丛枝菌根真菌与沙棘对露天矿排土场的联合改良效应

我国东部草原露天矿区土壤瘠薄,草场退化严重,生态恢复难度大。针对露天矿排土场的特殊环境,研究丛枝菌根真菌与沙棘的共生状况以及菌根对沙棘根系发育的影响和对排土场土壤的改良效应。试验发现,接菌组(+M)沙棘的株高和冠幅比对照组处理(CK)分别提高了20%和21%,+M的根长和根体积分别为CK的1.46倍和1.97倍;+M中沙棘根际土中的易提取球囊霉素含量为3.22 mg/g,显著高于CK的2.16 mg/g;+M的磷酸酶活性是CK的1.76倍,速效磷含量也有相似变化规律。研究结果表明,利用微生物促进露天矿排土场的土壤改良及生态恢复具有较强的可行性,对矿区生态系统的恢复具有重要意义。      

《水科学进展》2019—2020年度优秀论文公告

2020年,在广大作者、审稿专家、编委的大力支持和帮助下,《水科学进展》的论文水平和内容质量得到明显提升。2019年11月,《水科学进展》入选“中国科技期刊卓越行动计划(2019-2023年)”。2020年,《水科学进展》连续第9次入选“中国国际影响力优秀学术期刊”(2012-2020年),连续第3年入选“中国科协优秀科技论文遴选计划”(2020年全国96篇),1篇论文入选2019年度“中国百篇最具影响国内学术论文”。2020年12月10日,《水科学进展》创刊30周年暨第四届编辑委员会会议在南京召开。     

关键元素与生命健康:中国耕地缺硒吗?

地球上的生命和非生命都是由自然界已发现的92种化学元素组成的,通过全国土壤地球化学基准值与人体血液元素含量对比研究,发现血液中40~50种化学元素平均值与土壤地球化学基准值的分布高度一致,表明这些关键元素与生命息息相关。近年大家持续关注的硒(Se)元素是人体必需的微量元素,缺乏会产生健康风险,但摄入过量也会导致中毒,因此被称为健康窗口元素。过去研究认为,中国耕地缺硒是造成健康危害的原因之一。本文通过对全国3 382个网格化点位土壤采样,获得Se的地球化学基准值和空间分布数据,发现中国贫硒国土面积,按照世界卫生组织推荐值(0.1 mg/kg)和中国规范(0.125 mg/kg)计算,分别占21.1%和31.6%;适宜区(0.125~0.40 mg/kg)面积大约555万km²,占国土面积约57.1%;富硒区(>0.40 mg/kg)面积达110万km²,占国土面积约11.2%。贫硒国土主要分布在青藏高原和内蒙古局部地区,而中国9大平原的粮食主产区耕地总体上不缺硒,其中珠江三角洲平原、广西平原、成都平原、长江中下游平原是富硒区(>0.40 mg/kg),华北平原、东北平原、三江平原、关中平原是硒边缘区-适量区(0.125~0.40 mg/kg),只有河套平原是缺硒区(<0.125 mg/kg)。根据覆盖全国的网格化土壤采样分析结果,发现低硒带呈不连续的片状分布于内蒙古东部至青藏高原一带,与传统认为“低硒带分布于东北三省至西南云贵高原”不完全一致。硒的空间分布模式主要受地质背景、岩石类型、土壤类型和自然地理景观控制。     

中国东部燕山期大火成岩省:岩浆-构造-资源-环境效应

中国东部燕山期的大规模岩浆活动,即侏罗纪—白垩纪(150—100 Ma)的碱性流纹岩-碱性玄武岩-金伯利岩-钾镁煌斑岩-碳酸岩及其管道系统,分布于江南造山带内侧和郯庐断裂带南段以西的华北地台内,累积面积超过30万km2.该期短时限内大规模活动的岩浆事件代表了中国东部地质历史演化中的一次大火成岩省(LIP)事件,实质控制着中生代以来中国华北—扬子地台的构造格局变化、资源能源形成与地质环境变迁.晚侏罗世—早白垩世(150—100 Ma)的大火成岩省,是中生代中期古太平洋大火成岩省沿中国克拉通东部边缘活动的一部分,是包括昂通爪哇(Ongtong-Java)(Mahoney et al.,1993;Ingle and Coffin,2004)—中国东部在内的超级地幔柱上涌,在岩石圈板片对流,挤压地幔物质快速上升,引起陆域内长英质地壳物质大规模重熔的结果,形成:(1)髫髻山组—张家口组碱性流纹质-玄武质双峰式火山岩及其管道系统,与华北大规模金-多金属矿成矿作用密切相关;(2)辽宁瓦房店—山东蒙阴—安徽栏杆,湖南宁乡—贵州镇远一带的金伯利岩—钾镁煌斑岩±碳酸岩±基性超基性杂岩及其管道系统,与金刚石、金-铂族元素等成矿关系密切;(3)辽东—胶东半岛、南岭—滇黔桂交界地区的连片花岗岩,是硅质大火成岩省(SLIP)的管道系统(plumbing systems),与金刚石矿、金-铂族元素矿、钨锡铌钽矿、锂-钾-铷-铯-铀矿等,以及油气等战略性关键金属成矿关系密切.同时,巨型岩浆作用引发的富含钾、磷及稀土等微量元素的基岩形成优质土壤层对生态多样性的助益等有利和/或有害的环境效应,直接关系到地球家园的生态环境.因此,中国东部燕山期大火成岩省产生深刻的岩浆-构造-资源-环境效应.     

小冰期时中国南方地区降水模式的差异研究

小冰期是过去一千年中全球气候变化的重要事件之一。关于小冰期时中国季风区和西风影响区气候变化的对比研究众多,但是缺乏中国南方地区降水模式时空差异的研究,难以了解中国南方地区降水变化规律。为了系统地了解小冰期时中国南方地区降水的复杂性,本文将中国南方地区划分为东南—华南沿海地区、中部地区以及西南地区三个区域,总共选取了19条高分辨率的古气候记录进行对比研究,主要有以下几点认识:(1)相对于中世纪暖期而言,小冰期期间中国南方东南—华南沿海地区的气候偏湿,这可能与雨带在中国南方的滞留时间延长和沿海地区受台风的影响增强有关。(2)中国中部地区秦岭南麓和神农架高山林区在小冰期时期主要呈"冷湿"的模式,差异在于秦岭南麓区域主要在小冰期中后期偏湿,这与中部其他区域偏"冷干"的模式不同。这种区域差异可能是由于地形地势和大气环流的复杂性导致。(3)中国西南地区受印度夏季风和东亚夏季风的共同影响,且该区域地形复杂,其气候变化在小冰期时期存在更加明显的空间差异,没有呈现出比较一致的降水模式。与小冰期期间的降水变化不同的是,近30年东南—华南沿海地区除了台湾和雷州半岛,其他区域降水明显减少,可能受气温和人类活动等因素的影响。通过结合高分辨率的古气候记录,我们系统分析了中国南方小冰期的干湿模式在时空上的差异及其可能的影响因子,这对于认识小冰期时中国南方不同区域降水的复杂性及未来旱涝灾害的防控具有一定意义。     

特提斯构造域东段叠合盆地演化和油气成藏规律特征初论

通过分析特提斯构造域东段区域地质和含油气盆地勘探开发基础数据,从板块构造演化入手,系统编制特提斯构造域东段沉积构造演化剖面图和生储盖组合剖面图,研究盆地演化阶段、叠合特征、油气成藏条件及油气藏类型,揭示中亚和中国西部前陆盆地演化和油气富集规律异同。研究表明：古亚洲洋、古特提斯洋和新特提斯洋控制了特提斯构造域东段的区域构造分带、盆地演化、盆地类型及油气成藏模式。根据古洋壳缝合线可分为北、中、南3个构造带,古生代以来多期微板块的拼贴,导致特提斯构造域东段含油气盆地演化分为3个演化阶段,早古生代伸展、晚古生代挤压、早中生代伸展和新生代挤压构造作用控制了研究区盆地的叠合演化,发育下古生界、上古生界和中生界3套区域分布的优质烃源岩和下古生界、上古生界、中生界和新生界4套储盖组合,形成多种类型的油气藏。     

中国环渤海地区1∶1 000 000地质图空间数据库

环渤海地区1∶1 000 000地质图空间数据库以辽宁、山东、河北、天津地质志图件以及环渤海地区环境地质系列图件为依托,结合国内外最新文献及成果编制而成。环渤海地区地质图以环渤海地区早前寒武纪至新生代出露的地质体为研究对象,重点关注了环渤海地区的地质演化,通过编图建库的手段表达各地质体的时空演化和配置关系,为后续地质调查科研工作及生产工作提供基础地质图件及地质信息服务资料。图幅采用MapGIS 6.7软件制作,包括地质体面元单位1 892个,地质界线6 755个,钻孔、化石点、火山口、古人类活动遗址、同位素测年样点、主要标准剖面等共132个,断层1 984个,并全部填写了属性,总体数据量约123 MB。环渤海地区地质图对近30年的区域地质调查进行了综合集成,将中太古代晚期—古元古代、中元古代—中三叠世、晚三叠世—晚白垩世、古新世—全新世4个地史时段进行了地层区划、构造区划和岩浆岩区带等划分研究,建立了动态的地层、构造、岩浆岩划分系统。为环渤海经济圈建设和经济社会发展提供了基础地质信息资料,具有重要的参考利用价值。     

三江源地区美丽中国建设存在的问题、成功案例与启示

长江、黄河与澜沧江源区（简称三江源区）是中华与亚洲“水塔”,是我国重要的生态安全屏障与水安全保障,是三大河流域经济带的共有源地,稳藏固疆的战略要地,美丽中国建设的战略高地。掌握该地区美丽中国建设进程,发现存在的问题,及时总结典型成功案例,有助于更好建设美丽高原,服务生态文明建设与社会经济高质量发展的全国战略部署。就建设内容与进程看,目前三江源区整体仍处于物质建设阶段,除畜牧业外,缺乏其他产业,忽视文化建设,美丽缺少内涵、不可持续;就建设成效而言,美丽乡村与美丽城镇工程建设成绩显著,但配套设施严重滞后,以及游牧文化与聚落文化的冲突,美丽仍流于形式;尽管存在这些问题,但亦涌现了若干成功案例,“岗龙模式”和“甘达模式”尤为典型,为三江源其他地区美丽中国建设提供了样板与发展启示：（1）找准优势资源,最大化资源潜力、实现经济“美”是高原美丽中国建设成功的物质基础;（2）领导人/团队/致富带头人是高原美丽中国建设成功的关键核心;（3）产业与因地制宜的运作机制是高原美丽中国建设可持续的强大支撑与必由之路;（4）不断探索永远走在发展路上是美丽中国建设成功的坚实动力。     

2008—2018年中国冰川变化分析

调查冰川资源的分布与变化,对区域乃至全球的自然环境与经济社会发展都具有十分重要的意义。基于315景Landsat 8 OLI遥感影像,结合中国第二次冰川编目数据与Google Earth软件,通过人工目视解译等方法调查了2018年中国冰川的分布与变化。结果表明：中国现存冰川53 238条,总面积为（47 174.21±19.93） km²,72%的冰川面积<0.5 km²,规模在1~32 km²的冰川的面积占中国冰川总面积的60%。2008—2018年,中国冰川总面积减少1 393.97 km²,面积变化率为-0.43%?a^-1。冰川面积变化率表现出明显的空间差异,面积退缩最快的是冈底斯山,达-1.07%?a^-1;最慢的是羌塘高原,为-0.05%?a^-1。坡度上,各山系之间的冰川面积变化率差异较为明显。超过70%的山系位于正东和东南方向的冰川面积退缩快,2008—2018年退缩率为-5.0%;正北方向的冰川面积退缩相对缓慢,同时期退缩率为-3.8%。气温和降水变化率差异以及海拔、坡度、坡向等地形差异,共同影响中国冰川的变化。     

中国东北新生代火山区CO_2释放规模与成因

板片俯冲过程将地表碳带入地球内部,火山作用将深部碳输送至地球外部圈层,两者构成了地球深部碳循环的主要方式,进而影响了地史时期的气候变化。我国东北新生代火山活动被认为是太平洋板片深俯冲作用的产物,板片俯冲导致岩浆源区强烈的碳酸盐组分交代作用,进而使东北亚上地幔成为一个新生代时期的巨型深部碳库,它的活动和释放将会对全球的气候与环境变化造成重要影响。然而,有关该深部碳库向当今大气圈输送CO_2气体的规模及其演化过程尚不清楚,从而影响了进一步定量评估该碳库在全球变化研究中的地位和作用。针对上述科学问题,本文对我国东北长白山、五大连池和阿尔山火山释放CO_2气体的规模与成因进行了研究。结果表明,东北新生代火山区的土壤CO_2释放通量介于9.6～41.2g·m~(-2)·d~(-1)之间,每年向当今大气圈释放CO_2气体约为2.1Mt(其中,长白山火山区为0.94Mt,五大连池火山区为1.2Mt)。气体地球化学研究证实,长白山与五大连池火山气体均起源于太平洋板片深俯冲环境;但是,与长白山相比,五大连池火山气体具有较高比例壳源组分贡献。阿尔山火山气体的成分与长白山和五大连池火山区存在着明显的差异,它们以N_2为主( 95%),并且其δ~(15)N_(N_2)值高于空气值(1.3‰～1.9‰),~3He/~4He比值较低(0.14～0.18R_A),δ~(13)C_(CO_2)较轻(-13.7‰～-6.2‰),表明壳源富氮有机沉积物的贡献占比较大的比例。上述特征进一步表明,阿尔山火山气体在上升经过地下水时可能滞留了较长时间,混染了大量的陆壳组分,其源区并未受到太平洋板片俯冲物质的显著影响。