应用地球化学市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx
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1、优异精品课件文档资料第1页第二部分第二部分生态地球化学调查理论基础与生态地球化学调查理论基础与工作方法工作方法第2页1.序言序言生态地球化学是近几年兴起一门新学科。在国内外尽管已经有较多生态地球化学调查实例研究,如俄罗斯在90年代早期开始多目标地球化学调查包括生态地球化学调查,我国江苏、山西、四川、湖南等省当前也在进行生态地球化学调查,但生态地球化学调查至今仍是一发展中新工作领域,相关这方面结果汇报和论文也极少见到。在谷歌 搜索引挚中“Eco-geochemistry”只有5个搜索结果(止于/02/01);Ecology geochemistry只有116个结果(止于/02/01);而“Eco
2、logical geochemistry”只有40个结果。第3页对对生生态态地地球球化化学学学学科科定定位位了了解解:生态地质学是研究人类系统与自然生态环境与社会生态环境之间相互关系科学;生态地球化学是生态地质学(地球科学)一个分支学科,生态学、地球化学交叉学科,主要研究元素在生物圈、岩石圈、水圈、大气圈系统内分布特点以及元素在各系统间迁移、运动和相互作用规律;同时包括开展生态地球化学研究有效研究方法及表示方法探讨;而生态地球化学调查是生态地球化学主要研究内容及研究伎俩之一;生态地球化学调查资料是区域生态系统布局规划、环境保护、人类活动功效区域布局规划主要依据,是开展生态地球化学研究主要基础。
3、第4页生生态态地地球球化化学学调调查查理理论论及及方方法法:生态地球化学学科定位决定了指导和开展生态地球化学调查理论和方法为生态学理论、地球化学理论以及二者交叉融合可能形成真正属于生态地球化学理论和方法,当前人们在开展生态地球化学调查时主要借鉴是地球化学理论与方法,而系统生态地球化学理论和方法还在人们探索和形成过程中。第5页生态地球化学几个基本特点:生态地球化学几个基本特点:(1)学科交叉性:生态学、地球化学学科交叉,还包括地质学、土壤学、农、林业科学、种植科学、水文学、环境科学、医学、生物学、信息科学等。(2)研究对象广泛性:研究对象分属于生物圈、岩石圈表层、水圈、大气圈等。(3)研究内容复
4、杂性:除了硕士态系统与相关物质体特征外,还重视不一样圈层中物质以及同一圈层内不一样物质间质量、能量传输、相互作用及随时间演化规律。(4)研究内容不足:局限于当代,局限于地球表层,局限于含有生态效应元素及地球作用过程。第6页国土资源部当前正组织开展多目标地球化学调查,而生态地球化学调查是其中一部分,相关人员实际已在开展生态地球化学工作,有不少实际工作积累和认识积累,并有理论和方法上探讨(如奚小环“关于区域生态地球化学评价若干意见”、杨忠芳“多目标地球化学调查”、湖南地质调查研究院“洞庭湖区多目标生态地球化学调查中第四纪地质工作方法”等讲话、汇报等),相信大家对他们思想观点都已经有认识,在此不再赘
5、述;现将一些经过阅读文件和实际工作形成一些自己不成熟认识向大家作一介绍,因为这些认识完全是自我认识,虽有思绪较新特点,同时也不成熟之弊病,请多提意见。第7页2.生态地球化学调查相关理论生态地球化学调查相关理论21生态地球化学调查理论基础生态地球化学调查理论基础211地球表层、具生物效应元素对生态系统存在控制与影响作用第8页生态效应表现之一,是元素在人体中分布对健康影响,上表中标识为浅色元素是对健康必须元素;深色是有毒元素,而有些元素具双重性;生态地球化学调查元素主要局限于这些有生态效应元素。212具生物效应元素在地球表层分布、生态系统都有时空上差异性(不均一性)以及相互间联络性,这种差异性存在
6、才使得开展生态地球化学调查含有必要性,而联络性使调查发觉规律成为可能。如图2.1,2.2,2.3表现元素空间分布不均匀与不一样生态系统间对应性(Dissanayake et al.,1998)。第9页图2.1.富Ni 蒙脱石土壤,几乎不长植物,土壤母质为蛇纹岩(斯里兰卡)第10页图2.2.热带环境中I元素在水圈、大气圈、岩石(土壤)圈内及之间地球化学循环第11页图2.3.风化层、风化带厚度、气候条件和水化学组分间 相关关系(after Pedro,1985)第12页22开展生态地球化学调查开展生态地球化学调查 应遵照基本理论应遵照基本理论221分布异常及异常差异理论分布异常及异常差异理论 对地
7、球化学异常存在及成因已经有系统地球化学理论支持,但生态地球化学异常理论仍在发展中。主要存在问题是异常分类、异常标准确实定、异常形成机理均无系统理论支持,人们借鉴是地球化学与生态学理论,个人对此有以下认识:第13页u生态地球化学异常分类:地球化学异常分类主要包括是元素种类或元素组合异常;生态学分类主要应是生物种类及生态系统(包含种类及环境)异常;生态地球化学异常分类依据除考虑元素、生物种类及组合外,最主要应表达地球化学及生态多原因组合异常,其分类依据可有:元素(组合)-成因(天然-人为成因)元素(组合)-响应(生物、生态健康响应)元素(组合)-生物元素(组合)-景观元素(组合)-介质(土壤、水体
8、、生物等)元素相态(组合)元素(组合)-环境(见图2.4:元素-pH,Eh值)。第14页图2.4.不一样地表环境(氧化、还原、酸性、碱性、潮湿、干旱)中必需及 有毒元素稳定及活性程度第15页元素元素-介质异常则使人们能直观了解元素异常载体及成因。介质异常则使人们能直观了解元素异常载体及成因。如Koval将多介质样品(水系沉积物、土壤、基岩、水体、积雪、植物)中Hg异常分为了5类:1)与基岩相关自然异常;2)与断层和裂谷相关自然异常;3)与工业和居住区相关技术成因异常;4)与淘金相关技术成因异常;5)离散流异常。第16页元元素素-成成因因异异常常可可使使人人们们非非常常明明了了知知道道生生态态地
9、地球球化化学异常成因。学异常成因。如自然异常(naturalanomalies)和人为异常,如前者可有富硒-茶业异常,后者可有富铅-交通异常;还可有些人为与自然综合异常:如矿山开采形成异常。第17页222生态地球化学异常分类意义生态地球化学异常分类意义u更更准准确确突突出出生生态态地地球球化化学学异异常常实实际际及及特特征征:如图2.4只考虑元素种类或组合分布(丰度)异常,则不能反应其生态环境特征,而地学工作者可能且轻易选择元素种类或组合异常分类,结果我们能够有元素或元素组合异常,异常却不能表达其生态环境特征;所以是否可形成如“酸酸性性-Cr,Al”组组合合异异常常,非常明了说明酸性条件下,A
10、l不活动性可使土壤中Al聚集,累积后会形成Al生态地球化学定时炸弹。第18页u明明了了异异常常成成因因:元素(组合)-成因(天然-人为成因)依据异常分类才能真正明了地表示元素异常形成原因;如只依据元素种类划分异常,则可能混同不一样成因异常,无法真正认识元素与生态间相关规律和有效对策提出。第19页u明明了了异异常常影影响响后后果果:元素(组合)-响应(生物健康响应)明确表示异常对生物影响后果,元素种类及量级对生物种类或生态环境影响后果存在差异,不一样元素异常会产生不一样生态效应,如钴、铜、汞、铅等元素与胃癌死亡率有相关性,所以将元素异常与生物效果结合划分异常则能非常明了地表示二者间关系和生态地球
11、化学基本特点,如划分“硒硒-克克山山病病”异异常常,“氟氟-氟氟化化症症”异异常常,(Co,Cu,Hg,Pb)-胃癌异常(李文光胃癌异常(李文光,)。)。第20页u明明了了有有效效对对策策:正确明了生态地球化学分类将明确表示应对有害异常应采取办法;元素-生态效应异常分类可满足不一样对象要求,大大提升生态地球化学调查结果应用价值。第21页223生态地球化学区划理论生态地球化学区划理论区划约束生态地球化学异常空间分布格局。区区划划标标准准差差异异(空空间间区区划划、地地理理景景观观区区划划、功功效效区区划划、行行政政区区划划)会会造造成成不不一一样样生生态态地地球球化化学学异异常常格格局局,同同时
12、时是是生生态态地地球球化化学学调调查查工工作作布布署署基基本本依依据据,同时对了解生态地球化学规律有约束作用;如以同位素体系为标准或元素异常组合划分,可有地球化学域或省,每个域或省边界是按同位素或元素体系标准值来确定;当前是以行政区划来指导生态地球化学调查工作布署,假如要了解生态地球化学自然规律则行政区划不是最正确选择,而地理景观区划则会有更佳效果;生态地球化学区划理论可起到指导人们依据需要从不一样角度开展生态地球化学调查布署,调查结果分析、规律表示工作。第22页如如空空间间区区划划能能够够有有生生态态地地球球化化学学局局部部异异常常和和区区域域异异常常,局局部部异异常常与与局局部部范范围围内
13、内人人类类活活动动引引发发强强污污染染相相关关。这类异常普通含有异常强度大、浓集克拉克值(异常内元素均值/地壳克拉克值)高特点,使普通生物中毒,引发生物形态变异或生物群落发育特异种群(图1);局部生态环境效应显著而较易识别,而区域生态地球化学异常作用范围巨大,对生态环境以及社会经济潜在影响是相当深远。如60年代,人们发觉不列颠岛15 000 km2范围内绵羊缺钴症,牛硒中毒、铜高引发缺钼症,家畜砷和铅中毒,人工云杉林缺铜症和缺锰症,谷物缺锰症正是区域生态地球化学详细表现。应用这项研究结果,有针对性地对农作物、家畜等补施/补充低缺元素,产生了显著效果。生态地球化学省异常作用效应并不显著,只有少数
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