旅游活动对洞穴环境的影响及洞穴的自净能力研究——以重庆雪玉洞为例

洞穴空气中的CO2对洞穴次生化学沉积物的沉积和溶蚀有重要的影响.文中基于2010-09-30- 10-08对重庆雪玉洞洞穴CO2浓度、温湿度进行的为期8d的连续监测,并结合“十一”黄金周期间的客流量进行综合分析.结果发现:(1)受旅游活动的影响,洞穴内空气CO2浓度有明显的累积效应;温度变化幅度加大,但没有累积效应;由于地下河和滴水的影响,洞内空气相对湿度一直处于过饱和状态,这是温度没有形成累积效应的一个重要原因.(2)由于洞内外温差的影响,洞口处会形成由洞内向洞外流动的气流,使得近洞口处的空气CO2浓度     

岩溶作用季节性变化对洞穴沉积物沉积速率的影响研究——以重庆雪玉洞地下河系统为例

以重庆雪玉洞地下河系统为例,通过对2007年2月―2011年9月的水化学结果进行分析,结合近年来对洞穴沉积物沉积速率和洞穴CO2浓度的监测,发现雪玉洞地下河水化学成分受围岩的岩溶作用控制,地下河水中的3HCO、Ca2+分别占总离子的84.2%～94.4%,水化学类型为Ca2+-3HCO型。与西南其他岩溶研究区相比,该研究区域由于上覆植被好、枯枝落叶多、土质松软、岩石裂隙发育等因素,促使雨季岩溶作用较旱季异常强烈,雨季地下水中的3HCO、Ca2+和电导率较旱季分别高出20.1%、29.9%和16.5%。洞穴滴水在滴落过程中释放出CO2,导致洞穴CO2浓度升高,但由于雨季水源较旱季更为充裕(洞内表现为滴水增多),因而雨季的洞穴沉积速率较旱季高82.5%。雪玉洞内温度稳定、水汽饱和以及CO2浓度较高,使得岩溶沉积不易风化、色白如玉。     

洞穴滴水水文化学特征及石漠化效应--以贵州石将军洞为例

利用洞穴指标体系研究地表石漠化演变处于理论萌芽阶段.据此,通过对发育在强度石漠化条件下的石将军洞穴滴水滴率、pH值及温度进行为期1 a的动态监测,在分析其特征空间、时间变化规律基础的上,初步探索其石漠化效应.研究结果表明:受石漠化发育引起的地表植被破坏严重、土层稀薄影响,上覆顶板对水分的赋存主要靠基岩来完成,基岩愈厚,洞穴滴水滴率、pH 值与温度变率愈小,因此表现出越靠近洞口受外界影响越强烈、变幅越大的特征;同时,强度石漠化条件下,土壤中可利用的CO2较少,使得洞穴滴水pH 值显示了雨季时值较高、旱季时值较低的反常特征.     

短时间高强度旅游活动下洞穴CO2的变化特征及对滴水水文地球化学的响应

洞穴高强度旅游活动产生的CO₂对洞穴滴水水文地球化学及洞穴沉积物沉积具有重要影响。本文于2017年9月30日-10月9日对贵州绥阳大风洞洞穴CO₂、温度、相对湿度、游客数量及洞穴滴水水化学指标等进行连续监测,运用系统分析方法对各要素进行综合分析。结果发现：① 受游客数量和洞穴通风效应等因素影响,洞穴空气CO₂分压（PCO_2（A））在时间序列上呈现明显的昼夜变化和日际变化,表现为白昼高、夜间低,游客多的天数高,游客少的天数低。在空间变化上,由于通风程度和洞腔体积不同,不同监测点PCO_2（A）存在明显差异,由洞内深处至洞口分别为3#（神泉玉露）>1#（时光隧道）>2#（夜明珠）;② 通过比较PCO_2（A）和滴水水温,前者对CO₂溶解度影响比后者更为显著,表明PCO_2（A）是洞穴沉积过程中最重要的驱动因素之一;③ 洞穴滴水水温、滴水PCO₂分压（PCO_2（W））与PCO_2（A）变化趋势大体一致,也呈现出明显的昼夜变化和日际变化。pH、SIc和HCO₃^-变化趋势大体上与PCO_2（A）相反,EC和Ca²⁺则无明显的昼夜变化,但存在一定的日际变化。随着旅游活动强度的增加,滴水水化学变化幅度逐渐增大。此外,不同滴水点所在洞腔结构、大小、封闭程度等不同,使PCO_2（A）的扩散和通风程度存在差异,进而影响洞穴滴水水化学组分和洞穴沉积物沉积状况。因此,本研究对于洞穴环境保护和管理及其岩溶洞穴碳循环的研究具有重要意义。     

广东英德宝晶宫CO2浓度的时空变化特征

于2011年12月至2013年4月每月一次对广东英德宝晶宫溶洞洞穴空气CO2浓度进行监测,结果显示洞穴空气CO2浓度存在明显的空间变化和季节变化。洞内空气CO2浓度在201×10-6?3 450×10-6之间变化,年平均值为1 018×10-6。在空间上,越靠近洞口或者通风效应越强的地方洞穴空气CO2浓度越低。在季节变化上,表现为洞穴空气CO2浓度在夏半年（5-10月）高而在冬半年（11-4月）低的特点。洞穴空气CO2浓度变化主要受洞穴通风效应和气候变化导致的植被呼吸作用和土壤微生物活动变化的影响。此外,宝晶宫特殊的洞穴结构及游客等因素也对该溶洞CO2浓度变化形成了一定的影响。     

浙江瑶琳洞风化碳酸钙景观复生试验

目前,世界上80%以上的风景旅游洞穴,开放后,大量游客涌入和高能景观灯的应用,洞穴环境及能量埸和化学埸发生了巨大变化,洞穴碳酸钙景观遭受严重破坏,其景观的美学价值大大降低。文中论述了在已遭风化破坏的碳酸钙景观上滴喷高Ca⁺²碱液,吸收洞穴空气CO₂,形成CaCO₃沉积层的试验。试验结果表明,Ca⁺²碱液滴喷技术可以恢复风化碳酸钙景观的美学度,同时又降低洞穴空气中的浓度,改善洞穴环境。     

重庆雪玉洞CO_2浓度变化的自然与人为因素探讨

通过对重庆雪玉洞洞穴CO2浓度、地下河CO2分压及地下河水、滴水次生沉积物稳定碳同位素δ13C等地球化学指标进行的完整水文年监测,并结合该洞以往的CO2短期观测记录,发现洞内与CO2相关的环境因子均存在显著的季变性,其总体特征是:CO2浓度夏高冬低,δ13C夏轻冬重。对比每月游客量变化,发现人为因素对洞穴CO2环境的改变远弱于自然因素,洞内发育的常年地下河在其中起主导作用。地下河的存在使不同相态的碳在洞内快速流动交换以达到平衡,从而在"质"上(同位素比)和"量"上(浓度)反映外部环境的季节变化,又使得各项地球化学指标在每年的4月和11月换季时呈现突变特征。可推断雪玉洞CO2的改变来源于地下河对洞穴上部土壤CO2的传递,最终归因于土壤层生物活动对季节气候条件变化的响应。而雪玉洞地下河在CO2变化过程中的传递作用十分突出,可作为同类型洞穴的借鉴,为旅游开发服务。     

喀斯特关键带水—土—气CO2分压垂直转化特征及影响因素

喀斯特关键带是碳循环在岩石圈、大气圈、水圈和生物圈的主要综合作用区域,各层相互作用形成不同的反应体系,其中,CO₂扮演了十分重要的作用。通过对双河洞洞穴上覆土壤及洞穴水及空气CO₂浓度的监测,采用数理统计分析方法,根据碳酸平衡系统理论对CO₂的垂直向转化特征进行系统分析。结果表明：CO₂的垂直向转化过程受洞穴内外部气温变化、滴水pH及脱气沉积过程的影响,其供给来源、离子饱和状况在雨季和旱季存在明显差异;雨季时,大气降水在土壤中下渗速度较快,构成一个相对稳定的封闭环境,土壤、表层喀斯特带对渗透水CO₂补充作用较弱,渗透水中CO₂分压（即PCO₂）变化范围在0.035~0.126 vol%,洞内水—气CO₂分压（△lg PCO₂ > 0）,洞穴水具有溶蚀性,此时表层喀斯特带下部中的CO₂应为洞穴水CO₂的主要来源;旱季时,由于降水量较小,渗透水有充分时间接受土壤与表层喀斯特带CO₂补充,构成开放系统,渗透水变化范围为0.038 vol%~0.095 vol%,更有利于发生先期沉积过程（PCP）,此时洞内空气PCO₂小于洞穴水（△lg PCO₂ < 0）,促使滴水在洞内再次发生沉积、形成沉积物,此时土壤和表层喀斯特带均为洞穴水CO₂的主要来源。     

河北临城白云洞洞积石形成与风化现象研究

发育于中寒武统厚层状鲕状灰岩和薄层泥质灰岩中的河北临城崆山白云洞是一个上下三层 ,总长 50 0m、面积 4 2 0 0m2 的小型旅游洞穴。洞内碳酸钙景观极其丰富 ,尤其是石幔、卷曲石、石葡萄。白云洞老洞积石已发生了强烈的风化 ,洞积石已变得疏松 ,易折断和掉块。在老洞积石强烈风化处或在风化洞积石上 ,发育了新的洞积石。在白云洞所在的崆山山脊上保留了三十万年前形成的大型石笋基群和洞穴石葡萄、石瘤和钙板等。根据洞穴中的裂隙网和迷宫洞道、洞穴太湖石、地下湖及地下水补排特征 ,作者认为白云洞是喀斯特地下水对石灰岩泡蚀作用的产物。     

河北临城白云洞洞积石形成与风化现象研究

发育于中寒武纺厚层状鲕状灰岩和薄层泥质灰岩中的河北临城崆山白云洞是一个上下三层,总长５００ｍ、面积４２００ｍ＾２的小型旅游洞穴。洞内碳酸钙景观极其丰富,其是石幔、卷曲石、石葡萄。白云洞老洞积石发生了强烈的风化,洞积石已变得疏松,易折断和掉块。在老洞积石强烈风化处或在风化洞积石上,发育了新的洞积石。在白云洞所在的崆山山脊上保留了三十万年前形成的大型石笋基群和洞穴石葡萄、石瘤和钙板等。根据洞穴中的裂隙     

粤北岩溶山地土壤地下漏失程度评价指标构建探讨

为了弥补岩溶区地下土壤漏失程度评价指标体系空白,基于在粤北岩溶区连南县多个岩溶山地采矿断面、公路修建断面实地调查获得的56条裂隙、40个漏斗和多个孔穴的调查数据,以及粤北岩溶丘陵、峰林区英德市岩背镇、九龙镇等40多个样方的地表景观实地调查资料,探讨构建岩溶地下土壤漏失程度评价指标与标准。首先,充分考虑了土壤漏失途径、阶段、各指标的关联性、断面调查数据及数据采集的可操作性等,将定性指标与量化指标结合,采用裂隙、洞穴、漏斗3个一级指标和与溶洞连通度、断面比、密度,洞穴类型、数量、位置,漏斗深宽比、形状、周边裂隙发育情况9个二级指标,构建了岩溶区地下漏失无漏失、轻度漏失、中度漏失、重度漏失分级标准;其次,将基岩、地貌、地形、岩石裸露率、植被结构、类型、盖度和土壤深度等地表景观特征作为地下漏失程度的辅助参考指标,使地下漏失评价与地表石漠化程度评价能够有机结合,共同形成岩溶环境评价的整体系统。     

青眉山溶洞旅游景观的成因分析

介绍了青眉山溶洞的岩溶景观、文物古迹及其旅游开发价值,重点从地史、岩性、地质构造等方面分析了该洞及其景观的成因。研究认为,景观边际效应是该深洞旅游景观形成的主要原因,至于该洞对于全球变化,古气候重建的研究意义,尚待进一步的考证。     

洞穴次生化学沉积物与地质背景及洞穴环境的耦合关系——以广西巴马水晶宫为例

运用岩溶地貌及洞穴次生化学沉积物的成景机制和原理,结合动态耦合的方法和系统的观点,通过“洞穴”这一共同作用的对象,将洞穴的区域地质背景、洞穴外部环境、洞穴内部环境与洞穴次生化学沉积物成景过程进行有机联系,创立某一洞穴次生化学沉积物成景耦合系统,概括其内涵、特征和意义。同时通过对广西巴马水晶宫区域地质背景、洞穴外部环境、洞穴内部环境等系统分析和研究,全面系统探讨水晶宫洞穴次生化学沉积物的成景耦合过程,并按不同时期区域构造运动的程度及洞穴次生化学沉积物的形成特征,将该成景耦合过程划分为4个可往复循环的阶段：① 区域构造平稳前期—洞穴次生化学沉积物形成发育阶段;② 区域构造平稳中期—洞穴次生化学沉积物大规模发育阶段;③ 区域构造平稳后期—洞穴次生化学沉积物缓慢或停止发育阶段;④ 区域间歇性构造运动—洞穴次生化学沉积物崩塌阶段。     

福建龙岩龙石空洞发育双酸模式

发育在早二叠世栖霞组大理岩化夹硅质层和含硅质结核的石灰岩中的龙石空洞,是华东地区重要的风景旅游洞穴。是一个干洞与地下河相结合的洞穴系统。由于栖霞组石灰岩与上覆的童子岩夹煤层砂页岩、文笔山砂页岩及下伏的泥盆纪石英砂砾岩呈断层接触,断层接触带形成了地表沟谷。燕山晚期花岗岩侵入时导致栖霞灰岩变质。在地形上,夹煤层砂页岩不仅覆盖在栖霞灰岩上,而且出露部位比灰岩体高。出自煤系地层的水会顺坡或垂直流入灰岩体。出自煤系砂页岩的地下水pH值为3.78～4.73,SO4-2达到240mg/l。源自泥岩夹薄层砂岩和花岗岩地区的地表水,具有pH值6.85～7.25及低Ca2+、HCO3-值水也会流入灰岩体。直接出露灰岩体,雨水入渗土壤,溶解土壤CO2后再进入石灰岩。因此,龙石空洞系统是外源水与内源水共同作用的结果,是由碳酸水和硫酸水联合作用的新型洞穴双成因发育模式的一例。     

沱江流域水文对全球气候变化的响应

本文研究了全球气候变化对沱江流域水文的影响。根据流域水量平衡模型和未来气候情景对水量平衡各分量的可能变化进行了计算。结果表明;径流对气温变化不敏感,但对降水变化十分敏感;降水变化±１０％将引起径流量±３５％左右的变化;此外,径流年内分配亦发生了明显的变化。这将对沱江流域未来水资源计划与管理带来一定程度的影响。     

福建森林植被景观空间格局分异研究

本文从景观的概念出发，以地理信息系统为支撑手段，开发了空间信息数据库以记录分析福建森林植被景观的块斑，不规划性及景观总体特征，通过定量分析福森林植被的空间格局，说明福建森林植被景观受物理，生物以及社会和经济参数的制约情况，空间数据的对比序列表明，参数中某些参数值存在着空间差异，会导致福建森林景观的变化。     

峰丛洼地石漠化景观演化与土地利用模式

峰丛洼地石漠化景观格局是土壤分布空间格局的制约下,岩溶生态系统对植被强烈依附性条下,由不同类型人类活动决定的。农耕、放牧和砍伐是最主要的破坏峰丛植被的人类活动;缓坡耕地形成轻度石漠化景观;陡坡地形成中度石漠化景观,因坡面土壤流失,演化为更高等级石漠化景观;峰丛陡坡放牧和砍伐都可能直接形成峰丛上部大面积中-强度石漠化景观,出现峰丛坡面石漠化景观分异,产生不同的土地利用模式。     

Explaining NDVI trends in northern Burkina Faso

Many studies have shown a ‘greening of the Sahel’ on the basis of analysis of time series of satellite images and this has shown to be, at least partly, explained by changes in rainfall. In northern Burkina Faso, an area stands out as anomalous in such analysis, since it is characterized by a distinct spatial pattern and strongly dominated by negative trends in Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). The aim of the paper is to explain this distinct pattern. When studied over the period 2000–2012, using NDVI data from the MODIS sensor the spatial pattern of NDVI trends indicates that non-climatic factors are involved. By relating NDVI trends to landscape elements and land use change we demonstrate that NDVI trends in the north-western parts of the study area are mostly related to landscape elements, while this is not the case in the south-eastern parts, where rapidly changing land use, including. expansion of irrigation, plays a major role. It is inferred that a process of increased redistribution of fine soil material, water and vegetation from plateaus and slopes to valleys, possibly related to higher grazing pressure, may provide an explanation of the observed pattern of NDVI trends. Further work will focus on testing this hypothesis.     

Surficial deposits on salt diapirs (Zagros Mountains and Persian Gulf Platform, Iran): Characterization, evolution, erosion and the influence on landscape morphology

The surfaces of salt diapirs in the Zagros Mountains are mostly covered by surficial deposits, which significantly affect erosion rates, salt karst evolution, land use and the density of the vegetation cover. Eleven salt diapirs were selected for the study of surficial deposits in order to cover variability in the geology, morphology and climate in a majority of the diapirs in the Zagros Mountains and Persian Gulf Platform. The chemical and mineralogical compositions of 80 selected samples were studied mainly by X-ray powder diffraction and X-ray fluorescence. Changes in salinity along selected vertical profiles were studied together with the halite and gypsum distribution. The subaerial residuum formed from minerals and rock detritus released from the dissolved rock salt is by far the most abundant material on the diapirs. Fluvial sediments derived from this type of residuum are the second most common deposits found, while submarine residuum and marine sediments have only local importance. The mineralogical/chemical composition of surficial deposits varies amongst the three end members: evaporite minerals (gypsum/anhydrite and minor halite), carbonates (dolomite and calcite) and silicates-oxides (mainly quartz, phyllosilicates, and hematite). Based on infiltration tests on different types of surficial deposits, most of the rainwater will infiltrate, while overland flow predominates on rock salt exposures. Recharge concentration and thick accumulations of fine sediment support relatively rich vegetation cover in some places and even enable local agricultural activity. The source material, diapir relief, climatic conditions and vegetation cover were found to be the main factors affecting the development and erosion of surficial deposits. A difference was found in residuum type and landscape morphology between the relatively humid NW part of the studied area and the arid Persian Gulf coast: In the NW, the medium and thick residuum seems to be stable under current climatic conditions. Large sinkholes and blind valleys with sinking streams are common. On other diapirs, the original thick residuum is undergoing erosion and the new morphology is currently represented by salt exposures and badland-like landscapes or by fields of small sinkholes developed in the thin residuum. Models for evolution of the subaerial residuum and the diapir landscape/morphology are described in this paper. While the thick residuum with vegetation has very low erosion rates, the salt exposures and thin residuum are eroded rapidly. During wet periods (e.g. early Holocene), the diapirs rose and salt glaciers expanded as the influx of salt mass was much faster compared to erosion. After the onset of an arid climate, c. 6 ka BP, the rising of the some diapir surfaces decreased or even reversed due to acceleration of erosion thanks to vegetation degradation and changes in the residuum type and thickness.