岩溶试片的岩性差异对估算岩溶速率和碳通量的影响

研究岩性差异对溶蚀速率的影响有助于提高溶蚀试片法估算岩溶碳汇强度的精确度。本文以贵州省普定县为研究区,将埋放地的主要基岩类型（石灰岩与白云岩）制成标准尺寸的试片,并将其埋设于不同土地利用类型和土壤深度下,经过4个水文年的监测后将估算的结果与前人在同一区域使用标准溶蚀试片的研究结果进行对比分析,结果表明：（1）在相同气候和土壤环境条件下,岩性对溶蚀试片的溶蚀速率有显著影响,且溶蚀速率与岩石中CaO含量呈正相关关系,与MgO含量呈负相关关系;（2）石灰岩与白云岩试片溶蚀速率的差异程度受土地利用及埋放深度的调控,整体上石灰岩溶蚀速率比白云岩溶蚀速率大14%;（3）不同岩性试片估算的岩溶碳汇强度相差较大,标准溶蚀试片估算的结果比埋放地基岩试片估算的结果高。故使用溶蚀试片法估算区域岩溶碳通量时应考虑埋放地基岩的岩性,或者对基于标准溶蚀试片的估算结果进行校正,才能准确反映区域尺度真实的岩溶碳通量大小。     

岩溶山区土地利用方式对土壤活性有机碳及其分布的影响

对重庆中梁山不同土地利用方式下的0～50cm土壤活性有机碳含量和分布进行研究。结果表明:不同利用方式土壤有机碳(SOC)含量大小顺序为:竹林＞菜地＞草地＞林地＞园地＞弃耕地,且均表现为0～20cm层大于20～50cm层;土壤溶解性有机碳(DOC)含量平均值大小顺序为:林地＞竹林＞弃耕地＞草地＞园地＞菜地,土壤溶解性有机碳占土壤有机碳的比例随土层深度增加而增加;土壤易氧化有机碳(EOC)含量及其剖面分布与土壤有机碳含量变化相一致,相关分析表明,两者的相关性达到极显著水平(R=0.852,P＜0.0001),对土壤有机碳变化反应敏感。      

不同植物凋落物对土壤有机碳淋失的影响及岩溶效应

以低含量有机碳的岩溶土壤（SOC, 0.89%）为媒介,每150g上添加松针、梧桐叶粉各 7.5g,15g,4个试验土柱号分别为SCC3,SCC5;SBC3,SBC5,接种岩溶土壤微生物群落后,于 恒温室内进行培养淋溶实验。结果表明,土壤淋溶液的电导值受土壤有机质含量多少及性质 的影响。土壤水溶性有机碳（DOC）淋失总量SCC3为540.7mg,SCC5为1522.9mg;SBC3为 383.2mg,SBC5为563.5mg.同时,土壤环境中Ca2+的释放总量SCC3为145.7mg,SCC5为 288.7mg; SBC3为170.0mg,SBC5为167.9mg.两者呈正相关,相关系数r2=0.85.下伏碳酸 盐岩的溶蚀量排序为SCC5>SBC3>SCC3>SBC5,表明两种不同植物凋落物经微生物分 解,产生不同质和量的DOC,并导致土壤环境中 Ca2+释放的差异和不同的岩溶效应。从而初步揭示不同有机碳分解导致DOC淋失的差异性,以及DOC对岩溶动力系统的驱动。这与A.Heyes和T.R.Moore的研究结果一致。     

吉林西部盐碱农田有机碳矿化和激发效应对氮磷添加的响应

为了研究不同盐碱程度旱田和水田土壤有机碳（SOC）矿化对氮、磷添加的响应,定量化其激发效应的大小和方向,选择了吉林西部3块盐碱旱田样地（H1,H2,H3）和3块盐碱水田样地（S1,S2,S3）,采用实验室模拟培养,将无机营养素（（NH₄）₂SO₄、KNO₃和KH₂PO₄）以7种形式添加到0~15 cm表层土壤样本中,在25 ℃恒温箱内连续监测32 d的CO₂释放量,分析7种氮、磷添加处理对SOC矿化和激发效应的影响。结果表明：1）按7种处理形式分别添加200 mg/kg和1 000 mg/kg氮或磷,SOC矿化量和矿化速率均增加了158.5%~876.5%;同一添加物的质量分数越高,SOC矿化量越大,且随着培养时间延长,SOC矿化速率呈逐渐降低的趋势。2）在培养期间,各添加组均产生了正激发效应。3）在培养期间,部分处理组的SOC矿化、激发效应和碱化度表现出显著负相关性（显著性水平p<0.05）。碱化度越大,SOC矿化作用和激发效应越弱;矿化作用越大,正激发效应越低。4）与水田土壤相比,旱田SOC矿化和激发效应对添加氮、磷的响应更大。     

岩溶山地土壤有机碳的分布特征及表层土壤有机碳的影响因素分析——以重庆市北碚区为例

通过野外采样调查分析,运用地统计学方法,分析了北碚区土壤有机碳（SOC）的分布特征和表层土壤有机碳的影响因素。结果表明:空间上,从表土层到底土层SOC含量依次降低,且差异显著,降幅依次为35.02 %和47.12 %;时间上,与1984年第二次土壤普查相比,从表土层到底土层土壤有机碳的含量呈增加趋势,增加幅度分别为:4.36 %,31.92 %和14.74 %。对表层土壤有机碳的影响因素进行了分析,发现SOC含量随着土壤中全氮、碱解氮、黏粒含量的增加而增加;含有碎屑岩的碳酸盐岩比纯碳酸盐岩形成的土壤有机碳含量高;随着海拔的升高SOC含量增大,表现为:山顶(21.94 g/kg)＞平坝(19.53 g/kg)＞槽谷(15.60 g/kg)＞山腰(13.40 g/kg);不同土地利用方式下的SOC含量高低顺序为:林地(26.16 g/kg)＞草坡(21.95 g/kg)＞菜地(16.75 g/kg)＞果园(15.31 g/kg)＞耕地(12.85 g/kg)。传统的耕作方式容易造成SOC损失,建议在岩溶山地通过退耕还林还草、坡改梯、增施有机肥增加土壤有机碳;推广应用免耕、少耕、秸秆还田等耕作措施,增加农田土壤固碳能力。      

异养细菌作用下岩溶水体惰性有机碳变化及其环境影响因素分析

惰性有机碳(RDOC, Recalcitrant Dissolved Organic Carbon)作为难以被生物降解的有机碳, 可以在水体中保存数千年, 构成长期碳储。岩溶区浮游植物利用岩溶水中丰富的HCO– 3进行光合作用, 为异养细菌生长提供充足的有机质底物, 促进异养细菌代谢, 形成RDOC。本文以广西柳江为例, 通过δ14C示踪法、荧光实时定量PCR法、原位微生物法对流域内细菌基因丰度、RDOC浓度等进行培养和测试, 结合环境因子对流域内RDOC的变化趋势进行分析讨论。研究区RDOC浓度介于1.46~2.66 mg·L–1之间, 平均1.85 mg·L–1, 占DOC的48.16%~92.61%, 平均占65.83%, 表现出明显的时空变化特征: 平水期水温升高、水体浊度降低, 浮游生物初级生产力增加, 产生较多内源有机碳, 为异养细菌提供充足的有机质底物, 细菌丰度和初级生产力增加, RDOC浓度明显高于丰水期, 主要受流域内异养细菌生物效应影响; RDOC浓度在水库坝后明显减小, 该采样点较缓的流速使有机质和生物聚合物更易沉降, 进而留存在水体中的DOC及RDOC减少, 主要受水动力条件控制。研究结果表明流域内RDOC受生物效应和水体理化性质共同影响, 异养细菌是流域内RDOC的主要贡献者, 同时浮游生物产生的内源有机碳对RDOC形成有促进作用。     

菌剂添加对不同树种根际土壤微生物及碳酸钙溶蚀的影响

本实验通过对云南省建水地区植被根际土壤中高产碳酸酐酶（CA）的微生物进行分离筛选和溶蚀效应的测定,将溶蚀效果较好的菌株制成菌悬液进行盆栽实验,探究该菌株对不同树种根际土壤微生物代谢活性和碳酸钙类岩石溶蚀效应的影响。结果表明：从根际土壤中筛选到一株能够高产CA,且具有较强溶蚀效果的沙雷氏菌,施加该菌剂的处理组显著增加了土壤微生物数量,提高微生物的代谢活性和多样性,并加速碳酸钙类岩石的溶蚀。本研究旨在为今后岩溶区生态恢复过程中植物树种的选择与微生物菌剂的联合应用提供一种技术手段,为岩溶地区生态系统的治理提供一定的理论支持。     

岩溶系统中土壤氮肥施用对岩溶碳汇的影响

有资料显示陆地碳酸盐岩风化消耗大气CO2的碳通量与世界森林碳汇通量量级相当。但农业地区过量施用氮肥形成的硝酸对碳酸盐岩的溶解会减弱岩溶碳汇效应,其量可达到7%~38%,而适量施用氮肥在增加农作物产量的同时,能降低土壤C/N比,增加土壤微生物活性,促进有机物料分解,从而提高土壤CO2浓度,提高土下碳酸盐岩的溶解速率。因此,要从两方面分析岩溶系统中土壤氮肥施用对岩溶碳汇效应的影响。同时,岩溶区碳酸盐岩风化形成的土壤具有较高的pH值及盐基饱和度,对H+有较强的缓冲作用,可能是导致自然条件下,河流中溶解无机碳(DIC)与水体中钙、镁等离子并不守恒的原因之一,因此,运用端元法可能过高估算了硝酸对碳酸盐岩的溶解量。岩溶区土壤环境中硝化作用产生的硝酸到底多少能对碳酸盐岩产生溶蚀,并影响到岩溶碳汇效应还有待研究。应结合土壤本身的特性及河流生物地球化学过程,综合研究不同施氮水平、土壤硝化产酸及其影响下的土下碳酸盐岩溶解及碳汇效应过程,客观评价岩溶区土壤氮肥施用对岩溶碳汇的影响,并寻求适宜氮肥施用量及促进岩溶碳循环,提高岩溶碳汇效应的技术方法。      

三峡水库建设对长江下游颗粒有机碳通量及碳同位素组成的影响

2008年4月至2009年4月,在南通长江干流每周采集一次表层悬浮物样品,共51个,分析了其粒度、颗粒有机碳(POC)、颗粒氮(PN)含量以及有机碳同位素(δ13Corg)组成,研究了下游干流颗粒有机碳组成的季节性变化特征.悬浮物的平均粒径在一年内变化不明显,而POC和PN含量呈现洪季缓慢减小,枯季增加的趋势;δ13C...     

土地利用变化对岩溶地下水溶解无机碳及其稳定同位素组成的影响

土地利用变化对岩溶地下水溶解无机碳（DIC）的影响关系到岩溶作用强弱及其相关的全球碳循环的正确评价。对贵州茂兰原始森林内的板寨岩溶地下河流域和普定岩溶石漠化强烈的陈旗、灯盏河泉域三种不同的土地利用下的地下水的DIC及其稳定同位素进行了分析,结果表明,地下水的DIC表现形式主要为HCO3^-。对于缺少土壤覆盖的板寨和灯盏河岩溶地区,雨季主要因为稀释作用,HCO3^-含量出现年内最低值;而对于较多土壤覆盖的陈旗岩溶地区,雨季主要受土壤CO2效应控制。HCO3^-含量出现年内最高值,反映了土壤在岩溶作用及其碳循环中的特殊重要性。此外,夏季由于生物量的增加,δ^13DIC值较冬季偏轻1‰～2‰。而对于不同土地利用而言,石漠化影响下的地下水δ^13DIC较原始森林下的地下水偏重2．5‰-3．0‰,且随着石漠化的发展,土壤的进一步流失,地下水δ^13DIC进一步偏重,反映了石漠化后生物量比例减少和大气成因CO2比例增加对地下水δ^13DIC升高的影响。     

中国土壤有机碳库量与农业土壤碳固定动态的若干问题

在整理和统计国内对土壤有机碳及其变化的文献资料基础上,着重讨论中国土壤有机碳库及其分布、不同时期土壤有机碳的变化以及最近时期有机碳的固定趋势,分析我国不同土壤有机碳的保护机制的特点,期望对于我国当前土壤有机碳库与全球变化研究提供参考依据。我国总土壤有机碳库的估计在50—180Pg之间。估计我国表层土壤有机碳库为20Pg,它主要分配于几个与湿地和水成过程有关的土壤类型,且水稻土占有较大比例。因而我国人为土的管理在陆地生态系统碳循环与全球变化上有重要意义。     

岩溶路基病害与处置技术国内外研究现状

随着我国西部大开发战略的实施,岩溶问题已成为南方岩溶地区突飞猛进的公路建设,特别是高速公路建设面临的主要地质问题。本文以近年来国内外与岩溶有关的公开出版的最新研究成果为基础,针对目前与岩溶路基病害处置密切相关的隐伏岩溶的探测技术、岩溶洞穴稳定性与风险评估、岩溶塌陷的试验测试、岩溶塌陷监测预报以及岩溶病害的防治方法等方面,系统总结了国内外学者的最新研究现状。最后,在分析国内外差距的基础上,提出我国岩溶路基病害防治技术的研究应包括岩溶路基病害的分类和处置方法体系研究、路基病害发育过程的大型模型试验研究、隐伏岩溶地球物理探测方法的有效性研究、高新技术在高风险区岩溶路基变形破坏监测中的应用研究等方面。      

土体冻结过程中的盐分迁移研究现状与进展

含盐土在冻结过程中盐分随着水分迁移并不断聚集重结晶导致土体膨胀即盐胀现象的产生。加深对盐分迁移机理、盐胀机理的研究对解决实际工程中的盐害及冻害问题具有重要的实际意义。文章综述了近几年来国内外有关这方面研究的新成果。对盐分迁移机理、盐胀机理的研究以及已有盐胀预报模型作了概述,并提出盐分迁移研究领域的工作重点是继续加强盐分迁移及盐胀机理数值模拟的研究以期建立完善的盐胀预报模型为工程建设服务。     

岩溶地区水资源承载力指标体系及其理论模型初探

系统地论述了区域水资源承载力的概念、特性,并阐述了岩溶地区水资源承载力的特点,构建出岩溶地区水资源承载力的指标体系,把LOGISTIC曲线应用于岩溶地区水资源承载力的研究,最后借助于该模型用清镇市水资源统计资料对该地区水资源承载力进行预测,得到了较好的效果。      

广西干旱喀斯特平原的干旱及其成因量化研究

作为广西的重要粮食基地的喀斯特平原区,是气候干旱和喀斯特干旱迭加的地区,干旱问题已成为该区经济发展的障碍。本文主要通过以往的研究资料的分析、计算,从造成干旱的气候、喀斯特地质背景及人类活动3个方面的主要因素,分析干旱形成原因和量化干旱程度。研究结果表明,气候因素是产生干旱的基本原因;可溶岩地质基础是干旱形成的重要原因; 人类不合理活动则加重了旱灾的程度。其干旱程度,在峰丛谷地农业区最为严重,峰林谷地农业区和峰林平原区中等,孤峰平原区最轻。      

三峡移民安置区泥灰质岩岩溶风化灾变性分析

三峡移民安置区三叠系巴东组( T2b )泥灰质岩的岩溶风化问题是新近发现的重大工程地质问题。泥灰质岩具有灰岩和泥岩双重特性,在灰质成分遭受溶蚀的同时,泥质成分遭受风化,由此引起岩性的复杂变化,由室内测试得出,深灰色泥质灰岩经岩溶风化后, CaCO3 含量呈降低的趋势, Fe2O3 含量和蒙脱石含量增高,演变为一系列风化岩和残坡积土,包括灰绿色泥灰岩、黄绿色泥灰岩、粉红色钙质泥岩、棕红色钙质泥岩、棕红色泥砾层、黄褐色膨胀土,在深处地下水富集带,泥灰质岩则被溶蚀成为杏黄色泥质条带。随着岩性的变化,岩石的力学强度不断降低、完整性不断弱化,并可能产生普遍的地面不均匀沉降、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流及地面塌陷地质灾害,这些问题必须在移民迁建以及将来城镇运行过程中引起高度重视。     

广西弄拉峰丛山区土壤有机质与微量营养元素有效态

以广西弄拉峰丛山区为例探讨岩溶区偏碱性条件下土壤有机质与有效态养分含量之间的相关关系。结果表明土壤有机质可显著影响有效态养分含量。主要微量营养元素的有效态多大于其缺素临界值,但存在潜在缺素的可能性。有机质与有效态锌、铁和硼均存在三种函数类型的正显著水平相关关系,反映出土壤有机质与它们的关系密切且稳定。说明有机质含量的增加,有利于提高有效锌、铁和硼的含量。前两者以指数函数类型建立的回归方程最好,后者以幂函数类型建立的回归方程最好。有效态锰与有机质较符合幂函数方程,呈显著负相关。      

地质因素影响下的硒在土壤-水稻系统中的迁移转化

硒在土壤—水稻系统中的迁移转化,受其在水稻土中的形态分布、土壤理化性质和微量或大量元素的交互作用影响.硒在水稻植株中的分布、迁移和总量传输,是一个动态过程.从土壤和根部传输上来的硒会逐渐在各器官内积累,表现出w_根(Se)＞w_叶(Se)＞w_茎(Se)＞w_穗(Se)的特点.水稻地以上部分的硒量仅占植株总硒量的42%～50%.进入稻穗中的硒量仅为水稻植株总硒量的2.31%～4.31%,且w_稻谷(Se)＞w_糙米(Se)＞w_精米(Se).高硒区土壤总硒与土壤有机态硒和残渣态硒有关,与离子交换态、碳酸盐态和铁锰氧化态硒关系不大.     

溶地区公路建设对地下水环境的破坏形式及其保护策略研究——以贵州高原为例

通过对贵遵高速公路、老贵遵路、贵新路、兴关路、贵毕路、贵黄路、水黄路、水威路、以及在建的清黄路、崇遵路等水环境破坏的野外调查,总结出了贵州岩溶地区公路建设中地下水环境破坏的6种形式,即改变水流方向、阻断地下水补给源、截断地下水的径流路径、封堵地下水的排泄口、施工爆破造成的水环境破坏、复合型的水环境破坏类型,并结合不同岩溶地貌类型提出了相应的保护策略。