IGCP448：岩溶生态系统全球对比研究进展

综述了IGCP 448项目"全球岩溶地质及有关生态系统对比"(2000-2004)执行四年来所取得的学术成果.其中比较重要的新认识有:(1)岩溶地区的植被,常常是涵养水分,增加含水层的贮水能力,改善水文生态环境的重要因素,但在澳大利亚南部岩溶区广泛分布的桉树,则以其强烈的蒸发作用,而被用于降低地下水位,防治土壤盐碱化;(2)在北方(Boreal) 或温带湿润气候生态区,地下岩溶系统则被用于排除沼泽地区过多积水,偏碱性的碳酸盐岩也有利于中和酸性环境,凡是岩溶发育的地方,都成了主要农业基地;(3)通过洞穴探险发现一类完全不同于靠光合作用产生有机质的生物群--化学自养微生物(甲烷菌);(4)中国西南典型岩溶区的研究表明,表层土壤微生物可以加速碳酸盐岩的溶解作用,并揭示了植物根系与土壤微生物是产生碳酸酐酶(CA)的两个重要供给源.     

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。     

表层岩溶生态系统碳循环特征研究

本文以广西桂林丫吉试验场的实际观测资料为基础,应用同位素示踪方法,探索了整个系统中碳的输入、输出和转移问题,并分析了表层岩溶生态系统中泉水水化学、土壤 CO2浓度及近地表植被层空气中CO2浓度的变化特征。结果显示,泉水水化学主要组分的日变化不明显,而土壤中CO2浓度则明显受日气候变化的影响,两者存在明显的滞后关系。用碳同位素示踪方法,重点对桂林观测站表层生态系统各碳库间碳的转移过程进行了定量研究,认为在有土壤层和植被覆盖的表层岩溶生态系统中,参与岩溶作用的碳有一半以上来源于与生物作用有关的碳。     

岩溶生态系统中的土壤

在偏碱富钙的岩溶生态系统中,其土壤具以下特征：①形成速率十分缓慢,形成1 m厚的土层需要250～7 880 ka,因而对岩溶区土壤侵蚀的评价应有新的认识;②高含量的钙离子使土壤腐殖质中胡敏酸的含量比例较高,且稳定性好,不易分解的腐殖质使石灰土供应营养元素具缓效性;③微量营养元素含量及有效态具有不平衡性,且随钙镁含量的降低,其有效率显著提高;④粘粒含量高,当有机质含量高时,具有良好的团粒结构,有较好的供水、供肥能力,反之其团粒结构就失去稳定性,使土壤有效水含量、抵御水土流失的能力降低;⑤岩溶地貌制约石灰土的类型及分布,并延缓其向地带性土壤演化。因此石灰土资源的有效利用应从岩溶学、土壤学与植物学相互协调的角度进行生态经济规划。     

洛塔岩溶生态系统可持续发展模式

可持续发展作为当今世界社会发展的一种新模式已被广泛接受.生态系统可持续发展是洛塔人口、资源、环境与社会、经济协调发展的重要内容.提出了生态系统持续发展应遵循的条件和基本法则,包括若干自然、社会经济和生态环境的支持条件和法则,为生态系统可持续发展的实践提供了理论依据与方法.在总结洛塔岩溶石山区水土资源综合开发、生态环境治理所取得成就的基础上,根据洛塔自然条件与水土资源、生态环境特点,提出了洛塔岩溶生态系统的可持续发展模式.     

岩溶地区生态系统养分平衡研究

以岩溶地区生态系统中养分储存和运移为中心,综合研究了矿物分化、大气降水而引起的养分输入,淋溶流失、水土流失造成的养分输出,以及与生物导致的养分内部循环之间的相互作用和相互联系;讨论了岩溶生态系统养分的流入、保持和流失之间的平衡,并以桂林丫吉村岩溶试验场为例建立系统内各养分体系之间的反馈网络模型。      

岩溶生态系统的土壤特性及其今后研究方向

岩溶石漠化退化土地是目前西南岩溶地区经济发展、生态恢复与重建工作中严重的问题之一。由于岩溶生态系统的独特性和脆弱性,岩溶生态系统土壤具有不同于其它生态脆弱区土壤的特征,本文将其归纳为成土速率决定的在人类活动尺度下土壤不可再生性即脆弱性、土壤侵蚀(土层丢失)的独特性、土壤退化过程中空间分布的斑块化及其与岩性的相关性、土壤退化过程中有机碳活性成分下降和来源变化、土壤退化导致岩溶生态系统生态过程中断。因此,在退化岩溶生态系统的研究中,要加强对岩溶生态系统土壤特性及退化恢复理论的研究。      

岩溶石漠化地区生态系统服务价值评价

为建立针对于岩溶区生态服务价值的评价方法,进而为国家石漠化综合治理工程效益评价提供数据参考,在大量阅读国内外关于岩溶区生态服务价值文献的基础上,以金沙县为例,构建了岩溶地区生态服务价值评估体系,并以林地生态系统、耕地生态系统、草地生态系统和未利用地生态系统为研究对象,选取生产有机质、固碳释氧、保持水土和景观游憩文化4个主导功能来估算区域的生态服务价值。研究结果显示:金沙县2005年到2010年4大生态系统总服务价值平均每平方公里减少1.62万元,总减少量3 607万元（占全县2010年GDP的0.42 %）。其中生产有机质服务功能减少3 232万元,固碳释氧功能减少2 325万元,保持水土功能增加1 615万元,景观游憩文化功能增加335万元。      

中国岩溶地下河系及其水资源

中国南方岩总长度可达15000km之多,总流量约1600m3/s.岩溶地下河系在域的时空分布方面具量值和形态复杂性,在含水介质空隙空间体方面有多重性,在河系的主干与支干的组构方面存在非均匀性;使岩溶地下河系水资源开发利用和水量计算等方面存在许多急待解决的问题.本文旨在针对中国南方岩溶区岩溶地下河系水资源开发利用所遇难点问题:(1)地下河系空间定位;(2)地下河系水资源变化规律与预测评价等进行内容选定,总结经验,创新理论与技术,支持西部大开发战略.     

西南岩溶石山地区岩溶地下水系统划分及其主要特征值统计

岩溶地下水系统是西南岩溶石山地区最基本的水系统,而岩溶地下水系统划分则是正确评价、合理开发利用西南石山地区岩溶地下水资源的重要基础。本文首先按西南岩溶水出露条件划分出3620个岩溶地下水系统,其中地下河系统1179个、岩溶泉系统1152个、集中排泄带岩溶地下水系统562个、分散排泄岩溶地下水系统727个,然后按岩溶含水岩组的出露条件将岩溶地下水系统划分为裸露型（2324个）、裸露覆盖型（108个）、覆盖型（275个）、裸露-埋藏型（98个）、埋藏型（88个）五种类型。除分散排泄岩溶地下水系统外,汇水面积大于1000km^2的其它岩溶地下水系统有26个。在地下河系统中,汇水面积大于10km^2而小于500km^2的有1049个,占88．97％,汇水面积小于100km^2的有711个,占总数的60．3％;在岩溶泉系统中,汇水面积小于50km^2的有814个,占总数的70．66％;在集中排泄带岩溶地下水系统中,汇水面积大于100km^2而小于500km^2的有303个,占总数的53．91％。流量统计结果显示,流量大于1000L／s的岩溶地下水系统有286个,占总数的11．2％,流量大于50L／s至小于500L／s之间的有630个,点总数的63．73％。[      

贵州典型岩溶区岩溶地下水污染评价

本文选取贵州三个岩溶典型类型,即地下水集中排泄类型,地下水集中开采区类型和城镇区岩溶地下水类型,根据各类型岩溶区的岩溶发育特征,水文地质条件,地下水污染类型和方式,分别用集中参数模型和分布参数模型,对地下水污染进行了评价,所得结果均拟合良好。     

西南岩溶区农田生态系统岩溶作用及碳汇效应：以重庆南川市三泉镇为例

岩溶地区的碳循环是地质作用和生物作用最好的结合点,系统研究农田生态系统中石灰岩溶蚀作用强度对精确估算岩溶作用的碳汇效应具有重要意义。通过在重庆南川市三泉镇选择菜地、旱地、冬水田、两季田、草地、未利用地等样地类型进行以一个水文年为周期的标准溶蚀试片溶蚀试验、土壤剖面与植被样方观测以及土壤、标准溶蚀试片样品分析,探讨了农田...     

全球岩溶生态系统对比:科学目标和执行计划

由我国提出的新的国际地质对比计划“全球岩溶生态系统对比”（IGCP 448）已于2000年初由IGCP科学委员会批准，在2000－2004的5年中执行。该项目的科学目标是：对比全球不同气候条件下的宏观岩溶生态系统，揭示其形成机理；对比不同地质条件下微观岩溶生态系统，揭示其对物种选择的影响，为岩溶地区石漠化治理，重建良性生态系统探索新思路，从地理，地质角度对比地下岩溶生态系统；研究岩溶生态系统与人类活动的相互作用。5年中除40余个参与国将作好本国岩溶生态系统研究作为全球对比的基础外，还将重点联合考察罗马尼亚，巴西，中国，西班牙，法国，美国，俄罗斯，澳大利亚等国的典型岩溶区，并作深入对比研究，IGCP448的核心科学问题是岩溶生态系统的运行规律，对如何利用我国地域优势和组织该多边国际合作计划的有利条件，进一步做好我国岩溶生态系统研究提出了若干建议。     

中国西南岩溶石山资源开发与环境保护对策

本文在对西南岩溶石山开发利用现状进行全面系统调查的基础上，介绍了中国西南岩溶石山资源分布情况及其主要自然特点，分析了其存在的主要问题——法律法规不健全、开采方式不合理、管理关系未理顺，提出了提高对岩溶石山保护重要性的认识、完善管理体制、制定岩溶石山资源保护管理法规、加大综合执法力度，重点保护、定点开发、恢复矿点生态和岩溶石山植被等保护治理恢复岩溶石山的对策和建议。     

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。     

茂兰森林生态系统对岩溶环境的适应与调节

通过对贵州茂兰森林区岩溶作用下森林生态特点的研究表明,岩溶山区由于岩溶作用导致了地貌、土壤、水分等状况的特异性,其森林生态系统行为对岩溶作用也作出了相应的响应,如森林生态系统虽然生物多样性、物种的特有性仍然较好,但物种以钙生性、旱生性为主,生产力低下,森林生态系统主要通过诸如无性更新、不间断随时更新等方式来适应严酷的岩溶环境。因此要保持和恢复岩溶石山区森林生态系统生产力,其首要的基础研究问题是岩溶作用影响下森林植物的生境胁迫的机制及其动态,森林植物对这种胁迫的适应性及其基因调控机理。      

IGCP448“全球岩溶生态系统对比”2003年会议在美国肯塔基鲍林格林和俄罗斯东西伯利亚依尔库茨克召开

IGCP448项目执行已进入第四年，2003年共举行了两次学术年会，2003年6月3-6日和7月7-9日分别在美国肯塔基州鲍林格林(Bowling Green，KY，USA)和俄罗斯东西伯利亚依尔库茨克(Irkutsk，East Siberia，Russia)召开，会议主题分别为“岩溶水文地质与生态系统”与“东西伯利亚岩溶生态系统与人类影响”。     

中国西南岩溶山地石漠化转型演变解析

系统阐明岩溶石漠化的演变趋势,对正确认识岩溶石漠化发生发展过程及实施有效的石漠化综合防治措施具有重要意义。研究表明：（1）驱动石漠化发生与形成的因素有岩溶山地农户生计单一、土地压力大、土地承载力低和生态脆弱等4个主要因素;石漠化发生扩展其实质就是在低土地承载力背景下,过伐、过垦、过牧等土地利用方式触发了岩溶山地土地退化,即石漠化。（2）岩溶石漠化在发生发展到一定阶段后,随着社会经济背景的演变和石漠化驱动因素的变化、消失,石漠化面积扩张的趋势会发生根本性的转折,即石漠化转型。（3）中国西南岩溶山地土地利用方式改变引起生态系统机制改变,从而引起石漠化转型演变。石漠化转型是土地利用系统对经济社会发展与生态系统综合作用的响应,符合经济社会发展和生态系统演化的总体趋势。（4）中国西南岩溶山地石漠化演变对揭示该区域人地关系变化具有指导意义。     

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。