江洪水调蓄等方面具有十分重要的作用,在生态环境领域具有世界意义。另外,鄱阳湖流域占江西省面积的97％,对于江西乃至中国的经济发展和生态环境建设,均具有十分重要的意义。还值得强调的是,鄱阳湖由于其独特的地理环境和该地区相对滞后的社会经济发展,已经成为中国境内为数不多的未受严重污染的重要湖泊。     

2011年洪湖和梁子湖受旱程度差异和成因分析

湿地是水陆交错的生态系统,往往受旱灾影响大,故此,对不同湖泊湿地受旱程度差异及其原因分析,可为减灾和湿地保护提供科学依据。本文利用2010年5月和2011年5月2个时相的HJ-1卫星CCD影像,提取洪湖和梁子湖2个时相的湿地水面积,结合统计资料和问卷调查数据,从湿地水面积及空间分布变化、湿地生态系统功能退化、湿地生态系统,对人类福祉影响3方面,分析了两湖湿地受旱程度的差异。并综合气象数据、统计资料和问卷调查数据,从气象因子、区域自然地理环境、湿地类型及特点、区域水文条件和湿地受保护程度5方面探讨两湖受旱程度差异的原因。结果表明：（1）2011年春旱期间,洪湖比梁子湖受旱程度更严重。旱灾时,洪湖水面积减少83.93 km2,减小比例为26%,梁子湖水面积减少13.02 km2,减小比例为4%;两湖的涵养水源、保护生物多样性、物质生产和水质净化功能均受到损害,洪湖较梁子湖更严重;受旱灾影响,洪湖湿地对人类福祉的消极影响大于梁子湖。（2）降雨量、气温和风速等气象因素、湖泊湿地成因类型、区域自然地理环境和水文条件是影响两湖受旱程度差异的主要因素,另外,湿地保护措施的差异及效果也会造成两湖受旱程度不同。     

Spatiotemporal pattern of bacterioplankton in Donghu Lake

Bacterioplankton play key roles in the biogeochemical cycle and in organic contaminant degradation. The species richness and abundance of bacterial subgroups are generally distinct from each other, and this is attributed to their different functions in aquatic ecosystems. The spatiotemporal variations of eight phylogenetic subgroups （Actinobacteria, Bacteroidetes, Cyanobacteria, Firmicutes, Planctomycetes, alpha-, beta-, and gamma-Proteobacteria） derived from Donghu Lake were investigated using PCR-DGGE fingerprinting, to explore their responses to environmental factors. Results indicate that Actinobacteria and beta-Proteobacteria were the two largest bacterial subgroups detected. These two groups and Bacteroidetes showed clear seasonal patterns in composition of the operational taxonomic unit. Results also suggest that the bacterioplankton subgroups in Donghu Lake were significantly correlated with different environmental factors. In brief, the total nitrogen was one of the major factors regulating all the bacterioplankton except for Actinobacteria. However, total phosphorus, another important eutrophication factor, contributed to the two largest bacterial groups （Actinobacteria and beta-Proteobacteria）, as well as to the Cyanobacteria and Firmicutes. Therefore, the responses of bacterioplankton subgroups to environmental factors were different, and this should be attributed to the differences in the fimctions of different groups.     

WATER EVAPORATION ENVIRONMENT IN TAIHU LAKE REGION

To the Taihu region water evaporation environmt of water surface with plants, intruded salt watersurface, shallow water surface in rice fields etc., polluted water surface and hot water surface havenow been added in recent years, as a result of economic development. This study on the regularitiesof evaporation from all the above water surfaces showed that evaporation will increase from some surfaces, but from the others.     

Study of Dissolved Chlorofluorocarbons in Lake Washington

Measurements of three chlorofluorocarbons(CFCs) :trichlorofluoromethane (CFC-11),dichlorodifluoromethane (CFC-12) and trichlorotrifluoroethane (CFC-113), along with methyl chloroform (CH3CCl3) and carbon tetrachloride (CCl4) were made in water samples from Lake Washington,using Electron Capture-Gas Chromatography (EC-GC).The samples were collected in mid-autumn, a period when the lake‘‘‘‘‘‘‘‘s upper layer undergoes rapid cooling,At the time of sam-pling,a strong vertical temperature gradient was present in the lake,with surface temperatures of -14℃,and near bottom(50 meters) temperatures of -8℃ ,The concentrations of dissolved CFC-12 and CFC-11 increased with depht ,as expected from the higher solubilities of these gases at lower temperatures ,Atmospheric measurements made at the sampling site at the time of the cruise ,showed that CFC-11 and CFC-12 saturations in the near surface samples were 100% and 106%,respectively,For the deepest sample (52 meters)CFC-11 and CFC-12 saturations were 102% and 126%,Because the surface layer of the lake respondes to changes in atmospheric CFCs on a time scale of several weeks ,the highere than equilibrium concentrations of CFC-12 observed at the time of sampling may reflect earlier episodes of elevated levels of atmospheric CFC-12 in this urban area.High concentrations of dissolved CFCs in runoff or industrial effluent might also lead to elevated CFC levels in the lake. The cold ,deep water of Lake Wahington is realtively isolated from the effects of surface gas exchange except during winter ,and the supersaturations observed in the deep layer may reflect pe-riods of elevated atmospheric CFC-12 levels from the previous winter season.These results were compared to summertime profiles of CFC-11 and CFC-12 made in 1994.     

湖泊水体叶绿素a含量估算的波段宽度变化影响分析——以太湖为例

为研究不同波段宽度遥感数据对监测水体叶绿素a含量的影响,以太湖水体实测高光谱遥感反射率数据为基础,分析计算不同波段宽度下遥感反射率的归一化值与叶绿素a浓度之间的相关系数。随着波段宽度在75.93nm范围内不断递增,最大相关系数逐渐减小,最大正相关波段向长波方向移动,最大负相关波段向短波方向移动。而波段宽度在31.6nm范围内变化时,最大正相关波段和最大负相关波段都会保持相对稳定。通过对不同波段处相关系数平均值和标准差的对比分析认为,718.77^~34.58nm为叶绿素a遥感监测的最佳波段范围。这将对遥感传感器的波段设置,以及实际水体叶绿素a遥感监测时的波段选择,具有重要的参考价值。