岩溶动力系统和全球变化——为《水文地质工程地质》创刊40年而作

岩溶动力系统和全球变化①——为《水文地质工程地质》创刊４０年而作袁道先（地矿部岩溶地质研究所，桂林５４１００４）（１）全球碳循环模型问题由于ＣＯ２等温室气体对环境的影响，碳循环成了全球变化研究的核心问题之一。然而当前的研究是基于地球圈和生物圈的相互作...     

泸西小江流域岩溶水有效开发模式

为了指导岩溶水资源的有效开发和为岩溶石山地区石漠化综合治理提供技术支持,选择典型性突出的泸西小江流域开展示范研究。研究结果认为,由于岩溶生态地质环境条件差异,主要的岩溶水源地类型和岩溶水的赋存特征及开发技术条件也不同。为此,依据流域不同的生态地质环境分区,选择具有典型意义的岩溶水源地利用核磁共振、地质雷达等新技术进行勘查及其开发实验和示范,共设计建设了9项不同技术方案的岩溶水开发示范工程,总结出了适合不同岩溶生态地质环境及其水源地类型的岩溶地下水勘查及开发技术方案和岩溶盆地流域岩溶水有效开发模式。      

我国岩溶资源环境领域的创新问题

中国岩溶地区资源环境问题突出,制约着经济社会的发展。“十八大”以来国家大力推进科技创新和生态文明建设。科技创新不仅有助于解决和应对岩溶地区的资源环境问题,也将推动岩溶科学的发展,服务我国生态文明建设。今后的岩溶研究应当落实地球系统科学在岩溶学中的应用,发挥我国岩溶研究的地域优势,探索我国岩溶关键带的特征和重要过程;加强岩溶作用应对全球变化、岩溶碳汇速率和稳定性的研究,建立应对极端气候的长效机制;考虑古纬度和古气候对古岩溶形成的影响;深入探索微生物对深部碳酸盐岩岩溶形成的作用;系统梳理和总结我国第一期石漠化治理工程的经验和存在的问题,更好地指导下一步的治理工作;思考从南北方岩溶分界线的角度开展岩溶自然遗产地的申报工作;将现代大数据等技术运用到岩溶资源环境、水文地质研究中,做好地质灾害的预警预报和应对资源短缺问题的研究,服务国家需求。     

赣南红壤丘陵崩岗侵蚀区表土孢粉组合及其生态指示意义

以赣南红壤崩岗侵蚀区野外调研孢粉资料为基础,分析了8个表土样品。结果发现:赣南红壤崩岗侵蚀区表土样品孢粉种属类型丰富,共鉴定出131种,统计有效孢粉2 694粒;表土孢粉组合为乔木、灌木、草本、蕨类和苔藓植物,其中乔木和蕨类植物的孢粉占优势,平均分别为48.49%和37.10%,灌木和草本花粉含量较低,平均为3.00%和8.43%。乔木植物中的马尾松(Pinus massoniana)平均浓度为28.0%,蕨类植物中里白厥(Hicriopterisglauca)平均浓度为26.09%,均具有超代表性;植物花粉亚热带特征明显;不同母岩崩岗侵蚀区优势科属种方面存在一定的差异;孢粉组合反映出马尾松、里白蕨对红壤崩岗生态环境的适应性和代表性。该研究为今后在这一地区开展第四纪古植被、古气候和古环境等研究提供参考性依据,同时也为南方崩岗治理筛选先锋植物提供参考。     

中国西南岩溶生态系统特征与石漠化综合治理对策

以贵州省为核心的中国西南岩溶区面临双重危机：生态恶劣,石漠化严重;人口贫困,全国1/3强的贫困县分布在该地区。石漠化综合治理需要从岩溶生态系统结构和运行规律出发,重点关注岩溶地下水的开发和可持续利用,水土保持和土壤改良,植被恢复和可适应性的经济植物选择,力求区域生态经济双赢、农民脱贫致富。     

岩溶区土壤指纹电荷表征的土壤养分状况分析

以重庆金佛山岩溶区为例,分析不同石漠化程度下土壤的指纹电荷特征和土壤养分保持能力,结果表明:不同石漠化程度下,土壤指纹电荷特征变化明显,且呈衔接式-阶梯状发展,即:无石漠化阶段,土壤A、B层保持养分能力最强的pH范围与土壤实测pH较为吻合;轻度石漠化阶段,土壤A层养分保持能力受到明显扰动,而土壤B层养分保持能力与无石漠化的土壤A层较为一致;中、强度石漠化条件下,土壤A、B层保持养分能力的相对平衡点的pH值明显偏酸,这在A层表现尤为明显,主要为人为施肥的结果。并通过土壤有机质及其组分与土壤指纹电荷的相关分析,得出由于土壤富里酸有众多的活性功能团,它对土壤指纹电荷的作用明显大于胡敏酸。     

重庆新崖洞XY6石笋4.5ka以来高分辨率δ18O、δ13C记录的气候变化

对采自重庆市东北部奉节县新崖洞XY6石笋进行ICP-M S-U系测年表明,该石笋生长时期为4. 5～ 0. 25 ka。石笋在4. 5～ 4. 1ka、3. 2～ 2. 5ka、1. 85～1. 5ka 期间相对偏负的δ18O和δ13 C值记录了3个相对湿润的时期;其中以4. 5～4. 1ka 时期δ18O最偏负,之后突然偏重,表示了中全新世气候适宜期的快速结束;之后东亚夏季风在波动中逐步减弱。该石笋没有明显记录到发生在1. 1～ 0. 9ka 的“中世纪暖期”事件。在4. 1～ 3. 2ka、2. 5～ 1. 85ka、0. 5～ 0. 25ka 期间相对偏正的δ18O和δ13 C值代表3个相对冷干的时期, 0. 5～ 0. 25ka是欧洲小冰期事件在本地区的表现。该地区气候在1. 5～ 0. 5ka 相对平稳,从前半段的相对暖湿过渡到后半段的相对冷干。XY6石笋δ13 C与δ18O具有非常一致的变化趋势,可能暗示了该地区为“暖湿、冷干”的水热配套模式,也表明本地区植被对气候变化的响应是快速的,并没有明显的滞后期。δ13 C与δ18O变化峰值的差异表明,在东亚季风区植被变化不仅取决于夏季降水的多寡,可能更主要的是受制于有效湿度的变化。      

岩溶生态系统中的植物

岩溶生态系统是受岩溶环境制约的生态系统,是脆弱的生态系统,缺水、少土、富钙是岩溶生态系统无机环境的基本特征,植物与岩溶环境长期的相互作用,演化出独特的岩溶植物。岩溶植物具有喜钙性、石生性、旱生性,其多样性表现为少属科、寡种属和特有种,更有岩溶生态系统中特有的洞穴弱光带、天坑植物群落。植物是生态系统的生产者,肩负着生态系统的生产力、生态服务功能的重任,退化岩溶生态系统的修复,需要根据中国岩溶生态系统发育特色,探索发展具有仿自然特色的生态产业,走出岩溶区“绿水青山就是金山银山”的道路,完善中国岩溶生态系统理论。     

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。     

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。