桂林岩溶试验场钻孔水化学暴雨动态和垂向变化解译

用多参数自动记录仪对桂林岩溶试验场的CF1钻孔(代表裂隙含水介质)和CF5钻孔(代表管道含水介质)水化学进行了暴雨动态和垂向变化的监测,通过数据的分析及对比,发现: 暴雨时至少有两个重要的作用在控制着水化学的动态变化,一是雨水的稀释作用,另一个是碳酸盐岩— 水— CO2 气相互作用。然而,这两个作用在管道含水介质和裂隙含水介质中的表现是不同的: 对于裂隙含水介质,碳酸盐岩— 水— CO2 气相互作用占主导,而对于管道含水介质,雨水的稀释作用则成为主控因素。因此,鉴于岩溶水化学是在碳酸盐岩- 水- CO2 气三相相互作用的开放系统中形成的,所以水化学的研究不能仅考虑水- 岩相互作用,而必须重视CO2 时空变化对水化学的控制,只有从三相系统全面考虑,才能正确把握岩溶水化学的时空演变规律。此外,试验场相距不到5m的CF1和CF5钻孔水化学时空变化的显著差异,进一步证明了岩溶含水介质的非均质性特征。      

基于水化学和同位素特征的四川黄龙沟泉群分类研究

本文采用水化学和同位素方法对四川黄龙沟沿途出露的7个泉点进行了分析.结果表明,泉水水化学和同位素的时空变化反映了CO2逸出、钙华沉积和蒸发效应等诸多因素的共同影响,是由这些泉水处在四个水循环转化段决定的.根据水化学和同位素特征可将这些泉水划分为三种不同的类型:深部泉、表生泉和转化泉.这些认识将为四川黄龙沟景观水资源的管...     

四川黄龙沟源头黄龙泉泉水及其下游溪水的水化学变化研究

用水化学仪器自动记录、现场滴定及取样室内分析等方法,对四川黄龙沟钙华景区水的物理化学动态变化特征进行了研究。结果发现,黄龙钙华的沉积主要起因于水中CO2的大量释放,造成溪流自黄龙泉泉口向下游方向水的二氧化碳分压（p（CO2））和电导率（EC）降低,pH值和方解石饱和指数（SIc）升高。但仔细分析发现,水化学的这一空间变化主要发生在SIc〈1．0时;当SIc〉1．0后,向下游方向,水化学趋于稳定。同时,黄龙沟地表融雪水和沿途泉水分别产生的稀释和浓集作用对溪流水化学的这一空间变化产生了明显的影响。此外,源头黄龙泉的水化学稳定,没有明显的日变化,而下游的池水则出现pH值、EC和SIc及p（CO2）的显著日变化,即白天p（CO2）、EC较低,而pH和SIc较高,反映了白天较快的碳酸钙沉积,其中温度和水生生物光合作用的影响可分别达到19％和81％。     

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。     

世界自然遗产-四川黄龙钙华景观的形成与演化

本文对作者十余年来在四川黄龙(世界遗产地)的钙华研究成果和最新的一些监测发现进行了综述, 目的是为公众更好地了解黄龙、保护黄龙提供科学基础。主要结果和结论是: (1)黄龙钙华的形成是由于地球深部高分压的CO2在碳酸盐岩补给区产生富含碳酸氢钙的地下水, 当其以泉的形式出露地表时, 由于泉水的CO2分压远远高于空气, 泉水中的CO2大量逸出, 结果导致碳酸钙过饱和而发生沉积; (2)黄龙钙华的颜色以黄色为主色调, 主要是在雨季因雨水冲刷土壤向水中混入泥沙的缘故; 而在旱季, 钙华主要形成于清亮干净的泉水, 因此, 钙华的颜色呈现出纯净碳酸钙沉积的本色-白色。这也是黄龙洞钙华剖面年层中出现黄-白相间亚层的原因; (3)高精度的铀-钍同位素测年表明, 黄龙钙华主体是全新世以来形成的; (4)地表水向地下河的漏失是黄龙地表水日益减少, 导致钙华体表面干涸, 从而气生蓝藻大量滋生, 致使某些钙华变黑的主要原因, 因此, 有必要尽早采取防渗补水措施; (5)旅游活动已对黄龙钙华景观产生影响, 包括上游人为践踏使下游钙华池淤塞, 以及磷酸盐污染使硅藻等过度繁殖和钙华沉积速率可能降低等, 因此, 必须尽早采取相应防控措施。     

岩溶区和非岩溶区玉米光合作用与锌含量和碳酸酐酶关系的对比研究

采用田间试验方法对比研究岩溶区和非岩溶区玉米叶片光合作用与锌含量和碳酸酐酶活性的关系, 结果表明:岩溶区施加有机肥的土壤有效锌和玉米叶片锌含量均高于非岩溶区,岩溶区和非岩溶区的玉米叶片的锌含量分别为47.85 mg/kg 和43.35 mg/kg;岩溶区玉米叶片的碳酸酐酶活性和光合作用也高于非岩溶区,岩溶区的碳酸酐酶活性平均为5.622U,非岩溶区的碳酸酐酶活性平均为3.485U;碳酸酐酶活性随玉米叶片的锌含量增加而提高,而玉米光合作用效率随碳酸酐酶活性增加而提高,反映了土壤锌含量对玉米叶片锌含量、碳酸酐酶活性和光合作用的控制.     

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。     

岩溶地下河系统短时间尺度水化学变化周期识别

20世纪末的十余年以来,岩溶学研究迅猛发展,最突出的是建立了岩溶动力系统基本理论.岩溶动力系统是控制岩溶的形成演化并受制于已有岩溶形态,在岩石圈、水圈、大气圈、生物圈界面上以碳、水、钙循环为主的物质、能量传输、转换系统(图1).该系统由固、液、气相三部分组成,固相部分为各种以碳酸盐岩为主的岩石及其中的裂隙网络;液相部分为含有以Ca2 (Mg2 ),HCO-3,CO23,H 和溶解CO2为主要成分的水流;气相部分则以CO2为主的各种参与岩溶作用的气体.     

陕西秦岭翠华山泉水化学成分研究

为了研究泉水化学成分特点和在一年内的变化,文章利用pH-电导率自动记录仪对陕西秦岭翠华山地区两处泉水化学成分进行了每月2次的观测,并进行了水化学分析。翠华山泉水中HCO-3含量在76.27～152.55mg/L之间,Ca2+含量在14.48～26.92mg/L之间,Mg2+含量在4.46～4.89mg/L之间,K+含量在0.60～2.75mg/L之间,Na+含量在0.93～1.09mg/L之间,这些成分的特点是含量低。泉水pH值在6.98～5.69之间,夏秋季低于该区雨水的pH值,具酸性特征,这是该区地层主要由片麻岩构成决定的。从1月到11月,水秋池村泉水pH值和电导率呈现由大到小再到大的变化规律,引起这种变化的主要原因是夏秋季土壤CO2含量比冬春季高,泉水在夏秋季流动过程中吸收了较多的CO2。翠华湖西泉水pH值和Ca2+,Mg2+,K+,Na+离子含量比水秋池泉水高,从1月到11月Ca2+,Mg2+,K+,Na+离子含量变化与水秋池泉水变化相反,这应当是两个泉水的来源不同或在流动过程中遇到了酸碱性不同的土层和地层造成的。翠华山地区泉水化学成分变化是易于观测到的规律性很强的变化。     

云南白水台钙华池出入口水化学和δ13CDIC昼夜变化的影响因素及水生光合作用影响比例的计算

钙华是岩溶区常见的次生化学沉积物,也是陆地气候环境信息的高分辨率载体之一.它的形成常常与水生植物有关,后者的新陈代谢过程可能会改变水中溶解无机碳(DIC)的同位素组成,进而影响钙华的碳同位素值.然而在古环境重建中,永生植物引起微环境变化所造成的影响常常被研究者忽视.本研究选取了白水台两个具有丰富沉水植物的钙华水池,对水池入口、出口的水化学和DIC的碳同位素组成(δ13 CDIC)进行了高分辨率的昼夜观测和取样分析.结果显示,在低浓度DIC水体(S1-3)补给水池时,水池出口与入口之间的δ13 CDIC的变化很小,主要反映的是出口δ13CDIC继承入口δ13 CDIC,反映了滞后效应对水体δ13CDIC的控制;而在高浓度DIC水体(S1-1)补给水池时,水池出口与入口之间的δ13CDIC的变化主要受脱气作用控制.通过对水生光合作用影响比例的计算发现,由于库效应的存在,水生植物的光合作用对δ13CDIC的影响很小.