本期目录
数学与物理学
化学与生物学
环境科学与地理学
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赤泥及其复合钝化剂对土壤铅、镉和砷的稳定效应
- 史力争, 陈惠康, 吴川, 黄柳, 崔梦倩, 薛生国
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2018, 35 (5):
617-626.
DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.05.008
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摘要 (
335 )
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采用土壤培育实验，研究赤泥、酸改性赤泥、沸石、石膏和硫酸亚铁及其复配对复合污染土壤铅、镉、砷有效性的影响。结果表明，赤泥经酸改性处理后铝、钙和铁进一步释放，表面结构发生变化；与对照相比，添加0.5%酸改性赤泥、赤泥与硫酸亚铁复配、酸改性赤泥与沸石复配后，土壤有效态铅含量分别降低1.96%～76.47%、4.94%～75.01%和5.47%～68.44%；加入0.5%酸改性赤泥、赤泥与硫酸亚铁复配后，土壤有效态镉含量分别降低27.78%和15.04%；赤泥与石膏复配和赤泥与硫酸亚铁复配处理降低土壤有效态砷含量效果优于其他钝化材料，培育7、15、30和60 d后砷有效态分别降低0.41%、37.87%、5.41%、3.72%和55.60%、13.81%、37.85%、25.36%；赤泥与硫酸亚铁复配对铅-镉-砷复合污染土壤重金属钝化效果最佳。
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乡村人口收缩背景下经济发达地区村庄用地演变：以江苏省常熟市为例
- 田秀琴, 高金龙, 陈雯, 陈江龙
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2018, 35 (5):
645-653.
DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.05.011
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摘要 (
494 )
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在乡村人口收缩背景下，部分地区村庄用地规模持续增长。为研究这一现象，以经济发达的江苏省常熟市为例，基于2009—2013年土地利用变更调查数据，结合多时相高清卫星影像识别村庄用地类型，阐释村庄用地的演变特征，并从土地供需角度探究村庄用地持续扩张的机制。将村庄用地划分为村庄商服住宅用地、村庄工业用地和其他村庄用地3类。分析结果表明：1）2009—2013年，常熟市村庄工业用地净增量占比53.92%，是乡村空间扩展的主要原因，商服住宅用地净增量占17.88%，且以住宅用地的增长为主；2）常熟市村庄住宅用地持续增长主要源于地方政府对农村社区建设用地补偿过量，村庄工业用地的快速扩张则主要源于乡村工业化的持续推进、企业生产利益追逐及地方政府对财税和经济增长的追求。乡村价值回归提升趋势下，人口收缩的乡村发展转型和土地节约集约利用势在必行。乡村生活空间合理集中化、生产空间进一步集约化、保留和改善生态空间，从而实现乡村“三生一体”。
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2002—2012年达累斯萨拉姆城市蔓延特征及影响因素
- 张家旗, 陈爽, Damas W. Mapunda
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2018, 35 (5):
663-673.
DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.05.013
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摘要 (
237 )
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以坦桑尼亚首位城市达累斯萨拉姆2002、2007和2012年土地利用分类数据为基础，结合实地调研，运用扇形分析和同心圆分析等方法，以及用地增长弹性系数、扩展强度指数、紧凑度、分形维数等指标，研究达累斯萨拉姆近年来城市蔓延的总体态势和空间格局特征。研究结果表明：1）2002—2012年间达累斯萨拉姆城市蔓延特征明显，蔓延程度较高，蔓延速度不断加快，主要表现为非正式聚落不断增长情况下的城乡混合发展，侵占的土地类型主要为裸地，其次为植被；2）2002—2007年城市建成区主要沿交通干道以及在市中心周边进行轴线式蔓延，2007—2012年主要在交通干道间及城市边缘地区进行填充式蔓延，城市空间形态由指状向团块状演变；3）城市蔓延方向性明显，向西北、西、西南和东南扩展较多，东南方向成为新的扩展热点，且表现出明显的距离衰减特征；4）城市蔓延主要受到人口与经济增长、交通条件改善、政策变化及土地制度缺陷等因素的影响，其中交通设施起到重要的空间引导作用。
地球科学
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大渡河水位变化对四川姑咱台钻孔应变观测影响的数值分析
- 任天翔, 杨少华, 董培育, 程惠红, 石耀霖
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2018, 35 (5):
674-680.
DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.05.014
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摘要 (
286 )
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四分量钻孔应变仪通过孔内4个方向的长期应变监测，有效记录地震、固体潮、长年变化等不同频率的地应力变化。然而，记录中也包含非构造应力因素的干扰，因此了解这些干扰形成的机理是一个重要的问题。四川省姑咱台位于陡峭的大渡河谷底部，不但记录到明显的年周期变化，应变量级达10-6，并且每年丰水期，钻孔应变观测到随水位的明显变化。通过弹性力学数值方法讨论河水水位变化对台站产生的应力。初步计算结果表明，姑咱大渡河水数米的涨落对姑咱台探头处产生kPa量级的应力。探头能够记录到水位变化的影响，一方面，说明钻孔应变计的确能够在野外条件下记录到微小应力变化，证明仪器具有很高的灵敏度；另一方面，表明在条件许可的情况下，钻孔应变仪台站选址应该避开陡峭河谷区域，才能减小非构造应力的干扰，突出记录构造应力变化，使观测能更好地应用于地震活动性的研究。
信息与电子科学
简报
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雅鲁藏布江流域度日因子空间变化
- 刘金平, 张万昌
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2018, 35 (5):
704-711.
DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.05.018
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摘要 (
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度日模型以冰川/积雪消融与正积温的线性关系为基础，因其简单易用且性能卓越而被广泛应用于冰川与积雪径流研究。然而，度日因子，作为模型中最重要的参数，很难获取空间分布数据，尤其在海拔较高和地形极其复杂的雅鲁藏布江流域。随着分布式水文模型的发展，对度日因子的空间分布数据的需求已成为研究冰川消融领域的挑战性问题。本研究的目标是基于实际观测的冰川度日因子估算雅鲁藏布江流域内分布式度日因子数据。其中，在雅鲁藏布江流域内或周围已观测冰川的地形因子与度日因子高度相关性被充分考虑。最后，利用不同冰川朝向的雪线进行间接验证本研究得到的分布式度日因子。本工作表明，基于实际观测的度日因子，采用充分考虑地形因素的回归模型及改进的滤波算法可以很好地重建雅鲁藏布江流域空间分布的度日因子数据。结果表明，雅鲁藏布江流域下游的冰川度日因子比上游和中游低，可能是由于上游和中游受印度洋季风影响导致降雨较少以及太阳辐射较多。为了能更好地估算冰川融水径流和管理水资源，分布式的冰川度日因子重建及验证仍需进一步研究。
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滑溜水压裂液与页岩储层化学反应及其对孔隙结构的影响
- 孙则朋, 王永莉, 吴保祥, 卓胜广, 魏志福, 汪亘, 徐亮
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2018, 35 (5):
712-719.
DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.05.019
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摘要 (
334 )
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为探究页岩气井压裂作业过程中，滑溜水压裂液对不同沉积环境（海相、陆相、海陆过渡相）页岩储层孔隙结构的影响，利用盆地深层流体-岩石相互作用模拟仪，模拟地层条件（100 ℃，50 MPa）下滑溜水压裂液注入过程中与不同沉积环境页岩的相互作用实验。通过对比反应前与反应72 h后3套页岩样品矿物组成、孔体积和比表面积的变化，对不同类型页岩孔隙结构的变化进行剖析。结果表明，滑溜水压裂液处理后的不同沉积环境页岩矿物组成和孔隙结构都发生了变化。海相页岩反应之后，碳酸盐矿物发生溶蚀，形成大量直径为2～8 μm左右的溶蚀孔，导致纳米孔孔体积和比表面积减小。因含有较多的伊/蒙混层矿物，陆相和海陆过渡相页岩遇压裂液容易发生膨胀、分散作用，导致其孔体积及比表面积减小。该实验结果为研究滑溜水压裂液对不同沉积环境页岩储层的物理、化学作用，以及为压裂液的改造提供了一定的科学依据。
