中国西南岩溶关键带结构与物质循环特征

岩溶关键带调查研究的目标是揭示岩溶生态系统的动态平衡和演化机制,旨在为经济社会提供资源环境服务的可持续管理对策,指出在合理的人为活动下增强岩溶关键带韧性的办法及修复受损部位的有效途径。碳酸盐岩作为可溶岩,赋予了岩溶关键带在结构上及物质循环过程中的岩石圈-生物圈相互作用等方面的若干特殊性。该文以中国西南岩溶区为例,总结了诸多学者的研究成果,揭示了从桂林岩溶区到重庆武隆岩溶区,岩溶关键带发育厚度由几米逐渐增厚至1 000 m的区域差异; 岩溶关键带的垂向物质循环过程以土壤-表层岩溶带为中心环节,而在横向上则呈现“岛屿状”镶嵌分布特征,地表生态具脆弱性; 岩溶关键带碳循环过程包括岩溶碳循环和生态碳循环两部分,碳汇则由植物碳汇、土壤碳汇和岩溶碳汇组成,初步估算其碳汇通量为64.36 t/(km²·a)。     

融合生态学和提升岩溶水数值模拟技术的国际前沿研究

岩溶水由于其脆弱性和非均质性被认为是水文地质领域的重点研究方向。2015年6月在英国伯明翰大学举办的岩溶水国际会议吸引了世界上100多位长期从事岩溶水研究的学者参加,会议从岩溶地质、岩溶水模拟、特殊生态系统、岩溶环境以及水文地质技术方法五个方面进行研讨,提出了很多新认识。例如利用岩溶水模拟进行管道位置的预测;发展分布式混合水流模型已经成为岩溶水模拟的主流;开展岩溶含水层地下生物多样性的调查;注重岩溶环境的评价、科普和保护的衔接等。未来岩溶水研究的动向具有以下特征:（1）岩溶水的研究范畴将扩大到生态学领域;（2）岩溶水模拟的精度将得到显著提高;（3）与人类健康有关的岩溶环境得到更多的关注。为此建议中国地质调查项目跟上国际岩溶水研究的形势,提高地质调查成果的科技含量,尽快实现模型化,增强服务社会的功能。      

喀斯特生态系统服务研究进展与展望

喀斯特生态系统是全球典型的脆弱生态系统之一,它为人类提供了重要的服务功能和价值。回顾国内外喀斯特生态系统服务研究的文献可发现,当前研究多遵循“土地利用变化—生态系统服务价值响应”的研究范式,仅重视中小尺度喀斯特生态系统服务价值的空间异质性,强调土地利用变化和生态工程对生态系统服务价值的影响。而今后应加强基于“生态系统结构、过程—功能—服务”级联框架的喀斯特生态系统服务研究,构建喀斯特生态系统服务分类体系,突出大尺度喀斯特生态系统服务评估,拓展喀斯特生态系统服务之间权衡与协同及喀斯特生态系统服务对人类福祉的影响,定量分析自然和人为因素对喀斯特生态系统服务的影响。      

湘西大龙洞岩溶流域农业生态环境与治理措施

大龙洞岩溶流域水土流失与石漠化严重、旱涝灾害频繁,造成该流域这种农业生态环境现状的主要原因是岩溶生态环境的脆弱性和长期的人为干扰。在研究湘西大龙洞岩溶流域自然地理与地质构造、岩溶水资源、土地与植被环境等特征的基础上,剖析大龙洞岩溶流域石漠化等农业生态环境存在的问题,并根据大龙洞岩溶流域农业生态环境特点,提出了有效开发利用岩溶水资源,提高地表水、地下水与降水资源的利用率及生态重建与恢复等措施。      

南川市三泉镇岩溶区农田生态系统植被碳库的动态变化

通过农田样方观测与实验分析获得南川市三泉镇农田生态系统主要农作物的含碳率、经济系数、果实水分系数,结合该区近26年来( 1980- 2005)主要农作物产量与耕地面积的相关数据,用农作物产量与碳储量转换模型计算法估算和分析该区农田生态系统植被碳库的总量及构成的动态变化。结果发现: 近26年来该镇农田植被碳库和碳密度略有提高,具有微弱的碳汇效应。与邻近的四川盆地非岩溶区相比,该区农田植被碳密度较低。针对农田生态系统植被碳库的构成特点和动态特征,该镇今后应进行作物结构调整,适度增加水稻等大春作物的种植和马铃薯、油菜和饲料等小春作物的种植面积,稳定小麦等作物的播种面积; 加强农田基本建设,发展生态农业,以进一步提高农田生态系统植被碳库的碳储量和碳密度。      

基于土地利用变化的喀斯特地区生态服务价值损益估算——以广西都安瑶族自治县为例

以广西都安瑶族自治县1988年、1999 年TM 影像数据以及2005 年SPOT2 /4影像数据为基础,应用谢高地等关于生态系统服务价值的测算方法,分析了研究区域土地利用变化及其所引起的生态系统服务价值的变化情况。分析结果表明, 17年间研究区域土地利用的变化损害了该区域生态系统的生态服务功能,使生态系统服务价值损失了约0. 91亿元,说明土地利用变化影响了该地的生态系统服务功能的发挥,建议都安县调整土地利用结构,加大生态建设比重。      

Evaporite karst in Sicily

Karst areas are distributed over most of Sicily. The most widespread karst rocks are carbonates, particularly limestones, but karst phenomena can also be seen in evaporites and particularly in salt mines. This report provides an overview of evaporite karst in Sicily, along with a “case history” that shows some of the evaporite karst risks to the environment. In the centre and south of Sicily, a thick sequence of Messinian evaporite rocks are subject to dissolution from meteoric and formation waters. In areas where potassium salts and rock salts are being mined, some geomorphologic changes result from the drilling of boreholes and the collapse of underground mines, thus lowering or collapsing the land surface. An example is the old salt mine “Muti-Coffari”, situated in the commune of Cammarata, where there is a modification of the surface flow of the River Platani. Meteoric waters and runoff flow down through a borehole, enter the underground mine cavity and dissolve the salts, and then the resulting brine flows into a branch of the river, making it salty. Field investigations showed the presence of salt along the edges and on the bed of the stream where it comes out of the cave. Therefore, interventions for risk mitigation are necessary since the old mine constitutes a serious danger for damage or collapse of nearby infrastructures, and can lead to degradation of the river ecosystem and the natural environment.     

桂林岩溶洼地生态系统中大气CO2动态及环境意义

对桂林岩溶试验场岩溶洼地生态系统中大气ＣＯ２动态的昼夜观测结果说明,岩溶洼地对大气ＣＯ２具有一定的调蓄作用,并促进岩溶发育;植被的光合呼吸作用是制约大气ＣＯ２日动态直接的因素,而土壤ＣＯ２向大气的排放居次要地位。     

不同岩溶环境系统的水文和生态效应研究

本文选择3个不同类型的岩溶生态系统作为研究对象，从植被发育状况、群落特征、水化学特征对系统的响应、表层岩溶带功能、系统生态效应及水文效应进行了对比研究，结果显示，植被群落特征较好地反映了生态环境系统遭受破坏的程度及所处的演化阶段；因表层带本身结构的差异，使其具有不同的功能，特别是表现在对系统小气候和表层岩溶带水资源的调节方面；水化学对系统的响应过程，反映了不同系统中物质运移特征的差异。     

Characteristics of Karst Ecosystems of Vietnam and Their Vulnerability to Human Impact

Karst in Vietnam covers an area of about 60,000 km2, i.e. 18 % of the surface of the country. The country has an annual average temperature of 24@, an annual average rainfall of 2300 mm and a relative humidity of about 90%. Karst in Vietnam is typified by peak cluster-depression landscapes ranging in elevation from 200 to over 2000 m. Tower and coastal karst landscapes also exit. Because of naturally favourable conditions, karst ecosystems are diverse and very rich. Higher plants (cormophytes) are abundant. They are represented by approximately 2000 species, 908 genera, 224 families, 86 orders and 7 phyla. They form a thick vegetation cover of evergreen tropical rainforest. Knowledge about lower plants is limited. The fauna is rich and diverse. Phyla such as Protozoa, Vermes, Mollusca and Arthropoda are yet ill known. Preliminary results show that the phylum Chordata is represented by 541 species from 80 families, 40 orders and 5 classes. There exist many precious and rare mammals, in particular some en     

麻驾高速公路岩溶勘察研究

麻尾至驾欧高速公路是西部交通建设科技项目“岩溶地区公路修筑成套技术研究”的依托工程．本文根据麻驾高速公路岩溶工程地质特征及工程地质问题,研究岩溶地区的工程地质分类及处治原则,采用定性与定量相结合的方法,将岩溶地区公路建设中“发现岩溶、评价岩溶、利用资源、处治病害、保护环境”等关键技术应用于本项目中,对岩溶地区高速公路建设具有重要的参考和指导作用。     

花江喀斯特峡谷地区石漠化成因初探

花江喀斯特峡谷区地下水埋藏深,地表干旱,存在显著的人为加速土壤侵蚀过程,植被次生性明显,生境干热特征显著,是已石漠化和半石漠化的生态系统。其中地质构造、地貌演化、岩溶形态、可开发利用的水资源、植被群落可能是石漠化过程的主要自然成因,以土地利用为表现形式的强烈人类活动是石漠化的驱动力。基于此,提出了石漠化地区的土地利用方式和生态恢复过程的建议,旨在为石漠化的演化研究及生态重建提供参考。     

晋祠泉域岩溶水生态系统健康评价

文章尝试性地提出岩溶水生态系统的概念,从系统的特征、功能和面临的威胁三方面论述了其内涵,基于驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)模型,综合考虑自然因素和人类活动叠加影响,构建了岩溶水生态系统健康评价指标体系;用层次分析法(AHP)确定指标权重,用综合评价法确定岩溶水生态系统所处健康状态,并将其分为很健康、健康、亚健康、不健康和病态五级。并以晋祠泉域为例,采用ArcGIS空间分析技术确定岩溶水生态系统健康评价等级。结果表明:泉域煤矿开采区处于不健康状态,东部平原区和中部径流区均处于亚健康状态,碳酸盐岩裸露区和汾河周边区域处于健康状态,分别占晋祠泉域总面积的29%、31%和40%。     

西南岩溶环境中典型植物适应机制的初步研究

岩溶生态系统是受岩溶环境制约的生态系统,中国西南7省1市岩溶环境中存在石漠化趋势。植被的恢复和生态重建具有非常重要的意义。土壤微生物和植物的碳酸酐酶(carbonic anhydrase,简称CA)在生物岩溶作用中扮演重要角色,对岩溶生态系统的良性演化具有重要作用。从元素迁移的生物地球化学特性和植物、微生物的碳酸酐酶等生理生化指标出发,考察西南岩溶环境中典型植物可能的适应机制,即植物适应偏碱性逆境、高钙逆境、土壤贫瘠逆境、干旱逆境的机制。根据典型植物在西南岩溶环境中的适应机制和植被演替规律,从改善立地条件入手,先草后灌木、乔木来进行石漠化治理。与非岩溶区植物相比,西南岩溶区植物的铝含量较低,重金属(如铅、汞)的含量较低,是一种较优良的绿色植物。由于岩溶区土壤含水量较低等原因导致植物脯氨酸含量的显著增加,脯氨酸具有抗氧化活性,螯合金属离子减少其毒性等特性,可以开发富含脯氨酸的特种食品。这表明在岩溶环境中经济植物的地域性开发意义重大。     

典型岩溶县生态承载力演变分析——以云南泸西为例

以云南省泸西县为研究对象,从生态弹性力、生态支撑力、生态压力3个维度将生态承载力目标分层,结合研究区石漠化严重、水资源匮乏、经济结构以农业为主的特点构建了岩溶石漠化县的生态承载力综合评价指标体系,并采用主客观有机结合的赋权方式,评价了泸西县2008-2017年生态承载力演变规律。结果显示:在研究时段内,生态弹性力指数波动剧烈,生态支撑力指数稳定上升,生态压力指数略有下降,生态承载力指数由0.269 2增加至0.759 0,由低承载力上升到较高承载力,虽然在2012年受严重自然灾害影响有所下降,但是承载力整体上升明显,泸西县生态系统的承载能力有所提高,可持续发展状况有所提升;受岩溶断陷盆地坡度陡、水土流失及石漠化严重等问题的制约,叠加原始粗放的耕作方式,泸西县第二、三产业发展缓慢,这仍制约着泸西县经济的可持续发展。      

灵水岩溶泉浮游植物群落结构及其对水环境的指示作用

灵水湖内沉水植物自2010年逐渐消亡,至2013年已基本消失,为探究岩溶水生态系统退化的原因,于2016年4、7、10月对灵水和罗波潭两个水环境相似的岩溶泉进行浮游植物调查和水环境监测。结果显示:灵水优势种共3门16种,罗波潭优势种共3门13种,两者的浮游植物相似性为60%。3次调查种类数基本不变,丰度均表现为4月>7月>10月。生物多样性指数和叶绿素水质评价均显示罗波潭优于灵水,说明沉水植物消亡会引发水环境退化。浮游植物与环境因子的RDA和相关性分析显示,总氮(TN)是浮游植物群落的决定性因子,而浮游植物对氮营养盐更强的摄食能力可能是灵水沉水植物消亡的原因之一。岩溶水环境的HCO-3 和Ca2+浓度可以指示浮游植物的生长状态。      

论岷山地区冰缘岩溶

岷山地区冰缘岩溶是处于岷山雪线下部冰缘环境的碳酸盐岩之溶蚀与冻融相互渗合、叠加的岩溶地质类型,具有碳酸盐岩溶场和冰缘岩屑与冰期、间冰期堆积物岩溶场的二元结构。岷山地区大多数碳酸盐岩处于较低的海拔区,在第四纪气温振荡回暖的影响下冰缘岩溶已经衰退,仅残留着早期冰缘岩溶形成的地貌和钙华体,现在的黄龙沟冰缘岩溶因其碳酸盐岩海拔高,仍处在第四纪末期冰川退缩后的冰缘环境,冰缘岩溶地貌和钙华体还在发育,不过现今全球性气温升高和人类的活动对冰缘岩溶都将产生负面影响,以钙华体为核心景观的黄龙、九寨沟风景区的管理部门应予加强监测和保护。     

塔里木盆地新垦地区奥陶系层间岩溶储层形成机制与控制因素

塔里木盆地新垦地区奥陶系层间岩溶地区缝洞发育,是塔北油气勘探的有利地区。通过储层发育特征分析,发现该区储层主要以裂缝-孔洞及溶洞型储层发育为主,纵向上主要发育在一间房组顶面以下100 m范围内;根据沉积环境、古地貌恢复、岩溶作用条件分析,认为台地相沉积的较纯灰岩是岩溶的基础,多期岩溶作用是优质缝洞储层发育的主要因素,其中一间房暴露期岩溶形成了早期的孔隙,而在这基础上,良里塔格暴露期地下水顺层区域径流岩溶,形成了一间房组、鹰山组大型缝洞空间,该期岩溶是层间岩溶区优质储层形成的最主要时期。在岩溶过程中,断裂或深切河谷控制了地下水径流、排泄方向,即控制了岩溶缝洞储层的分布。根据以上结果,建立了新垦地区层间顺层岩溶模式,以此指导该区奥陶系油气勘探。      

新形势下我国岩溶研究面临的机遇和挑战

随着社会经济的快速发展,我国岩溶环境地质问题日益突出,已引起党和政府的高度重视。本文根据国家经济建设、社会发展的需求,分析了我国岩溶研究所面临的形势与机遇,认为进一步加强岩溶基础与应用问题研究,尤其是岩溶发育的气-生-水-岩的相互作用、油气富集与深层岩溶发育机理、岩溶作用对全球碳汇的影响,以及西南岩溶石漠化综合治理、岩溶地下水资源开发与保护研究,改善生态环境,促进岩溶地区社会经济的持续、和谐发展,是当前和今后一个时期内我国岩溶研究所面临的主要任务和工作重点。      

中国北方岩溶区地下岩溶水库-地表水库联合调蓄

从中国北方岩溶水资源环境动力系统特征出发 ,论证北方岩溶区地下岩溶水库地表水库联合调蓄的意义。以济南泉域为例 ,探讨了封闭千佛山断裂 ,开发西郊地下岩溶水库和地表水库联合调蓄 ,以达到保泉供水目的的可行性。结果表明 ,在中国北方岩溶区进行地下岩溶水库地表水库联合调蓄 ,将可有效地截取地表洪水 ,增加地下水开采量 ,调节地下水与地表水资源环境。从而为解决我国北方岩溶水资源紧缺问题提供一条有效途径。