中国典型表层岩溶系统的地球化学动态特征及其环境意义

以中国６个典型表层岩溶系统为例,总结了它们的地球化学动态特征,并对其所反映出的环境意义作了分析。中国典型表层岩溶系统的地球动态特征主要表现为土壤ＣＯ２含量的季节变化和逐年递增趋势,及地下水ＨＣＯ３＾－含量的ＣＯ２效应的稀释效应。前者可能反映了全球气温升高的影响,而后者则反映出表层岩溶系统对大气ＣＯ２具有良好的调节功能。     

中国洞穴石笋信息管理系统的开发与应用

随着全球气候变化研究的逐步深入,洞穴化学沉积物在重建古环境中的作用受到越来越多学者的重视,它是一种不可多得的古环境信息载体.我国学者从事洞穴沉积物古环境重建工作已有20多年,已取得大量的石笋记录数据.本信息管理系统主要收集中国南方、北方已有的石笋记录数据,并分析汇总成库,可以较方便地满足国内外从事洞穴石笋古环境重建研究者进行数据查询分析,以实现科技资源共享.     

岩溶断陷盆地“盆-山”耦合地形影响下的气候特征及其对石漠化生态恢复的影响探讨

掌握石漠化山区受海拔影响的气候特征的垂直差异,能够对岩溶山地气候及其影响下的水热组合条件有更为科学的认识,对石漠化演变研究和综合治理有重要意义。本文通过在典型石漠化山区（云南蒙自断陷盆地区）沿盆地、坡地到山区设立三个小型气象观测站获取山地垂直剖面的气象数据,从月（季）、日尺度分析石漠化山区“盆-山”耦合地形的气候垂直特征及其对石漠化生态恢复的可能影响,结果表明:（1）观测剖面是当地主导风东南风的背风坡,年降雨量高原面（1 027.4 mm）>盆地（662.6 mm）>坡面（574.4 mm）;且 “山谷风”效应显著,白天吹谷风,降雨比例更大。地形起伏使盆地降雨年变异系数达152.36%,远大于坡面（113.81%）与高原面（99.36%）,地形放大了垂直方向的“干湿”差异,区域干燥指数:盆地（1.74）>坡面（1.70）>高原面（0.88）。（2）垂直方向水汽差异使高原面年太阳辐射量（5 492 MJ·m-2）略小于盆地（5 817 MJ·m-2）。同时盆地与高原面气温垂直梯度达0.74 ℃·100 m-1,因此在光热条上存在明显的垂直差异。（3）垂直气候特征对石漠化生态恢复的影响具体表现在:①年内降雨集中,结合坡度较陡的地形易加速水土流失;②降雨量少,且集中在日间,强烈的蒸发易加剧土壤水分亏缺,不利于植被恢复。③研究区水分缺乏,因此在植被恢复治理中应选择耐旱的作物,同时要考虑垂直方向的光热条件差异,盆地选择喜光热作物,海拔高的地区选择喜温凉的作物。      

重庆南川区石漠化分布特征及其坡地利用模式分析

利用2004TM遥感影像,并结合地质、水文气象、土地利用图等,研究了重庆南川区石漠化的分布特征。结果表明,南川区石漠化分布具有如下特征:地层岩性上,石漠化集中发育在中生界三叠系嘉陵江、飞仙观、雷口坡组和下古生界奥陶系马家沟组碳酸盐地区的纯灰岩与其他灰岩和白云岩互层分布区中;气象水文上,石漠化集中分布在中部槽坝年均温为10~16℃、年降水量大于1200mm的地区;地形高程上,轻度石漠化和中度石漠化主要分布在海拔800~1200m之间,重度石漠化主要分布在600~800m之间,极重度石漠化主要分布在500~600m之间;土地利用上,轻度和中度石漠化主要分布于灌木林地中,重度以上石漠化则主要见于旱地。根据研究区石漠化的发育和分布特点,建议平缓坡地(<5°)推行稻田保护性耕作和加强无公害农产品基地建设;较缓坡地(5°~15°)发展农耕和种植园区;较陡坡地(15°~25°)种植藤本植物(金银花)、经济林果和生态林草;陡峻坡地(>25°)应长期封山育林,重点发展水源林和景观林。      

溶蚀空间形成及中国与世界其它地区碳酸盐岩近期溶蚀量对比分析

碳酸盐岩次生渗透性是成岩作用、构造作用、水动力作用及生物化学作用的综合结果。在这些作用影响下,有的岩溶形态发育相当快,因此,了解溶蚀速度对于更好地理解岩溶水文地质问题是很重要的, 本文在评价当前碳酸敖岩溶蚀速度几种方法的基础上,对近年来从中国和世界几个其它岩溶地区获得的碳酸盐岩溶蚀观测资料进行了对比。结果表明,气候条件对碳酸盐岩溶蚀速度有明显影响。      

现代岩溶学在中国的发展

本文回顾了二十多年来以岩溶动力学为基本理论的现代岩溶学在中国的发展过程。概述了其主要的科学成果和应用前景。指出了地球系统科学的引入、全球视野的研究和各级主管部门的持续支持在现代岩溶学发展中的重要意义。     

表层岩溶带的岩溶动力学特征及其环境和资源意义

表层岩溶带处于四大圈层的交汇带,碳－ 水－ 钙循环活跃,溶蚀和沉积化学反应都比较迅速,岩溶动力作用强烈而且对环境变化具有敏感性。表层岩溶带快速的岩溶过程以及对环境变化的敏感性,赋存大量短时间尺度的环境变化信息,可提高地质过程在全球环境变化研究的地位; 表层岩溶带碳－ 水－ 钙循环的活跃和与环境岩溶动力条件的相关性,使得表层岩溶带对环境 Ｃ Ｏ２ 的变化具有调节作用,从而对碳循环的研究具有重要意义;表层岩溶带的发育使南方岩溶区具有浅层岩溶水循环与地下管道水循环耦合的二次岩溶水循环的结构特征,加强了岩溶水的调     

乌江下游岩溶地貌形态特征初探——以重庆武隆及其邻近地区为例

乌江下游为典型的亚热带岩溶中山峡谷地貌,主要以大型的岩溶峡谷、天生桥和大 的天坑以及大型溶洞、地下河及丰富多彩的次生沉积物为特征。本文主要分析了乌江下游的 岩溶个体形态特征及层状地貌面的岩溶形态组合特征,探讨了乌江下游岩溶地貌的演化过程,认为:（1）乌江下游地区的层状地貌分为两级夷平面、一级溶蚀面、五级水平溶洞和三 级阶地;（2）不同地区岩溶形态特征有明显差异:在鄂西期地面上,地面完整性较好,以低矮的峰丛和平坝、大的浅洼地相组合。山原期地面,不同地区岩溶形态组合特征有所差别: 在水系裂点以下地区,主要以峰丛-峡谷组合为主;河流裂点以上的上游地区,地面保存相对完整,为锥状峰丛、深洼地景观。盆地期溶蚀面以峰丛-槽谷、谷地为主。（3）乌江下游岩溶地貌的形成,经历了鄂西期、山原期、盆地期和峡谷期地貌演化阶段,并形成鄂西期、山原期岩溶夷平面、盆地期溶蚀面和深切峡谷。      

四川黄龙钙华的形成

作者通过现场测试、实验及室内分析,从薄膜(扩散边界层)效应及水化学的变化对黄龙钙华进行了研究,得出黄龙钙华的沉积速率为0.43～4.7mm/a,其中速率较大者出现在流速较快(边界层较薄)的部位,如边石坝上;而速率较小者则出现在流速较慢(边界层较厚)的部位,如钙华池内。      

洞穴滴水、石笋中元素及元素比值对气候环境变化响应的研究进展

滴水/石笋元素是除δ18O和δ13C,研究气候环境变化的又一重要代用指标。外界气候环境变化通过改变表层岩溶带和岩溶含水层中的水文环境,甚至洞穴环境,进而影响元素的溶解、运移和沉淀过程,从而使得滴水/石笋中元素表现一定的变化规律。本文通过分析影响洞穴滴水元素及元素比值变化的因素：元素来源、水—岩相互作用和滞留时间、差异性淋滤、先期碳酸盐沉淀及分配系数的基础上,从元素对岩溶区“二元结构”和极端天气/气候事件响应的角度,探讨了滴水/石笋中元素的气候环境指示意义。取得了以下认识：① 强降水带来的冲刷作用和溶解作用,促进土壤和基岩中元素、胶体和天然有机质（NOM：Natural Organic Matter）等物质在短时间内快速溶解和运移,使滴水中元素含量增加;但随着降水增多带来的稀释作用,使得滴水/石笋中Mg,Sr和Ba等元素含量降低,因此,单一元素的解译较为复杂;② 但基岩/溶液中元素溶解和沉积的差异,导致元素相对含量的变化,使得元素X/Ca比值对外界环境的响应具有同一性,尤其是Mg/Ca和Sr/Ca比值：在干旱条件下,降水减少导致方解石先期沉积（PCP：Prior Calcite precipitation）作用增强,使Mg/Ca和Sr/Ca比值增大。但目前存在着一些问题：① Mg/Ca和Sr/Ca比值变化对强降水事件的响应并不明显,可能与新、老水混合及元素溶解过程中的溶解比例差别不大有关;② 多源、多期混合水源会导致洞穴滴水元素对极端事件响应减弱;③ Mg/Ca和Sr/Ca的变化为解释δ18O的“雨量效应”及“源效应”提供了见解,但元素变化能否反映季风强度的变化,仍有待进一步的研究。基于以上认识,笔者提出开展更加系统的大气—土壤—包气带—洞穴的监测;开展更高分辨率、更长时间尺度的洞穴监测;开展多区域、多洞穴系统对比研究来更加深入地开展洞穴石笋元素研究。