中国岩溶碳汇潜力研究

为了应对全球环境变化,中国地质科学院岩溶地质研究所等单位在地质调查项目的资助下,在中国典型岩溶流域开展了岩溶碳汇调查,建立了岩溶碳汇观测网站,深化了岩溶碳汇过程、影响因素和形成机理研究,发现了岩溶区外源水、土地合理利用、植被恢复和水生光合作用等增加岩溶碳汇的途径,取得了大量的科技创新进展。在调查研究的基础上,将我国岩溶区划分为南方岩溶区、北方岩溶区、青藏高原岩溶区和埋藏岩溶区4种类型区,利用GIS技术计算各区的岩溶面积和岩溶碳汇量,获得中国岩溶碳汇总量为3699.1万tCO2/a,这是我国344万km2岩溶区碳水钙无机循环产生的大气CO2汇。该项研究进展在2011年的《Science》通讯报道中获得高度评价。     

铅锌矿尾砂重金属污染物对不同土地利用类型土壤性质影响的典范对应分析

广西阳朔思的村铅锌矿尾矿砂坝坍塌造成了大面积农田污染,已往报道多集中在金属矿山开采过程中产生的废液及大量固体废弃物堆砌而造成的环境污染,较少关注因尾矿砂坝坍塌所造成的这种土壤重金属特殊污染模式。本文运用典范对应分析(CCA)研究铅锌矿尾砂坝坍塌对不同土地利用类型(玉米地、柑橘园、水稻田)造成的重金属(铅、锌、铜、镉)污染以及对土壤理化性质(有机碳、碱解氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量、碳氮比、pH值)的影响。CCA分析结果表明,研究区污染以铅、锌、镉为主,铜次之,其中锌和镉的空间分布格局受土地利用类型的影响更明显,并且镉对水稻田产生的环境风险最高。此外,在土壤中尾矿砂分布不均的前提下,土地利用类型是造成土壤重金属污染空间分布不同的重要驱动力,受土壤质地和矿砂性质的影响,重金属污染引起的酸化效应在供试土壤中不明显,使得CCA图中pH值所代表的点远离重金属箭头连线;阳离子交换量距重金属连线较近,受重金属影响明显并随重金属污染的加剧而减小;碱解氮、速效磷、速效钾等速效养分受重金属污染的影响并不显著,但与施肥配比和农业管理密切相关;有机碳与重金属箭头连线分布象限相同且包裹于其中,与重金属质量分数呈正相关关系,相较于玉米地和柑橘园,水稻田中有机碳积累量更大,达到18.14 g/kg,可能因稻田中微生物的碳源代谢利用能力明显降低,土壤中有机碳的矿化分解受阻,导致水稻土中有机碳的积累。此外,尾矿砂作为土壤重金属的持续性释放源,尽管对土壤的基本理化性质尤其是速效养分的影响并不明显,但能够通过影响土壤微生物群落间接影响土壤碳循环。     

温郁金的石灰土栽培及其营养元素动态变化初步研究

为探索原产浙江温州地区的药用植物温郁金是否能在石灰土上生长,通过盆栽试验对比研究了温郁金在石灰土和红壤上生长及其生长过程中N、P、K、Ca、Mg、Fe 6种元素含量的动态变化。结果表明: 温郁金不但可以在石灰土上生长,而且其药用部位(莪术之一)的产量、莪术油的含量及莪术油中主要药用组分β -榄香稀等的含量都较大;石灰土上生长的温郁金在生长前期较快地表现出老叶明显发黄的缺肥症状,而红壤植株在追加N、P、K 3种大量元素后功能叶子呈现黄白色,且夹带有褐色斑点的缺肥症状;石灰土中Fe元素有效态含量比红壤低一个数量级,但在石灰土上种植的温郁金植株其Fe元素含量并不比红壤上的低。由此认为: ( 1)温郁金基本可以在石灰土上引种栽培;石灰土种植温郁金对施加化肥诱发的土壤元素缺乏具有较强的抵抗性; ( 2)温郁金元素的吸收受地质背景制约。      

桂林地区石灰岩表面生物岩溶溶蚀作用研究

桂林岩溶区石灰岩表面生物岩溶溶蚀形态可分为四类:(1)微溶孔,包括壳状内生地衣微溶孔和藻类微溶孔;(2)溶孔,藻类成因的口小腹大的囊袋状溶蚀;(3)溶坑,藻类、地衣、苔藓及腐殖土成因的柱状、锥状、半球状溶蚀;(4)溶盆,各类生物及腐殖土共同作用而成的壁陡底平的盆状溶蚀。经对桂林靖江王墓群石灰岩雕像上生物岩溶溶孔的粗略统计计算,本地区最大直接生物岩溶溶蚀率为17.87mm/ka,约占区域混合岩溶溶蚀率20％。      

不同土地利用方式对岩溶作用的影响——以广西弄拉峰丛洼地岩溶系统为例

土地利用可使土壤理化性质产生一系列的变化,从而影响到岩溶作用的方向和强度。以广西马山县弄拉典型峰丛洼地区为例,通过野外溶蚀试片法探讨了不同土地利用方式对岩溶作用的影响。结果表明不同土地利用类型土下溶蚀量存在显著差异。林地与园地土下溶蚀量极大部分大于20 mg/a,明显高于灌丛地及 (休) 耕地 (多小于20 mg/a)。总体上,溶蚀量从大到小依次为园地、林地、耕地、休耕地与灌丛。其中至少有两个主要控制因素：土壤有机质和土壤CO₂：林地和园地土下溶蚀作用主要受前者控制,土壤有机质含量越高、pH越低,土下溶蚀量越大。在耕地与灌丛条件下由于土壤有机质含量较低,土下溶蚀量主要受土壤CO₂控制。