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绿洲农田土壤黏土矿物特征及其对土壤养分、重金属元素吸附的影响——以新疆开孔河流域绿洲区为例
【研究目的】黏土矿物对土壤质量起重要调控作用,查明干旱绿洲区农田土壤黏土矿物特征,对绿洲区土壤质量调控及农业发展具有重要意义。【研究方法】以新疆巴音郭楞州开都河—孔雀河流域干旱绿洲区农田土壤为研究对象,通过X-射线衍射图谱分析、相关性分析、三角图及风化指数分析等方法对该区黏土矿物组成特征与物源演化、成土气候条件及其对土壤质量的影响进行探究。【研究结果】研究区黏土矿物类型主要为2∶1型伊利石、伊/蒙混层矿物和绿泥石,含少量的高岭石,黏土矿物的物源为花岗岩,演变规律为伊利石→伊/蒙混层矿物→绿泥石、高岭石;研究区伊利石结晶度IC值为0.35~0.62,均值0.44,化学蚀变指数CIA值为51.29%~62.57%,均值为58.24%,成分变异指数ICV值为1.09~3.69,均值2.65,上述指标反映该区低温、干旱及风化作用程度较弱的成土期环境;研究区土壤黏土矿物总量与土壤养分、重金属元素呈现正相关关系。【结论】开都河—孔雀河流域绿洲区黏土矿物组合类型为伊利石-伊/蒙混层矿物-绿泥石型;绿洲区农田土壤黏土矿物能够通过吸附作用提升土壤养分元素水平、固定土壤重金属降低其农业风险,从而提高土壤质量。
姚远,赵禹,刘三...
《中国地质》
2025年第52期
生活方式在心血管代谢性疾病患病时长与轻度认知功能障碍关联中的作用研究
背景 随着人口老龄化的加剧,认知功能障碍患病率逐年上升,心血管代谢性疾病作为重要影响因素,与认知功能障碍密切相关。目前对心血管代谢性疾病患病时长与轻度认知功能障碍(MCI)关联的研究甚少,并缺乏生活方式因素的综合考虑及中国社区老年人群的大规模调查,研究的全面性和可靠性尚需进一步验证。目的探究老年人心血管代谢性疾病患病时长与MCI之间的关联,并评估生活方式因素在其中的潜在作用,为MCI预防和干预提供科学依据。方法 基于湖北老年记忆队列(HMACS),采用整群抽样方法抽取2018—2023年湖北省武汉市3个社区和大悟县48个村≥65岁老年人群,利用标准化量表进行认知功能评估,采用吸烟、饮酒、饮食习惯、体育锻炼、智力活动和BMI共6个因素进行生活方式评估,分析MCI患病率及影响因素,采用多因素Logistic回归分析探究心血管代谢性疾病患病时长与MCI的相关性以及生活方式对患病时长与MCI相关性的影响。结果 共纳入8 635名研究对象,MCI患病率为26.9%(2 322/8 635)。多因素Logistic回归分析结果显示,高血压(OR=1.263,95%CI=1.093~1.458,P=0.002)、糖尿病(OR=1.907,95%CI=1.476~2.463,P<0.001)、冠心病(OR=1.550,95%CI=1.173~2.047,P=0.002)、脑血管疾病(OR=2.129,95%CI=1.627~2.786,P<0.001)患病时长是老年人患MCI的影响因素。在高血压时长>10年(一般:OR=1.367,95%CI=1.086~1.720,P=0.008;不健康:OR=2.377,95%CI=1.560~3.623,P<0.001)、糖尿病时长>10年(一般:OR=1.688,95%CI=1.134~2.514,P=0.010;不健康:OR=2.083,95%CI=1.035~4.194,P=0.040)、冠心病时长≤10年(一般:OR=1.495,95%CI=1.030~2.169,P=0.034;不健康:OR=2.062,95%CI=1.155~3.682,P=0.014)患者中,生活方式是患MCI的影响因素;在糖尿病时长≤10年患者中,一般生活方式(OR=1.611,95%CI=1.065~2.437,P=0.024)是患MCI的影响因素;在冠心病时长>10年(OR=2.859,95%CI=1.118~7.307,P=0.028)、脑血管疾病时长≤10年(OR=1.778,95%CI=1.079~2.930,P=0.024)、脑血管疾病时长>10年(OR=2.589,95%CI=1.056~6.345,P=0.038)患者中,不健康生活方式是患MCI的影响因素。结论 老年人心血管疾病患病时间越长,患MCI风险越高,不健康的生活方式加剧了这种风险。建议及早通过改善生活方式和有效管理心血管代谢性疾病来降低MCI的发生。
李弈晴,程桂荣,许浪...
《中国全科医学》
2025年第11期
断层错动下非连续管道的力学响应分析
断层错动诱发上覆土体破坏对跨越断层的埋地管道结构安全构成巨大威胁,是复杂环境地下管线设计中不可忽略的场地因素。既有成果较少涉及正断层和逆断层错动影响下的解析解分析,且针对断层-管道相互作用的理论研究一般将管道结构视为连续管道,较少考虑管道接口的影响。首先,在简化SSR(静止区stationaryzone,剪切区shearingzone,刚体区rigid body zone)土体变形模型的基础上,结合erf函数和erfc函数,得到了正断层和逆断层错动影响下的土体位移曲线;其次,引入双参数Pasternak地基模型,对管道微元进行受力分析,借助有限差分法求解得到埋地管道结构的变形和内力;最后,将理论解析解和已有的试验结果及数值模拟结果进行对比验证,获得了较好的一致性。此外,针对断层倾角、断层与管道交点位置和接口转动刚度等关键物理特征参数进行了敏感性分析。结果表明:断层倾角会改变管道位移曲线和轴向应力曲线位置,但其位移最大值和轴向应力最大值基本一致,而断层与管道交点位置不仅会改变管道位移曲线和轴向应力曲线形状,其轴向应力最大值也将发生改变;随着接口转动刚度增大,管道最大轴向应力值随之增大,当接口转动刚度足够大时,可将非连续管道视作连续管道进行计算。
张治国,冯家伟,朱正国...
《岩土力学》
2025年第11期
一种基于深度学习的山东半岛南岸海雾临近预报方法
海雾的研究与预报主要依赖数值模拟手段,然而由于初始场误差与模式误差的存在,借助数值模拟手段的雾区临近预报效果往往较差。本文聚焦海雾频发的山东半岛南岸海域,基于深度学习(deep learning, DL)技术,设计了一种海雾雾区临近预报方法并构建了相应的DL预报模型。使用温度、风场、湿度、海陆掩码和海雾掩码5个预报因子训练DL预报模型,13次山东半岛南岸海雾的预报结果给出雾区3 h预报结果的公正预兆评分(equitable threat score, ETS)与正报率(probability of detection, POD)分别为0.55与0.74。针对1次典型海雾过程,开展了一系列敏感性试验,测试了DL预报模型对不同预报因子的响应敏感性。结果发现,增强风速会促使预报结果中的雾区消散,改变水汽也会使预报雾区出现相应的生成或消散,这表明DL预报模型能够合理地响应输入的物理因子对海雾发展的影响作用。但必须指出的是,模型对某些物理因子(如海温)的响应还不够显著,卫星反演的海雾掩码误差也会影响模型的预报效果,因此需要进一步改进模型。此外,还需要探究加入更多预报因子对DL预报模型预报能力的影响,以及与数值预报效果进行对比来评估DL预报模型的应用价值。
刘仁旺,高山红
《中国海洋大学学报(自然科学版)》
2025年第9期
活性氧调控海带配子体生长发育的研究
本研究旨在揭示海带(Saccharina japonica)配子体营养生长和生殖发育的调控机制,为基于配子体克隆的杂交育种和苗种繁育提供理论依据和技术支撑。研究对雌配子体自然生长发育过程中的活性氧(Reactive oxygen species, ROS)进行观察,并通过添加外源H2O2和ROS抑制剂(二苯基氯化碘盐(Diphenyleneiodonium chloride, DPI))观察配子体生长发育过程,发现雌配子体破碎后ROS水平呈上升趋势,破碎后12 h ROS上升到最高水平,破碎后48 h ROS水平恢复至初始状态,这表明破碎(机械损伤)会导致雌配子体产生ROS。在生殖发育条件下,雌配子体在营养生长期(第1天到第9天)ROS水平处于上升趋势,从第9天幼苗开始产生到第12天,ROS水平继续上升,而对于一直处于营养生长状态的雌配子体,其ROS在第9天达到最大值,在后续的营养生长中(第12天)又降低到第3天时的水平。DPI对配子体发育有抑制作用,且随着DPI浓度的增加,其抑制程度增加;适宜的外源H2O2对配子体发育有促进作用,但随着H2O2浓度的增加,其促进作用逐渐降低,甚至会产生抑制作用。研究结果表明,ROS是调控海带配子体生长发育的信号分子。
金海平,邢其坤,颜雨...
《中国海洋大学学报(自然科学版)》
2025年第9期
运用改良培养基分离鉴定海带条件致病菌及拮抗菌
为研究海带附生细菌群落组成并分离鉴定海带(Saccharina japonica)条件致病菌和拮抗菌,本文设计了4种改良培养基(1/10 ZoBell 2216E、添加褐藻胶的1/10 ZoBell 2216E、添加海带浸出液的1/10 ZoBell 2216E和海带浸出液培养基),并结合传统培养基ZoBell 2216E分离海带附生细菌。同时,采用16S rDNA全长扩增子测序技术、侵染实验体系和伯克霍尔德琼脂扩散法分析了海带附生细菌的组成,并筛选了海带条件致病菌与拮抗菌。16S rDNA全长扩增子测序数据分析显示,海带附生细菌群落的优势菌种为居墨角藻海芽菌(Mariniblastus fucicola)、类球形颗粒球菌(Granulosicoccus coccoides)和刚毛藻沙滩单胞菌(Litorimonas cladophorae)。通过运用4种改良培养基和传统培养基ZoBell 2216E共分离出195株菌株,其中优势菌种为海绵科贝特氏菌(Cobetia amphilecti)和高地芽孢杆菌(Bacillus altitudinis)。值得注意的是,利用改良培养基M2(1/10 ZoBell 2216E培养基)所获得的分离菌株数量和种类均最高。在致病菌筛选方面,共获得11株可在实验室条件下24 h内引起海带绿烂病症状的条件致病菌,这些菌株主要隶属于科贝特氏菌属,占比为63.6%。同时,还筛选出8株对海带白化病致病菌(杀鱼假交替单胞菌X-8)生长具有抑制活性的拮抗菌,这些拮抗菌主要隶属于芽孢杆菌属,占比为62.5%。
张吉美,庄英瑞,马铭宇...
《中国海洋大学学报(自然科学版)》
2025年第9期
栉孔扇贝miR-375_1的靶基因鉴定及在精子发生中的表达特征分析
为探究微小RNA(microRNA,miRNA)在贝类配子发生过程中的调控作用,本研究以栉孔扇贝(Chlamys farreri)为研究对象,针对在幼贝性别分化阶段具有显著雌雄差异的微小RNA miR-375_1开展研究,分析了其在成熟性腺发育周期中的表达特征,预测并验证了其靶向调控的关键基因,揭示了关键基因的表达模式。RT-qPCR定量结果显示,miR-375_1在栉孔扇贝性腺发育周期中具有显著的雌雄表达差异及动态变化;软件预测及双荧光素酶报告基因实验验证确定,miR-375_1能够调控包括bmi1、cfap45、dmrt1和tssk4-1等与精子发生过程密切相关的潜在靶基因,且与bmi1基因的作用更显著;原位杂交结果表明,bmi1基因信号定位于精细胞和精子。研究结果表明,miR-375_1可能在栉孔扇贝精子发生中发挥重要作用,并可通过调控bmi1、cfap45、dmrt1和tssk4-1等基因参与精子成熟过程的调控。
张瑞琦,陈越,李茜茜...
《中国海洋大学学报(自然科学版)》
2025年第9期
春季黄渤海水体的硝化过程速率及其环境调控因素
本研究于2021年5—6月在渤海与北黄海开展了现场观测,通过15N同位素加富培养实验,并结合光照、营养盐等信息,旨在量化黄渤海水体硝化过程速率及甄别其关键环境控制因子。结果表明,春季黄海与渤海的硝化速率分别为0.06~2.56和0.11~3.15 nmol·L-1·d-1,观测区域表层水体的硝化速率一般低于底层。在春季的黄渤海,硝化速率与硝化反应底物氨的浓度符合米氏动力学的关系。光照显著抑制了硝化过程,且光强与硝化速率间符合抑制的动力学特点。该研究对于陆架边缘海水体内部氮转化过程及其环境控制因素的理解提供了新的认知。
刘崇淙,侯兴,刘素美...
《中国海洋大学学报(自然科学版)》
2025年第9期
春季黄渤海水体的硝化过程速率及其环境调控因素
本文提出了一种基于盲稀疏脉冲反褶积的地震数据低频补偿算法来补偿多分量地震数据中缺失的低频成分,为弹性波全波形反演提供低频成分丰富的输入数据,利用该数据实现了初始纵横波速度模型的正确构建。首先依据褶积理论,利用地下反射系数的稀疏性构造L1范数约束的目标函数,利用压缩感知理论和稀疏反演方法求解稀疏反演问题,实现对低频缺失地震数据的全带宽拓频,并采用快速迭代收缩阈值算法将观测记录压缩为尖脉冲。再将其与低频成分丰富的子波褶积重构出富含低频信息的多分量地震记录并用之进行时间域弹性波全波形反演。最后,将该反演结果作为初始模型,采用不依赖子波的时间域弹性波全波形反演算法获得最终反演结果。模型试算结果表明该反演方法在低频缺失和子波不准情况下能够有效提高反演精度。
贺庆钰,何兵寿
《中国海洋大学学报(自然科学版)》
2025年第9期
波流作用下裙式吸力锚基础的冲刷特征研究
裙式吸力锚是一种有着施工方便,抗冲刷性能强等优点的新型海上风机基础型式。本文通过室内波流水槽冲刷试验,将裙式吸力锚模型安装在平底砂床中,改变波流条件,记录冲刷发展的过程与冲刷坑的形态特征,并就冲刷发展规律受到不同波流因素的影响进行分析。研究成果如下:当流速增加或淹没率减小时,冲刷范围增大,冲刷发展加快,准平衡阶段冲刷深度与淤积高度增加。得到了预测不同的基础高度(淹没率)下基础周围冲刷深度历时发展规律。波高增大时,随着试验从清水冲刷阶段发展到动床冲刷阶段,最大冲刷深度先增加后减小,最大淤积高度始终增加。增加相对流速会使冲刷加剧,增加速率先提升再降低。基础前方冲刷坑为“倒勺状”,基础两侧对称出现沙丘,基础后方有马蹄状淤积沙丘。流速增加或淹没率减小时,基础前方冲刷坑,后方淤积沙丘的尺度都会增大。筒裙结构能较好地发挥抗冲刷作用。
刘红军,郭子贤,于雅琼...
《中国海洋大学学报(自然科学版)》
2025年第9期
长江口潮间带沉积物中有机碳的时空分布与组成特征
本研究于2022年12月和2023年6月在长江口区域6个站位由陆向海分别采集了坝内土壤、高潮滩和低潮裸滩沉积物样品,测定了它们的总有机碳(TOC)含量及其稳定碳同位素比值(δ13C)、正构烷烃(n-alkanes)含量、人为来源的黑碳(BC)和多环芳烃(PAHs)的含量。结果表明,样品TOC含量(0.08%~5.20%)由陆向海方向逐渐降低,其稳定碳同位素比值结果显示陆源贡献逐渐降低;所有样品的正构烷烃含量为0.49~56.44μg·g-1,平均含量为(9.41±11.61)μg·g-1,在丰水期其含量高于枯水期,空间变化趋势与TOC相似。分子比值结果表明,潮间带表层沉积物中陆生高等植物贡献占优势;样品中BC含量为0.32~17.12 mg·g-1,平均含量为(2.42±2.35) mg·g-1,BC含量从土壤至低潮裸滩沉积物逐渐降低,焦炭/烟炱(schar/soot)比值指示BC来源于生物质燃烧和化石燃料燃烧混合贡献,潮汐交替水动力过程是影响研究区域BC空间分布的主要因素;PAHs枯水期高于丰水期,受到光照和植物的降解作用,分布与BC不同,比值法判断PAHs来源是以煤/生物质燃烧为主,混有部分石油燃烧来源;由于受连续水动力过程的影响,在低潮裸滩区域BC和PAHs之间具有更好的相关性,其中BC亚组分soot对PAHs的吸附是重要因素。总体上,长江口潮间带区域有机碳的分布与埋藏受水动力扰动、来源差异、植物生长的影响以及人为活动等多方面的共同作用。本研究为了解长江口潮间带表层沉积物中有机碳的来源、组成与分布情况提供参考。
谢圣涵,刘昕怡,邹蓓...
《中国海洋大学学报(自然科学版)》
2025年第9期
基于微宇宙系统的环境因子影响海水中正丙苯和异丙苯衰减速率的研究
危险化学品在海水中的衰减特征对于其泄漏事故发生后采取针对性应急对策十分重要。为了探究泄漏入海的正丙苯(n-PBZ)和异丙苯(i-PBZ)衰减程度随环境条件的变化趋势,采用微宇宙实验方法分别调节温度、盐度、pH、光强和风速,根据海水中n-PBZ和i-PBZ的浓度变化进行衰减动力学分析,确定影响较大的环境因子以及低风速对二者衰减的不利影响。研究表明,温度是对2种丙苯(PBZs)衰减影响最大的环境因子,其与衰减速率常数(k)呈显著正相关:n-PBZ和i-PBZ在30℃下的k值分别为5℃下的2.12和1.90倍。光照有利于n-PBZ和i-PBZ衰减,2种PBZs在光强800μmol/(m2·s)时的k值分别为黑暗条件下的1.63和1.57倍。仅在较低盐度(≤10)时,k值随盐度增加而增大。海水的pH(6~9)对2种PBZs的衰减均无显著影响。常见于海雾天气的低风速(1 m/s)非常不利于n-PBZ和i-PBZ衰减,风速1 m/s时n-PBZ和i-PBZ的k值不足风速5 m/s时的60%,这将造成事故海域在较长时间(20 d以上)面临中、高生态风险。研究结果表明,温度、光强和风速是影响海水中n-PBZ和i-PBZ自然衰减的主要环境因子。
陈汕,夏宇凡,孟范平
《中国海洋大学学报(自然科学版)》
2025年第9期
基于Kriging模型及反向Kullback-Leiler散度的老龄化平台随机模型修正方法
针对导管架平台实测数据少且修正效果差的问题,本文提出了一种基于反向Kullback-Leiler(KL)散度的两阶段型随机模型修正方法。该方法的核心在于利用Kriging模型替代有限元模型进行计算,并分为两个修正阶段:第一阶段为频率距离修正;第二阶段为频率分布差异修正。首先,假设结构修正参数和模态参数服从高斯分布,从而将不确定模型修正问题转化为均值和标准差的修正问题;其次,以某导管架平台为研究对象,研究了所提方法在修正参数均值及标准差均未知的情况下的修正效果,探究了不同数量实测数据对修正结果的影响;最后,将该方法应用于渤海湾某导管架平台上。实验结果表明,修正后,导管架有限元模型频率与实测频率的均值误差小于0.3%,标准差误差小于7%。这一显著的修正效果充分证明了所提方法的有效性和实用性,为其在实际工程中的广泛应用奠定了坚实的基础。
李韵慧,蒋玉峰,马春可...
《中国海洋大学学报(自然科学版)》
2025年第9期
均布与平面波状循环荷载作用下土体液化差异的试验研究
为探究波峰波谷压差产生的侧向挤压作用对海床液化的影响,本文采用自行设计的液压循环加载装置对有无侧向挤压作用的均布与平面波状循环荷载作用下土体的液化差异进行了研究。结果表明,存在侧向挤压作用的平面波状循环荷载相比于无侧向挤压作用的均布循环荷载能加速土体液化的发生,加速程度范围为23%~60%,并且循环荷载的峰值越大或周期越小,土体越容易发生液化。
李云宝,刘洪钊,许国辉...
《中国海洋大学学报(自然科学版)》
2025年第9期
基于时间卷积网络和长短期记忆网络的混合模型海面温度预测研究
本研究提出了一种基于时间卷积网络(TCN)和长短期记忆网络(LSTM)的混合模型——TCN-LSTM,以提高海表温度(SST)的预测精度。通过在四个海洋站的敏感性实验,分析了超参数对模型稳定性的影响。通过控制迭代次数、TCN卷积核数量和LSTM神经元数量等关键参数,并运用方差分析(ANOVA)方法,本文发现所有p值均大于0.05,这表明不同参数对平均绝对百分比误差(MAPE)的影响不显著,支持了模型的相对稳定性。TCN-LSTM模型结合了TCN在局部特征提取和LSTM在捕获长期依赖关系方面的优势,使其能够有效学习SST数据中的重要特征。在未来7 d的海面温度预测中,TCN-LSTM模型展现出优越的适应性和泛化能力,其相关评价指标表现优异。此外,通过比较不同超参数组合下的预测性能,验证了模型的一致性与可靠性。本研究为SST预测提供了一种新颖的方法论框架,尽管主要集中于单变量时间序列模型,但未来研究将考虑多变量模型和时空特征提取,以进一步提升整体预测精度。
赵煜,王律钧,姚志刚...
《中国海洋大学学报(自然科学版)》
2025年第9期
加权Hardy空间上的若干复对称算子
本文通过构造共轭算子,研究加权 Hardy空间 H2(β)上加权复合算子和 Toeplitz算子的复对称性。当权系数为 βn =bn ,b≥1时,我们将算子J:Jf(z)=f(z)和有界的加权复合算子Wu,v 相结合,给出了Wu,vJ是共轭算子的充要条件。 进一步,我们得到了有界加权复合算子Wψ,φ关于Wu,vJ是复对称算子的充要条件。在经典的 Hardy空间上,即βn ≡1时,我们利用置换的思想构造了一个共轭算子Cσ,并刻画了 Toeplitz算子和加权复合算子关于Cσ的复对称性。
胡绪珂,石岩月
《中国海洋大学学报(自然科学版)》
2025年第9期
多元人工回补区地下水来源及其对砷富集的影响
多元人工回补的精确示踪对于评估其对周边含水层地下水水量和水质的影响至关重要。然而,常规离子或具有非保守特性的新污染物在示踪人工地下水回补时存在局限性。因此,迫切需要引入一种能够有效示踪人工回补过程的示踪剂。本文选择北京市潮白河多元人工回补区(再生水、南水北调水和引温济潮水回补)展开研究,基于典型示踪剂(如Gd/Gd*值、Cl-浓度和δ18O值)沿潜在回补路径上的衰减模式,量化并揭示了不同人工回补区地下水来源及其对地下水水质的影响。结果表明,三种回补区地下水水化学类型及常量组分浓度差异不大,但再生水Gd浓度可达南水北调和引温济潮回补区地下水的近40~50倍。以Gd/Gd*值为示踪剂,再生水回补对地下水的影响达到河道周边1000m、深度<60m的范围,引温济潮回补对地下水的影响达到河道周边500m、深度<30m的范围,基于Cl-和δ18O双示踪剂的三端元混合模型指出,南水北调回补主要影响河道两侧2000m、深度<80m范围内的地下水。研究区高As地下水主要位于人工回补影响较弱的引温济潮区南部,其形成与含As铁氧化物的还原性溶解和HCO3-驱动的As解吸有关。而在人工回补影响范围内,地下水As浓度均较低,且其与Gd/Gd*值呈显著负相关,说明人工回补明显降低了地下水As浓度。本研究揭示了稀土元素Gd/Gd*指示再生水回补的适宜性,为评估地下水水质受多元人工回补影响提供了科学依据。
郭华明,高志鹏,郭勇才...
《中国科学:地球科学》
2025年第9期
基于改进物理信息神经网络的地下水砷富集过程反应运移数值模拟
原生高砷劣质地下水富集与迁移过程受到复杂的水文条件和地球化学作用控制,传统的地下水反应运移模拟技术在求解多路径反应网络系统时面临收敛性和计算效率的双重挑战。本文基于物理信息神经网络(physicsinformed neural networks, PINNs),提出将物理约束与PHREEQC地球化学反应模块耦合,开发了一种改进的物理信息神经网络模型(PH-PINNs)。考虑微生物介导的铁-硫-碳-氮地下水砷富集反应网络,依托山西大同盆地山阴试验场地监测数据资料,构建了场地尺度二维地下水砷富集与迁移过程的反应运移数值模型。结果表明, PH-PINNs模型在捕捉非线性和非平稳特征方面优于传统PINNs,预测结果的均方根误差显著低于PINNs,相较于PINNs降低50%以上,提升了地下水复杂非线性反应网络的预测精度,展现了更高的模型求解稳定性和适应性,为多组分耦合、高度非线性地下水系统的科学研究和实际应用提供了新的模拟方法。
邓芳,吴吉春,杨蕴...
《中国科学:地球科学》
2025年第9期
典型区域地下水中铁、锰、砷和氮的分布特征及成因分析
本研究以地下水中铁(Fe)、锰(Mn)、砷(As)、硝酸盐氮(NO3-N)和氨氮(NH3-N)为研究对象,综合水化学分析、同位素示踪以及沉积物化学、矿物成分及其微观形貌分析等方法,开展北京市典型区域地下水中As、Fe、Mn、NO3-N和NH3-N分布特征及成因分析研究。结果显示,研究区地下水As和NH3-N浓度均低于我国《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)Ⅲ类标准限值, NO3-N、Fe及Mn浓度超出其Ⅲ类标准限值的占比,分别为7。69%、11。54%和19。23%。研究区地下水水质整体较好,其产生的人类健康风险均处于可接受水平。结合矿物学分析结果可知,沉积物中分布的含铁/锰矿物是地下水中Fe/Mn的主要来源,同位素示踪及水化学分析结果显示,浅层地下水NO3-N受到人类活动的影响。在水文地球化学过程影响下,地下水中As、Fe、Mn、NO3-N和NH3-N浓度呈现出空间异质性。其中,研究区西北部山前区域地下水中Mn富集现象主要受到岩层下伏煤矿的影响。中部冲洪积扇NO3-N及Fe协同富集现象主要归因于地质背景及粪肥污水外源输入、硝化作用-含铁矿物溶解释放的协同驱动,并受到蒸发-浓缩过程的进一步影响。冲洪积扇扇缘及冲洪积平原区Fe和(或)Mn富集,协同As及NH3-N浓度波动的现象,主要受到有机质矿化、硝酸盐还原、铁/锰还原及硫酸盐还原过程的影响。此外,矿物溶解-沉淀和吸附-解吸附作用进一步对冲洪积平原区As、Fe和Mn的迁移转化行为进行调控。研究结果可为北京市地下水保护和污染分区防控提供科学依据,对保障北京市饮用水安全具有理论意义。
李艳艳,葛潇,杜逸飞...
《中国科学:地球科学》
2025年第9期
1568~2021年中国东北夏季水文气候变化
东亚夏季风(EASM)边缘区水文气候变化对全球变暖的响应机制尚不明确,亟需建立长尺度水文气候记录评估自然变率与人为强迫的影响。本研究构建了中国东北地区迄今为止最长的树轮纤维素氧同位素年表(1568~2021年),并据此重建了东亚夏季风北缘夏季相对湿度变化。重建结果表明,东北亚在小冰期经历了干旱的气候状态,而现代暖期气候相对湿润。在百年际尺度上,工业革命以来温室气体的增加导致的增温似乎增强了东亚夏季风,促进了东北亚地区的湿润化。尽管20世纪50年代以来东北亚地区经历了干旱事件,但其强度比小冰期时的干旱事件弱。近期的干旱可能受到太平洋年代际涛动正相位、大西洋多年代际变率负相位和人为气溶胶排放的影响。上述结果表明,最近的水文气候变化可能反映了自然变率与人为强迫之间的复杂相互作用,增温引起的东亚夏季风增强可能会缓和本应会出现的更严重的干旱状况。
刘禹成,安文玲,吴志鹏...
《中国科学:地球科学》
2025年第9期
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