利用石笋δ13C重建岩溶石漠化研究进展

岩溶石漠化的形成演化机制是被关注的科学问题，对脆弱的岩溶区生态环境恢复具有重要的现实意义。洞穴石笋δ13C受到多种因素影响，能敏感响应地表生态环境以及岩溶水文条件的变化。因此，利用石笋δ13C研究岩溶地区生态环境演变历史成为一个重要方向。本文从地表环境和洞穴沉积两个方面梳理了影响石笋δ13C的主要因素。结合现代洞穴监测及模型模拟研究，分析整理了影响洞穴滴水和沉积物中δ13C的主要因素和机理。在多重因素的影响下，石笋δ13C的环境意义具有多解性，文章从时间尺度、空间分布、沉积环境三方面归纳了石笋δ13C的指示意义。为了准确解释石笋δ13C环境意义，提出了综合分析、现代监测以及模型模拟的解决方案。通过对岩溶石漠化概念、成因、发展过程、以及环境效应的讨论，分析了地表石漠化与石笋δ13C记录的密切联系。总结了已经发表的利用石笋δ13C重建区域石漠化的研究成果，讨论了目前研究中面临的主要问题:(1) 如何正确解译石笋δ13C的指示意义？这是石笋δ13C能够用于重建区域石漠化历史的前提；(2) 在空间上，石笋δ13C记录反映上覆地表的面积是有限的，需考虑石笋能否代表目标研究区域的环境变迁；(3) 石漠化可在年—十年际时间尺度上快速发展，而石笋测年存在一定的年龄误差，石笋δ13C是否能够敏感记录地表的石漠化过程？为了准确重建区域岩溶环境以及石漠化演变历史，提出以下主要建议:(1) 为了避免石笋δ13C重建古环境的不确定性，可加强石笋δ13C与δ18O、微量元素、矿物结构等指标的综合对比分析，与现代监测以及模型模拟的解决方案综合集成，能更加准确重建研究区岩溶水文变化过程，判定石漠化的演化历史；(2) 通过区域和同一洞穴的多根石笋记录对比，减少单一石笋记录的区域代表性问题；(3) 高精度年代控制的高分辨率多指标石笋记录，有助于捕捉快速发生的石漠化过程。