中国风尘堆积的研究对古气候古环境十分重要。为深入了解近年来中国风尘堆积研究现状和发展趋势,以Web of Science为数据源,以2000—2023年932篇研究论文为研究对象,采用文献计量分析法,运用CiteSpace和Biblioshiny等工具,进行共被引分析、关键词分析以及合作分析。研究发现:风尘堆积领域研究的发文量整体呈上升趋势,尤其是近10年研究活跃;研究热点前沿集中于不同地区风尘堆积的物源、沉积环境、驱动因素、环境意义等方面,特色和突出方向为季风气候演化、气候变率和季风-干旱环境等;从国际合作与影响力看,在该领域发文量居于前列的国家包括中国、美国和日本等;主要研究机构有中国科学院、中国科学院大学和兰州大学等。未来需要加强对物源争议、年代分歧的研究,深化搬运动力与机制研究,为环境演变和人类文明演化作出更大贡献。
黄河入海口位于海陆过渡带,对环境变化响应敏感,揭示其沉积环境特征,对于探讨区域气候环境演变与高质量发展具有重要意义。通过对黄河入海口垦利(KL)岩芯的AMS14C测年、岩性、粒度、磁化率、碳氮比(w(TOC)/w(TN))等分析,重建了黄河入海口地区全新世以来的沉积环境特征。结果表明,KL岩芯覆盖过去9.28 ka,岩芯反映的黄河入海口地区全新世沉积环境经历了5个阶段:约9.28~8.15 cal ka BP,颗粒较粗,磁化率值较高,w(TOC)/w(TN)较大,陆源输入强烈,为河流作用主导的三角洲沉积;约8.15~7.37 cal ka BP,沉积物颗粒变细,w(TOC)/w(TN)较小,表明来源于温暖湿润环境的水生有机物输入量增加,此时研究区转变为滨海相沉积环境;约7.37~3.19 cal ka BP,陆源沉积逐步增加,粒度波动频繁,磁化率值降低,有机来源混合,沉积环境开始向陆相沉积过渡;约3.19~0.82 cal ka BP,持续的陆源沉积,粒度稳定,磁化率上升,反映了气候变冷和人类活动的增强;约0.82 cal ka BP至今,岩性均一,有机质含量低,磁化率高,表明稳定的陆源沉积系统基本形成。文章揭示了自然和人类活动共同影响下的黄河入海口环境演变过程,对未来区域环境预测有重要的指示意义。
年代学研究在萨拉乌苏河流域的环境变化探索中具有十分重要的意义。文章利用单颗粒释光测年技术对萨拉乌苏河表层沉积物进行了石英和钾长石的年代测试,对所采集的2个样品分别提取石英和钾长石矿物组分,应用单颗粒测片SAR测试流程测试了样品中石英的等效剂量,应用两步红外激发的单片再生剂量流程(post-infrared infrared-stimulated luminescence,pIRIR流程)测试样品中钾长石的等效剂量。测试结果表明:(1)所测样品中石英信号很弱,不适用于该地的河流沉积物样品的释光测年。(2)采用pIRIR170测试程序对2个样品SCH-QT-M01、LJB-MR-01中的钾长石进行De测试,循环比大部分在0.9~1.1之间,热转移大多小于10%,表明测试程序可靠。(3)2个样品IRSL50信号的异常衰减率(g-value)分别为1.88±0.11,SCH-QT-M01的异常衰减率为1.79~0.17;pIRIR170异常衰减率分别为0.18±0.07、19±0.15,指示钾长石pIRIR170信号的异常衰减可以忽略。(4)2个河流表层沉积物的钾长石pIRIR170最小年龄模型年代结果分别为90±20 a、50±10 a,即萨拉乌苏河表层沉积物主要为近百年内包括流水和风力等带来的沉积物的混合堆积。在考虑误差因素情况下,这些结果说明单颗粒钾长石pIRIR170技术适用于萨拉乌苏河河流沉积物的测年。
城市河流是重要的N2O和CH4排放源,受到环境条件和监测方法的影响,不同地区城市河流的温室气体排放能力差异明显。为确定典型城市河流水-气界面N2O和CH4排放速率及其影响因素,选择典型城市河流新乡市卫河作为研究对象,同时利用漂浮静态箱法和扩散模型法监测河流温室气体排放通量,并对监测结果进行对比分析。研究结果表明卫河新乡段表现为N2O和CH4的持续排放源,其中N2O的溶存和排放与硝态氮(P<0.01)、铵态氮(P<0.01)、溶解有机碳(P<0.01)和氧化还原电位(P<0.05)均具有显著相关性,气温(P<0.05)、溶解无机碳(P<0.05)与N2O排放显著相关;CH4溶存量与溶解无机碳(P<0.01)、ORP(P<0.05)显著相关,而影响CH4排放的主要因子为水温(P<0.01)和氧化还原电位(P<0.01)。扩散模型法获得的N2O和CH4排放速率日均值分别为是漂浮静态箱法的59.15%、68.74%,不同方法获得的水体温室气体排放速率显著相关(P<0.01),说明扩散模型法对较浅以及流速平缓的城市河流具有一定适用性。扩散模型法获得的排放速率日均值分别为静态箱法的59.15%(N2O)和68.74%(CH4),反映了春季卫河中CH4的冒泡排放贡献较低,而N2O可能具有较高的冒泡排放通量。
东平湖作为黄河流域重要的生态屏障和南水北调东线工程的关键枢纽,其沉积物有机碳分布对区域碳循环及水质安全具有重要意义。文章通过对东平湖74个表层沉积物样品进行总有机碳(TOC)、总碳(TC)、总氮(TN)、粒度等指标测定分析,探讨了东平湖有机碳的空间分布特征、来源及其影响因素。研究结果表明,东平湖表层沉积物有机碳的质量分数为0.31%~6.56%,平均值为2.42%,呈现自西向东递减趋势;w(TOC)/w(N)在6.03~11.54,平均值为7.44,表明东平湖有机质来源主要是以湖泊水生植物与藻类为主的内源有机质。东平湖表层有机质分布具有明显的空间差异性,其沉积过程主要受人类活动、粒度、湖泊水下地形等因素影响,表现出自西向东递减的态势。研究结果可为东平湖碳库管理及生态保护提供科学依据。
湖泊沉积物的粒度特征是反演沉积动力与古环境变化的重要代用指标,但传统全样粒度参数易受多过程混合信号干扰。文章以福建平潭岛小型封闭湖泊三十六脚湖为研究对象,对湖心49 cm岩芯(SSL岩芯)沉积物开展多峰态粒度分布特征分析。通过马尔文3000激光粒度测试和对数正态分布模型拟合,识别出3个稳定峰态组分:主峰粗颗粒组分(p1众数:25~70 μm,占比48.6%~70.9%)、次峰细颗粒组分(p2众数:5~12 μm,占比25.3%~45.5%)及少量超细组分(p3众数:0.6~1.5 μm,占比3.0%~8.4%)。研究发现,该湖心沉积呈现类似湖滨沉积的粒度分布特征(主峰为p1),与大型湖泊湖心细颗粒组分为主峰(对应本研究的p2)的典型模式显著不同。这一现象归因于三十六脚湖面积较小(2.1 km²)、湖心近岸(距湖岸0.37 km)及浅水环境(平均水深4~5 m),导致湖心水动力强度类似于湖滨区,粗颗粒(p1组分)可通过跃移作用输送并沉积至湖心。p2组分反映较弱水动力条件下的悬移沉积。研究表明,分离多峰态组分可提取更精准的沉积动力信号,为小型湖泊古水文重建提供新思路,同时强调在环境代用指标构建中需结合湖泊形态与水动力条件进行综合解析。
滩涂造林是修复红树林湿地和提升海岸带蓝碳生态系统碳汇功能的重要手段。为揭示修复初期红树林湿地生物量和碳储量分布特征及影响因素,以广东省海丰县长沙湾入海口种植初期(红树林种植3~5年)人工拉关木群落作为研究对象,调查不同林龄、不同区段(近陆地、过渡、近海洋)红树植物群落特征,采集0~100 cm土壤柱状样品,比较分析不同林龄不同区段拉关木群落生长状况、生物量累积及各器官生物量分配特征,土壤碳储量水平和垂直空间分布规律及其与土壤因子间相关性。结果表明,由陆向海随潮位高度降低拉关木群落生长状况逐步变差。近陆地段拉关木通过抑制幼苗萌发生长(RSD为-6 879株·hm-2·yr-1)、快速提高初始栽植植株胸径(RDBH为8.4 mm·yr-1)的方式累积生物量。近海洋段拉关木通过提高幼苗繁殖体数量(RSD为6 784株·hm-2·yr-1),维持种群稳定和生物量累积。由海向陆拉关木树干生物量年均增速占比由26.58%增加至41.91%,用于强化种内竞争优势。由陆向海拉关木根系、叶片生物量年均增速占比分别从32.93%、5.69%增至40.15%、16.16%,用于增加风浪抵抗力和存活率。受修复初期幼龄红树植物生长代谢较慢影响,土壤碳储量受植株生长的影响较少,土壤碳密度在水平方向上变化不大,均值为81.42±3.79 t·hm-1,但在垂直分布上呈逐渐降低趋势,其受土壤容重、有机碳的质量分数、含水率、氮、磷等土壤理化性质影响较大。伴随红树林恢复进程的增加,植株生长对红树林生物量和土壤碳储量的影响将会逐渐增加。
风水塘是由人工开挖或改造形成的半封闭性静水水体,具有独特的岭南文化功能。乡村风水塘沉积物重金属污染对生态安全和美丽乡村建设至关重要。文章以广东省一个典型乡村风水塘为研究对象,该塘近年来已实施水质生态修复。为检验生态修复效果,系统采集了柱芯和表层沉积物样品,利用ICP-MS测定Cr、Mn、Co、Cu、Zn、As、Pb等重金属浓度;通过地累积指数法、潜在生态危害指数法及人体健康风险评估模型,综合评估重金属污染程度、潜在生态风险及人体健康风险;结合Pearson相关性分析探讨了重金属污染来源。结果表明:沉积柱芯中的重金属元素浓度均显著高于陆壳元素背景值,且自底层至表层呈递增趋势;Zn、Mn、As、Co、Cu、Pb呈显著正相关(r>0.500,P<0.01),指示其具有同源性。在设置修复区与未修复对照区的条件下,表层沉积物重金属浓度显示,修复区中Co、Cu、Zn、As、Pb的平均浓度随时间显著下降,表明水生植物修复能有效降低目标重金属污染负荷。As和Pb是主要的富集污染物,潜在生态风险最高。人体健康风险评估显示,Cr、Mn、As是主要贡献因子,皮肤接触是主要暴露途径,且儿童风险高于成人。本研究填补了关于小型、文化性人工水体修复效果评估的研究空白,为利用水生植物修复技术治理风水塘重金属污染、控制污染输入与积累、防控生态风险提供了科学依据。
陆相红层是记录古气候、古环境、类比研究行星古环境与地质演化的重要载体。白斑作为红层中局部褪色的还原区,形态上多为灰白或灰绿色球状、椭球状。在生物地球化学上,白斑可能记录早期地下深部生物圈活动,同时其矿物—光谱特征为地外行星的生命探测可提供潜在指标。其成因长期存在争议,涉及流体渗透、有机质降解及微生物作用等多种机制。但目前对于其形成机制还存在一定的争议,需要进一步精细化的定量分析研究。文章结合扫描电镜X射线光电子能谱仪和扫描电镜,对白斑与周围陆相红层的元素、矿物进行对比分析,结果显示:白斑区Fe2+/Fe3+比值较红层略高(约为1.00),呈轻微还原环境,说明Fe3+部分被还原并迁移流失;同时Al的质量分数升高,与硅铝酸盐蚀变及粘土化过程相符。扫描电镜结果揭示白斑内部普遍发育碳酸盐充填、绿泥石化及含Cr—Fe—Ti重矿物蚀变等特征,反映出酸性还原流体沿孔隙和裂隙渗透的过程。综合分析认为,白斑的形成是孔隙流体与重矿物耦合作用的结果,微生物在其中可能起催化还原与漂白作用。文章从矿物学与价态角度揭示了陆相红层白斑的形成机制,为理解陆地沉积环境下的氧化还原过程及地下微生物活动提供了新的证据。
在应对全球百年未有之变局和提升国内社会治理水平的双重需求驱动下,政治地理学及其教学实践受到了广泛关注。然而,高等教育阶段的政治地理学教学仍面临教材知识滞后、学科概念及理论晦涩难懂、课程内容与思政教育融合不深的问题。为此,文章提出以研促教、以例证理、以政思政的创新性教学理念,并在这些教学理念的指导下推动了教学内容及部分教学方法的创新。具体而言,通过发表与学科概念及理论相关的学术论文并引入教学以确保教学内容的时效性和完整性,通过引入和分析具体案例以提升教学内容的可理解性与实践性,通过将思政教育有机融入课程教学以增强学生的政治素养和爱国情怀,并以“领域概念与领域陷阱理论”课程教学为例,详细阐述践行该教学理念的具体路径和初步成效。文章所提出的教学理念不仅有助于提升政治地理学课程教学效果和扩展内容体系,也为高等教育教学改革与实践提供了借鉴思路。