贵州郑家小洞内群落多样性与部分环境因子的相关性研究

2009年6月对安顺郑家小洞内的动物进行了调查,共获动物标本551号,隶属3门6纲10目20科29种(或类群)。该洞内的动物群由3个动物群落组成。经群落多样性分析,群落A的物种丰富度D(3.7268)、群落多样性H(′4.2703)和群落最大多样性指数Hm′ax(3.0910)最高。两群落间的相似性指数最高的是B-C群落(0.5600)。通过对群落多样性与部分环境因子的相关性分析,结果显示物种数(S)、物种丰富度(D)和群落最大多样性指数(Hm′ax)分别与湿度(H)呈显著负相关(双尾显著性检验≤0.05),群落多样性(H′)与钾(SK)呈显著负相关(双尾显著性检验≤0.05),由此说明在该洞内影响群落多样性变化的主要环境因子是湿度(H)和钾(SK)。     

贵州紫烟洞不同光带蜘蛛群落的多样性及其影响因子分析

2006年7月对贵州省织金县城关镇紫烟洞的蜘蛛群落进行观察及标本的采集,共获标本149号,隶属1目7纲12科14属24种。经群落多样性分析,紫烟洞蜘蛛群落多样性、最大多样性、丰富度、优势度、均匀度指数最高的分别为有光带(1.783 0)、有光带(2.890 3)、有光带(3.397 3)、黑暗带(0.350 6)、弱光带(0.928 4)。通过主成分分析,研究环境因子对紫烟洞蜘蛛群落的影响,结果显示土壤中有机物的含量和洞穴内CO2的浓度是影响蜘蛛群落多样性的主要因子。     

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。     

贵州姜家洞不同光带内动物群落结构和分布与洞穴环境的关系

对贵州姜家洞不同光带内的软体动物、节肢动物和脊索动物进行了观察和采集,共获标本233号,经鉴定分类共计27种,隶属3门6纲10目18科。研究了不同光带内洞穴动物的多样性,结果表明,姜家洞有光带中群落的多样性指数、均匀度指数最低,从有光带到黑暗带呈逐渐上升趋势;有光带和黑暗带群落间的相似性指数最低,为0.362 8,而黑暗带和弱光带群落间的相似性指数最高,为0.963 1。并且对群落多样性与各项环境因子的相关性进行了分析,结果表明姜家洞不同光带中各项环境因子的差异决定了群落结构的不同,洞穴中自然环境发生变化也必然会引起其中的生物群落结构发生变化。     

贵州尧林2号洞动物群落多样性及部分环境因子测定

对贵州省都匀市小围寨尧林2号洞进行洞穴动物及环境因子的调查与分析,共采集洞穴动物标本1 191号,隶属于4门10纲18目29科32种。经比较各光带群落的相似性,发现相邻两群落的相似性指数较高,各群落相似性指数分别为0.119 2(B-C)、0.069 6(A-B)、0.018 4(A-C);经Pearson相关性分析可得,温度和动物群落呈极显著负相关,相关性指数为1,与均匀度呈显著正相关(0.997),均匀度与优势度呈负相关(-0.997);经欧氏距离进一步分析,群落多样性指数与土壤中汞含量欧氏距离指数最小(0.712),表明二者相关性较大。     

渤海大型底栖动物多样性及其与环境因子的关系

[目的]为了解渤海大型底栖动物多样性现状,研究其物种多样性和分类多样性的分布格局。[方法]依据2008年8月和2009年6月两航次渤海大型底栖动物调查资料,对其物种多样性的辛普森优势度指数(λ)、香农-威纳多样性指数(H′)、Margalef物种丰富度指数(d)、Pielou’s均匀度指数(J′)和分类多样性的分类多样性指数(Δ)、平均分类差异指数(Δ~+)、分类差异变异指数(Λ~+)以及各指数与环境因子的关系进行分析。[结果]两航次共鉴定出大型底栖动物(或分类实体)270种,隶属于206属,130科,39目,19纲,12门。各多样性指数平均值λ为0.05,H′为4.80、d为7.35、J′为0.93、Δ为83.84、Δ~+为87.90、Λ~+为343.88。各多样性指数与环境因子中的粉砂-粘土含量、沉积物中值粒径、有机质含量无显著相关性,而水深、盐度和温度等水层环境因子则对其影响较为明显。[结论]渤海海域总体动物多样性较高,其中渤海海域沿岸地区、辽东湾西部、莱州湾西北部等地受扰动和污染严重。将物种多样性和分类多样性结合分析,可以更好地反映群落多样性结构。水深、盐度和温度等水层环境对渤海大型底栖动物的影响要大于沉积环境的影响。     

椒江口海域大型底栖动物群落结构的研究

2010年4月(春)、7月(夏)和10月(秋)对椒江口海域的大型底栖动物进行调查,分析了椒江口海域大型底栖动物的种类组成、优势种、丰度、生物量和生物多样性等群落特征的季节变化,并初步研究了底栖动物群落结构的季节差异及其与环境因子的关系.3个航次调查共采集到大型底栖动物60种,夏季种类最多,为48种;加州中蚓虫在三季均为第一优势种;夏季丰度最高,为187.11ind/m2;秋季生物量最高,为69.82g/m2;不同季节Shannon-Wiener多样性指数(H)和Margalef物种丰富度指数(d)存在显著差异,Pielou均匀度指数(J)季节差异不显著;底层水温、溶解氧与悬浮物是影响椒江口海域大型底栖动物群落特征的主要环境因子;系统聚类和MDS排序分析表明,大型底栖动物的分布具有显著的环境空间异质性,可以划分为5个群落.     

宁夏沙坡头国家级自然保护区夏季鸟类群落结构

1999年夏季对沙坡头自然保护区的鸟类进行调查,共记录67种鸟,其中湿地鸟类群落的种数最多,38种;固沙林鸟类群落次之,34种;荒漠鸟类群落和村庄农田鸟类的相近,分别是16种和15种.湿地鸟类群落的数量也最高,达126.11只/km,其中家燕(Hirundo rustica)、大麻(开鸟)(Botaurus stellaris)、斑嘴鸭(Anas poecilorhyncha)和苍鹭(Ardea cinerea)4种鸟的数量占56.51%.固沙林鸟类群落的多样性最高,2.860;优势度最低,仅0.084.荒漠鸟类群落与固沙林鸟类群落的相似性最高,0.52.群落多样性随种数的增加而明显增加,随优势种百分比的增加而显著降低.优势度与群落多样性刚好相反,与种数呈负相关,与优势种百分比呈显著性正相关.物种数和优势种所占百分比是决定沙坡头保护区鸟类群落结构的主要因素.食物是湿地鸟类群落的种数和数量较高的主要原因.病虫害和荒漠化使固沙林鸟类群落与荒漠鸟类群落的相似性较高.     

宁夏荒漠草原植物群落物种多样性研究

在宁夏盐池县试验区封育近10a的荒漠草原围栏内研究植物群落的物种多样性.用样线取样法在坡面尺度上调查不同坡位上植物群落的α多样性与β多样性.结果表明,多样性指数(Shannon-Wiener指数,H)、物种丰富度指数(Margalef指数,R)、优势度指数(Simpson指数,C)、均匀度指数(Pielou指数,E)在不同坡向与坡位间的差异均达到极显著水平.阳坡面上,R在上坡与下坡群落达到最大值;随坡位降低,H呈现明显的增长趋势.阴坡面上,随坡位降低4种α多样性指数均呈现显著的下降趋势.     

宁夏沙坡头国家级自然保护区夏季鸟类群落结构

1999年夏季对沙坡头自然保护区的鸟类进行调查,共记录67种鸟,其中湿地鸟类群落的种数最多,38种;固沙林鸟类群落次之,34种;荒漠鸟类群落和村庄农田鸟类的相近,分别是16种和15种.湿地鸟类群落的数量也最高,达126.11只/km,其中家燕(Hirundo rustica)、大麻(开鸟)(Botaurus stellaris)、斑嘴鸭(Anas poecilorhyncha)和苍鹭(Ardea cinerea)4种鸟的数量占56.51%.固沙林鸟类群落的多样性最高,2.860;优势度最低,仅0.084.荒漠鸟类群落与固沙林鸟类群落的相似性最高,0.52.群落多样性随种数的增加而明显增加,随优势种百分比的增加而显著降低.优势度与群落多样性刚好相反,与种数呈负相关,与优势种百分比呈显著性正相关.物种数和优势种所占百分比是决定沙坡头保护区鸟类群落结构的主要因素.食物是湿地鸟类群落的种数和数量较高的主要原因.病虫害和荒漠化使固沙林鸟类群落与荒漠鸟类群落的相似性较高.     

贵州师范大学洞穴动物标本室标本名录及其分布

概括了贵州师范大学洞穴动物标本室管理情况以及洞穴动物的生活环境与采集方法,对标本室收藏的洞穴动物标本进行了系统整理、鉴定和分类,附有种类名录,并对它们的分布进行分析,以便于科学研究与学术交流。标本室现存洞穴动物标本上万号,本次整理的共 1638号, 165种,隶属于 3门 4纲 6目 41科。     

基于岩溶模式的溶洞储集体三维地质建模

针对波阻抗属性可以较准确地识别大型溶洞而不能识别小型溶洞的特点,结合岩溶发育模式,分别对不同类型、不同尺度的溶洞储集体三维地质建模进行研究。结果表明:不同岩溶带溶洞储集体对应不同的波阻抗分布范围,因此对不同岩溶带采用不同波阻抗属性值截断,根据岩溶模式人机交互修正的方法建立大型溶洞模型;小型溶洞具有与大型溶洞相似的岩溶成因和发育规律,可以以不同岩溶带的大型溶洞模型作为训练图像,以单井识别的小型溶洞储集体为硬数据,以小型溶洞发育概率为软数据,利用多点地质统计学算法建立小型溶洞模型;所建立的模型能够吻合硬数据,又可以反映溶洞储集体的空间分布特征。     

含水溶洞对采煤工作面覆岩移动的影响规律

含水溶洞的存在使得煤层覆岩移动规律存在特殊性。为了研究含水溶洞对煤层覆岩移动的影响,本文以贵州某矿作为工程背景,利用FLAC3D进行数值模拟研究,对比分析溶洞有无含水作用下煤层覆岩移动规律。研究结果表明:(1) 含水溶洞煤层开采情况下,溶洞围岩变形下沉量相较于无水情况增加了37.24%,随着推进距离的增加,溶洞靠近采空区侧底角出现明显的下沉现象,溶洞右帮出现向内挤压现象,溶洞围岩和煤层顶板应力集中区和破坏区逐渐贯通;(2) 溶洞含水情况相比于无水情况,覆岩运移在含水条件下得到加强,其中最大曲率增大了0.88mm·m-2、最大水平变形增大了1.81mm·m-1;(3) 随着采煤工作面的推进,含水溶洞围岩裂隙和煤层顶板裂隙不断扩展,当工作面推进至与溶洞水平距离小于10m时,溶洞围岩裂隙和顶板裂隙贯通,形成导水裂隙。研究成果对溶洞影响下的煤层开采顶板管理和地表沉陷防治具有理论和工程参考意义。     

隐伏溶洞影响下隧道开挖稳定性数值模拟

隐伏溶洞是引起隧道围岩失稳甚至塌方的常见不良地质之一,为分析其对隧道开挖稳定性的影响,采用FLAC3D有限差分法和现场监测手段,探讨了隐伏溶洞尺寸、溶洞与隧道净距及溶洞位置对隧道开挖过程中围岩应力场、应变场及隧道变形的影响规律。研究表明：①围岩最大剪应力与最大剪应变增量均随溶洞尺寸增大而增大（随净距增大而减小）,塑性区集中于隧道-溶洞中间岩柱;②隧道变形时程曲线呈“S”形,隧道变形随溶洞尺寸增大而增大（随净距增大而减小）;③当溶洞直径大于0.6倍隧道宽度,且与隧道净距小于0.6倍隧道宽度时,隐伏溶洞对围岩塑性区和隧道变形具有明显影响,且隧道侧部溶洞对隧道稳定性最为不利;④建议岩溶隧道工程采用动态化设计、施工及监测,并采用综合超前地质预报探明实时地质情况。     

织金洞洞穴环境监测及其影响因素分析

中国最美十大奇洞之首的织金洞,岩溶景观规模宏大、形态万千、色彩纷呈,以＂美奇绝＂的特点吸引着全世界的游客。但是随着旅游的发展,洞穴环境发生了较大的变化,洞穴景观也遭受不同程度的破坏。为了保护织金洞的岩溶景观,和为游客提供一个完美旅游洞穴,定期对织金洞的洞穴环境进行监测十分必要。本研究以织金洞3年的定点监测资料为基础,结合历史监测数据进行分析比较,分析洞穴环境的变化规律和影响因素,为保护洞穴景观提供理论依据。     

Three-dimensional fluorescence spectral characteristics of dissolved organic carbon in cave drip waters and their responses to environment changes: Four cave systems as an example in Guizhou Province,China

Understanding the responses of fluorescence spectral characteristics of cave drip waters to modern environment and climate changes is key to the reconstructions of environmental and climatic changes using fluorescence spectral characteristics of speleothems. The fluorescence spectral characteristics of dissolved organic carbon （DOC） in four active cave systems were analyzed with a three-dimensional （3D） fluorescence spectral analysis method. We found that the fluorescence types of DOC were mainly of fulvic-like and protein-like fluorescences, both in soil waters and cave drip waters. The intensity of fulvic-like fluorescence was positively correlated with the concentrations of DOC, suggesting that the DOC of cave drip waters was derived from the overlying soil layer of a cave system. Compared with the other cave systems, the variation range of the excitation and emission wavelengths for fulvic-like fluorescence of cave drip waters in Liangfeng cave system that had forest vegetation was smaller and the excitation wavelength was longer, while its fluorescence intensity varied significantly. By contrast, the excitation and emission wavelengths and fluorescence intensity for that in Jiangjun cave system that had a scrub and tussock vegetation showed the most significant variation, while its excitation wavelength was shorter. This implies that the variation of vegetation overlying a cave appears to be a factor affecting the fluorescence spectral characteristics of cave drip waters.     

隧道前方大型溶洞对隧道围岩稳定性影响

在尚家湾隧道施工期间,曾预报并揭露大型溶洞,溶洞的存在给隧道施工带来极大的安全隐患。以尚家湾隧道为背景,开展数值试验。通过对比隧道前方有、无溶洞条件下开挖工况,从位移、应力、塑性区3个方面分析了隧道前方大型溶洞对隧道围岩稳定性的影响。研究表明:对于本工程而言,溶洞对隧道底部和左侧拱腰的影响要大于对隧道顶部及右侧拱腰的影响;隧道前方存在大型溶洞条件下塑性区体积随开挖位置呈指数增长。隧道前方无溶洞条件下,塑性区体积随开挖位置呈线性增长,即溶洞的存在大大加速了隧道开挖塑性破坏区的增长。该研究对岩溶地区隧道安全施工具有一定的指导意义。     

山西宁武冰洞成因分析

从冰洞所处位置分析该地区在地质时期曾经是岩溶发育区,并且经历了温暖潮湿的气候作用,逐渐形成石灰岩溶洞;而且该地区曾经是山岳冰川发育区,在第四纪冰期及间冰期时,大量的积雪、冰川融水甚至破碎冰块堆积于洞中,经过复杂的物理变化,融化和重新凝结,再加上大气降水的不断渗入,在溶洞内形成各种形态冰物质的广泛分布现象———冰洞形成;以后的年代,由于当地比较特殊的地形、气候等自然地理环境因素,冰洞得以有效保存。宁武冰洞的形成是由岩溶作用和冰川作用以及环境因素共同作用的结果。     

大方清虚洞穴景观资源特征及形成机制的初步研究

探测清虚洞发育特征及景观资源组成,研究清虚洞形成机理,为科学开发、保护提供参考。本文在探测清虚洞的基础上,根据清虚系统的洞道结构和空间展布特征,分析其资源构成及特征;分析区内地形地貌、地质构造和水文等自然条件,对清虚洞形成的影响;以区域新构造演进为主线,讨论清虚洞形成与演化过程。结果表明:(1)清虚洞洞穴系统属于大型洞穴系统,其洞道结构为"一桥、两坑、一窗、一支洞";(2)天生桥、天坑、天窗、洞内景观及边缘坡立谷等,是清虚洞景观资源的重要组成部分,其中边缘坡立谷、清虚洞天生桥及云坛天坑构成了核心资源;(3)区内地形特征及下伏非碳酸岩夜郎组(T_1y)地层,为外源水流入碳酸岩地层溶蚀成洞提供了隔水条件;(4)区内地下水不仅沿着构造节理和裂隙运移溶蚀,而且单斜构造条件也有利于地下水沿着层间裂隙溶蚀、侵蚀,是控制清虚洞成因之一;(5)清虚洞穴系统在形成演化过程中,主要经历溶蚀期、崩塌期和下切3个时期。区内岩层空间展布和区域构造是清虚洞形成的前提条件,外源水是清虚洞形成的基本动力,在区内地文演进过程塑造了世界罕有的天生桥景观。