川东北楼房洞洞穴系统水体元素含量季节变化与影响因素

通过对川东北诺水河地区楼房洞洞穴系统水体Ca、Mg、Sr、Ba和U元素含量变化进行为期一年(2011年7月至2012年6月)的监测,结果发现:(1)各监测点的元素含量变化一般具有较明显的季节性,但不同的监测点之间、不同的元素之间季节变化趋势并不一致,反映了在不同的环境下不同的元素含量变化的影响机制存在差异;(2)对于2011年9月的强降水事件,河水的元素含量明显受到稀释作用影响,而洞穴内水体尤其是池水的元素含量变化明显较弱,这反映了洞穴上覆地层对外部降水事件的缓冲作用,特别是洞穴内池水由于存在更复杂的影响机制,其对外界的降水事件的响应最不敏感;(3)在所有监测点,Sr含量和Sr/Ca比值变化均表现出冬春季节相对较高而夏秋季节较低的特点,可能反映了水岩相互作用和大气沉降活动是影响Sr含量和Sr/Ca比值变化的主要机制。这对该地区岩溶洞穴沉积中的Sr含量(或Sr/Ca比值)和87Sr/86Sr比值作为研究大气粉尘活动和冬季风强度变化指标的观点给予了支持。     

川东北楼房洞洞穴环境时空变化与影响因素

基于2011年8月―2012年6月的实地监测数据,文章报道了川东北楼房洞溶洞系统气温、相对湿度（RH）、CO2体积分数、水体电导率（EC）和pH值等为期近1年的监测结果,并对其影响因素进行了分析。结果显示楼房洞洞穴系统环境存在明显的空间变化和季节变化：1）洞穴内的气温变化幅度比洞穴外小,洞穴内夏季气温比冬季高出3~5℃;2）在洞穴内,相对湿度在地下河附近小于在水池附近,显示了地下河对洞穴环境的显著影响;3）洞内监测点SLPB和QCMY处的相对湿度与空气温度出现明显相反的变化趋势,反映主要受气温控制的特点;4）雨季期间SLPB、QCMY和LZLY处的CO2体积分数出现峰值,是较强的生物呼吸作用、“泵”效应和较弱的通风效应等因素综合影响的结果;5）pH值的变化趋势在洞穴内外各监测点一致,原因可能是夏秋季节基岩溶蚀较强所致。6）洞内各监测点的EC值也是夏秋季节高于冬春季节,反映了气候变化导致的化学溶蚀作用可能是影响离子含量的主要因素。     

广东英德宝晶宫CO2浓度的时空变化特征

于2011年12月至2013年4月每月一次对广东英德宝晶宫溶洞洞穴空气CO2浓度进行监测,结果显示洞穴空气CO2浓度存在明显的空间变化和季节变化。洞内空气CO2浓度在201×10-6?3 450×10-6之间变化,年平均值为1 018×10-6。在空间上,越靠近洞口或者通风效应越强的地方洞穴空气CO2浓度越低。在季节变化上,表现为洞穴空气CO2浓度在夏半年（5-10月）高而在冬半年（11-4月）低的特点。洞穴空气CO2浓度变化主要受洞穴通风效应和气候变化导致的植被呼吸作用和土壤微生物活动变化的影响。此外,宝晶宫特殊的洞穴结构及游客等因素也对该溶洞CO2浓度变化形成了一定的影响。     

川东北石笋记录的GIS4～5夏季风气候变化及与高纬气候的联系

对采自川东北仙人洞的石笋XR025进行了高精度230Th定年和高分辨率氧-碳同位素分析,重建了该地区33～ 28ka B.P.高分辨率夏季风气候变化历史.结果发现,XR025清晰地记录GIS4,GIS4.1和GIS5等温暖事件以及H3这一寒冷事件,这些事件的发生时间与格陵兰冰芯和我国其他石笋记录基本一致.但XR025记录的GIS4.1事件的强度明显比GIS4事件弱,这与格陵兰冰芯和葫芦洞石笋记录一致,但与我国其他一些石笋记录存在差异.在从H3向GIS4的转化中,XR025记录了夏季风逐渐增强的过程,这与格陵兰冰芯和我国其他石笋记录均存在明显差异,但与南极温度变化相似,可能受到了南极温度变化的影响.因此,南北半球高纬度地区温度变化可能在33～28ka B.P.对我国中部地区的夏季风气候变化产生了重要影响.     

43～17ka川东北石笋234U/238U变化及其意义初探

铀(U)是自然界中最重的天然元素.U的价态随氧化-还原条件的变化而变化:在还原环境下多形成难溶于水的+4价铀离子沉淀[2]而在氧化环境中多形成易溶于水的+6价铀酰离子[UO2]2+随溶液迁移[2],并易与碳酸根离子(CO32-)、磷酸根离子(PO43-)和氟离子(F-)形成络合离子[1].岩溶地下水由于具有较高的CO2分压(pCO2)和pH值,铀酰离子主要以碳酸根离子络合态的形式存在[2.3].在表生环境下,土壤氧化还原状态(Eh)与土壤水分含量密切相关,水分含量降低有利于氧化环境形成和土壤Eh上升,因而有利于U的迁移.     

抚仙湖水生植物HCO3-利用效率及与之相关的内源有机碳沉积通量研究

因可能是全球"遗失碳汇"的重要组分,耦合生物碳泵效应的碳酸盐风化碳汇日益受到学界关注,并且其对不同时间尺度上的气候变化都可能产生重要影响。由碳酸盐风化产生的HCO3-能否形成稳定的碳汇尚缺乏足够论证,厘清这一问题的关键在于如何有效评估水生植物固定HCO3-的能力,尤其是植物残体进入沉积物后的实际碳固定量。本文基于已发表的抚仙湖数据,利用碳同位素端元模型估算了抚仙湖水生植物光合固定HCO3-碳量,发现无机碳源中约有57%是以HCO3-的形式被水生植物光合固定下来,碳汇通量达24.76 tC/(km2·a)。而可能由于微生物分解等作用,抚仙湖现代沉积物中真正被埋藏下来的内源有机碳沉积通量,即耦合生物碳泵效应的碳酸盐风化碳汇通量仅为9.2~16.4 tC/(km2·a),这大致相当于水生植物所固定HCO3-的一半。尽管如此,水生植物的光合作用和碳酸盐风化耦合作用仍表现出巨大的碳汇潜力。因此,在未来的全球碳循环和气候变化模型中需考虑碳酸盐风化碳汇的影响。     

川东北石笋120~103 ka BP稳定碳同位素记录与控制机制

利用川东北梭子洞石笋SZ2的稳定碳同位素组成(δ~(13)C)高分辨率重建了120~103ka时段的石笋碳同位素序列。SZ2的δ~(13)C变化与该石笋稳定氧同位素组成(δ~(18)O)的长期变化趋势明显不同。在整体变化趋势上δ~(13)C变化与生长速率相似,反映石笋表面滴水时间间隔影响的CO_2脱气作用和CaCO_3沉积可能是影响SZ2的δ~(13)C长时间尺度上变化的主要因素。但在较短时间尺度上,SZ2的δ~(13)C与δ~(18)O变化基本趋势一致,反映了地表植被类型(如C3/C4植被比例)、植被密度、土壤微生物活动以及洞穴通风效应的变化可能是引起SZ2的δ~(13)C短时间尺度上变化的主要因素。     

川东北石笋120~103kaB.P.稳定碳同位素 记录与控制机制

<正>石笋δ~(13)C的影响因素比较复杂,不同的洞穴甚至同一洞穴的石笋δ~(13)C值其变化趋势也存在很大差异。石笋中C可能的来源包括大气CO_2,土壤生物来源的CO_2(主要来自植物根系的呼吸作用和微生物活动对土壤有机质的分解),以及碳酸盐岩(石     

柴达木盆地东北部巴音河小流域水化学特征及来源

水化学特征是流域气候特征与环境的重要指示器,可用于揭示流域内河流、湖泊的补给方式及物质来源。以青藏高原柴达木盆地东北部巴音河小流域为研究对象,分析了巴音河—可鲁克湖—托素湖小流域生态系统的水化学组成,探讨了其主要的离子来源及控制因素。结果表明：水体pH、电导率(EC)及溶解性总固体(TDS)沿流向均呈升高的趋势,巴音河、可鲁克湖及托素湖水化学类型分别为HCO₃-Cl-Na-Ca-Mg型/HCO₃-Cl-Na-Mg型、HCO₃-Cl-Na-Mg型及SO₄-Cl-Na-Mg型;托素湖作为封闭的咸水湖,主要受到蒸发浓缩作用的控制,而巴音河、可鲁克湖则受到岩石风化作用、蒸发浓缩作用以及钠盐淋溶作用等的共同控制;受蒸发作用的影响,水体碳酸盐矿物达到饱和状态并发生沉淀,从而导致Ca²⁺质量浓度沿流向下降;巴音河、可鲁克湖Mg²⁺/Ca²⁺摩尔浓度比值较低,推测形成文石、方解石等碳酸盐沉淀,而托素湖Mg²⁺/Ca^2+...     

水体CO2施肥及其碳增汇和富营养化缓解效应

碳酸盐岩风化能否形成长期稳定的碳汇很大程度上受控于陆地水体中生物碳泵(BCP)的效率。水体富营养化是BCP效应的表现形式之一, 有助于固碳增汇, 但却负反馈于水体生境。如何实现碳增汇和富营养化缓解效应的双赢, 是具有挑战性的环境科学问题。通常认为氮(N)、磷(P)是富营养化的主要控制元素, 而BCP还受到碳(C)元素的控制, 尤其是在富营养化及喀斯特水体中, 由于密集的水华生长和喀斯特独特的碱性水体, 使得C限制问题在水体生产力和富营养化的研究中与N-P同样重要。水体CO₂施肥能有效缓解水体碳限制问题, 促进生产力实现水体碳增汇, 并通过改变生物结构和提高BCP除磷效率实现对富营养化的抑制作用。基于此, 本文综述了水体CO₂施肥实现碳增汇和富营养化缓解共赢的可能性, 并揭示其作用机制, 这主要包括水体CO₂对生物群落组成和演替以及对BCP除磷机制和效率的影响。在此基础上, 展望了喀斯特水体在其中的特异性表现以及生物结构变化对碳增汇和富营养化缓解带来的影响。