贵州中西部洞穴水系与碳酸钙沉积物的Mg/Sr比值和地球化学特征

对贵州中西部郑家洞、石将军洞和织金洞三个洞穴中水样和碳酸钙沉积物样品地球化学特征的分析,得出洞穴水Mg /Sr 比平均值分别为1 278± 411、1 155± 207、14. 0± 2. 7。安顺洞穴的水样富Mg 贫Sr,与织金洞的相反,一方面可能与围岩组成的差别有关,另一方面可能与洞穴地表的植被和土壤覆盖有关。碳酸钙样品中的微量元素比值反映了洞穴水的比值,而后者受围岩和地表条件的影响。因此,以Mg /Sr或Mg /Ca 比值来反映温度的变化,必须详细了解各种影响因素的影响作用。通过织金洞洞穴水和现代碳酸钙沉积物中Sr /Ca比值,计算出K Sr值为0. 04～ 0. 134,平均值为0. 073± 0. 035; KMg平均值为0. 021± 0. 010。这些结果可为今后利用石笋Mg /Sr 比值作为古气候代用指标的研究提供基础数据。      

岩溶动力学理论的发展与国际岩溶研究中心的成立

1990年至今,笔者带领的国土资源部岩溶动力学重点实验室研究群体连续成功申请与实施了与岩溶有关的IGCP299、IGCP379、IGCP448和IGCP513四个国际地质对比计划项目,为国际岩溶学术界同行提供了一起学习、工作机会,进而共同解决岩溶形成、碳循环、岩溶生态、水资源等领域的资源与环境问题。[第一段]      

论岩溶生态系统

在我国西南地区,岩溶生态系统脆弱,在人类活动影响下,石漠化问题严重。滇黔桂岩溶地区石漠化综合治理已列入我国国民经济和社会发展的“十五”计划中。同时,第三个国际岩溶对比计划,即:IGCP 448“全球岩溶生态系统对比”(2000～2004年)正在进行,我们有必要深入研究岩溶生态系统的结构、功能和运行机制等问题。 根据生态学的定义,生态系统是指在无机和有机之间,由生产者(植物)、消费者(动物)和分解者(微生物)构成的系统。但根据美国地质学会编的Glossary of Geology,生态学被定义为“研究生物与其环境之间关系的科学”,而生态系统被定义为“生态学的单元”。据此,我们可以把“岩溶生态系统”定义为“受岩溶环境制约的生态系统”。其内涵既包括岩溶环境如何影响生命,也包括生命对岩溶环境的反     

典型岩溶农业区土地利用变化对土壤性质的影响——以云南小江流域为例

以云南省泸西县小江典型岩溶农业流域为研究单元,分析了流域1982~2003年土地利用的变化及定点对比分析不同土地利用变化下土壤性质的变化,结果表明：小江流域1982~2003年610.12 km²的土地利用发生了变化,变化类型主要是由未利用地向耕地、林地以及林地向耕地的转变,人口的增加、社会、经济的发展和理智的生态决策是流域土地利用变化的主要原因;林地、未利用地转变为耕地后,土壤有机质、全氮、全磷含量大幅度降低,土壤pH明显升高,全钾、速效钾含量增加;短时间的退耕还林,土壤性质变化不明显;耕地转变为园地后,土壤性质得到明显的改善;而耕地转变为石漠化土地后,土壤性质发生显著变化,土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷含量大幅度降低,土壤pH明显升高;同时,研究表明土地利用变化对碳酸盐岩地层中发育的土壤性质的影响强度明显大于砂页岩地层中发育的土壤,表明碳酸盐岩地层中发育的土壤十分脆弱。     

桂林水南洞1号石笋的沉积年代学研究

通过综合研究广西桂林盘龙洞1、2号、响水岩1号石笋,年龄分别为3万a,＞35万a,5．6万a;贵州荔波董歌洞3、4号、衙门洞1号石笋,年龄分别为16．3万～9．1万a,15．5万a,5．3万～0．7万a;都匀七星洞14、16号石笋,年龄分别为6．4万～1．9万,18．9万～14．9万a;湘西莲花洞1、5号石笋,年龄分别为6万～21a,8万～6万a。这些1．2～4 m高的巨型石笋,沉积旋回、纹(微)层、层面构造等特征,都很有典型性和代表性。根据石笋的宏观、微观沉积特征和系统测年,拟逐步取代测年精度不高的现行第四纪地质年表。笔者以水南洞1号石笋11个沉积旋回及其相关沉积特征为基础,采用TIMS-U系方法测年,精度高,作为桂林地区距今25万～15万a的地质年表。居于第四纪下限趋向＞250万a,建议以20万前后作为第四纪晚更新世与中更新世的断代分界,该分界处于石笋第3次沉积间断,期间形成厚达3 mm的风化壳,上下物质结构构造有显著差异。11个沉积旋回中,凡寒冷期沉积的碳和氧同位素都偏重,极值都是转冷的跃(突)变点,或沉积间断面。11次沉积间断时间长、短差别大,其中第3次、第9次分别为2万a、2千a。这些综合地质、气候信息在1号石笋纵剖面上呈协调显示,是重建古气候环境的可信依据。     

典型表层岩溶动力系统的环境敏感性研究--以广西马山县弄拉峰丛洼地为例

利用多参数自动记录仪(CTDP300)对广西马山县弄拉监测站的降雨量及表层岩溶泉水的水位、水温、pH值、电导率进行了监测。结果表明,系统对环境变化响应及时。其地球化学行为表现为明显的季节与昼夜动态变化,且在不同的气候条件下,水化学动态变化有不同的表现。在正常气候(无雨)条件下,水温、pH与电导率之间具有较好的正相关关系。暴雨期间,降雨开始阶段稀释作用明显。降雨中后期,CO2效应逐渐占主导地位。因此有必要把水、岩、CO2气体作为一个整体来解释表层岩溶作用的水文地球化学行为。     

现代岩溶学和全球变化研究

广泛的全球岩溶对比和地球系统科学理论的引入以及研究方法的解决，推动了现代岩溶学的发展，从而显示其在全球变化研究中的重要性。现代岩溶学的新发展在全球变化研究中具有两方面意义：一是岩溶作用在大气温室气体ＣＯ２源汇关系中的效应，初步估算全球岩溶作用每年可由大气回收６．０２×１０８ｔ碳；二是由岩溶记录提取高分辨率的环境变化信息。我国大陆岩溶不但面积辽阔，而且碳酸盐岩古老坚硬，新生代以来大幅度抬升以及未受末次冰期大陆冰盖的刨蚀破坏，因而保留第四纪环境变化的信息量很大。我国季风区水热配套，岩溶作用的季节和地区反差明显，极有利于进行岩溶作用与大气ＣＯ２源汇关系研究。我们应该充分发挥这种地域优势，为全球变化研究作出应有贡献     

文石-方解石石笋U/Th体系的封闭性判断及意义

湖南省龙山县莲花洞两根大型石笋LLl(文石-方解石型)和LL5(文石型)ICP-MS230Th结果表明,82个年龄数据并不完全符合石笋生长层序律.根据U/Th同位素比值、沉积和矿物学特征,分析了同位素体系开放度对建立石笋正确年代学模式的影响.莲花洞LLl石笋全新世以来234U/238U对230Th/238U的比值具有谐和性特征并且230Th年龄层序正常,说明文石矿物基本接近U/Th同位素封闭系统,实测年龄基本可靠.10～40 ka期间234U/238U与230Th/238U离散度较大和矿物具有溶蚀、风化现象,表明体系发生U加入/流失作用.LL5石笋60～80 ka期间封闭性较好,实测年龄可信.上述结果表明,同一洞穴中文石石笋U/Th同位素体系开放度与时间的关系并不是线性关系,沉积时水文和物理化学性质以及随后的保存状况是决定洞穴文石石笋同位素封闭性的关键因素.     

典型岩溶流域土地整理的生态评价——以云南小江流域为例

以云南小江典型岩溶流域为例,在GIS支持下,通过选择评价因子和建立评价模型对岩溶区的土地整理进行了生态评价。结果表明: 流域生态评价分值较高的土地面积较少,而生态评价分值较低的土地面积较大。分值在80～ 100的土地整理主要任务是在保护生态环境质量和耕地数量的前提下,加快流域经济结构的调整,提高土地利用的经济效益;分值在70～ 80的土地整理主要任务是耕地数量保护和质量保护并重,提高土地的生产能力,提高经济效益,同时防止水土流失及化肥、农药施用对地下水造成的非点源污染; 分值在60～ 70的土地整理主要任务是着重于生态环境的保护和重建以及立体农业的综合开发; 分值在60以下的土地整理主要任务是土地石漠化的治理。      

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...