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。     

川东北楼房洞洞穴环境时空变化与影响因素

基于2011年8月―2012年6月的实地监测数据,文章报道了川东北楼房洞溶洞系统气温、相对湿度（RH）、CO2体积分数、水体电导率（EC）和pH值等为期近1年的监测结果,并对其影响因素进行了分析。结果显示楼房洞洞穴系统环境存在明显的空间变化和季节变化：1）洞穴内的气温变化幅度比洞穴外小,洞穴内夏季气温比冬季高出3~5℃;2）在洞穴内,相对湿度在地下河附近小于在水池附近,显示了地下河对洞穴环境的显著影响;3）洞内监测点SLPB和QCMY处的相对湿度与空气温度出现明显相反的变化趋势,反映主要受气温控制的特点;4）雨季期间SLPB、QCMY和LZLY处的CO2体积分数出现峰值,是较强的生物呼吸作用、“泵”效应和较弱的通风效应等因素综合影响的结果;5）pH值的变化趋势在洞穴内外各监测点一致,原因可能是夏秋季节基岩溶蚀较强所致。6）洞内各监测点的EC值也是夏秋季节高于冬春季节,反映了气候变化导致的化学溶蚀作用可能是影响离子含量的主要因素。     

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.     

贵州龙宫风景名胜区水溶洞环境变化特征与预测研究

对比研究了贵州龙宫风景区1996年和2011年15年前后客流量、温度、湿度和CO2浓度等有关数据,分析其环境变化特征,揭示影响因素,预测其发展趋势。结果表明:(1)洞内CO2浓度比洞外高,洞深越深CO2浓度越高,2011年CO2浓度比1996年显著增大,总体说明游客数量对CO2浓度影响很大;(2)游客数量每增加1万人,则CO2浓度增加0.002%,年增加约0.0046%;大约经过13.5～18a,当年游客量达到135万人时,龙宫CO2浓度将超过CO2卫生二级标准;(3)各监测点各时段温度差异主要表现在洞外,洞内各监测点的各个时段基本无差异;(4)各监测点不同时段湿度无明显变化,仅存在洞内与洞外的差异。     

腾格里沙漠民勤实验点夏季沙丘CO2浓度变化

为查明腾格里沙漠沙丘CO2浓度和昼夜变化规律,利用红外CO2监测仪在2009年夏季对腾格里沙漠两南部的民勤沙丘CO2浓度变化进行了昼夜连续观测,研究了不同类型、不同深度沙丘CO2浓度变化.研究得出:所有实验点CO2浓度在深度上的变化与通常观测的不同,2m和4m处的CO2浓度都比1 m处的大;固定沙丘的昼夜CO2浓度累积值大于半同定沙丘的昼夜CO2浓度累积值,而半固定沙丘的昼夜CO2浓度累积值又大于流动沙丘的昼夜CO2浓度累积值;沙丘白天CO2浓度累积值高于夜间;在极端干旱的腾格里沙漠西南部,不论是固定沙丘、半固定沙丘还是流动沙丘,CO2浓度在一昼夜内也具有清楚的变化规律,即从当日09:00左右到次日09:00点左右均呈现由低到高再到低的变化,但CO2浓度升降相对于大气温度的升降具有一定的滞后性,滞后时间约1～3 h;沙丘CO2浓度和大气温度之间存在显著的正相关关系,温度是决定CO2昼夜浓度变化规律的主要因素.在极端干旱的民勤沙漠区,各类沙丘沙层中的CO2浓度都明显高于空气CO2浓度.     

不同植被类型覆盖下土壤CO2浓度对洞穴景观的影响

土壤中的CO2 通过影响土壤水对碳酸盐岩的溶蚀能力控制洞穴滴水中的Ca2 +初始含量 ,同时它进入洞穴水体后溶解度的变化也会影响洞穴景观的形成。研究表明 ,不同植被类型对土壤CO2 浓度会产生不同影响。本文通过模拟分析认为 ,在一定范围内 ,地表生态系统的改善有利于土壤中CO2 的增加和洞穴中碳酸钙沉积景观的发育 ,但是若超过一定的阈值 ,即土壤中的CO2 浓度过高 ,使喀斯特水中的CO2 不能在洞穴顶部碳酸盐岩体渗流过程中完全被消耗时 ,洞穴滴水的酸性会对碳酸钙产生溶蚀作用 ,易形成洞穴溶蚀景观。     

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。     

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。     

喀斯特地区洞穴壶穴形态的形成与发育

喀斯特洞穴河床壶穴是记录洞穴微地貌演化、洞道走向、水流与地下河床边界条件相互作用的关键性证据之一。通过对贵州绥阳双河洞穴系统,属娄山关组白云岩地下河段108处洞穴壶穴的形态及分布特征进行实地仔细观察和分析发现:该区地下河河床壶穴分为两种形式即跌水壶穴(plunge holes)和旋转流壶穴(eddy holes)。它的规模、形态及分布特征规律性较地表河床壶穴强,主要受水动力、洞道走向控制。由于洞内气候环境长期稳定,洞穴河床壶穴的形成与演化主要是水动力条件、洞道走向、岩性、洪冲积物综合作用的结果。本研究结果将丰富与完善壶穴不同地貌部位、不同岩性特征及成因,为洞穴河床壶穴形态的形成与发育提供科学论证,为洞穴微地貌演化过程及洞穴水动力研究发展提供科学依据。     

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。     

沙漠及绿洲不同覆被下大气CO2浓度的梯度变化

运用美国生产的开环气体交换系统LI-6400便携式光合作用测定系统,研究了沙漠及绿洲不同覆被下大气CO₂浓度的梯度变化。结果表明,2001年巴丹吉林沙漠南缘大气CO₂浓度为366μmol·mol^-1,秋季大气CO₂浓度梯度在1~ 10m高度范围内为0,CO₂浓度与气温呈线形正相关,相关系数为0.87;与空气相对湿度呈线形负相关,相关系数为 -0.86。秋季绿洲区CO₂浓度高于沙漠区,人类活动向大气排放CO₂,是绿洲区CO₂浓度高于沙漠区的主要原因。绿洲不同覆被类型其CO₂浓度梯度明显不同,影响CO₂浓度梯度的主要因素为:人类活动、覆被变化、气象因子。覆被变化研究得出,杨树林初秋光合作用最强时在10m高度范围内CO₂浓度可降低22μmol·mol^-1;另外得出,降雨能够明显降低空气CO₂浓度。     

莫高窟PM10浓度与气象要素的关系

采用2018年敦煌莫高窟第16窟窟内与窟区PM₁₀浓度及气象数据,分析PM₁₀时空分布特征及其影响因素。结果表明：（1）两处监测点PM₁₀浓度主要分布在50 μg·m^-3以下,受重污染天气影响较小;春、冬、秋、夏季依次降低,窟区PM₁₀浓度在春、冬季高于窟内,夏、秋季反之。（2）PM₁₀浓度3月最高,9月最低,5—9月窟内月均值高于窟区。PM₁₀污染日数窟内5月最多,而窟区3、5月较多。（3）PM₁₀浓度日变化曲线在春季和秋季呈“双峰”型,夏季和冬季呈“单峰”型。（4）在半封闭环境的洞窟内,沙尘暴发生前后,PM₁₀浓度达到极值及恢复至原来水平的时间均滞后于窟区。（5）在不同季节PM₁₀浓度与气温、风速和降水呈负相关。除秋季外,PM₁₀浓度与相对湿度、气压呈正相关。（6）窟区全年主风向为ESE,在冬春两季,此风向PM₁₀浓度最高,PM₁₀主要来自三危山前的戈壁滩、干涸的大泉河河道以及窟前裸露的地表积尘。     

丘间滩地糜子和玉米光合蒸腾特性与内外影响因子的关系

对种植在丘间滩地的糜子和玉米进行了光合、蒸腾及一系列内外影响因子的测定。结果表明:两种作物光合、蒸腾日进程曲线均呈单峰型;蒸腾速率达峰值的时间落后于光合速率达峰值的时间;光合速率主要受光合有效辐射和温度的影响;蒸腾速率主要受空气湿度和气孔导度的调控;光合、蒸腾受植物叶水势和胞间CO₂浓度的影响不大。两种作物光合与蒸腾特性、水分利用效率及内部调解机制的变化极为相似,只是在光合速率、水分利用效率和对高温的适应上,糜子略优于玉米。     

全球主要河流流域碳酸盐岩风化碳汇评估

碳酸盐岩风化吸收的大气CO₂主要以HCO₃ ^-形式连续地经由河流从大陆输送到海洋,成为陆地生态系统的重要碳汇。目前主要河流流域的碳酸盐岩风化碳汇估算存在不确定性,分布格局尚不清晰。基于GEMS-GLORI全球河流数据库提供的全球10万km ²以上主要河流流域多年平均监测数据,利用水化学径流法估算出全球主要河流流域碳酸盐岩对CO₂的吸收速率为0.43±0.15 Pg CO₂ yr ^-1,平均CO₂吸收通量为7.93±2.8 t km ^-2 yr ^-1。CO₂吸收通量在不同气候带下差异显著,热带和暖温带CO₂年吸收速率占全球主要河流流域年吸收速率的62.95%。冷温带CO₂年吸收速率占全球主要河流流域的33.05%,仅次于热带地区。本文划分出全球CO₂吸收通量的9个关键带,关键带的交汇处CO₂吸收通量较高。喀斯特出露流域碳酸盐岩对CO₂吸收通量的均值为8.50 t km ^-2 yr ^-1,约为非喀斯特流域的3倍。全球喀斯特出露流域碳酸盐岩风化碳汇在全球碳循环、水循环及碳收支平衡估算研究方面占据重要地位。     

基于EKC框架的旅游发展对区域碳排放的影响分析——基于1995-2015年中国省际面板数据

基于扩展的环境库兹涅茨曲线（EKC）,利用1995-2015年中国省际面板数据探讨旅游发展对区域碳排放的影响,同时分析了经济增长、贸易开放程度、失业率、受教育程度和城市化水平等因素对碳排放的影响作用。研究表明：① 传统经济增长与碳排放之间的倒“U”型EKC假说成立,受教育程度（-0.061）、失业率（-0.062）和贸易开放程度（-0.170）的提升有利于降低人均CO₂排放量,其中,贸易开放程度的减排作用最为明显;城市化水平（2.113）的提高会增加人均CO₂排放量。② 旅游发展对区域碳排放的影响显著,具体表现为：旅游接待人次与人均CO₂排放量拟合曲线呈正“U”型,而人均旅游消费与人均CO₂排放量则呈现典型的倒“U”型曲线良性发展状态。③ 旅游专业化水平的提高会使得EKC向下方移动,经济发展的环境压力得到减轻,且高旅游专业化区域旅游接待人次与人均CO₂排放量之间关系的转折点相对较高,而其人均旅游消费与人均CO₂排放量之间关系的转折点则相对较低。     

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。     

北极新奥尔松地区夏季近地面CO2、CH4和N2O浓度的观测研究

2008和2009年夏在北极新奥尔松地区（Ny-Ålesund）不同苔原区域（鸟类保护区、海滩苔原、矿区、人类活动区等）监测CO₂、CH₄和N₂O近地面浓度的时空变化并分析其可能的影响因素。2008年7月25日-8月13日和2009年7月13-26日,在不同观测区域设置常规和非常规采样点采集气体样品共239瓶并妥善保存。实验室内使用气相色谱（GC）测定准确真空瓶中温室气体（CO₂、CH₄和N₂O）的浓度。鸟类保护区的日变化中,2008年鸟类保护区CO₂和N₂O日变化浓度均大于2009年约30 ppm和25 ppb。2008年海滩苔原CO₂浓度均高于2009年约30 ppm;N₂O浓度低于2009年11 ppb;2008年鸟类保护区CH₄浓度低于2009年,而海滩苔原2008年浓度高于2009年,差值均约为0.7 ppm。这些年际变化可能由环境条件（天气变化等）和地表覆盖情况的变化引起。高海鸟活动区（HB）CO₂浓度低于海鸟活动较少的区域（MB 和 LB）;鸟类保护区CO₂浓度低于海滩苔原,N₂O浓度高于海滩苔原,主要原因是海鸟活动和鸟粪增加了土壤营养元素,影响苔藓植被发育的情况并改变上垫面状况。综合不同苔原区域：新奥尔松地区CO₂和CH₄浓度高于ZEP (Zeppelin Station)监测平均浓度,地表向大气输送CO₂和CH₄;而N₂O低于ZEP监测的平均浓度,地表从大气吸收N₂O。不同区域影响因素不同：鸟类保护区、海滩苔原和鸟岛主要是受到海鸟活动影响;矿区主要是受水分和土壤基质影响;站区和机场受到人类活动影响但并不明显,总的来说直接原因是由于地表覆盖情况以及地形不同引起。