旅游洞穴空气环境时空变化特征及其影响因素——以贵州省绥阳大风洞为例

为探究绥阳大风洞空气环境时空变化的规律及其成因,沿洞道布设10个监测点,并对各点在垂直剖面上（洞道上、中、下部)的温度、湿度和CO2浓度进行为期11个月的监测,结果表明：(1)大风洞空气环境要素（CO2、温度、相对湿度）均呈现出明显的季节变化,大体上CO2、温度和湿度表现为冬季低,夏季高的特点。(2)春、夏、秋季洞内外空气交换较弱,由洞口至洞内深处CO2浓度、湿度逐渐增加,温度逐渐减小,且越往洞内深处,空气交换减弱,各参数变化越稳定;冬季洞内外空气交换作用强,由洞口至洞穴深部,温度变化曲线表现为并无突变点,且洞穴CO2、湿度的垂直变化加大。(3)垂直变化上,春、夏、秋季洞穴CO2浓度、相对湿度差异大,洞底部CO2浓度和相对湿度大多高于洞顶部,但越往洞穴深入,3个环境参数的垂直差异均减小。     

流入型洞穴——山东沂源九天洞初步研究

九天洞是一个典型的直接由外源水补给形成的流入型洞穴。洞内大片分布的石花起源于四大古水池沉积物的存在。九天洞发育于第四纪早更新世晚期至中更新世早期,经历过成洞期、残余水流(古水池)活动期(中更新世中、晚期)石花发育期(晚更新世以来)和主要滴石、流石(含浅水池)沉积期(晚更新世晚期至今)等发育阶段。今日的九天洞又是一个残余洞穴,已被完全蚀去的近流入口段的洞穴长度不小于200m,约占洞穴全长的37%。九天洞及其洞穴群的景观资源价值和科学价值,在我国北方喀斯特洞穴中占有重要的地位。      

贵州九洞天洞穴系统空间分布特征及地貌演化过程探讨

洞穴分布特征及地貌演化研究是洞穴科普活动及洞穴旅游开发与管理的重要支撑。为进一步了解九洞天景区洞穴系统大型串珠式天窗群的分布特征及规律,对溶洞的规模、形态、发育方向及分布高程进行实地考察。将地理学“将今论古”的思想与地理信息系统工具相结合,探讨九洞天洞穴系统的空间展布特征及其地貌演化过程。结果表明:九洞天洞穴系统发育地层以二叠系茅口组地层为主,发育受断层节理和水文条件控制,溶洞发育方向多为北北东、北西和东南方向,与区域构造线基本一致;受第四纪间歇性抬升运动和侵蚀基准面控制的影响,洞穴系统垂向分布大致集中在1 150~1 220 m、 1 220~1 270 m、1 270~1 340 m三个海拔范围内,与区内古河道垂向分布具有相似性;九洞天洞穴系统和地貌演化经历油菜河伏流及底纳寨干谷形成期、梯子崖伏流及张家寨干谷形成期、九洞天伏流和大天桥干谷形成期三次大的发育阶段,形成九洞天景区天窗溶洞、明暗流和古河道并存的典型喀斯特格局。      

开放洞穴环境变化特征及其影响因素:以桂林凉风洞为例

通过对桂林凉风洞洞穴内、外温湿度、pCO2进行连续高频监测,发现洞穴温度受大气度温影响呈现出季节性变化规律。由于受到洞穴结构的阻隔作用影响,洞穴由外向里的温度变化幅度逐渐变小,并且响应的时间存在季节性差异。监测数据表明:洞穴内部温度的季节性变化幅度明显低于洞外气温变化幅度。比较洞内、外温度的时间序列发现,在季节尺度上洞穴温度升温阶段滞后时间长（与外部通风的气温流动交换慢）,降温阶段滞后时间短（与外部通风的气温流动交换快,呈现突变特征）,这可能与不同季节洞穴内部结构的“缓冲作用”的强弱变化有关。该洞穴空气中pCO2存在明显的夏季高、冬季低的季节性变化特征。并且外界大气环境季节性变化和洞穴上覆动植物的季节性活动,使得洞穴pCO2主控因素也存在季节性差异。      

岩溶洞穴水理化性质特征及其环境意义——以贵州织金洞为例

为揭示洞穴水地球化学特征的动态变化特征、控制因素及其环境意义,从2015年1月至2015年6月对贵州织金洞洞穴水的水化学指标进行了为期6个月的动态监测,结果表明:①织金洞洞穴水的水化学类型主要为HCO3--Ca2+-Mg2+型水,阴离子中HCO3-占84.5%以上,阳离子中Ca2+、Mg2+为优势离子;②洞穴滴水 EC、Ca2+、 Mg2+、HCO3-、SO42-浓度均大于石灰岩石裂隙水、池水相应的浓度;③洞穴水滴率、滴量、Ca2+、HCO3-以及Ca2+/HCO3-比值对气候有一定的响应,其地球化学指标具有显著的季节效应;④洞穴滴水中的EC与Ca2+离子浓度呈显著线性关系。      

洞穴化与洞石堆积的非线性特征

碳酸盐岩洞穴化与洞石堆积是同一个系统相反的两种表象。其机理很简单,即系统序参量活度积。但过程复杂,受制于造洞环境的多样性与多变性。形态的同步异相集、世代叠加集,具分形特征。动力的多样性与涨落对全球变化响应而具混沌有序。洞石堆积的非线性特征,为认识和研究洞穴开拓了一个新的方向。      

织金洞洞穴环境变化及成因分析

对比和拟合分析1989年、2011-2013年和2015-2016年织金洞内气候环境因子监测数据以及游客量数据发现:织金洞自开发初期至今,洞内CO2浓度和温度水平增高明显,增加幅度分别可达1 000 ppm和2～3 ℃,而2011-2013年与2015-2016年间CO2差值最大达465 ppm。洞内环境变化的最主要因素是旅游活动和人工光源;游客量从1985年的不足5万人增至2015年的59.457 1万人,洞内CO2浓度总体上呈现出随着时间增加而不断增高的趋势;各年份气温差距不大,但总体上仍展现出逐年降低的趋势,湿度除2011年外,差距并不明显;人工光源产生的温度与环境温度最大温差可达33 ℃,湿度和周边环境的湿度最大差值可达66.7%。      

山东沂源九天洞洞穴环境变化监测分析

为改善九天洞洞穴环境质量及保护洞穴景观提供科学依据,2006年5月1—5日和2006年7月28—30日曾两度对该洞的洞穴空气温度、湿度、CO2浓度和游客量的变化进行实地监测。结果表明,九天洞CO2浓度受游客数量影响,具有明显累积效应,其中灵霄玉塔（测点11）CO2浓度最高,日平均值为11250ppm;CO2浓度之高,国内外颇为罕见;而洞穴温度兼受洞穴滴水及洞穴形态的影响,具有一定的变化幅度;洞穴湿度除了受天气影响外,游客呼吸对封闭洞段湿度增大也有一定的贡献作用。      

桂林水南洞洞穴沉积物的古地磁记录及其古环境意义

通过对桂林水南洞2.5m厚的洞穴沉积物剖面的古地磁初步研究,其结果及地质证据表明该沉积剖面形成期可能与贾拉米洛正向期对应。根据磁化率、磁性矿物的特征和沉积学特征,对该地区这一地质时期的古环境变化提出以下认识:1.第三暖湿期,以钙华沉积为特征;2.第二干冷期,以含有少量钙质的黄褐色粘土为特征,并以含有高矫顽磁性矿物和低磁化率为特征;3.第二暖湿期,以互层的红褐色粘土、含高含量钙质的粘土或钙华为特征,并以含有低矫顽磁性矿物和高磁化率为特征;4.第一干冷期,以褐灰色粘土为特征,并以含有高矫顽磁性矿物和低磁化率为特征;5.第一暖湿期,以地下河沉积相(砂卵石为主)为特征。      

辽宁本溪晶花洞洞穴特征及形成时代

辽宁本溪晶花洞发育于中奥陶世马家沟组(O₂m)厚层灰岩中,主要受近SN、NE断裂控制,沿近SN断裂发育高度不同的4层洞穴。洞内沉积物以化学沉积为主,机械沉积较少。通过测定洞内外的温度、湿度及CO₂含量,对比研究发现洞穴封闭性较好,与外界大气循环较差。在与洞外干河河流阶地的高程及形成时代上的对比研究基础上,结合主洞所采年龄样的铀系法测年(111.5±5.3 ka),初步推断晶花洞主洞发育于晚更新世。     

桂林凉风洞洞穴系统垂向碳迁移特征及其影响因素

2017年11月至2018年11月,以桂林毛村凉风洞为研究对象,进行大气环境和洞穴环境野外监测,同时在洞穴上覆土壤30 cm和60 cm处开展试片溶蚀实验,并在洞穴内部进行试片溶蚀和滴水脱气监测,以测定垂向碳迁移主要过程中的CO2浓度和δ13C-CO2值。结果表明:（1）“大气—土壤—洞穴”垂向碳迁移系统能够与洞穴通风一起影响洞穴系统内部的CO2分布模式。洞口通风方向的转变取决于洞内温度与外界温度的差异,少雨的11月中旬到次年3月初通风方向为从洞外到洞内,此时垂向碳迁移能力弱,洞内CO2的分布由洞口通风主导;3月初至9月中旬,洞内外温差逐渐过渡并反转,洞口通风方向为从内向外,且降雨强度大,垂向碳迁移活跃并主导洞内CO2分布;（2）岩溶关键带土壤呼吸的强度决定了垂向碳迁移系统可迁移的碳量,洞内CO2分布的季节性变异本质上是外界环境在垂向碳迁移系统和洞穴模式上的响应;（3）洞穴上覆碳酸盐岩土下溶蚀实验表明土下溶蚀可削弱土壤碳源作用。土壤30 cm和60 cm处碳酸盐岩溶蚀速率分别为:0.48 mol?m-2?a-1和0.96 mol?m-2?a-1,而洞穴第一洞厅监测点的碳酸盐岩脱气速率为49.35 mol?m-2?a-1、第二洞厅内为9.07 mol?m-2?a-1,由垂向碳迁移系统运移到洞穴内部的溶解了土壤CO2的滴水脱气作用显著。      

浅析洞穴事故救援影响因素及处置措施

通过对常见类型洞穴环境进行分析,初步总结了洞穴温湿度、洞口环境、洞穴形态结构和洞穴生物对救援产生的影响,进而提论述了救援人员在洞穴事故救助处置中应一般所需做的基本器材准备、针对性训练、现场侦察、实时指挥、后援保障等各项工作,同时针对洞穴事故这类特殊救援,结合今年新修订的《消防法》中对消防部队职能的确定,提出了建立以公安消防部队为主,具有山地救援能力的单位和民间山地救援力量为辅的政府山地应急救援体系的必要性和可行性。      

Adaptation of climate variability/extreme in arid environment of the Arabian peninsula by rainwater harvesting and management

Water management in Saudi Arabia is facing major challenges due to the limited water resources and increasing uncertainties caused by climate change. The rainfall and temperature records of the Saudi meteorological data for more than three decades were analyzed for policy suggestions in water sectors based on the changing rainfall patterns. The trends in the annual aridity and rain indices were also examined to define the changing climate conditions and for determining the dry months in different cities of the Kingdom. An increased annual and maximum rainfall was observed for six cities while a decreasing trend in both annual and maximum rainfall was observed for the same number of cities highlighting the variability of rainfall in the whole region. An increasing maximum rainfall with decreasing annual rainfall was observed for the rest of the cities signifying the more extreme rainfall evens and resulting floods of short durations. The changing rainfall trends were also observed for different months during 31 years of the recorded period in addition to the varying climate pattern for different cities within the same district. Finally, these preliminary assessments of any systematic changes in view of the increased rain intensities and extreme climate events are viewed to demonstrate the value rainwater harvesting and management as a local adaptation to the climate variability and extreme in the Kingdom.     

山东半岛城市群地区地质生态环境与经济发展协调性评价研究

通过对山东半岛城市群地区地质生态环境与经济发展要素分析,构建了两者协调性评价的指标体系;在此基础上,根据协调性测度算法原理,对十五期间山东半岛城市群地区地质生态环境与经济发展协调度及其协调发展状态进行了分析评价.结论是为了实现山东半岛城市群地区地质生态环境与经济之间的协调、持续发展,应合理调整两者之间的互动关系.     

Variability of the total column amounts of climate influencing gases obtained from ground-based high resolution spectroscope measurements

Doklady Earth Sciences -     

山东省桓台地区土壤F的地球化学特征及其影响因素

为研究土壤氟的地球化学特征及其影响因素,选取山东省桓台地区为研究区,系统采集了70件表层土壤样品,并测试分析了其中F元素、有机碳含量、pH值等共计8项指标。绘制了元素地球化学图,掌握了该区F元素含量的空间分布特征。研究结果表明,表层土壤F含量范围为466.30~793.40 mg/kg,平均F含量为621.31 mg/kg,显著高于山东省背景值和全国背景值,具有潜在环境生态风险。研究区总面积70%的土壤F含量较高,其中F含量过剩的土壤相对集中分布在城镇附近;研究区东南部青银高速附近和北部呈零星分布的土壤中氟为适中及边缘含量水平。土壤中F含量主要受控于土壤pH、有机碳含量和施肥。该研究结果为改善研究区环境质量,防止地方性氟中毒提供了基础数据和科学依据。     

Evaluation of the water resources carrying capacity of Shandong peninsula,China

Research on the carrying capacity and security of water resources is vital for its contribution to implementing sustainable development goals. The limitation of water resources is one of the most important factors that influence the sustainable utilization of resources. Studying the carrying capacity of water resources will not only facilitate monitoring and forecast of national resources and environmental carrying capacity, but also be valuable for building ecological civilization. According to the principles of evaluation system, the carrying capacity of water resources on Shandong peninsula is explored. A comprehensive evaluation model of the carrying capacity of water resources is constructed based on the carrying capacity of water resources index and the composite of water resources index. The results show that the capacity of water resources on Shandong peninsula is generally consistent with overexploitation, and that the development and utilization of water resources has reached a considerable scale under existing economic and technological conditions. The carrying capacity of water resources in this region is relatively small, and the contradiction between supply and demand of water resources is alarming. Relative countermeasures are put forward, to improve the water resources carrying capacity and to provide a basis for future sustainable development and utilization of water resources in this region.     

Study on the spatial and temporal differentiation and influencing factors of carbon emissions in Shandong province

Natural Hazards - To reduce carbon emissions effectively in Shandong province in New Normal economy, this paper presents a new way to reflect the situation of carbon emissions accurately from both...     

新生碳酸钙沉积矿物形态的影响因素分析

石笋是古气候重建的重要地质载体,文石与方解石是石笋碳酸钙晶体的常见矿物形态。根据现代洞穴监测数据分析洞穴新生碳酸钙沉积物 (Active Speleothem: AS)的矿物形态的研究较少。本文在重庆武隆芙蓉洞三个滴水点 (MP2、MP5、MP9)下放置玻璃片,收集新生碳酸钙沉积物和滴水样品,监测新生碳酸钙沉积物矿物形态、滴水的Mg/Ca比值、pH、滴率和洞穴环境等指标,分析玻璃片正面和反面新生碳酸钙沉积物的δ18O、δ13C和Mg/Ca比值。研究发现:(1) MP2滴水点下的玻璃片正反面新生碳酸钙沉积物的矿物形态均为方解石;MP5和MP9滴水点的正面沉积方解石和文石-方解石混合两种情况,反面沉积文石-方解石,且反面文石多于正面。 (2) MP2滴水Mg/Ca比值小于MP5和MP9,说明滴水Mg/Ca比值是影响新生碳酸钙沉积物矿物形态的重要因素;而滴水pH值对AS矿物形态的影响在不同滴水点有差异。(3) 不论是玻璃片正面还是反面,文石-方解石混合的新生碳酸钙沉积物δ18O和δ13C比以方解石为主的沉积物偏正,说明AS矿物形态的变化会导致δ18O和δ13C发生变化。通过在芙蓉洞的系统监测和分析,发现新生碳酸钙沉积物的矿物形态与地表环境、洞穴上部岩溶水文地质条件密切相关,并验证了洞穴新生碳酸钙沉积物的矿物形态对石笋δ18O和δ13C具有重要影响。