- 张海发;郑芳文;杨海全;
南昌市位于长江流域中下游，濒临中国第一大淡水湖—鄱阳湖，水文网系发育。为了深入理解南昌市大气降水来源与路径，并为区域水循环研究提供基础数据，本研究于2015～2016年期间采集南昌市93个日降水事件样品，开展降水H-O稳定同位素特征及其影响因素研究，并试图阐明该区域大气降水水汽来源。结果表明：(1)降水δ~(18)O和δ~2H值变化范围较大，相对于其它季节春季偏正，不是单一气候因子的制约而是多种因子共同影响的结果；(2)建立的当地大气降水线方程为δ~2H=8.03δ~(18)O+12.1,H-O稳定同位素分馏处于相对平衡状态，为区域水循环研究提供可靠的参考线。氘盈余(d-excess)和HYSPLIT模型综合分析进一步表明：夏秋季降水多与东南和西南季风携带的太平洋和印度洋水汽有关，而冬春季降水来源广泛，涉及季风、西风带、极地气流及局地蒸发的水汽。本研究成果有助于完善中国南方大气湿度循环理论，对指导当地水资源管理、防洪减灾有重要的实际意义。
2023年02期 v.51;No.352 133-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1733K] [下载次数：530 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：2 ] - 折远洋;王圣杰;王鹏;雷世军;杨磊;
为了明确西秦岭地区大气降水氢氧稳定同位素特征，于2020年1～12月在甘肃陇南收集了109个降水样品，对其氢氧稳定同位素比率的年内变化及其影响因素进行了分析，并结合HYSPLIT模型后向轨迹分析了降水同位素与水汽来源的联系。结果表明：研究区大气降水中δ~(18)O和δ~2H加权平均值分别为-11.0‰和-74.1‰,表现出雨季低(δ~(18)O=-11.5‰,δ~2H=-79.0‰)而非雨季高(δ~(18)O=-9.0‰,δ~2H=-55.1‰)的年内变化特征。局地大气降水线为δ~2H=8.1δ~(18)O+14.6,斜率和截距均高于全球大气降水线。降水δ~(18)O呈现一定的降水量效应，温度效应不显著。雨季受季风作用显著，对应着δ~(18)O偏低的降水，西风全年影响该地区但带来的降水有限。本研究有助于提高对西秦岭山区大气降水氢氧稳定同位素演化的认识，明晰降水同位素的影响因素，为现代水文气象和古气候研究提供参考。
2023年02期 v.51;No.352 143-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 4204K] [下载次数：674 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：2 ] - 付舒;毛龙富;刘宏;张净净;杨丽瑞;周恩民;曹敏;曹文峰;
为认识岩溶泉域地下水化学特征及演化，通过监测昆明市阿子营黄龙泉域地下水化学参数，耦合运用Piper三线图、Schoeller图、主要离子比值法、反向水文地球化学等揭示岩溶泉域地下水化学特征及补给演化过程。结果表明：(1)黄龙泉域岩溶地下水阳离子以Ca~(2+)、Mg~(2+)为主，阴离子以HCO~-_3、SO~(2-)_4为主，水化学类型以Ca-HCO_3和Ca-Mg-HCO_3为主。(2)泉域地下水离子主要源于方解石、白云石等碳酸盐岩的溶滤，其次为岩盐、硫酸盐、硅酸盐的溶解及阳离子交换作用。(3)补给区(洞穴水)向排泄区(泉水)的路径上发生方解石、白云石、石膏、萤石的沉淀，岩盐的溶解及阳离子(Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+、K~+)交换作用等。岩溶地下水化学过程受碳酸盐矿物风化溶解作用、离子交换作用和混合补给作用共同影响。研究为进一步探索岩溶地下水化学特征及演化机制，力求为广大岩溶地区水资源保护与开发提供科学参考。
2023年02期 v.51;No.352 153-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 3392K] [下载次数：392 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：3 ] - 王卉;胡红娟;王克焕;李鑫;熊雄;吴辰熙;
高寒湿地是高原元素生物地球化学循环的重要场所。高寒湿地的水环境特征是其元素生物地球化学的直接体现，不同类型高寒湿地的水环境特征时空差异会对其生态系统结构和功能造成直接影响。本研究于2020年9月和2021年4月分别调查了藏北高原不同沼泽、河口和河流三种类型天然湿地的水环境特征，并分析了造成其时空差异的主要原因。河口湿地的总氮、溶解性活性磷和总有机碳含量与河流湿地溶解性无机氮和总有机碳含量在4月均显著高于9月；沼泽湿地总氮含量在9月显著高于4月，其余各水环境指标在三类湿地均无显著性季节差异。沼泽湿地叶绿素a含量显著高于另外两种类型湿地，总有机碳显著高于河流湿地，沼泽和河流湿地的总氮含量显著高于河口湿地。溶解性活性磷则表现为河口湿地>沼泽湿地>河流湿地。不同湿地的水文特征、生命活动和物质来源的差异可能导致了湿地水环境特征的时空差异。
2023年02期 v.51;No.352 164-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 1763K] [下载次数：512 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：3 ] - 汪燕;侯光良;金孙梅;高靖易;段荣蕾;刘佳欣;
三江源地区地处青藏高原腹地，是全球气候变化响应敏感区，重建该区全新世降水对理解过去气候变化具有重要意义。目前，三江源地区降水重建以单点为主，难以反映整个区域降水变化。本文通过利用下大武剖面化石孢粉记录，同时搜集该区6处化石孢粉点数据，运用转换函数法和点阵成面回归模型重建三江源地区全新世降水变化记录。结果显示：三江源地区全新世早中期降水高于现代年平均降水，全新世晚期降水开始下降。降水变化可分为3个阶段，12.0～6.5 ka B.P.降水波动增加；6.5～4.0 ka B.P.降水波动下降；4.0～0.5 ka B.P.降水波动幅度较小，与现代基本持平，变化幅度不超过100 mm;降水极端期为12.3 ka B.P.降水最少，较现代低90 mm左右；6.5 ka B.P.降水量达到最大值500 mm左右。本研究提供了三江源地区全新世降水变化记录，为研究三江源地区长尺度降水变化规律提供了参考依据。
2023年02期 v.51;No.352 173-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 3161K] [下载次数：341 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 李伟业;丁虎;韩晓昆;刘铭轩;剌伟;徐爱喆;郎赟超;
基于化学计量特征和不同形态碳的稳定同位素组成，探讨了渤海湾西岸具有不同闸坝控制状态和土地利用方式的两条入海河流(独流减河和捷地减河)水体中有机碳(OC)来源的时空变化及其影响因素。分析结果显示独流减河和捷地减河水体中溶解有机碳同位素组成(δ~(13)C_(DOC))的变化范围分别为-29.0‰～-24.3‰和-28.4‰～-24.2‰,而颗粒有机碳同位素组成(δ~(13)C_(POC))的变化范围分别为-36.9‰～-22.0‰和-35.7‰～-20.6‰。自河流上游到近海处，除部分点源受人为因素影响的水体外，两条河流的δ~(13)C_(DOC)值和δ~(13)C_(POC)值均呈增大趋势，且夏季比初春季节偏正。计算结果显示两条河流的有机碳主要来源于浮游生物、水生维管束植物、土壤有机质和城市污水，其相对比例分别为49%～59%、7%～11%、13%～16%和17%～27%。研究表明，河流内部的新陈代谢过程(初级生产和有机质降解)和人为活动(流域土地利用方式和闸坝控制状态等)对弱水动力条件下的两条入海河流中OC的来源和转化具有重要影响，且具有季节差异，即河流初级生产的影响在夏季强于初春季节，人为活动的影响则在初春季节强于夏季。此外，在入海口闸坝影响下，独流减河下游水体中颗粒有机碳源于浮游生物的比例在夏季和初春季节比捷地减河下游分别高9%和16%,而夏季独流减河下游水体中溶解无机碳变化也主要受控于河流初级生产，显著不同于其上游及捷地减河(主要受控于河流有机质降解)。研究结果可为深入理解弱水动力条件下入海河流OC的来源及其影响因素提供科学依据。
2023年02期 v.51;No.352 185-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 3540K] [下载次数：727 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：2 ] - 周诗宇;曹星星;吴攀;李凯;李林蔚;
为揭示矿山酸水影响下岩溶地表河流水-气界面CO_2分压(pCO_2)时空分布特征，本文选择受矿山酸水影响的贵州麻江格当寨河为研究对象，分平水期、枯水期和丰水期对该河流进行了样品采集，通过对水样水化学指标的测定，揭示其表层水体pCO_2的时空变化及影响因素，并利用模型法估算了水-气界面CO_2扩散通量。研究结果表明：全河段整体表现为大气CO_2的排放源，平水期、枯水期、丰水期未受矿山酸水影响前河流pCO_2分别为57～122 Pa、79～98 Pa、146～189 Pa,在受矿山酸水影响后河流pCO_2分别为99～4 034 Pa、81～701 Pa、146～2 117 Pa,整体上受矿山酸水影响河段的pCO_2高于未受矿山酸水影响河段。与此同时，在受到矿山酸水影响下，河流pCO_2呈现随着流向先增加再降低的趋势。CO_2扩散通量空间变化趋势与pCO_2相似，受到矿山酸水影响后的河流前端CO_2扩散通量是未受影响时的5.2～203.1倍，其中在平水期变化最显著，且该通量值高于文献报道的未受矿山酸水影响的岩溶地表河流，表明矿山酸水可增强岩溶地表河流中CO_2的释放。
2023年02期 v.51;No.352 196-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 3592K] [下载次数：256 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 李欢;程秋滢;唐源;江明华;章同坤;胡维;程建中;高维常;
为探讨生物降解地膜对植烟土壤肥力指标和温室气体排放的影响。采用盆栽试验，研究植烟土壤温室气体排放对不同生物降解地膜施入量T1(0.05 g/kg)、T2(0.50 g/kg)和T3(5 g/kg)的响应及其影响因素。结果表明：与对照(CK)相比，生物降解地膜处理CO_2、CH_4和N_2O排放通量分别增加了5.00%～47.00%、-15.79%～65.79%和18.75%～56.25%。同时，生物降解地膜处理土壤全氮和铵态氮含量分别增加了2.38%～4.29%和9.73%～56.38%,但土壤pH降低了8.64%～10.26%。土壤CO_2排放通量与土壤有机质和全氮呈显著正相关，与硝态氮含量呈显著负相关；CH_4排放通量与土壤全钾呈显著正相关，但与有机质含量呈显著负相关。因此，在施用生物降解地膜消除普通地膜“白色污染”的同时，应注意CO_2和N_2O等温室气体排放增加带来的潜在环境风险。
2023年02期 v.51;No.352 209-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 1770K] [下载次数：446 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：2 ] - 张虎生;余涛;杨忠芳;马旭东;武芝亮;林坤;李明辉;
铁(Fe)是人体健康必需的微量元素，人体Fe摄入不足或过量都会引起严重健康问题。目前区域尺度的土壤-农作物体系中Fe元素的预测及膳食摄入评估方面的研究较少。本文以四川省邻水县为研究区，采集了109套玉米与根系土样品以及6 980件表层土壤样品，开展了土壤-农作物体系营养元素铁的地球化学评价及膳食补铁区划研究。结果表明，研究区表层土壤Fe含量范围为3 070～198 100 mg/kg,算术平均值为52 370±1 270 mg/kg,明显高于我国的土壤Fe背景值。研究区玉米籽实Fe含量范围为10.09～24.4 mg/kg,算术平均值为15.57±2.89 mg/kg,显著低于我国玉米中Fe含量均值。建立了玉米Fe生物富集系数预测模型，预测了玉米籽实Fe含量，并依据日均摄入Fe含量推荐值和居民膳食结构调查结果，给出了研究区玉米最佳Fe含量范围值为13.88～30.85 mg/kg。研究区膳食摄入评估结果表明，研究区大部分区域18～60岁人群Fe摄入较为充足；摄入缺乏区域零星分布，占研究区总耕地面积的3.87%。最后，给出了食用玉米不同地区需要补充Fe微量元素区划图，为研究区居民预防缺Fe引发的健康疾病提供了科学依据。
2023年02期 v.51;No.352 216-226页 [查看摘要][在线阅读][下载 4371K] [下载次数：289 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 姚小琴;蒋娟;龙云川;朱成斌;周少奇;
为探讨Cd污染土壤施加环保酵素对阻控苋菜Cd吸收的影响，通过盆栽试验，研究施加两种浓度酵素(1∶100和1∶1 000)前后土壤有效态Cd含量、苋菜Cd含量及土壤细菌群落结构的变化。结果表明：种植苋菜后，施加两种浓度酵素均可减少土壤的有效态Cd含量，降低苋菜对Cd的吸收，改变土壤细菌的多样性和群落结构。与1∶100酵素相比，施加1∶1 000酵素效果更好。在1∶1 000酵素处理下，土壤有效态Cd含量从0.72 mg/kg下降至0.51 mg/kg;苋菜对Cd的富集系数和迁移系数分别下降了59.53%和36.36%;苋菜体内的Cd积累量和地上部Cd含量分别下降了48.03%和58.61%;土壤细菌的Ace指数、Chao1指数和Shannon指数分别提高了37.54%、34.95%和24.61%;变形菌门(Proteobacteria)相对丰度增加，放线菌门(Actinobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)相对丰度减少。施加1∶1 000环保酵素对土壤Cd具有钝化效果，能阻控苋菜对Cd的富集，还能提高苋菜组土壤细菌的多样性，改善土壤细菌群落结构，具有一定的应用前景。
2023年02期 v.51;No.352 227-234页 [查看摘要][在线阅读][下载 1373K] [下载次数：385 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：1 ] - 方敏雯;王成;熊盈菡;赵艳萍;钟聪;谢鸣捷;
为阐明Pb在土壤中的迁移转化规律以及人类活动对地表Pb的影响，以宁镇地区某铅锌矿周边森林土壤为对象，在山坡与山麓分别采集土壤剖面样品，利用形态提取和Pb同位素指纹技术研究铅锌矿开采等人为活动影响下Pb在土壤中的迁移转化，并量化人类活动对土壤Pb含量的影响。结果表明：受铅锌矿开采等人为活动的影响，森林表层土壤中Pb存在明显富集，Pb含量高出当地背景值约2.9～7.7μg/g。土壤中Pb主要以颗粒态和淋溶方式迁移，迁移主要发生在10～25 cm;相对于山坡，山麓土壤中Pb的最大垂向迁移距离增加了约5 cm。土壤Pb主要以残渣态和铁锰氧化物结合态存在，其次为碳酸盐和腐殖酸结合态；与山坡相比，山麓土壤中碳酸盐结合态、腐殖酸结合态和可交换态Pb含量较低，铁锰氧化态Pb含量较高。Pb主要以碳酸盐和腐殖酸结合态淋溶到深层，进而被铁锰氧化物和其它土壤矿物固定。Pb同位素示踪结果显示，山坡土壤0～5 cm来自附近铅锌矿开采等人为活动的Pb占比约17.1%,人为源的贡献程度随土壤深度增加而减小，15～20 cm其贡献小于3%。受淋溶作用影响，山麓土壤0～5 cm中人为源Pb的占比明显低于山坡同深度土壤，而在其它土层中的占比相近。基于土壤剖面采样和Pb同位素示踪技术，可有效识别铅矿开采对周边土壤中Pb的影响，研究结果可为矿区周边的污染管控提供科学依据。
2023年02期 v.51;No.352 235-245页 [查看摘要][在线阅读][下载 2243K] [下载次数：486 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：2 ] - 安柏耸;王雪梅;黄晓宇;卡吾恰提·白山;
选择合理的处理方法可增强土壤光谱中有效信息特征，提高模型估测精度。以新疆渭-库绿洲土壤为研究对象，基于连续小波变换(continuous wavelet transformation, CWT)与传统数学变换相结合的方法进行光谱数据处理并提取特征波段，采用偏最小二乘回归(PLSR)、BP神经网络(BPNN)、随机森林回归(RFR)和支持向量机回归(SVMR)方法构建土壤重金属镉含量估测模型。结果表明：(1)土壤原始光谱曲线趋势基本一致，在600～2 450 nm范围内，随着重金属镉含量增加，其光谱反射率降低，二者呈负相关。(2)CWT与原始光谱一阶微分(R′)相结合的处理效果最佳，|r|值可达到0.586,为极显著负相关(P<0.001),表明数学变换与连续小波变换相结合的处理方法可有效反应光谱细节特征。(3)对比各模型的反演结果，发现CWT-R′-SVMR模型的训练集和验证集的决定系数(R~2)大于0.86,均方根误差(RMSE)小于0.02 mg/kg,相对分析误差(RPD)大于2,建模效果较好，可作为最优模型对研究区土壤重金属镉含量进行估测。结合数学变换的连续小波分解技术可有效提取土壤中的潜在信息，为土壤重金属镉含量的准确估算提供参考。
2023年02期 v.51;No.352 246-253页 [查看摘要][在线阅读][下载 2463K] [下载次数：643 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：28 ] |[阅读次数：2 ]