岩溶系统不同植被下土壤碳排放的温度效应

全球变化研究中土壤的呼吸排放等成为科学家们关注的热点问题,影响土壤碳排放的一个最主要的因子是温度。本文研究了岩溶系统中两种典型植被条件下温度的日变化动态及其系统碳排放过程,并对碳排放的温度效应进行了研究,结果表明土壤温度与岩溶系统碳排放有显著相关,尤以草地生态系统为甚。森林生态系统中,与土壤呼吸排放有显著相关的温度因素为土表温度,且为负相关,表明土壤呼吸排放对该温度的滞后响应。林地、草地生态系统中5cm～15cm土壤温度与土壤呼吸碳排放显示出正效应,表明土壤温度促进土壤呼吸的碳排放。同时,草地生态系统中表层泉水碳排释与土下5cm土温也有极显著相关。即岩溶生态系统碳排放具有极显著的温度效应。     

基于经验正交函数法的趵突泉泉域地下水位动态分析

采用趵突泉泉域2006～2008年28个岩溶水位长测点的监测数据,通过相关性分析、经验正交函数分析法对地下水位动态的空间变化特征进行分析。结果表明:(1)趵突泉水位与其他长测点水位呈现显著和中度相关性,趵突泉泉域含水层整体连通性较好,岩溶发育规律较为一致;(2)研究区岩溶发育程度中部弱,两侧逐渐增强,且东部区域小于西部区域;(3)受地形对地下水位动态的影响,趵突泉泉域地下水位动态具有高度的一致性。刘长山-郎茂山-万灵山一线两侧地下水位动态呈相反的变化趋势,主要是由于岩溶弱发育带的影响。     

桂林毛村地下河流域岩溶关键带碳循环研究

本文系统总结了桂林毛村地下河观测站在岩溶关键带垂向上碳循环的监测工作,为基地进入岩溶关键带监测网络奠定基础。对岩溶植被层-土壤层-岩石层-地下水无缝连续体的碳循环监测,包括不同地质背景下典型植被的光合速率、自然植被下凋落物的分解(植被层)、不同土地利用方式下土壤碳库的组成及转化、土壤微生物及有机酸对碳酸盐岩的溶蚀(土壤层)、洞穴CO2浓度及同位素的变化(气体-岩石作用层)、流域水体无机碳特征、外源水对岩溶碳汇过程的促进(地下水层)等方面。经过长期的科研积累,形成一套包括岩溶生物地球化学、岩溶水文过程、同位素示踪技术等在内的野外及室内研究方法,为流域尺度岩溶关键带碳循环的研究提供了技术支持和理论基础。但岩溶关键带碳循环过程中的生物作用及现代CO2在岩溶关键带中的周转时间研究较少,亟待加强。桂林毛村地下河流域岩溶关键带碳循环的研究具有地域优势和学术优势,适合成为我国岩溶关键带监测站。     

Carbonate rock dissolution rates in different landuses and their carbon sink effect

Research on karst processes is important for the determination of their carbon sink potential,as is research into terrestrial ecosystems in karst areas.Solutional denudation rates of soils from three karst spring watersheds supporting different land uses were studied.Solution rates showed a distinct pattern based on land use,with a generally higher rate being recorded in forest use soil.The mean values for tablet dissolution from the cultivated land,shrublands,secondary forest,grassland and primary forest were 4.02,7.0,40.0,20.0,63.5 t km-2 a-1 respectively.Changes in vegetation patterns could improve the size of karst carbon sinks;for example,in this study the carbon sink was 3 times higher in primary forest than in secondary forest soil and 9 times higher than under shrubland,equating to an increase from 5.71-7.02 to 24.86-26.17 t km-2 a-1 from cultivated land or shrub to secondary forest and to primary forest,respectively.     

热带亚热带喀斯特森林树种的水分生理研究进展

热带亚热带喀斯特地区具有丰富且独特的自然资源,是我国重要的生态功能区,但也面临严重的石漠化问题。水分是影响该地区天然林结构功能和石漠化植被修复的关键环境因素。基于树木水分生理的研究有助于深入地了解喀斯特树种干旱适应策略,可为气候变化背景下喀斯特地区森林(天然林和人工林)的可持续发展提供理论依据。本文从水分来源、木质部水力结构以及蒸腾耗水等方面总结了近年来该区域喀斯特天然林树种在水分适应策略方面的研究进展,发现典型喀斯特树种能够稳定地利用岩溶水,其蒸腾耗水量的季节动态较小,且其茎木质部的抗栓塞能力强,在极端干旱时期可通过脆弱性分割维持水力安全。另外,基于树木水分生理的研究还能够为石漠化生态恢复适宜树种的筛选和人工林的经营管理提供科学依据。部分抗性强、耗水少的珍贵用材树种兼顾生态和经济效益,可用于石漠化地区的植被修复。建议今后的研究结合控制实验平台,长期监测树种生长和水分动态变化,基于多重机制系统阐明喀斯特森林树种的生态适应策略。     

Variation of δ13C in karst soil in Yaji Karst Experiment Site,Guilin

This study deals with δ13C variation in karst soil system of Yaji Karst Experiment Site, Guilin, a typical region of humid subtropical karst formations. Samples of near ground air, plant tissue, soil and water (soil solution and karst spring) were respectively collected on site in different seasons during 1996-1999. Considerable variation of δ13C values are not only found with different carbon pools of soil organic carbon, soil air CO2 and soil water HCO-3, but also with the soil depths and with different seasons during a year.The δ13C values of CO2 both of near ground air and soil air are lower in July than those in April by 1%-4‰ PDB. Our results indicate that the δ13C values of carbon in the water and air are essentially dependent on interface carbon interaction of air-plant--soil-rock--water governed by soil organic carbon and soil CO2 in the system.     

武鸣灵水岩溶泉的水环境变化及管理保护面临的新问题

【目的】以武鸣灵水岩溶泉为例,对调查研究灵水来源及环境地质问题所做的一系列工作进行总结,为其他地区的地下水开发利用和保护提供经验和参考。【方法】综合前期的地面调查、钻探、物探、水化学、水文监测以及示踪试验等多种技术手段,总结灵水岩溶泉的形成及水环境退化的原因和趋势。【结果】确定灵水的补给范围;灵水含水层以网状裂隙排泄为主,呈现集中径流带的特征;枯季灵水的水资源量明显减少;水文功能的弱化导致水生生态系统急剧退化。另外,灵水还面临有害微生物快速繁殖、地下水动力减弱引发河流倒灌更加频繁等亟待解决的问题。【结论】灵水研究的一系列工作既展示了成果,也成为岩溶水源地研究的典范。广西其他岩溶地下水的研究还停留在水质水量的调查评价阶段。建议以灵水为参考,从单纯的无机环境向有机生命环境过渡,以应对变化环境下岩溶地下水资源管理和保护所面临的挑战。     

喀斯特石漠化过程、演化特征与人地矛盾分析

在石漠化遥感与地理信息系统研究的基础上 ,分析了贵州喀斯特石漠化的形成过程、演化特征和石漠化发生环境的人地矛盾 ,认为石漠化是喀斯特脆弱自然环境和不合理的人类活动的共同产物 ,是区域人地关系严重恶化的结果。为石漠化生态环境的恢复和治理提供理论支持     

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。     

贵州花江喀斯特峡谷区民族心理意识的模糊综合评价

通过对贵州花江喀斯特峡谷地区心理意识的实地调查,采用模糊数学上的综合评价方法,把喀斯特环境与民族心理意识及行为作为一个相互作用的系统来认识人地相互关系,将喀斯特石山区生态环境的特殊性与心理意识与社会经济耦合进行数理分析、相关对比和模糊综合评价的整体性综合定性与定量研究,不仅从人的数量,更重要的是从人的质量(素质)和行为效应与预测的角度,揭示了喀斯特地区民族心理意识与人地关系的基本特征。     

喀斯特枯水、干旱、灾害初探--以贵州省为例

由于喀斯特流域独特的水文地质条件,其枯水、干旱、灾害三者之间的联系和影响也较非喀斯特的地区不同,以贵州省为例,从喀斯特水文地貌学的角度,系统定义了喀斯特枯水、喀斯特干旱、喀斯特灾害的概念,并分析喀斯特流域枯水、干旱、灾害发生的时间、地区,进而探寻它们之间的关系,即彼此增强的正反馈关系,为贵州防旱防灾及经济发展可持续发展提供一定的理论基础。     

个旧矿区高峰山矿段地质构造与岩溶发育规律研究

通过对个旧矿区高峰山矿段地质构造与岩溶发育特征之间关系的深入研究,揭示了该区岩溶发育规律,指出地质构造控制该区水平向与垂向岩溶发育特征是岩溶发育规律的主要控制因素。     

太原市西山岩溶区汾河与地下水相互作用研究

通过对汾河西山岩溶区段的河道下垫面背景分析,将汾河干流汾河水库至兰村区间分为7个区段,识别出了4个汾河与岩溶地下水相互作用积极的地段。以地下水系统理论为指导,将兰村泉和晋祠泉岩溶水系统概化为双输入(大气降水与人工开采)单输出(泉流量)模型,在此基础上,基于岩溶水天然资源量与大气降雨入渗量、河流渗漏量关系推算出了汾河与各岩溶水系统岩溶地下水的作用强度,即汾河对各岩溶水系统的渗漏补给量。研究成果对于指导太原市水资源综合利用,缓解太原市水资源供需矛盾,有效保护岩溶地下水等提供了科学参考依据。     

不同分解程度木麻黄凋落物的养分特征及微生物功能多样性分析

【目的】通过了解木麻黄凋落物分解过程中的养分变化以及微生物碳源的利用特征,明确凋落物微生物多样性与养分之间的关系。【方法】在海南省海口市桂林洋海滨选取10~15年生木麻黄林,按照“S”形五点取样法,分别采集0~5 cm、≥5~10 cm、≥10~15 cm 等3种不同分解程度的凋落物样品,测定其理化性质,并利用Biolog微孔板法测定凋落物外生菌和内生菌的群落功能多样性,对其进行主成分PCA分析和冗余RDA分析。【结果】①凋落物的分解程度越高,其有机碳、全氮、全磷含量越低。②不同分解程度木麻黄凋落物中外生菌和内生菌功能多样性差异显著,外生菌平均颜色变化率(AWCD)随分解程度增加而增大,而内生菌AWCD则降低。③凋落物分解程度越高,外生菌的Shannon、Simpson指数明显升高,McIntosh指数无显著差异;内生菌的Shannon、Simpson指数也随之增加,而McIntosh指数则明显降低。④外生菌和内生菌对6大类碳源利用强度存在差异,优势碳源分别为糖类和多聚物,分解后期胺类和酚类的利用率均有提高。⑤主成分PCA分析表明,不同分解程度的凋落物外生菌和内生菌对31种碳源的利用均有显著差异;RDA分析表明,碳、氮含量与凋落物外生菌微生物功能多样性指数呈最大相关。【结论】木麻黄凋落物分解程度越大,外生菌碳代谢强度和多样性越高,而内生菌碳代谢强度越低,其多样性越高;凋落物的氮、碳含量是影响凋落物微生物功能多样性的主要因素。因此,外生菌和内生菌在木麻黄凋落物的分解中发挥着不同的作用。     

贵州平坝挂多地区喀斯特旅游资源的调查与评价

喀斯特旅游资源是指可溶岩地区所特有的对旅游者具有吸引力的自然存在和人文存在。挂多地区喀斯特旅游资源具有多层次特征,景观类型多样,有很高的学术研究和旅游价值。本文在研究平坝挂多地区喀斯特旅游景观的特征与旅游功能的关系的前提下,通过野外考察采集第一手资料,针对喀斯特旅游资源的特点,采用定量记分和定性评级相结合的方法,建立相应的评价模型,获得评价结果,从而为挂多地区的旅游资源开发利用提供科学依据。     

基于遥感光谱特征的喀斯特石漠化信息提取

不同的地物特征具有不同的光谱值,不同的石漠化强度级别由于影响因子不同而具有不同的光谱特性,利用遥感光谱分析方法,对各种石漠化强度样区进行光谱采样,分析其在各波段的谱值关系,建立石漠化的提取模型,提取出石漠化的空间格局和强度信息图,作为研究区石漠化生态治理与重建的基础数据支持。结果表明,基于光谱特征的石漠化信息提取作为一种研究方法,在研究喀斯特地区石漠化问题时具有较强的可行性和实用性。     

贵州喀斯特聚落文化研究

从喀斯特环境人地关系的角度探讨贵州喀斯特聚落文化的组成,构建贵州喀斯特聚落文化体系,科学定位贵州喀斯特聚落文化。在此基础上,依据地域分异规律划分贵州喀斯特聚落文化的类型,揭示其特征。提出贵州喀斯特聚落文化在现代旅游中持续发展的对策性建议,为合理开发贵州喀斯特聚落文化提供依据。     

岩溶区高铁线路优选的模糊层次分析法

提出了岩溶区高速铁路线路优选的模糊层次分析法.在对影响岩溶区铁路线路方案的各因素进行分析和调查基础上,选取4个一级指标、13个二级指标构建综合评价指标体系;通过层次分析法建立层次关系,构造阶层结构,采用模糊理论建立判断矩阵,确定权重向量;通过专家调查和室内外试验等方式确定各因素得分,采用逻辑运算确定相对优属度矩阵,建立模糊综合评判模型,评判备选线路方案的优劣.利用该模型对贵广高速铁路雄村—贺州段3条备选线路方案进行比选,得出备选方案的相对优属度分别为0.131,0.889和0.581,从而确定第二方案最优,为实际工程建设提供了决策依据.     

赵庄二号井岩溶陷落柱的成因分析

本文针对赵庄二号井岩溶陷落柱的特性及赋存条件,通过基础地质研究,结合三维地震勘探结果,从岩溶形成的三要素可溶岩、构造和地下水活动三方面对赵庄二号井岩溶陷落柱进行分析,总结出岩溶陷落柱的形成与它们的关系,揭示了岩溶陷落柱的充填、分布及发展演化过程等信息,为高产高效的煤炭资源安全开采提供依据,为晋城矿区深部开采时的矿井防治水工作奠定基础。     

岩溶区多软弱层复合边坡变形破坏机制分析

岩溶和软弱层的存在对边坡稳定性有重大影响。为了揭示岩溶作用下复合边坡失稳机制,本文以富含岩溶区某变电站场区复合边坡为研究对象,通过三维地质建模技术对钻孔数据进行处理,从而准确获取多软弱岩层界面位置以及坡体内岩溶状态。结合AutoCAD软件生成拟研究边坡地质剖面,通过ABAQUS模拟软件与AutoCAD数据接口将典型地质剖面图导入有限元数值模拟软件中,从而构建含岩溶复合边坡数值模型。采用强度折减法分别分析了复合边坡在不含岩溶时、岩溶无充填时、岩溶被黏土充填时的失稳特征。模拟结果表明：多软弱层复合边坡岩层界面对坡体的稳定有决定性作用,坡体滑移破裂均源于岩层界面处,坡体沿岩层分界面剪切滑移贯通成圆弧状潜在破裂面。岩溶对边坡的影响主要由沉降变形引起,岩溶沉降较大时,边坡呈现垮塌为主和岩层界面剪切滑移为辅的破裂形式。理论上,在某些特定情况下,坡体内岩溶对边坡稳定性有积极作用。该研究结果对于指导含岩溶复合边坡防护设计具有重要意义。