对南方岩溶石山地区地下水资源及生态环境地质调查的一些意见

提出南方岩溶石山地区地下水资源及生态环境地质调查应根据本地区国家目标及社会需求,以及岩溶水文地质和生态环境地质的特点,并结合国内外水文地质、环境地质科学技术新进展,采用地球系统科学、岩溶动力系统理论和3S及计算机技术,重点调查80年代初完成1 /20万水文地质普查以来出现的新问题,诸如土地利状况改变,及相应的水土流失、旱涝灾害、水源枯竭和污染等环境地质问题。在工作布署上,一定要把岩溶水资源及生态环境地质调查与土地利用结合起来;在具体的操作上,既要认真考虑地区差别和岩溶类型的差别,又要认真考虑示范性作用,分片实施调查,并且注意做到产学研相结合,力求在为防治灾害及水土资源永续利用提供可靠的基础资料、为中央加快中西部地区开发战略及南方石山地区发展服务的同时,培育出一批能把水文地质调查同土地利用管理和生态重建相结合的年青人才。      

洞穴次生化学沉积物中Mg、Sr、Ca及其比值的环境指代意义

通过桂林地区盘龙洞1号石笋和丰鱼岩4号石笋的Ca、Mg、Sr 及其比值的研究,并通过与氧同位素记录的对比分析,初步认为洞穴次生化学沉积物中的Sr、Mg、Ca 及其比值的形成既取决于环境温度的变化,又取决于水文条件的变化。当大气环流系统未发生显著变化时,岩溶水文地质条件较相似,这时, Mg /Ca和Mg /Sr 比值的变化主要取决于环境温度的变化;而当大气环流系统发生显著变化时(如出现冰期和间冰期的显著变化) , Mg /Ca 和Mg / Sr 比值则主要取决于水文地质条件,即降水条件的变化。尽管在一定的条件下利用Mg、Sr、Ca指标可以获得很高分辨率的信息,但由于Mg、Sr、Ca 地球化学习性的复杂性,以及其影响因素的多元化,这种指标作为单独指标应用就会十分危险。      

西安灞河流域现代岩溶作用与CO_2吸收量

本文探讨了灞河流域岩溶特征、ＣＯ２估算方法和ＣＯ２吸收量。观测资料表明,灞河流 域河水中ｐＨ值在冬春季高,夏秋季低,而ＨＣＯ３含量通常与ｐＨ相反。河水和黄土地下水中 ｐＨ值、ＨＣＯ３等化学成分含量与北方南部石灰岩区岩溶水基本相同,表明该区现代岩溶作用 明显,黄土地层也在不断吸收ＣＯ２,并对全球碳循环有重要影响。雨水富含ＣＯ２,其中约有 ８２％的ＣＯ２被岩溶过程吸收,１８％左右的随河水流失。根据一个流域ＣＯ２输入量和输出量,可 以计算岩溶过程中 ＣＯ２吸收量。计算表明,灞河流域现代岩溶过程中每年吸收的 ＣＯ２约为５６３２．８ｔ。     

后记

本期的文章从一个侧面反映了我国学者近年来对碳循环的不同环节进行观测、试验和研究的新成果。地球系统的碳循环是指碳在岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间,以ＣＯ~２３（ＣａＣＯ３,ＭｇＣＯ３等）,ＨＣＯ３,ＣｎＨｎ,（ＣＨ２Ｏ）ｎ等形式相互转换和运移的过程。 虽然碳的克拉克值很低,它同其它８４种元素一起,仅占地壳总量的１．２８％,但它在地球生命物质的平均含量中却可占 １８％,仅次于氧,因此,碳循环对于人类生存发展具有最基本的意义。植物光合作用驱动的碳循环为人类提供了最基本的食物和时空上可调节的能源。受到地…     

微生物及其碳酸酐酶对岩溶土壤系统钙镁元素淋失的影响

通过室内模拟土壤- 灰岩岩溶系统,对不同微生物处理条件下的土柱进行降水淋滤,系统监测了淋出液的pH、电导率、Ca2+ 、Mg2+ 以及碳酸酐酶( C A)活性。结果表明,微生物对该模拟系统Ca、Mg 元素迁移有较大促进作用。扫描电镜显示,埋入经微生物处理土柱的试片表面较对照(未埋入土柱和埋入灭菌土柱的试片)有明显侵蚀现象。另一方面,各处理的淋出液中均检测出不同程度的C A活性,说明土柱中的微生物产生了胞外CA并被淋出。相关分析表明淋出液中CA平均活性与Ca2+ 总淋失量之间存在较好的正相关关系,说明CA是影响Ca 元素淋失的主要因素。对其进行深入研究将有助于解释生物岩溶的机理。      

人类活动对岩溶水文系统的影响

<正> 对于岩溶水文系统和人类活动相互关系的更好了解,是合理开发和保护岩溶地下水资源的关键。 岩溶地区许多环境问题的出现,都与岩溶水文系统的蜕变有关。这种蜕变的原因,有的是天然的,例如由于气候条件的季节性变化,或多年的变化而带来的地下水位的波动;由于天然水与岩石之间的水化学作用而带来的有害水质等。但是,在许多情况下,岩溶水文系统的蜕变是由人类活动所引起的。后者可分为三类,即人类在岩溶水文系统补给区的活动;岩溶水文系统中的调节工程;以及在潜水带抽取地下水。     

全球岩溶生态系统对比:科学目标和执行计划

由我国提出的新的国际地质对比计划“全球岩溶生态系统对比”（IGCP 448）已于2000年初由IGCP科学委员会批准，在2000－2004的5年中执行。该项目的科学目标是：对比全球不同气候条件下的宏观岩溶生态系统，揭示其形成机理；对比不同地质条件下微观岩溶生态系统，揭示其对物种选择的影响，为岩溶地区石漠化治理，重建良性生态系统探索新思路，从地理，地质角度对比地下岩溶生态系统；研究岩溶生态系统与人类活动的相互作用。5年中除40余个参与国将作好本国岩溶生态系统研究作为全球对比的基础外，还将重点联合考察罗马尼亚，巴西，中国，西班牙，法国，美国，俄罗斯，澳大利亚等国的典型岩溶区，并作深入对比研究，IGCP448的核心科学问题是岩溶生态系统的运行规律，对如何利用我国地域优势和组织该多边国际合作计划的有利条件，进一步做好我国岩溶生态系统研究提出了若干建议。     

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。     

黔桂地区最近16万年高分辨率石笋记录的气候事件

全球变化研究是当今地球科学最前沿的课题。要了解地球系统长期演变的动力过程 ,预测未来气候变化 ,就必须首先研究和重建最后 2次冰期高分辨率的气候变化历史。本项研究选择中国南方广西、贵州地区几个大型石笋 ,在沉积学研究的基础上 ,采用碳氧稳定同位素、α谱U系法、TIMSU系 (2 3 0 Th/2 3 4U)法等方法提取高分辨率的气候记录。本区 16万年来石笋气候记录可以与海洋记录的16阶段进行对比。末次冰期的起始点及终止点通过石笋记录分别确定为 (130 1± 1 0 )kaB P 及(11 2± 0 1)kaB P ,其准确性大大高于目前其它记录。所揭示的Heinrich型气候波动事件 ,其时限分别为 :H114～ 15kaB P ,H2 2 1～ 2 3kaB P ,H32 5～ 2 7kaB P ,H44 1～ 42kaB P ,另外在 35～ 37kaB P 也存在振幅很大的冷事件 ,与北大西洋沉积及格陵兰冰芯记录可以逐一对比。长周期的气候旋回以及短期的突变事件 ,在时限上所谓存在几千年以上滞后或超前 ,可能是测试方法和测试对象的不同带来的差错 (包括测试误差 ) ;具有全球意义的一些气候突变事件 ,在发生的时间上可能都具有同时性。这种短期突变事件发生的动力机制问题 ,可能也是目前人类尚未识别出来的天文因素的驱动所致。