1951-2010年洮河流域水文气象要素变化的时空特征

采用M-K检验、小波分析和Sen斜率等方法, 对1951-2010年60 a来洮河流域不同地理-生态区间水文气象要素变化的时空特征进行了综合研究.结果表明: 洮河流域水文气象要素呈现多种周期不同尺度的振荡特性, 气温、降水和径流的年代际变化周期以9~13 a和2~5 a最为常见.气温从1990年代中期开始明显上升, 突变的时间北部略早于南部, 西部明显迟于东部;除上游草原牧区外, 降水总体于1990年代初期开始减少;受降水变化影响, 流域河川径流量1990年代发生明显减少.过去60 a, 洮河流域气温以0.18 ℃·(10a)^-1的速率增温;降水以0.03 mm·(10a)^-1的速率减少;河川径流量以11.36 mm·(10a)^-1的速率减小;近30 a来洮河流域以0.63 ℃·(10a)^-1的速率增温, 降水以8.86 mm·(10a)^-1的速率减少, 径流以21.00 mm·(10a)^-1的速率减少.降水和径流变化在不同时期和不同生态-地理区间差异明显, 与区域气候和下垫面因素变化所致的流域能水通量过程的变异有关.     

甘肃北山西涧泉子富碱高钾花岗岩体的锆石LA-ICP-MS定年及其构造意义

位于甘肃北山南带的西涧泉子花岗岩体锆石的LA-ICP-MS年龄为266.1±2.2Ma、其Hf同位素的模式年龄为746～871Ma,εHf(t)=+1.3～+4.7,平均+2.7。西涧泉子花岗岩体以二长花岗岩为主,具有较高的SiO2含量(74.33%～76.67%)和Na2O+K2O含量(9.26%～9.57%),NK/A=0.9～1.08,富钾(Na2O/K2O1),属碱性系列;球粒陨石标准化分配模式图整体呈V字型,具相对平缓的富集轻稀土元素稀土配分模式,重稀土元素分馏不明显且相对亏损,Eu具有明显的负异常,δEu=0.10～0.16。在微量元素原始地幔标准化蛛网图上,亏损Nb、Ba、Sr、Ti,富集Rb、Th、K。结合区域地质背景,认为西涧泉子富碱高钾花岗岩体受音凹峡二叠纪裂谷带的影响强烈,为壳幔混合成因,是后碰撞环境裂谷作用阶段的产物,进而确定该地区在中二叠世进入裂谷作用阶段。     

格尔木河流域水面蒸发特征及影响因素分析

水面蒸发是水均衡的重要一项,阐明其变化特征对水资源评价具有重要的指导意义。格尔木河流域是我国西北旱区典型的内陆河流域,面临水资源开发利用与水害减灾双重挑战。前人对流域内水面蒸发相关研究未考虑主控因素及空间异质性,气候变化背景下水面蒸发特征也有待进一步研究。基于格尔木河流域气象观测资料,采用时间序列分析、相关分析和多元回归分析方法,研究了流域上游山区、中游戈壁砾石带及终端尾闾湖的水面蒸发特征及其主要影响因素。结果表明：（1）流域内水面蒸发呈波动下降趋势,但蒸发量空间差异明显,上游山区近60 年蒸发量减少了183.2 mm,中游近60 年减少了1135.1 mm,下游尾闾湖近30年减少了241.7 mm;（2）流域内水面蒸发主控因素不同,上游山区主控因素为气温,中游主控因素为风速,终端尾闾湖主控因素为水域面积;（3）流域内气候变化总体呈暖湿化,与全球气候变化一致,但水面蒸发未随气温升高和降水增加而增加,呈现出“蒸发悖论”特征。研究表明,水面蒸发的空间差异性及其主控因素对旱区流域蒸发和水资源评价具有重要影响。     

The Behaviour of Rare—Earth Elements（REE） During Weathering of Granites in Southern Guangxi,China

The behaviour of the rare-earth elements(REE)during the weathering of granites was studied in southern Guangxi,China.Based on the study of the weathering profiles,the soil,weathered and sub-weatereb zones are identified with different REE geochemical behaviours throug the weathering profiles of granite.The Ce anomalies of the weathering profiles cover a large range of values with most falling between 1.02 and 1.43in the soil zone and 0.16and 0.40in the weathered and sub-weathered zones.Light rare-earth elements(LREE) and heavy rare-earth elements(HREE)are enriched to varying degree in the weathering profiles as compared to host granites.In the soil zone,more HREEs are leached than LREEs,and HREEs are more enriched than LREE in the weathered and sub-weathered zones.It is considered that infiltration and adsorption on clays are two processes controlling the enrichment and formation of REE deposits in the weathering profiles of granite.     

Basalt weathering and trace elements migration in the boreal Arctic zone

Chemical weathering of basalts in the Putorana Plateau, Central Siberia, has been studied by combining chemical and mineralogical analysis of solids (rocks, soils, river sediments and suspended matter) and fluid solution chemistry in order to quantify CO₂ consumption and to assess the major factors controlling basic rock weathering under permafrost-dominated taiga climate. The chemical status of  40 major and trace elements (TE) in pristine boreal rivers and interstitial solutions of permafrost soils has been investigated using in-field ultrafiltration procedure. This revealed strong relationships between concentration of TE and that of major inorganic components of colloids, i.e., Fe or Al. Decomposing plant litter and permafrost thawing are considered important sources of most major and trace elements in Arctic rivers during summertime.     

美姑河流域滑坡时空展布及成生机制研究

位于青藏高原隆升区的美姑河流域断裂褶皱发育,地貌类型特殊,滑坡分布广、规模大、危害重、成因机理复杂。为揭示向斜谷和背斜山这种特殊地貌控制下滑坡的时空规律和成生机制,文章在调查勘查和综合分析的基础上,系统研究了美姑河流域滑坡的时空展布特征,滑坡发育位置与活动断裂、褶皱、节理等响应关系以及滑坡的易发工程地质岩组,厘定了滑坡的主控因素,主要取得了以下认识：1）流域内滑坡在空间上"沿河流"、"沿断裂带"和"向斜核部"密集分布,时间上主要有5个发育期次：中更新世中晚期、晚更新世、200 a B.P.、19世纪80~90年代和现代;2）中晚更新世以来的断裂活动、褶皱作用、岩层节理面以及软弱夹层对滑坡发育具有独特的控制模式,断裂与褶皱是区内滑坡发生的主控因素;3）中生代的徐家河组（T3xj）、沙溪庙组（J2s）和东川组（T1-2d）等砂泥岩互层岩组为滑坡最易发部位（易滑岩组）,也是未来防范滑坡灾害的重点区。成果为高原及周边类似地区的滑坡研究和防灾减灾提供了新的技术理论支撑。     

汉江上游庹家湾剖面化学风化特征及其意义

通过对庹家湾黄土剖面元素的分析,揭示汉江上游地区黄土中常量元素的地球化学行为及对气候变化的响应。用X-Ray荧光光谱仪、MS-2型磁化率仪分别测量了庹家湾剖面元素含量及磁化率值,实验结果显示:庹家湾剖面的风成黄土化学成分以SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃为主,三者含量分别为355.83 g/kg、79.62 g/kg、62.64 g/kg;以Ti为参比,Na、Ca、Mg、Si、K表现为迁移淋失,Fe、Al元素相对富集,元素的活动性及其迁移序列为Na > Ca > Mg > Si > K > Al > Fe;Fe和Al元素含量曲线及CIA曲线在228~260 cm（L₁~S₁）和294~370 cm（L₁~S₂）深度处出现明显的峰值,并与磁化率曲线呈现出高度一致性,指示该层化学风化程度明显高于典型黄土,接近于古土壤（S₀）,OSL年龄在27.5~21.5 ka B.P.之间。庹家湾剖面常量元素在剖面的变化,表明在汉江上游地区晚更新世末期的气候并非是持续干燥寒冷,而是存在一定的气候波动,在27.5~21.5 ka B.P.期间风化成壤作用较为明显,气候相对温暖湿润。     

硫化物风化产酸对流域岩石风化和碳循环的影响——以黄河支流三川河流域为例

硫化物风化产酸可加速岩溶作用但抑制大气二氧化碳参与流域碳循环,其复杂的地球化学机制和过程待阐明。本文以黄河二级支流三川河流域为例,通过采集20个三川河及其支流地表水点样和30个柳林泉地下水点样,经实验测试获得了流域比较系统的水化学资料和δ¹³C、δ³⁴ S数据,运用碳、硫同位素分析与水化学平衡计量方法,量化了流域硫化物风化产酸对岩石风化作用的贡献以及对碳循环的影响。计算结果表明：煤系地层硫化物和矿床硫化物的氧化及大气酸沉降所形成的硫酸明显促进了流域碳酸盐岩的溶蚀,对碳酸盐岩溶蚀的贡献约占64.59%;柳林泉水石膏溶解来源的SO₄^2-占69%,河水中石膏溶解来源的SO₄^2-占30%,但这些部分SO₄^2-没有参与溶蚀作用,应当扣除;三川河流域平均岩石风化速率为10.02 mm/ka,其中碳酸盐岩、硅酸盐岩的风化速率分别为9.14 mm/ka和0.88 mm/ka,低于国内外很多流域;由于硫酸抵消了碳酸盐岩石风化作用对大气二氧化碳的吸收,流域岩石风化消耗大气/土壤CO₂通量为116.58 mmol/（km² ·a）,不足珠江流域的1/5,且硅酸盐岩风化的贡献占63.3%。

     

长江流域20cm蒸发皿蒸发量的时空变化

利用长江流域107个气象站1951-2000年的20cm口径蒸发皿逐日蒸发资料,采用Mann-Kendall趋势检验法和IDW反距离权重空间插值法分析了近50年来,尤其是20世纪90年代长江流域的年和季节蒸发皿蒸发量的时空变化.50年来,长江流域以年平均、夏季和秋季蒸发皿蒸发量显著下降为主要特点,尤以20世纪90年代最为显著,是年平均和夏季蒸发皿蒸发量最小的时期,比前0年平均值分别低-25.9mm和-36.1mm,这种趋势中下游地区比上游地区明显得多,尤其是在鄱阳湖流域.     

Temporal and Spatial Distribution of Elements in a Small Catchment, and Buffer Function of Wetland in Longgan Lake, China

Wetland is the conjunction of lake and terrene where human activities are concentrated. From the viewpoints of material transport and cycling in the terrene-lake system, wetland is the buffer where sand and mud, heavy metals, pollutants and nutrients are tarried. In this paper, we provide a case study based on the temporal and spatial distribution of elements in the Wangling River catchment, a small sub-catchment of Longgan Lake in the middle reaches of the Yangtze River. We have found that wetland can buffer major heavy metals such as Cr, Cu, etc.significantly, but has a little buffer function to some active elements such as Fe and Mn, which are always transported as solutions. Human activities not only influence the distribution of elements, but also weaken the buffer function of wetland. Intensive human activities in the Longgan Lake area in the past 70 years have been recorded in stream, wetland and lake sediments, especially the human activity events such as deforesting and reclaiming on a large scale in 1958 and the 1980‘s. Human activities caused the increase of sedimentation rates since the 1950‘ s, as well as the increase of elements‘ concentrations. The extensive use of fertilizers and pesticides since the 1960‘ s have led to the increase of total P concentrations. Increasing SO2 emission accelerate the process of cation exchange in soil, and enhance the leaching of Mn out of soils. Permanent storing of water causes the soil gleyification that also intensifies the leaching of Mn.These are two major reasons for the obvious increase of manganese concentrations in recent 20 years in Longgan Lake. Intensive human activities since the 1950s‘ have intensified the population in this region and thus destroyed the buffer function of wetland.     

格尔木河流域植被指数时空分布及其影响因素研究

格尔木河流域气候干旱少雨,生态环境较脆弱,植被动态对其生态环境保护具有重要意义。基于连续序列的MODIS NDVI数据,分析了格尔木河流域植被指数时空分布及其影响因素。结果表明:研究区NDVI平均值总体较小,主要在0.10～0.12间波动,但呈增大趋势。区内植被改善区分布在格尔木市东、西两侧,基本不变区为荒漠地区,植被退化区分布在北部盐湖区。区内裸土的面积逐渐减小,低覆盖率和高覆盖率植被的面积逐渐增加。研究区植被生长与气象、土壤水分和地下水位埋深都有关系。气温与植被指数相关关系较好,相关系数为0.822,而降水对植被的生长也有一定的作用。植被指数与表观热惯量是正相关关系,相关系数为0.979。区内植被的地下水位埋深范围为0～12 m,在水位埋深约为6.5 m的地方,植被长势最好。