湿氧化法测定岩溶区水体中溶解有机碳同位素的影响因素研究

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作者 杨会 吴夏 +2 位作者 俞建国 唐伟 蓝高勇 《岩矿测试》 CSCD 北大核心 2024年第6期914-927,共14页

溶解有机碳(DOC)是研究岩溶作用强度、岩溶碳源、汇特征与岩溶碳循环过程的重要指标。利用岩溶区DOC碳同位素值(δ^(13)CDOC),可以精确计算岩溶流域的碳源和汇通量,这一参数对于全球气候变化研-究至关重要。鉴于岩溶区水体中HCO_(3)^(−... 溶解有机碳(DOC)是研究岩溶作用强度、岩溶碳源、汇特征与岩溶碳循环过程的重要指标。利用岩溶区DOC碳同位素值(δ^(13)CDOC),可以精确计算岩溶流域的碳源和汇通量,这一参数对于全球气候变化研-究至关重要。鉴于岩溶区水体中HCO_(3)^(−)含量较高,DOC含量较低且组分复杂,目前湿氧化法应用于测定岩溶区域水体中δ^(13)CDOC值的检测方法尚未完善。本文采用GasBenchⅡ与同位素比质谱分析(IRMS)联用技术,探讨了湿氧化法测试岩溶水体中δ^(13)CDOC值的影响因素。针对不同市售纯水、顶空瓶与大气的平衡方式、DOC-含量、水中碳酸氢根(HCO3)去除,研究了这些因素对44CO_(2)峰面积和δ^(13)CDOC测量的影响。实验结果表明:不同空白纯水产生的44CO_(2)峰面积存在显著差异,最大44CO_(2)峰面积是最小44CO_(2)峰面积的3.8倍。采用气密针与大气平衡的方式能增强样品信号强度,同时确保样品测试结果的内精度最优。水样用磷酸酸化至pH<3-时,可以消除岩溶水体中HCO_(3)^(−)的影响。使用氮吹仪在250mL/min流速下吹扫5~10min,可以去除酸化后可能存在的游离CO_(2)。在使用无菌双蒸水作为空白,气密针与大气平衡,磷酸酸化至pH<3,250mL/min流速吹扫5min的实验条件下,对于DOC含量大于2mg/L的岩溶区水样,经过空白校正,可以确保测试结果与标定参考值的偏差优于0.40‰。湿氧化法测定岩溶区水样中δ^(13)CDOC的结果与总有机碳分析-仪-稳定同位素质谱仪联机方法进行对比,测定结果差值小于0.30‰。利用湿氧化法测试岩溶区高HCO3含量的δ^(13)CDOC样品能够满足测试要求。 展开更多

关键词 溶解有机碳 碳酸氢根 湿氧化法 同位素质谱法 空白样品

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广西岩溶水资源与社会服务功能 被引量：2

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作者 姜光辉 郭芳 《广西科学》 CAS 2018年第5期456-464,共9页

广西岩溶分布广泛且类型多样,岩溶水资源普遍服务于农业生产、城市与农村供水,或应对极端气候产生的干旱等。认清水资源的形成、演变趋势和动力机制,能使其更好地发挥社会服务功能。本文以广西5个具有长期研究积累的岩溶场地为例,采用... 广西岩溶分布广泛且类型多样,岩溶水资源普遍服务于农业生产、城市与农村供水,或应对极端气候产生的干旱等。认清水资源的形成、演变趋势和动力机制,能使其更好地发挥社会服务功能。本文以广西5个具有长期研究积累的岩溶场地为例,采用地下水分层观测技术展示了表层岩溶带的调蓄过程,提出表层富水带可以成为石漠化治理和缓解干旱的找水方向;设计洞穴滴水观测装置,展示了渗流通过包气带的过程,提出干旱和内涝的地质成因;建立洞穴交互带的观测方法,展示地下水与地表水的交互过程,指出地下水与地表水交互作用成为水源地环境退化的驱动力;建立地下河的氮流失模型,显示农业活动引起的氮流失过程,总结地下河系统中氮的循环机制并提出固氮方案;建立地下水潜蚀作用的观测方法,展示潜蚀作用的机制,提出城市地下空间的保护和利用需要综合考虑水动力侵蚀和化学溶蚀。岩溶地区水资源与水环境问题的认识需要结合岩溶水的补给、下渗、径流、排泄过程的观测,揭示问题产生的机制,实现岩溶水资源的可持续利用。 展开更多

关键词 广西 岩溶 水资源 水源地 地下空间

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岩溶碳循环及碳汇效应研究与展望 被引量：14

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作者 章程 肖琼 +4 位作者 孙平安 高旭波 郭永丽 苗迎 汪进良 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期190-198,共9页

碳酸盐岩风化是全球碳循环的重要组成部分,具有大气与土壤CO_(2)汇效应,受生态系统因子驱动与全球变化影响,岩溶地区碳汇具有地表和地下双碳汇特征。简要介绍岩溶碳循环与全球变化关系,论述岩溶碳汇的相关科学问题和主要进展,分析岩溶... 碳酸盐岩风化是全球碳循环的重要组成部分,具有大气与土壤CO_(2)汇效应,受生态系统因子驱动与全球变化影响,岩溶地区碳汇具有地表和地下双碳汇特征。简要介绍岩溶碳循环与全球变化关系,论述岩溶碳汇的相关科学问题和主要进展,分析岩溶增汇潜力与土地利用变化,进一步提出基于岩溶关键带理念的碳酸盐岩风化过程概念模型。碳酸盐岩风化产生的碳汇可能是全球碳循环“遗漏碳汇”的贡献者,同时具有缓解土壤CO_(2)向大气释放的作用,进而成为全球碳循环模型中“土地利用变化项”(E_(LUC))的重要调节者(减源效应)。碳酸盐岩风化过程能快速响应短时间尺度变化环境因子,是岩溶关键带中连接生物、水文与地球化学过程的核心驱动机制。岩溶碳循环可理解为是土壤-生态系统碳循环的延伸或横向组成部分,共同组成岩溶地区完整的陆地浅表层碳循环系统。碳酸盐岩风化对大气CO_(2)浓度上升的负反馈效应,石漠化治理与生态修复工程的持续推进,蕴藏着巨大的岩溶固碳增汇潜力。应加强土壤CO_(2)季节及其区域变化监测与研究,构建基于土壤CO_(2)与流域水化学指标相关性的反向模型,为估算区域碳汇本底、评估年际碳汇增量与潜力提供更加清晰且有效的岩溶增汇方案与途径。 展开更多

关键词 岩溶碳循环 碳汇效应 减源 反向模型 增汇潜力 碳酸盐岩风化 岩溶关键带

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基于土地利用的广西田东县土壤重金属污染风险评价与来源解析

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作者 胡兆鑫 罗为群 +3 位作者 吴泽燕 谢运球 刘绍华 涂纯 《中国地质》 北大核心 2025年第4期1408-1424,共17页

【研究目的】查明广西田东县土壤重金属含量特征,评价土壤重金属污染风险,揭示土壤重金属来源,为当地绿色农业开发、土壤重金属污染防控及土地资源管理提供科学依据。【研究方法】系统采集2779件表层土样和704件深层土样,组合形成表层... 【研究目的】查明广西田东县土壤重金属含量特征,评价土壤重金属污染风险,揭示土壤重金属来源,为当地绿色农业开发、土壤重金属污染防控及土地资源管理提供科学依据。【研究方法】系统采集2779件表层土样和704件深层土样,组合形成表层分析样704件、深层分析样176件,分析测试了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn共8种重金属元素含量,运用统计分析方法对重金属含量特征进行分析;对于水田、旱地、果园和建制镇等人类活动影响强烈区,依据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB15618-2018)和《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600-2018)对表层土壤重金属污染风险进行评价;对于有林地、灌木林地、其他林地、其他草地、其他园地和裸地等人类活动影响较弱区,以深层土壤重金属元素含量作为背景值,利用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对表层土壤重金属污染风险进行评价;采用相关分析、插值分析、因子分析和绝对主成分-多元线性回归模型(APCS-MLR)对表层土壤重金属来源进行解析。【研究结果】表层土壤中重金属平均含量明显高于全国表层土壤背景值,深层土壤中重金属平均含量明显高于全国深层土壤背景值,岩溶区土壤重金属元素平均含量明显高于非岩溶区土壤;水田、旱地、果园和建制镇重金属污染风险评价结果显示,旱地污染风险较高,旱地中Cd含量超过土壤污染风险筛选值的样品比例为33.59%;有林地、灌木林地、其他林地、其他草地、其他园地和裸地重金属污染风险评价结果显示,除Cd外,其他重金属污染程度以无和轻度为主,Cd轻度、中度和重度污染样品占比分别为43.52%、15.09%和10.64%;研究区表层土壤重金属来源于成土母质和人类活动,成土母质源和人类活动源对重金属的平均贡献率分别为78.58%和21.42%。【结论】研究区土壤重金属具有高含量特征,Cd为研究区首要防控污染元素,重金属含量总体受地质背景控制,人类活动带来了重金属的进一步累积。 展开更多

关键词 广西田东县 岩溶 重金属 污染风险评价 来源 环境地质调查工程

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基于因子分析的广西平果市土壤地球化学分区及农业种植建议

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作者 胡兆鑫 罗为群 +1 位作者 谢运球 汤庆佳 《地质通报》 北大核心 2025年第7期1294-1312,共19页

【研究目的】本文旨在探讨如何从测试指标多、信息量大的土地质量地球化学调查数据中获取有用的地球化学信息,并为农业种植提供建议。【研究方法】对广西平果市1∶25万土地质量地球化学调查表层土壤数据进行因子分析,提取主要因子,根据... 【研究目的】本文旨在探讨如何从测试指标多、信息量大的土地质量地球化学调查数据中获取有用的地球化学信息,并为农业种植提供建议。【研究方法】对广西平果市1∶25万土地质量地球化学调查表层土壤数据进行因子分析,提取主要因子,根据各样品的因子得分对样品分类,并依据其空间分布特征进行地球化学分区。【研究结果】研究区表层土壤中有40项指标表现出明显富集,岩溶区有44项指标平均值明显高于非岩溶区;共划分了6个地球化学分区,F1区有37项指标富集,反映了碳酸盐岩成土母岩因子,宜优先发展经济林、果园等对环境扰动少的农业;F2区富集亲生物元素,反映了生物地球化学作用和人类活动因子,宜重点发展蔬菜、热带水果等农业;F3区富集低温成矿元素,反映了构造活动与成矿作用因子,宜因地制宜发展经济林、蔬菜、热带水果等农业;F4区富集Mo和Se,可对富硒土地资源进行进一步评价和开发利用;F5区富集F、MgO,宜优先发展经济林和水源涵养林;F6区有39项指标贫化,反映了碎屑岩成土母岩因子,宜因地制宜发展经济林、蔬菜、热带水果等农业。【结论】基于因子分析划分的土壤地球化学分区为从宏观上认识土壤元素地球化学分布特征提供了一个“窗口”,同时也为种植区规划、农业种植结构调整、特色农产品开发提供了科学依据。 展开更多

关键词 因子分析 地球化学分区 土地质量地球化学调查 农业种植 岩溶 广西平果市

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桂北典型岩溶区植物alpha和beta多样性特征及影响因素 被引量：2

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作者 钟萍 王光军 +2 位作者 刘绍华 徐永福 罗为群 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3016-3026,共11页

母岩对景观演化和生物定植起着决定性作用,但母岩对区植物多样性是否产生影响是地学、植物学和生态学共同关注的热点。以桂北冠岩、恭城两个典型岩溶区3种母岩(灰岩、碎屑岩、灰岩夹白云岩)天然次生林为研究对象,基于野外调查数据,分析... 母岩对景观演化和生物定植起着决定性作用,但母岩对区植物多样性是否产生影响是地学、植物学和生态学共同关注的热点。以桂北冠岩、恭城两个典型岩溶区3种母岩(灰岩、碎屑岩、灰岩夹白云岩)天然次生林为研究对象,基于野外调查数据,分析了岩溶区植物alpha和beta多样性特征及影响因素。结果显示:(1)研究区内物种相对丰富,共记录乔木86种、灌木93种、草本56种,灰岩植物alpha多样性最高,碎屑岩次之,灰岩夹白云岩最低;(2)不同母岩和同一母岩区的植物群落相异性均较高,物种周转组分对beta多样性贡献(82.86%—84.49%)显著高于物种丰富度组分(15.51%—17.14%);(3)Pearson和Mantel分析表明,母岩、基岩裸露率和土壤厚度与桂北岩溶区植物alpha和beta多样性显著相关(P<0.05)。综上所述,桂北岩溶森林林分异质性较高,碳酸岩混合沉积区植物多样性显著低于纯灰岩和碎屑岩。植物组成差异主要取决于物种周转过程,母岩、基岩裸露和土壤厚度是主要影响因素。本研究从母岩的角度评估了岩溶森林的植物多样性特征及主要影响因素,为桂北乃至中国西南岩溶地区植被保护和重建提供科学依据和理论支持。 展开更多

关键词 岩溶区 母岩 基岩裸露率 土壤厚度 植物多样性

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碳化作用下活性氧化镁固化锌污染土的溶出特性研究

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作者 宋宇 丁松 +5 位作者 陈凯斌 江嘉辉 杨承琨 陈玉洁 张建伟 郑俊杰 《岩土力学》 北大核心 2025年第S1期92-105,120,共15页

随着工业和城市化进程的不断发展,重金属污染问题日益凸显。这就对现场适用且行之有效的稳定/固化(stabilization/solidification,S/S)方法提出了要求。因此,研究了强酸(pH=3)、弱酸(pH=5)和中性(pH=7)环境下活性氧化镁(MgO)碳化固化污... 随着工业和城市化进程的不断发展,重金属污染问题日益凸显。这就对现场适用且行之有效的稳定/固化(stabilization/solidification,S/S)方法提出了要求。因此,研究了强酸(pH=3)、弱酸(pH=5)和中性(pH=7)环境下活性氧化镁(MgO)碳化固化污染土中锌的长期淋滤行为和淋滤机制。采用半动态淋滤试验方法,根据有效扩散系数De和可滤出性指标Lx评价了在不同污染浓度、活性氧化镁掺量及碳化时间下S/S处理的效果。结果表明,强酸性(pH=3)环境中锌离子的溶出量明显大于弱酸性(pH=5)和中性(pH=7)环境,均比未处理污染土样低4~5个数量级。碳化处理后土体的De均小于3×10^(-13)m^(2)/s,Lx均超过9,满足了污染场地控制再利用的条件。在长时间的酸侵蚀下,碳化后的锌最终通过溶解作用溶出。基于这些研究结果,活性氧化镁碳化方法修复锌污染土为重金属污染土地资源的安全处理和再利用奠定了坚实的基础。 展开更多

关键词 碳化作用 活性氧化镁 半动态淋滤试验 有效扩散系数 可滤出性指标

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广西武鸣盆地岩溶泉口浮游生物群落对水环境变化的响应 被引量：9

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作者 韦丽琼 郭芳 姜光辉 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期777-790,共14页

近年来我国西南岩溶地区一些岩溶泉出现水生生态系统由草型向藻型转变的问题,但水化学监测却显示泉水水质依旧良好.岩溶泉的水质变化与水生生态系统退化不同步,故探寻岩溶泉水环境的变化以及浮游生物群落的响应,对全面掌握和客观评价泉... 近年来我国西南岩溶地区一些岩溶泉出现水生生态系统由草型向藻型转变的问题,但水化学监测却显示泉水水质依旧良好.岩溶泉的水质变化与水生生态系统退化不同步,故探寻岩溶泉水环境的变化以及浮游生物群落的响应,对全面掌握和客观评价泉水的健康状况具有重要意义.于2016年7月、2020年7月两个时期对广西武鸣盆地内4个岩溶泉进行了浮游生物调查和水环境监测.结果显示,4年后浮游生物检出种类和数量增加.浮游植物快速繁殖,总丰度由1.71×10^(5) cells/L上升至79.92×10^(5) cells/L,蓝藻门或绿藻门比例上升;浮游动物总丰度由264.28 ind./L降至137.25 ind./L,大型甲壳类浮游动物密度减少,部分泉口轮虫类密度增加.同时,优势种转变为更适应于富营养化环境的耐污种,或耐污种种类和数量上升.浮游生物的多样性与水体营养水平并未完全吻合.理化指标的水质评价结果显示,4个泉的水质仍属于Ⅰ类或Ⅱ类,但综合营养状态指数显示营养状态均向富营养化方向发展,大部分泉基本已处于中富营养水平.冗余分析结果显示,水温、pH、亚硝态氮、总磷、硝态氮浓度是影响岩溶泉浮游植物群落结构的主要环境因子.浮游动物群落结构与水温、亚硝态氮、氨氮和叶绿素a浓度显著相关.两个时期浮游生物对主要水环境因子的变化有了一定的响应.建议岩溶泉的水质评价依据理化指标的同时还应关注生物指标,多个指标的相互验证才能更全面的反映水体健康状况.同时,为使泉口以及区域地下水资源的可持续开发利用,建议对重要泉口划分泉域保护区,控制泉口污染物的输入,合理开发和管理地下水资源,对已转变的水生生态系统可考虑尽快进行生态修复. 展开更多

关键词 浮游生物 群落结构 水环境变化 岩溶泉 灵水 武鸣盆地

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岩溶泉补给地表溪流二氧化碳脱气作用研究 被引量：2

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作者 蓝高勇 汪智军 +3 位作者 殷建军 唐伟 吴夏 杨会 《岩矿测试》 CSCD 北大核心 2021年第5期720-730,共11页

碳酸盐岩风化作用(即岩溶作用)能够吸收大气二氧化碳(CO_(2)),形成溶解无机碳(DIC,dissolved inorganic carbon),被认为是一种重要的陆地碳汇,其在全球碳收支平衡和未来陆地增汇中可能会有重要贡献。然而,目前对岩溶碳汇的稳定性还存在... 碳酸盐岩风化作用(即岩溶作用)能够吸收大气二氧化碳(CO_(2)),形成溶解无机碳(DIC,dissolved inorganic carbon),被认为是一种重要的陆地碳汇,其在全球碳收支平衡和未来陆地增汇中可能会有重要贡献。然而,目前对岩溶碳汇的稳定性还存在争议,一些学者认为岩溶地下水出露地表后会发生CO_(2)脱气,对岩溶碳汇通量估算带来不确定性。本文以广西桂林长流水表层岩溶泉补给的溪流(约2.7km长)为例,利用水化学和同位素质谱仪测试技术,研究了溪水水化学指标和溶解无机碳同位素(δ^(13) C_(DIC))沿流程变化,探讨了溪流CO_(2)脱气过程、通量及其影响因素,以更好地了解岩溶碳汇的稳定性。结果表明:从泉口向下游,在陡坡地段(C1~C14段,长约270m,坡度约10°),溪水pH值、方解石饱和指数和δ^(13) C_(DIC)沿流程分别升高了0.9、0.9和1.8‰,而CO_(2)分压、电导率、Ca^(2+)浓度和DIC浓度分别下降了85%、34μS/cm、0.2mmol/L和0.7mmol/L,说明溪水发生了显著的CO_(2)脱气,并伴随碳酸钙沉淀。而在平缓地段(C18~C26段,长约2.1km,坡度<1°),溪水各水化学指标和δ^(13) C_(DIC)变化较小,指示CO_(2)脱气作用较弱。这些发现表明溪流CO_(2)脱气受到了地形决定的水动力条件控制。另外,在下游渠段,受支流汇入影响,溪水pH值和方解石饱和指数有所降低,在一定程度上抑制了CO_(2)脱气。溪流CO_(2)脱气能够抵消部分岩溶作用固定的大气CO_(2)量,但是在长流水这一高地势、低流量且有碳酸钙沉积的环境下,其抵消的量也仅占29%。对于在低缓地区受流量很大的岩溶泉/地下河补给的河流,其CO_(2)脱气作用对岩溶碳汇的影响有限,加之受可能增强的水生光合生物固碳效应影响,岩溶碳汇应具有很高的稳定性。 展开更多

关键词 岩溶作用 水化学分析 同位素质谱法 二氧化碳脱气 碳酸钙沉积 岩溶碳汇

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鄂西南岩溶地下河水金属元素污染来源与健康风险评价

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作者 刘可欣 谢浩 +2 位作者 李军 刘大伟 邹胜章 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期206-216,共11页

鄂西南地下河水是恩施地区工农业生产和人类生活的重要岩溶水源,然而人类活动已明显改变了地下河水金属浓度,地下河水金属污染与健康风险研究变得尤为重要。该文测定鄂西南地区22组岩溶地下河水样品中10种金属元素(Fe、Al、Cu、Pb、Zn... 鄂西南地下河水是恩施地区工农业生产和人类生活的重要岩溶水源,然而人类活动已明显改变了地下河水金属浓度,地下河水金属污染与健康风险研究变得尤为重要。该文测定鄂西南地区22组岩溶地下河水样品中10种金属元素(Fe、Al、Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、Mn和As)的浓度,应用多元统计分析方法和PMF模型对地下河水金属污染来源进行分析,结合PMF模型利用健康风险评价模型对暴露的人群健康风险进行评价。结果表明,Al在部分地下河水中超标,是引起污染的主要金属元素。Fe、Al、Pb和Mn在绿葱坡地区浓度较高,受酸性污染物和地质背景综合影响,Cu、Ni和Cr主要受地质背景和城镇污水排放双重影响,Zn、Cd和As主要受工农业生产等多种人类活动影响。PMF来源分析表明金属来源有城镇污水排放源、成土母质造成的自然源、酸性污染物和地质背景综合源、农业源和采矿工业源。鄂西南地下河中Cr通过饮用途径暴露的儿童可能致癌风险(6.06×10^(-5)a^(-1))已经超过最大可接受风险值5.0×10^(-5)a^(-1)。城镇污水排放源是成人(31.9%)和儿童(36.8%)非致癌风险的主要污染来源。农业源是成人(52.2%)致癌风险的主要污染来源,城镇污水排放源是儿童(44.5%)致癌风险的主要污染来源。优先控制这些来源是降低研究区健康风险的关键。 展开更多

关键词 鄂西南 地下河水 金属元素 PMF模型 健康风险

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中国喀斯特生态保护与修复研究进展 被引量：84

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作者 何霄嘉 王磊 +4 位作者 柯兵 岳跃民 王克林 曹建华 熊康宁 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第18期6577-6585,共9页

喀斯特生态系统是地球表层系统的重要组成部分。我国西南喀斯特地区以高强度农业活动为主,人地矛盾尖锐、石漠化严重,是我国最大面积的连片贫困区。在国家科技计划项目等的持续支持下,我国围绕喀斯特区生态修复与石漠化治理,系统开展了... 喀斯特生态系统是地球表层系统的重要组成部分。我国西南喀斯特地区以高强度农业活动为主,人地矛盾尖锐、石漠化严重,是我国最大面积的连片贫困区。在国家科技计划项目等的持续支持下,我国围绕喀斯特区生态修复与石漠化治理,系统开展了喀斯特生态保护与修复基础理论、技术研发、产业示范等研究,在喀斯特生态系统退化机理、石漠化治理技术与模式、生态治理助力脱贫攻坚、喀斯特景观资源保护、喀斯特国际合作等方面取得突出进展,引领了国际喀斯特学科发展。面对当前石漠化治理过程中产生的治理成效巩固困难、缺乏可持续性等新问题,未来喀斯特生态保护与修复研究应以增强生态治理的可持续性为导向,加强生态恢复过程机理与机制研究,提升喀斯特生态系统服务、提高生态恢复质量、巩固扶贫成果,实现石漠化治理的提质与增效,为“美丽中国”战略的贯彻实施及全球喀斯特地貌分布区所属国家的生态治理提供“中国方案”。 展开更多

关键词 喀斯特 石漠化 生态修复 治理技术 生态系统服务提升

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云南石林地质公园土岩、土根界面过程和土下溶蚀速率 被引量：7

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作者 章程 李玉辉 +3 位作者 汪进良 苗迎 肖琼 郭永丽 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1019-1030,共12页

综合考虑土下界面过程对溶蚀速率的影响,不仅有助于客观评价不同土地利用下土壤溶蚀速率的差异及其控制因素,也有助于判别特定气候条件下区域或流域尺度的现代岩溶作用与碳循环强度。在云南石林世界地质公园,选择近原生滇青冈林(密枝林... 综合考虑土下界面过程对溶蚀速率的影响,不仅有助于客观评价不同土地利用下土壤溶蚀速率的差异及其控制因素,也有助于判别特定气候条件下区域或流域尺度的现代岩溶作用与碳循环强度。在云南石林世界地质公园,选择近原生滇青冈林(密枝林地)、云南松林地(人工辅助恢复林)、荒草地、石漠地等4种土地利用类型及不同界面开展为期2年的标准溶蚀试片(试片为圆形,直径40 mm,厚约3 mm)试验研究,同步测定土壤理化性质、水分、土壤CO2。结果表明石林不同土地利用土下(土壤界面)平均溶蚀量为82.3 mg/a,最大年溶蚀量位于密枝林土下50 cm,达285.7 mg/a,最小年溶蚀量位于石漠地土下10 cm,为17.4 mg/a。总体上,土下年平均溶蚀量从大到小依次为密枝林地(182.6 mg),荒草地(76.4 mg),云南松林地(46.5 mg)与石漠地(23.8 mg)。土岩界面附近土下年溶蚀量为17.7~68.8 mg/a,均值为44.7 mg/a,从小到大依次为灌丛稀疏林(17.7 mg),石漠地(47.6 mg)与荒草地(68.8 mg)。土根界面附近土下溶蚀量为43 mg/a。土下溶蚀量要大于岩面溶蚀量,密枝林土下溶蚀量远远大于其它三种土地利用类型,荒草地和密枝林土下溶蚀量随土壤深度均呈现增加的趋势,尤其是后者的增幅相当显著,说明随着植被的正向演替可极大地促进岩溶作用的进行,提高碳酸盐岩溶蚀速率。石漠地岩土界面溶蚀速率约为岩面或正常土下溶蚀速率的2倍,为石柱水平土蚀凹槽的形成提供了岩溶作用动力学证据。利用密枝林地(原生性植被样本)土下溶蚀速率推断,石林形成鼎盛期的土下溶蚀速率为35.1~46.8 mm/ka。 展开更多

关键词 土下溶蚀速率 土地利用 土岩界面 土根界面 云南石林

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桂林会仙岩溶湿地土地利用方式对球囊霉素相关土壤蛋白分布的影响 被引量：10

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作者 沈育伊 滕秋梅 +4 位作者 徐广平 孙英杰 张德楠 牟芝熠 周龙武 《地球学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期491-501,共11页

土壤丛枝菌根真菌分泌的球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)是土壤碳库变化的重要指标,为明确其在会仙岩溶湿地不同土地利用方式下的分布特征及影响因素,以会仙岩溶沼泽,并由其转变而来的水稻田、旱地、果园和弃耕地4种不同土地利用方式为研究... 土壤丛枝菌根真菌分泌的球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)是土壤碳库变化的重要指标,为明确其在会仙岩溶湿地不同土地利用方式下的分布特征及影响因素,以会仙岩溶沼泽,并由其转变而来的水稻田、旱地、果园和弃耕地4种不同土地利用方式为研究对象,采集0–10 cm、10–20 cm和20–40 cm这3个层次的土样,对不同土地利用方式下球囊霉素相关土壤蛋白分布特征及其与土壤因子的关系进行了研究。结果表明,不同土层总球囊霉素相关土壤蛋白(T-GRSP)含量为1.08~3.35 mg/g,占土壤有机碳的12.33%~19.73%,球囊霉素相关土壤蛋白是湿地土壤中的一个重要碳库。球囊霉素相关土壤蛋白在不同土地利用方式和土层之间均表现出显著差异,随土层深度的增加表现出降低趋势。沼泽土壤中总球囊霉素相关土壤蛋白、易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)含量和有机碳(SOC)的含量均高于其它4种土地利用方式(水稻田、旱地、园土和弃耕地)。GRSP分别与蛋白酶、SOC和全氮(TN)呈极显著正相关(P<0.01),分别与速效氮(AN)、速效磷(AP)、粘粒和粉粒呈显著正相关(P<0.05)。EE-GRSP与SOC和TN呈极显著正相关(P<0.01),分别与蛋白酶和粘粒呈显著正相关(P<0.05)。主成分分析表明,粉粒、SOC、AN和TN是影响球囊霉素相关蛋白分布特征和反映会仙岩溶湿地土壤营养状况的主要因子。会仙岩溶湿地土壤中的球囊霉素相关土壤蛋白对土壤碳封存有重要贡献。 展开更多

关键词 岩溶湿地 球囊霉素相关土壤蛋白 土地利用方式 土壤蛋白酶 土壤因子

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桂林岩溶区石灰土壤对酸雨缓冲作用的观测及其对岩溶碳汇的指示意义 被引量：6

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作者 黄奇波 吴华英 +4 位作者 程瑞瑞 李腾芳 罗飞 赵光帅 李小盼 《地球学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期461-471,共11页

近期越来越多的研究显示硫酸、硝酸等外源酸会参与碳酸盐岩溶蚀,但酸雨在碳酸盐岩溶蚀中的作用与碳循环的关系并不明确,严重制约了我国岩溶碳汇效应的准确评估。本研究选择在酸雨强度大、频率高、岩溶发育典型的桂林丫吉岩溶泉野外科研... 近期越来越多的研究显示硫酸、硝酸等外源酸会参与碳酸盐岩溶蚀,但酸雨在碳酸盐岩溶蚀中的作用与碳循环的关系并不明确,严重制约了我国岩溶碳汇效应的准确评估。本研究选择在酸雨强度大、频率高、岩溶发育典型的桂林丫吉岩溶泉野外科研实验场开展研究,对不同地貌部位土壤和丰水期(4月)、平水期(9月)降雨后土壤水进行分层取样测试。结果显示:土壤的pH范围为5.55~7.81,平均值为6.76±0.61,变异系数为9.11%,土壤水的pH范围为6.69~7.89,平均值为7.21±0.31,变异系数为4.43%,两者均接近中性和中性以上,并呈现出随深度增加而不断增大的趋势性变化规律,土壤pH主要受土壤有机质分解产酸的控制,土壤水pH主要受石灰土富钙偏碱的地球化学背景影响,酸雨对两者的影响较小。土壤阳离子交换量范围为302~423 mmol(+)/kg,位于酸沉降不敏感区的土壤范围内,土壤对酸雨来源的H+具有较好的缓冲能力。土壤水中碱性离子(Ca^(2+)+Mg^(2+))所占比例范围为23.66%~25.0%,平均值为24.25%±0.33%,变异系数为1.36%,含量稳定;酸性离子(SO_(4)^(2–)+NO_(3)^(-))所占比例范围为2.47%~18.94%,平均值为7.69%±5.09%,变异系数为66.28%,随着深度增加,土壤水中酸性离子浓度逐渐降低;土壤pH值呈碱性,可以认为,酸雨成分并没有穿透土壤层进入岩溶含水层,没有产生减碳汇效应。前期的研究由于没有考虑石灰土壤层对酸雨的缓冲作用,高估了酸雨的减汇效应。 展开更多

关键词 酸雨 pH 土壤酸缓冲作用 土壤水 阳离子交换量 岩溶碳汇效应

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漓江流域丰水期外源酸对岩溶化学风化碳汇的影响 被引量：8

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作者 杜文越 王琪 +1 位作者 蒲俊兵 于奭 《地球学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期449-460,共12页

于2020年4月对漓江流域主要干/支流进行采样及监测,结合Gibbs图、离子比值、Galy模型和同位素特征值方法,分析流域内水化学特征及外源酸对流域岩溶碳汇的影响。结果显示:(1)受碳酸盐岩风化影响所控制,漓江水体主要水化学类型为HCO_(3)-C... 于2020年4月对漓江流域主要干/支流进行采样及监测,结合Gibbs图、离子比值、Galy模型和同位素特征值方法,分析流域内水化学特征及外源酸对流域岩溶碳汇的影响。结果显示:(1)受碳酸盐岩风化影响所控制,漓江水体主要水化学类型为HCO_(3)-Ca;[Ca^(2+)+Mg^(2+)]/[HCO_(3)^(–)]的当量比均值为0.87,[Ca^(2+)+Mg^(2+)]/[HCO_(3)^(–)+SO_(4)^(2–)+NO_(3)^(–)]的当量比均值为1.07,指示碳酸盐岩风化过程受到外源输入的硫酸和硝酸影响;(2)漓江流域最终出口(阳朔断面)的碳汇通量为974.86×10^(3) mol·(km^(2)·a)^(–1)。各支流碳汇量占总出口比例的波动较大,比例最小为小溶江,只占总通量1.44%,而贡献比例最大则为良丰河35.74%,甘棠江和良丰河贡献比例合计达57.04%。(3)流域内各支流CO_(2)消耗量的占比均值为10.02%,存在显著的空间变化,受不同流域的地质分布和流量的影响明显。(4)外源酸风化碳酸盐岩的DIC贡献率介于13%~55%之间,空间变化上,大榕江和桃花江的贡献比例较大,均高于50%,而外源酸对阳朔断面DIC贡献率低至13%。 展开更多

关键词 岩溶碳汇 水化学 岩石化学风化 外源酸

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岩溶水柜集流坡面的径流模式和调控建议 被引量：5

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作者 姜光辉 郭芳 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期271-278,共8页

作为南方岩溶地区水柜水源的坡面径流,其形成和动态变化缺少精确且详细的解析。选择桂林丫吉试验场峰丛洼地的一个表层岩溶泉为对象,通过1个水文年多指标的监测,获得不同降雨条件下坡面径流的水文和水化学动态过程,以水文分析和水化学... 作为南方岩溶地区水柜水源的坡面径流,其形成和动态变化缺少精确且详细的解析。选择桂林丫吉试验场峰丛洼地的一个表层岩溶泉为对象,通过1个水文年多指标的监测,获得不同降雨条件下坡面径流的水文和水化学动态过程,以水文分析和水化学示踪解析径流水文特征、产流条件和水源组成。结果表明:坡面径流的水文过程季节性变化对比强烈,低水位总时长占全年的一半,连续时长超过3个月,全年连续断流有40多天,显示坡面径流水源不稳定,具有调控的必要性;受控于溶蚀作用的水化学动态展示了来自于多种界面的径流汇合过程;电导率等指标的波动共同指向降雨事件中形成于裸岩区的石面流发挥先锋作用。依据集流场的下垫面结构从3个方向提出调控建议:减少裸岩区径流渗漏;改善表层岩溶带通透性;揭露覆盖区隐伏径流。这些措施将有助于增加水柜蓄水量,提高径流利用效率。 展开更多

关键词 集流场 峰丛洼地 水柜 产流 表层岩溶带

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宜昌长江南岸岩溶地下水中水生动物群落分布特征及其环境响应 被引量：2

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作者 刘伟 段佳文 +6 位作者 赵瑞超 王一安 李寅 陈伟 李秋华 周宏 Anton Brancelj 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期273-282,共10页

为探究宜昌长江南岸岩溶区地下水中水生动物群落分布特征及环境响应规律,在2018年7月至8月对宜昌长江南岸15处表层岩溶泉及9处岩溶大泉中水生动物进行采集,同时对地下水理化指标进行测试。共采集到809个动物个体,共有13个亚纲,同时包括... 为探究宜昌长江南岸岩溶区地下水中水生动物群落分布特征及环境响应规律,在2018年7月至8月对宜昌长江南岸15处表层岩溶泉及9处岩溶大泉中水生动物进行采集,同时对地下水理化指标进行测试。共采集到809个动物个体,共有13个亚纲,同时包括多个物种的暗层和非暗层种。结果发现:①不同动物在地下水空间分布上各异,在表层岩溶泉,Copepoda的暗层种和Ostracoda的暗层种大量存在(31.3%,23.7%),Trichoptera和Diptera少量存在(0.4%,2.9%);在岩溶大泉,Copepoda(非暗层种)和Amphipoda大量存在(25.0%,8.3%),Ostracoda的暗层种少量存在(2.2%)。②不同地下水的环境也表现出差异,区内岩溶大泉pH,Na^(+),Ca^(2+),Mg^(2+)等指标的极差(分别为0.64,1.25,34.0,22.1 mg/L)小于表层岩溶泉(分别为2.45,5.68,59.6,33.4 mg/L),表现出更稳定的环境特征。③通过对各环境因子以及不同物种的逐步回归分析得出,表层岩溶泉的主控环境因子为pH,Na^(+),Mg^(2+),岩溶大泉的主控环境因子为pH,SO^(2-)_(4),Mg^(2+);表层岩溶泉的主要代表性生物群落为Ostracoda,Diptera,Turbellaria的暗层物种,岩溶大泉的主要代表性生物群落为Mollusca,Diptera,Decapoda。④通过路径分析发现,生物通过种间相互作用,对环境因子具有直接与间接响应。在表层岩溶泉,Diptera主要通过与Ostracoda的种间关系对Na^(+)和Mg^(2+)起间接响应,另外Ostracoda,Diptera,Turbellaria的暗层种对pH有直接响应;在岩溶大泉,Mollusca主要通过Diptera对pH起间接响应,Diptera通过Decapoda对SO_(4)^(2-)起间接响应,另Mollusca,Diptera,Decapoda对Mg^(2+)直接响应。研究发现生物分布规律是对于环境因子的直接作用和生物之间的间接作用共同响应结果。 展开更多

关键词 岩溶地下水 地下水 水生动物 群落分布特征 环境响应 长江

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流域尺度岩溶碳循环过程——“岩溶作用与碳中和”专栏特邀主编寄语 被引量：4

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作者 李强 《地球学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期421-424,共4页

2020年9月22日,习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上承诺,中国力争于2030年前达到CO_(2)排放峰值,努力争取2060年前实现碳中和。中国的碳达峰与碳中和战略,不仅是全球气候治理、保护地球家园、构建人类命运共同体的重大需求,... 2020年9月22日,习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上承诺,中国力争于2030年前达到CO_(2)排放峰值,努力争取2060年前实现碳中和。中国的碳达峰与碳中和战略,不仅是全球气候治理、保护地球家园、构建人类命运共同体的重大需求,也是中国高质量发展、生态文明建设和生态环境综合治理的内在需求。碳中和战略涉及深度社会经济发展转型,以期实现低碳甚至零碳排放和基于技术变革的增汇目标,是面向可持续发展的重大机遇。碳酸盐岩是岩溶发育的物质基础,不但记录着地球历史时期的环境变化,而且还是地球最大的碳库,对地球大气和生命演变起到重要的作用。据统计,现代全球岩溶分布面积2200万km^(2),占陆地面积的15%,其中中国岩溶面积达344万km^(2),约占全球岩溶总面积的15.6%。在水-二氧化碳-碳酸盐岩-生物的相互作用下,岩溶碳循环活跃,在全球形成0.824 Pg C/a的岩溶碳汇,约占全球“遗漏汇”的29.4%。鉴于岩溶作用对全球碳循环具有重要的作用和影响,2021年中国出台的《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》均明确提出要巩固提升岩溶碳汇能力。然而,岩溶碳汇的流域尺度效应及其稳定性机理还不十分清晰,以至于岩溶碳汇研究存在不确定性问题。为揭示流域尺度岩溶碳汇效应以及岩溶碳汇的稳定性问题,明确岩溶作用与碳中和的耦合关系,助力碳达峰、碳中和目标的实现,《地球学报》组织了“岩溶作用与碳中和”专栏。 展开更多

关键词 岩溶作用 碳循环 碳中和 流域尺度

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武鸣灵水岩溶泉的水环境变化及管理保护面临的新问题 被引量：1

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作者 郭芳 姜光辉 刘绍华 《广西科学》 CAS 2018年第5期553-559,共7页

【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... 【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。 展开更多

关键词 岩溶泉 水文地质 水生环境 水质 管理

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贵州省1:50000水文地质图空间数据库建设

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作者 李文莉 许琦 韦延兰 《人民长江》 北大核心 2021年第S02期107-111,共5页

为加强地下水资源勘查开发,破解贵州省水资源"瓶颈"问题,贵州省启动了1:50000水文地质图编图工作。为了对贵州省1:50000水文地质图编图数据成果资料进行综合管理,以及为贵州省地下水资源勘查开发和保护提供数据支撑,中国地质... 为加强地下水资源勘查开发,破解贵州省水资源"瓶颈"问题,贵州省启动了1:50000水文地质图编图工作。为了对贵州省1:50000水文地质图编图数据成果资料进行综合管理,以及为贵州省地下水资源勘查开发和保护提供数据支撑,中国地质科学院岩溶地质研究所应用岩溶区地质信息技术,构建了贵州省1:50000水文地质图空间数据库及其管理平台,从而实现了对贵州省1:50000水文地质数据资料的综合管理,而且该管理平台可广泛应用于贵州省1:50000标准图幅编图项目。该平台的构建,可为下一步数据资料的分析应用以及共享服务奠定基础。 展开更多

关键词 水文地质图 空间数据库 编图 贵州省

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