Stable isotopes of a subfossil Tamarix tree from the Dead Sea region, Israel, and their implications for the Intermediate Bronze Age environmental crisis

Trees growing on the Mt. Sedom salt diapir, at the southern Dead Sea shore, were swept by runoff into salt caves and subsequently deposited therein, sheltered from surface weathering. A subfossil Tamarix tree trunk, found in a remote section of Sedom Cave is radiocarbon dated to between  2265 and 1930 BCE. It was sampled in 109 points across the tree rings for carbon and nitrogen isotopes. The Sedom Tamarix demonstrates a few hundred years of ¹³C and ¹⁵N isotopic enrichment, culminating in extremely high δ¹³C and δ¹⁵N values. Calibration using modern Tamarix stable isotopes in various climatic settings in Israel shows direct relationship between isotopic enrichment and climate deterioration, particularly rainfall decrease. The subfossil Tamarix probably reflects an environmental crisis during the Intermediate Bronze Age, which subsequently killed the tree  1930 BCE. This period coincides with the largest historic fall of the Dead Sea level, as well as the demise of the large regional urban center of the 3rd millennium BCE. The environmental crisis may thus explain the archaeological evidence of a shift from urban to pastoral culture during the Intermediate Bronze Age. This was apparently the most severe long-term historical drought that affected the region in the mid-late Holocene.     

洞穴石笋纹(壳)层构造类型研究

在大量大型石笋纵剖面观测研究的基础上,提出洞穴石笋成因形态分类,首次确立石笋纹(壳)层组合构造分类方案;阐明叠锥、叠柱、叠锥柱复合和叠锥柱彼此间夹复合等构造类型及类型中的拱凸、拱凹、水平、平凹等纹层(组)层面构造亚类的组成特征;指出有关构造类型和亚类是成笋时段洞顶滴水、滴流水水量和流态动态特征与过程的踪迹,纹(壳)层及其构造也是洞穴内外气候环境及洞穴(道、厅)地质、水文条件等制约因素的综合反映。      

锥状喀斯特区溶洞景观特征及其旅游资源评价

锥状喀斯特是湿热带地区重要的喀斯特地貌景观类型和高品位的旅游资源。发育在锥状喀斯特地区的溶洞既是锥状喀斯特地貌景观的重要组成部分,也是发展旅游不可替代的景观资源。本文从这一认识出发,首先揭示了锥状喀斯特及溶洞发育的四大特征: ( 1)溶洞成因类型多样; ( 2)是深、长、大洞的主要发育区;( 3)不同锥状喀斯特发育阶段,洞穴类型组合不同; ( 4)能形成溶蚀、沉积形态丰富、造型奇特、美学价值很高的溶洞景观集群。在此基础上,进行了初步的旅游价值评价,指出在旅游开发中具有三大资源优势: ( 1)洞穴资源具有多功能性(科研、探险、观光旅游、生态旅游、医疗等)。( 2)构成独特的高品位峰林— 溶洞(地面、地下)综合景观类型。( 3)景观资源的高度互补性可提高旅游景观内涵的丰度和旅游经济效益。      

贵州喀斯特洞穴动物多样性及其生境研究——以黔西县红林地区为例

通过四次对青冈林洞、洗线洞和水响洞的调查,共获37种动物。各种类数量优势分别为有光带的蚁蛉幼虫、蕈蚊,弱光带和黑暗带水域的红点髭蟾蝌蚪以及洞壁的斑灶马。2001年10月和2003年3月,青冈林洞、洗线洞和水响洞分别有动物群落15、13和10种类型,优势群落为斑灶马、红点髭蟾蝌蚪和蚁蛉幼虫。动物的取食、隐蔽、繁殖、栖息等环境在不同时期的变换引起这一区域洞穴动物在种类、数量和空间分布等的变化,人类活动则加大了生境的差异。食物-陷阱法可用于部分动物的相对数量的调查。      

喀斯特风景溶洞的新发现:江油观音洞

四川江油观音洞是近年发现的一个规模较大的风景溶洞,因拥有酷似中国传统文化中的＂南海观音＂立像的特型石笋而赋名,以丰富的洞穴化学沉积景观和古代火药原材料——硝石生产系列遗迹为特色,属于难得的喀斯特自然遗产与火药历史文化遗产叠加的复合遗产,具有重要的保护与旅游开发价值。从洞穴系统、溶洞喀斯特风景、溶洞古代硝石生产遗址和保护与开发战略构思对其作了简要论述。     

贵州水拔洞内动物群落结构与部分环境因子的相关性研究

通过贵州水拔洞内软体动物、节肢动物和脊索动物的野外观察和采集标本,共获上述3类动物标本519号,计45种或类群,隶属3门6纲11目28科。该洞内由4个动物群落组成,经数理统计分析,群落多样性、均匀性、优势度和群落间相似性指数最高的分别是有光带群落( 2. 822 8)、水塘群落( 0. 993 1)、水塘群落( 0. 338 8)及有光带群落和黑暗带群落( 0. 286 9)。用Pea rson相关系数进行部分环境因子与物种和群落多样性的相关性分析,结果显示,空气中CO2 的含量和土壤中有机质的含量是影响群落多样性的主要因子。空气中CO2 含量与物种丰富度和群落多样性指数都呈极显著负相关,相关系数分别为- 0. 998和- 1. 000,双尾显著性检验前者≤ 0. 05,而后者则≤ 0. 01; 土壤中有机质含量与群落多样性和优势度指数分别呈极显著正相关和极显著负相关,相关系数分别是0. 998和- 1. 000(双尾显著性检验均≤ 0. 05)。在地表,温、湿度是影响动物群落多样性变化的重要因子,但在特殊的溶洞内由于洞尾段的温度四季较稳定和整个洞穴内的湿度均较高,故与群落多样性的相关性不显著。      

地下河水人工补给洞穴滴水、碳酸盐(钙)沉积特征及景观恢复探讨

岩溶旅游洞穴碳酸盐岩沉积物景观容易受到污染、风化,为了探讨受污损洞穴碳酸盐沉积物的修复方法以确保岩溶旅游洞穴的可持续发展,对广西桂林七星岩No.15支洞距洞口约150 m长洞段的滴水物化指标、现代碳酸盐岩沉积物进行了为期4年的监测分析。结果表明:（1）该洞段的滴水主要源于抽取地下河水的水柜渗漏及降水补给,地下河水和滴水的电导率、[Ca2＋] 、[HCO3-]在4个水文年中的变化趋势基本相同,雨季洞穴滴水电导率、[Ca2＋] 、[HCO3-]等显著降低,降雨稀释效应明显;（2）现代洞穴碳酸盐岩沉积具有明显的季节性变化,雨季洞穴滴水量/速率、碳酸钙沉积速率加快,最大沉积量达0.8 g／半月,洞穴入口约150 m长洞段快速滴水碳酸盐最大沉积量达2～4 g／半月,旱季碳酸盐沉积速率减少,最大沉积量仅为0.4 g／半月;（3）抽取岩溶地下水经由地表补给洞穴滴水可提高滴水的电导率、[Ca2＋] 、[HCO3-]及CaCO3饱和度,促使大量碳酸盐(CaCO3)快速沉积,实现对洞穴受风化、污染景观的修复,新沉积的碳酸钙(CaCO3)还可以将基岩裂隙和洞穴内破损、破裂的钟乳石重新“粘结”起来,利于洞穴的稳定性。      

230Th/U chronology of a paleolithic site at Xinglong Cave in the three-Gorge region of south China

Xinglong Cave, containing four human teeth, numerous mammalian fossils, stone artifacts and a Stegodon tusk with intentional and seemingly grouped engravings, is one of the most significant archaic Homo sapiens sites in south China, located 95 km south of Fengjie County, in Chongqing. In an attempt to constrain the age of the human relics, calcitic flowstone deposits with a significant detrital component were dated by U–Th methods using a leachate scheme. Total sample digestion MC-ICPMS dating was used to assess the reliability of the leachate technique. Six calcite samples from horizons beneath and above the fossil-bearing layer were dated. We obtained ages of 130 ± 9.1, 124 ± 11, 135 ± 12 and 127 ± 11 ka for the flowstones above the fossil layer with a weighted mean of 128.9 ± 5.2 ka. Two flowstone samples gave MC-ICPMS dates between 128.3 ± 3.3 and 152.4 ± 25.3 ka with an assumed detrital component to correct for the initial ²³⁰Th, which are consistent with results obtained using the L/L regression data from layer U-4 within uncertainty. All errors herein quoted at the 2σ level. Ages determined for the flowstone underlying the fossil-bearing layer were 221 ± 29 to 189 ± 19 ka with a weighted mean age of 199 ± 16 ka. These results are stratigraphically consistent within error limits and show that the cave was occupied by Fengjie Man within the time range of ∼200 to ∼130 ka. These new U-series ages of flowstones in association with human teeth and an engraved stegodon tusk at the Xinglong Cave site provide valuable geochronologic information for the study of the origin of modern humans in East Asia and earliest human art.     

岩溶洞穴水理化性质特征及其环境意义——以贵州织金洞为例

为揭示洞穴水地球化学特征的动态变化特征、控制因素及其环境意义,从2015年1月至2015年6月对贵州织金洞洞穴水的水化学指标进行了为期6个月的动态监测,结果表明:①织金洞洞穴水的水化学类型主要为HCO3--Ca2+-Mg2+型水,阴离子中HCO3-占84.5%以上,阳离子中Ca2+、Mg2+为优势离子;②洞穴滴水 EC、Ca2+、 Mg2+、HCO3-、SO42-浓度均大于石灰岩石裂隙水、池水相应的浓度;③洞穴水滴率、滴量、Ca2+、HCO3-以及Ca2+/HCO3-比值对气候有一定的响应,其地球化学指标具有显著的季节效应;④洞穴滴水中的EC与Ca2+离子浓度呈显著线性关系。      

文石方解石化对文石石笋δ18O记录的影响

近年来,文石石笋成为古气候研究的新材料,但文石的方解石化对文石石笋氧同位素的影响问题仍未很好地解决。选取湖南湘西莲花洞方解石化文石石笋LH5为研究对象,基于18个TIMS-U系年龄和311个δ18O,探讨了方解石化对文石石笋古气候记录的影响。结果表明：1）文石的方解石化会引起文石矿物中所赋存的铀元素流失,造成铀系年龄的倒转,但LH5石笋中下部铀系衰变体系的开放程度较低（＜10%）,在剔除异常年龄后,仍可构建时间标尺。2）通过末次冰消期气候事件的对比发现：文石的方解石化会导致δ18O的异常波动,末次冰消期其他中国南方石笋记录的气候事件,如B?lling-Aller?d和新仙女木事件等在LH5石笋中都难以确认。而在LH5石笋的中上部文石层段,δ18O波动却能够很好地记录气候的变化。3）洞穴滴水的淋滤被认为是文石方解石化的主要原因之一。但对于LH5石笋而言,洞穴滴水的溅蚀作用可能在文石向方解石转变过程中起到了重要作用。由于在石笋的不同部位受到溅蚀淋滤的强度不同,以及石笋结构的非均一性等原因,导致文石的方解石化不均匀,这也最终造成LH5石笋文石-方解石层段δ18O的非线性变化,失去记录气候变化的能力。