喀斯特旅游洞穴微气候环境要素时空分布特征及影响因素——以贵州织金洞为例

为了解喀斯特旅游洞穴微气候环境要素的时空分布特征,分析其内在原因和规律,以织金洞为对象,对洞穴CO_2、温度及湿度进行为期一年半的监测。从季节变化、昼夜变化及空间变化特征等多尺度对洞穴微气候环境进行系统性研究,结果表明:(1)织金洞微气候要素在不同季节存在明显的空间分布特征,CO_2由洞口向洞内深处逐渐增加,且渐趋稳定,雨季前半洞段浓度高于后半洞段,旱季则相反;夏季温度由洞口向洞内逐渐降低,至洞内深处逐渐稳定,而冬季在洞口附近略有降低后逐渐升高,至深处逐渐稳定。相对湿度由洞外至洞内逐渐增高,至深处稳定在85%;(2)季节变化上,洞穴内CO_2浓度变化具有明显季节性变化;洞口附近温度、湿度由于受洞外环境的影响有较大波动,至洞内深处逐渐稳定。三者均存在明显的年际间周期变化;(3)昼夜变化上,游客数较多时,CO_2浓度白昼明显高于夜间,游客量较小时,白昼比夜间低;温度白昼总体上比夜间高,白昼波动大于夜间;相对湿度白昼较夜间低,三者均以昼夜为周期变化;(4)通过研究影响洞穴微气候要素变化的主要因素有游客数量、洞内外气流交换和洞道结构、洞穴水体和灯光系统等,其变化是多要素相互耦合的结果。     

喀斯特旅游洞穴微气候环境要素时空分布特征及影响因素研究--以贵州织金洞为例

为了解喀斯特旅游洞穴微气候环境要素的时空分布特征,分析其内在原因和规律,以织金洞为对象,对洞穴CO_2、温度及湿度进行为期一年半的监测。从季节变化、昼夜变化及空间变化特征等多尺度对洞穴微气候环境进行系统性研究,结果表明:(1)织金洞微气候要素在不同季节存在明显的空间分布特征,CO_2由洞口向洞内深处逐渐增加,且渐趋稳定,雨季前半洞段浓度高于后半洞段,旱季则相反;夏季温度由洞口向洞内逐渐降低,至洞内深处逐渐稳定,而冬季在洞口附近略有降低后逐渐升高,至深处逐渐稳定。相对湿度由洞外至洞内逐渐增高,至深处稳定在85%;(2)季节变化上,洞穴内CO_2浓度变化具有明显季节性变化;洞口附近温度、湿度由于受洞外环境的影响有较大波动,至洞内深处逐渐稳定。三者均存在明显的年际间周期变化;(3)昼夜变化上,游客数较多时,CO_2浓度白昼明显高于夜间,游客量较小时,白昼比夜间低;温度白昼总体上比夜间高,白昼波动大于夜间;相对湿度白昼较夜间低,三者均以昼夜为周期变化;(4)通过研究影响洞穴微气候要素变化的主要因素有游客数量、洞内外气流交换和洞道结构、洞穴水体和灯光系统等,其变化是多要素相互耦合的结果。     

织金洞CO2浓度空间分布与昼夜变化的规律及成因分析

为获取织金洞CO_2浓度的连续昼夜变化情况,分别以4 h为间隔,对洞内41个点和以15 min间隔对洞内4个监测点,进行连续昼夜监测分析。研究表明:1织金洞中稳定段CO_2浓度变化与海拔的相关性较高,集中在距入口相对高差20 m范围内变动,洞口段CO_2空间变化差异主要与洞道结构和裂隙发育情况有关,其水平对流强度大于其垂直下沉;2观测期间洞内CO_2浓度呈类正弦曲线的准周期昼夜变化,分别以19:00~20:00和03:00~04:00~08:00为峰值和谷值;3织金洞CO_2浓度变化受旅游活动、洞穴内外空气对流交换扩散及滴水脱气过程的多重影响,30年对外旅游开放使洞内温度升高2~3.5℃,CO_2浓度升高约50 mg/L,初步说明整体上自然因素强于游客活动的影响;旅游旺季游客活动明显增强。深入研究其不同尺度时空变化,有助于揭示洞穴微气候变化及其与大气间交换响应的耦合过程及洞穴系统的碳循环特征与源汇关系,进而分析次生沉积物的沉积与再溶蚀机制,为开发和保护织金洞提供依据。     

CO_2在洞穴空气和滴水水文过程中的变化——以贵州织金洞为例

通过对织金洞水汽CO_2为期一年(2015年1月至2015年12月)的监测,将洞穴空气中的CO_2(P_(CO_2(a)))和洞穴滴水中CO_2(P_(CO_2(w)))分压进行比较。分析结果显示:各监测点P_(CO_2(a))均具有明显的季节变化,表现为夏季高,冬季低;各监测点P_(CO_2(w))的季节变化与相似,也呈现出夏季高,冬季低的变化特征;但变化程度没有P_(CO_2(a))明显;同时玉兔宫的P_(CO_2(w))变化相对稳定,其CO_2来源可能位于更深部的表层岩溶区或包气带;织金洞滴水点SIc值均大于0,主要以沉积环境为主;但不同季节其变化值有很大不同,表现为冬季高,夏季低;同时冬季SIc值基本位于沉积线以上,可能是受PCP过程控制。而夏季SIc相对较低,主要是洞顶上覆土壤CO_2、降水土壤微生物和植物呼吸等因素共同耦合的结果。     

芙蓉洞CO2变化特征初探

通过2009年9月～2010年11月对芙蓉洞11个监测点CO_2浓度连续监测,发现芙蓉洞CO_2浓度有一定时空变化特征。空间上,由于洞穴环境封闭,洞内CO_2浓度总体上从洞口到洞尾增长,同时游客人数,洞道形状等因素对其产生一定影响;季节上,CO_2浓度与洞穴外部环境有一定的响应关系,冬季外界温度较低,降水量较少,洞内CO_2浓度也较低。     

贵州石漠化地区降雨期间洞穴CO_2变化特征与其影响因素——以石将军洞为例

探明洞穴CO_2变化的影响因素对石漠化地区地下环境研究具有参考意义。在降雨条件下,对贵州石漠化地区石将军洞3个监测点的温度和CO_2浓度进行了每隔4 h一次的昼夜持续监测,分析降雨条件下石将军洞CO_2浓度变化特征及其影响因素。结果表明:受洞外环境变化影响,降雨期间石将军洞洞外与洞内气温变化规律一致,均表现出每日12∶00~18∶00时段气温偏高,0∶00~06∶00时段气温偏低,洞外气温均值高于洞内,洞外CO_2浓度均值低于洞内,气温与CO_2浓度变化幅度均大于洞内。降雨导致洞外CO_2浓度升高,洞内3个监测点CO_2的浓度表现出降雨后迅速降低,后续升高的变化特征。石将军洞上覆的地表石漠化效应促使岩层裂隙强烈发育,导致洞内快速响应洞外的环境变化;在降雨期间,石将军洞CO_2的浓度变化主要受到洞穴呼吸、土壤CO_2效应以及洞穴水脱气作用等因素综合影响。     

龙须藤净光合速率日变化及其主要影响因子

采用LI-6400型便携式光合仪,对桂林岩溶石山龙须藤Bauhinia championii不同季节净光合速率Pn的日变化进行测定。结果表明,龙须藤Pn日变化曲线春季和冬季呈"单峰"型;夏季和秋季呈"双峰"型,都有明显的光合"午休"现象。夏季龙须藤Pn中午降低主要为非气孔限制,而秋季则主要为气孔限制;龙须藤夏季和秋季节有较高生长势,Pn季节变化趋势为夏季秋季春季冬季;建立了Pn与其影响因子的关系模型,回归方程均达极显著水平(P0.01)。统计分析结果显示,在春季,龙须藤Pn主要受气孔导度Gs和胞间CO2浓度Ci的影响;夏季,Pn受光合有效辐射PAR的影响较明显;秋季时,Gs是Pn主要的影响因子;而冬季则由Gs转为Ci和蒸腾速率Tr的共同作用。     

鸡公山空气负离子分布规律及其与环境因子的关系

利用空气负离子测定仪对鸡公山不同生境、不同天气条件下的空气负离子分布状况进行连续的定位观测,探讨鸡公山空气负离子浓度的日变化和季节变化规律,并进一步分析空气负离子浓度与气温、空气相对湿度等环境因子之间的关系.研究结果表明:(1)不同生境的空气负离子浓度大小依次为瀑布>溪流>湖泊>阔叶林>针叶林>针阔混交林>灌丛;(2)不同天气条件下空气负离子浓度大小为:雨过天晴>晴天>阴天;(3)空气负离子浓度的日变化规律呈现出先降低再升高的趋势,即早晨最高,中午降至最低,下午又逐渐升高;(4)空气负离子浓度的季节差异显著,夏季>秋季>春季>冬季;(5)空气负离子浓度与气温和空气湿度均呈现出正相关的趋势.     

CO2 在洞穴空气和滴水水文过程中的变化

通过对织金洞水汽CO₂为期一年(2015年1月至2015年12月)的监测,将洞穴空气中的CO₂(P_CO2(a))和洞穴滴水中CO₂(P_CO2(w))分压进行比较,分析结果显示：各监测点P_CO2(a)均具有明显的季节变化,表现为夏季高,冬季低;各监测点P_CO2(w)的季节变化与相似,也呈现出夏季高,冬季低的变化特征;但变化程度没有P_CO2(a)明显;同时玉兔宫的P_CO2(w)变化相对稳定,其CO₂来源可能位于更深部的表层岩溶区或包气带;织金洞滴水点SIc值均大于0,主要以沉积环境为主,但不同季节其变化值有很大不同,表现为冬季高,夏季低;同时冬季SIc值基本位于沉积线以上,可能是受PCP过程控制。而夏季SIc相对较低主要是洞顶上覆土壤CO₂、降水土壤微生物和植物呼吸等因素共同耦合的结果。     

大方县观音洞波状流痕发育特征及形成机理研究

为探讨岩溶洞穴波状流痕(舌状流痕)的分布特征及形成原因,对观音洞内的波状流痕的形态特征参数进行测量,统计它在纵、横方向上的展布特征,分析洞道形态结构与波状流痕的展布关系;同时,根据地下河水运移规律,探讨波状流痕的形成原因.结果显示:(1)洞底波状流痕较均一,形态差异小于洞壁;(2)洞壁波状流痕在距洞底高1.0～1.2m范围内的流痕深度,较1.2～1.4m和1.4～1.7m这2个高度范围内的深度变化大;(3)洞壁波状流痕的形态特征变化与洞道形态结构有密切联系;(4)岩溶洞穴波状流痕是地下径流过程产生的内波(VI)与梯度流(VT)共同作用的结果.认为地下径流是岩溶洞穴波状流痕的直接动力,洞道结构形态对径流过程产生的内波(VI)与梯度流(VT)的叠加作用的影响,导致波状流痕在洞内的展布特征.     

隆林海子洞洞穴特征及其罕见的洞穴沉积物

海子洞是一个水，早兼备的溶洞，西北距隆林县天生桥水电站17km，该洞发育起于第四纪更新世早期或中期，属流入型地下河溶洞，该洞平面上由主洞和若干支洞组成，立体上为上下4层洞道构成；全长2201．2米，洞穴最高处近55米，宽几米到20余米，最宽处达60多米，平面投影面积3万多米2，洞内的莲花盆，花瓣状石笋，穴圈，泥钟乳石在国内外均具有罕有与珍稀的地位，其中莲花盆，个体直径大，晶莹剔透，亮丽非凡，组合景观集中，可谓“世界第一莲花盆”。     

广西岩头洞和下岩洞内的动物多样性研究

2007年7月21日~30日对广西岩头洞和下岩洞内的脊索动物、软体动物和节肢动物进行了调查,共获标本4300号,经鉴定和分类计67种,其中岩头洞内3590号,隶属3门5纲7目22科51种;下岩洞内710号,隶属3门5纲7目21科36种。本文主要研究了洞穴动物的多样性及群落结构。结果表明:物种多样性指数最高在群落E(2.6035),最低在群落F(1.4459);相似性指数最高在群落B-D(0.3826),最低在群落A-F(0.0016)。     

贵州大水洞和马狼洞内动物群落结构与部分环境因子的相关性研究

2008年8月对贵阳市的大水洞和贵定县的马狼洞内动物进行了调查,共获动物标本3314号,其中大水洞1467号,隶属3门7纲11目20科26种(或类群);马狼洞1847号,隶属4门9纲16目35科55种(或类群)。两洞内由6个动物群落组成,经群落多样性分析,物种丰富度指数、群落多样性指数、均匀度指数和优势度指数最高的分别是群落D(6.4811)、群落B(2.6364)、群落E(0.8793)和群落D(0.5420)。通过对群落多样性与部分环境因子的相关性分析,结果显示群落最大多样性指数与湿度和氮气均呈显著负相关,相关系数为-0.857和-0.998,与磷呈显著正相关,相关系数为0.832;优势度指数与磷呈显著正相关,相关系数为0.833;CO2与物种数、物种丰富度、群落最大多样性指数和优势度指数均呈负相关,相关系数分别为-0.552、-0.070、-0.570和-0.510,其相关性虽然都未达到显著以上水平,但说明对物种和群落多样性有负面影响,可以说是影响群落多样性变化的主流因子之一。     

喀斯特洞穴生态系统浅析

从喀斯特洞穴生物生存环境的角度出发 ,论述了在溶洞这样一个不同于地表且较为封闭的生态系统中 ,生物的生理特征、食物网结构及其在洞穴内的分布特征 ,指出了岩溶洞穴生态环境的脆弱性 ,并概述了洞穴生物研究在生物学和地理学中的重要意义     

大足石窟与敦煌石窟建筑形式的比较

大足石窟与敦煌石窟建筑形制有很大不同.敦煌有各种各样的石窟形制,而大足则基本为摩崖石刻.大足石刻有一些为预留顶檐的浅龛或深龛,有的面积很大;但大多为具方形或弧形龛口的或深或浅的中小型龛窟造像.与有窟门、甬道、主室的敦煌石窟形制比较,大足石窟的建筑形制更像剖开的敦煌石窟.大足摩崖龛窟建筑是继承了中国传统而又具有地域、时代、宗教等特点的独特的创造.     

旅游洞穴次生CaCO_3沉积景观风化剥蚀、变色机理及其改善与保护

洞穴次生碳酸钙 Ca CO3 沉积物是旅游洞穴的主要观赏景观 ,其风化剥蚀、变色 ,直接影响到洞穴旅游业的可持续发展。本文对洞穴次生 Ca CO3 沉积景观风化剥蚀、变色的多种原因和机理进行了阐述。并对景观变色的改善和景观保护提出了一些措施和建议。     

广西河边洞与水碱上洞内动物群落多样性初步研究

2007年7月对广西河边洞和水碱上洞洞内的软体动物、节肢动物和脊索动物进行了调查和标本的采集,河边洞共捕获标本180号,隶属3门5纲7目20科32种。水碱上洞共获标本254号,隶属3门5纲8目15科20种。经群落多样性分析,其多样性指数最高的是B群落(2.428 7);群落均匀度和优势度指数最高的分别是群落A(0.939 2)和群落F(0.429 2)。通过群落相似性分析,相似性指数最高的是群落D与群落E(0.400 0)。     

洞穴环境与洞穴旅游

喀斯特洞穴是喀斯特地貌的重要组成部分,在地质营力溶蚀,侵蚀和崩塌作用下形成。由于地质构造,岩性及气候的复杂性,地表、地下洞穴形态复杂,类型多样,构成高品位的旅游资源,具有重要开发价值。从洞穴的地质地貌,大气圈、生物圈、水文方面讨论,评价洞穴资源的价值。     

贵州白杨坪1号洞和7号洞洞穴动物群落结构研究

2014年8月,对贵州省赤水市白杨坪1号洞和7号洞的脊索动物、软体动物和节肢动物进行了调查,共采集到动物标本871号,经鉴定并统计,隶属于20科25种。其中白杨坪1号洞共获标本363号,隶属于3门6纲12目18科22种,白杨坪7号洞共获标本508号,隶属于3门7纲13目20科25种。对两个洞穴内动物群落进行了分析研究,结果表明:群落多样性指数最高的是群落B(2.4441)和群落E(2.4326),最低的是群落A(1.8759);分布在两个洞穴相同光带间的动物群落相似性最高;各群落多样性指数之间的相关性较显著。     

山西省宁武县万年冰洞持续存在机制数值模拟

 在年平均气温高于0℃的自然条件下存在少量常年保存有冰体的洞穴,这是一种十分罕见的现象.山西宁武“万年冰洞”是国内已发现的规模最大的冰洞,如何合理解释其内部冰体的形成和保存机制是一个科学难题.本文通过有限元暂态数值计算,模拟冰洞四季热传递过程认识到,冰体得以持续存在的控制因素有2个：(1) 冬季外部空气比冰洞内空气冷,外部冷空气通过冰洞口,与冰洞内空气发生自然热对流,使冰洞内部冷却;春、夏、秋季外部空气比冰洞内热,冷空气沉在洞底,效率很低的热传导不足以使冰洞内温度显著上升.(2) 由于冰-水相变潜热作用,即使夏季靠近洞口部分冰体融化,也需吸收大量热量,从而进一步阻止冰洞内部冰体的融化.计算结果也显示,如果一些冰洞开发为游览景点后在洞口设置密封门,切断冬季冷空气进入洞内自然对流冷却洞体的通道,冰洞内冰体在不到40年时间内将全部融化,“万年冰洞”将被人为破坏.