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水化学—稳定同位素技术在岩溶水文 地质研究中的应用 被引量:22
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作者 高旭波 向绚丽 +5 位作者 侯保俊 高列波 张建友 张松涛 李成城 姜春芳 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期629-636,共8页
水化学—稳定同位素技术在岩溶水系统分析中得到了广泛的应用,尤其是在指示岩溶水文地球化学过程、识别岩溶水补给循环途径、溶质溯源及岩溶水污染监测防控等方面显示了独特的优势,产生了丰富的成果。本文着重阐述了环境稳定同位素δD、... 水化学—稳定同位素技术在岩溶水系统分析中得到了广泛的应用,尤其是在指示岩溶水文地球化学过程、识别岩溶水补给循环途径、溶质溯源及岩溶水污染监测防控等方面显示了独特的优势,产生了丰富的成果。本文着重阐述了环境稳定同位素δD、δ18O、87Sr/86Sr的工作原理,及水化学—稳定同位素技术在岩溶水文地质研究中的应用。此外,论文还以娘子关泉域和北京西山岩溶水系统为例,介绍了运用水化学—稳定同位素技术分析岩溶水系统补给的思路和方法,展望了该技术在岩溶水文地质和岩溶生态环境领域中的应用前景。 展开更多
关键词 岩溶水文地质 水化学—稳定同位素技术 岩溶水补给 娘子关泉域 西山岩溶水系统
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岩溶洞穴温度与当地多年平均气温的关系研究——以云南普者黑排龙洞为例
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作者 杨明凤 殷建军 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期780-795,共16页
一般而言,岩溶洞穴温度等于当地多年平均气温,但实际监测中发现,不同地区洞穴温度与当地多年平均气温的关系并不一致。为更好地认识岩溶洞穴温度与当地多年平均气温的关系,对云南普者黑排龙洞洞穴内部及洞口温湿度进行连续高频监测,发... 一般而言,岩溶洞穴温度等于当地多年平均气温,但实际监测中发现,不同地区洞穴温度与当地多年平均气温的关系并不一致。为更好地认识岩溶洞穴温度与当地多年平均气温的关系,对云南普者黑排龙洞洞穴内部及洞口温湿度进行连续高频监测,发现平均温度呈现洞穴内部>洞外>洞口的空间特征。洞口温度主要受洞穴通风效应影响,而洞穴内部温度则主要受到温度和降水的季节分布影响。结合我国已探究洞穴的洞穴内部温度与洞外气温进行比较分析得出:就大的空间尺度而言,洞穴温度同当地多年平均气温一样都与纬度呈现显著的负相关,而洞内外温差与纬度呈现显著的正相关关系。通过分析不同区域气象数据发现,洞内外温差的变化与当地暖季(4-10月)温度距平显著相关,暖季时间越长,暖季温度距平越大,洞内外温差越大。另外,雨季的时间分布同样会影响随滴水输入到洞穴的热量变化。因此,认识到中国洞穴洞内外的温度差主要受控于当地热量的分布。这项工作将有利于我们更好的认识岩溶洞穴环境。 展开更多
关键词 岩溶洞穴 洞穴温度 洞内外温差 空间差异 暖季温度距平
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马山县北部岩溶区土壤Cu、 Ni空间分异特征
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作者 韦小妹 黄芬 +3 位作者 陆来谋 代俊峰 曹建华 张春来 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第3期492-500,共9页
以广西马山县北部岩溶区表层土壤为研究对象,分析区内土壤Cu、Ni含量水平以及不同成土母质和土地利用方式下土壤的Cu、Ni分布特征。结果表明:表层土壤Cu、Ni背景值分别为36.59、38.82 mg/kg,有48.17%和35.96%的样点超过Cu、Ni背景值,Cu... 以广西马山县北部岩溶区表层土壤为研究对象,分析区内土壤Cu、Ni含量水平以及不同成土母质和土地利用方式下土壤的Cu、Ni分布特征。结果表明:表层土壤Cu、Ni背景值分别为36.59、38.82 mg/kg,有48.17%和35.96%的样点超过Cu、Ni背景值,Cu、Ni含量的最佳拟合半变异函数均为球状模型,都具有中等程度的空间自相关性。不同土地利用方式下,土壤Cu含量的大小关系为草地>灌木林地>旱地>有林地>水田>果园,Ni含量:灌木林地>草地>旱地>果园>水田>有林地。成土母质对土壤Cu、Ni含量的影响显著,碳酸盐岩发育的土壤中Cu、Ni的含量显著高于碎屑岩和冲积物。区内存在局部性Cu、Ni高值区,Cu高值区主要位于人类活动单一的西部以及人类活动密集多样的东部和西北部,分布较分散;Ni高值区主要位于西部和东部,分布相对集中。Cu含量的空间异质性由地质因素和人为因素共同决定,而Ni的空间异质性基本来源于地质因素。部分样品Cu、Ni含量较高,地质因素是主要原因,在制定工农业指导规划时,应充分考虑成土母质和土地利用对重金属元素富集的影响。 展开更多
关键词 重金属 岩溶 空间分布 成土母质 土地利用方式 马山
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桂林典型岩溶区土壤CO_(2)通量及其δ^(13)C_(CO_(2))季节性特征 被引量:3
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作者 吴夏 潘谋成 +4 位作者 殷建军 汪智军 朱晓燕 杨会 曹建华 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期592-599,共8页
通过选用静态暗箱/气相色谱法,探讨桂林毛村典型岩溶区土壤CO_(2)通量及其δ^(13)C_(CO_(2))的季节性演变规律,旨在揭示野外条件下土壤CO_(2)及其δ^(13)C_(CO_(2))对环境因子变化的影响机制。同时野外原位监测大气温度、压强、土壤温... 通过选用静态暗箱/气相色谱法,探讨桂林毛村典型岩溶区土壤CO_(2)通量及其δ^(13)C_(CO_(2))的季节性演变规律,旨在揭示野外条件下土壤CO_(2)及其δ^(13)C_(CO_(2))对环境因子变化的影响机制。同时野外原位监测大气温度、压强、土壤温度等环境参数来明确环境因子对土壤CO_(2)的影响过程。结果表明:岩溶区土壤CO_(2)通量及其δ^(13)C_(CO_(2))在季节时间尺度上呈现出相似的季节性变化规律,夏季土壤CO_(2)通量较高,土壤δ^(13)C_(CO_(2))偏轻,且土壤CO_(2)通量与土壤温度呈显著正相关关系。此外,夏季10 cm处土壤CO_(2)通量明显高于0 cm,且该处δ^(13)C_(CO_(2))也偏轻于0 cm;冬季10 cm处土壤CO_(2)通量与0 cm相差并不明显,而该处δ^(13)C_(CO_(2))却仍是偏轻于0 cm。在日时间尺度上10 cm土壤δ^(13)C_(CO_(2))明显偏轻于0 cm。 展开更多
关键词 岩溶区 土壤CO_(2)通量 碳同位素 季节性差异
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不同二氧化碳浓度岩溶洞穴可培养细菌群落特征--以重庆雪玉洞和水鸣洞为例 被引量:2
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作者 陈济宇 陆祖军 +1 位作者 贺秋芳 李强 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期264-274,共11页
以重庆雪玉洞和水鸣洞为例,在测试地球化学参数的基础上,在不同CO2浓度条件下利用4种分离培养基,富集培养不同类型(洞穴沉积物及洞壁)样品可培养细菌并进行系统进化分析。结果表明:(1)水鸣洞可培养细菌丰度明显高于雪玉洞;(2)分离纯化... 以重庆雪玉洞和水鸣洞为例,在测试地球化学参数的基础上,在不同CO2浓度条件下利用4种分离培养基,富集培养不同类型(洞穴沉积物及洞壁)样品可培养细菌并进行系统进化分析。结果表明:(1)水鸣洞可培养细菌丰度明显高于雪玉洞;(2)分离纯化得到的244株细菌基于16S rRNA基因序列比对分析发现,细菌主要由变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)与异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus)构成。Bacteroidetes只存在于高CO2浓度的雪玉洞,推测Bacteroidetes能耐受高CO2浓度;(3)CO2浓度是影响岩溶洞穴细菌丰度、群落与活动的重要因素之一,推测雪玉洞和水鸣洞的δ13C-CO2值偏负可能是微生物与水文地球化学作用共同影响的结果。 展开更多
关键词 岩溶洞穴 CO2 可培养细菌 多样性 丰富度
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硫酸和硝酸对桂林毛村碳酸盐岩溶蚀的室内模拟 被引量:2
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作者 莫春梦 黄芬 +3 位作者 胡晓农 曹建华 辛胜林 张连凯 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期608-616,共9页
硫酸和硝酸对碳酸盐岩的溶蚀会减少岩溶碳汇量,但其定量关系有待进一步研究。文章根据野外水体中SO^(2-)_(4)、NO^(-)_(3)浓度,在室内封闭条件下分别设计了碳酸(0.033 mol·L^(-1))、硫酸和硝酸(0.1~1.7 mmol·L^(-1))(CSN酸)... 硫酸和硝酸对碳酸盐岩的溶蚀会减少岩溶碳汇量,但其定量关系有待进一步研究。文章根据野外水体中SO^(2-)_(4)、NO^(-)_(3)浓度,在室内封闭条件下分别设计了碳酸(0.033 mol·L^(-1))、硫酸和硝酸(0.1~1.7 mmol·L^(-1))(CSN酸)及硫酸、硝酸(0.1~1.7 mmol·L^(-1))(SN酸)对碳酸盐岩的溶蚀实验,实验历时144 h。结果表明:CSN酸中泥晶灰岩和白云岩的溶蚀速率均大于SN酸的。CSN酸中,泥晶灰岩溶蚀速率总体均高于白云岩,平均值分别为1.34 mg·(cm^(2)·d)^(-1)和1.21 mg·(cm^(2)·d)^(-1)。而在SN酸中,二者溶蚀速率差别不大,平均值分别为0.92 mg·(cm^(2)·d)^(-1)和0.93 mg·(cm^(2)·d)^(-1);HCO-3浓度与溶蚀速率结果对应,泥晶灰岩和白云岩在CSN酸溶蚀液中HCO-3平均值分别为1.43 mmol·L^(-1)和1.33 mmol·L^(-1),而在SN酸中泥晶灰岩的HCO-3低于白云岩,平均值分别为0.33 mmol·L^(-1)和0.39 mmol·L^(-1)。CSN酸中HCO-3浓度随酸浓度的增大而减小,而SN酸中其浓度随酸浓度的增大而增大。当SO^(2-)_(4)、NO^(-)_(3)浓度为0.1~0.3 mmol·L^(-1)时,碳酸对白云岩的溶蚀作用占75.89%~58.64%,对泥晶灰岩的溶蚀作用占80.21%~59.06%,当SO^(2-)_(4)、NO^(-)_(3)浓度大于0.44 mmol·L^(-1)时,其溶蚀作用小于50%。当SO^(2-)_(4)、NO^(-)_(3)浓度为0.0~0.2 mmol·L^(-1)时,野外实测数据与模拟数据基本吻合;当浓度>0.2 mmol·L^(-1)时,野外实测碳酸对碳酸盐岩的溶蚀比例高于模拟实验。研究结果进一步说明了硝酸和硫酸对碳酸盐岩溶蚀作用的显著影响,可为其他酸对岩溶碳汇影响提供参考。 展开更多
关键词 白云岩 泥晶灰岩 混合酸 溶蚀速率 室内模拟 碳汇量
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不同土地利用类型下岩溶泉域土壤CO2时空变化特征及来源分析 被引量:6
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作者 赵瑞一 李建鸿 +2 位作者 董莉莉 刘畅 张灵艺 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期81-87,共7页
土壤CO2与土下岩溶作用密切相关。了解不同土地利用类型下土壤CO2的时空变化特征及来源,将有助于准确揭示岩溶碳循环规律。2018年1-5月,在柏树湾和后沟2个岩溶泉域不同深度土壤中插入PVC管,并通过注射器抽取土壤CO2样品,通过对比土壤CO... 土壤CO2与土下岩溶作用密切相关。了解不同土地利用类型下土壤CO2的时空变化特征及来源,将有助于准确揭示岩溶碳循环规律。2018年1-5月,在柏树湾和后沟2个岩溶泉域不同深度土壤中插入PVC管,并通过注射器抽取土壤CO2样品,通过对比土壤CO2浓度及其δ13C的变化特征分析岩溶作用与土壤CO2之间的关系,并对土壤CO2的来源进行示踪。结果表明,(1)柏树湾土壤CO2浓度(1812-18654μmol·mol^−1)大于后沟(507-9975μmol·mol^−1)。2个泉域上覆土壤的δ13C相近,但柏树湾和后沟土壤CO2的δ13C分别为−22.4‰-−17.03‰和−16.33‰-−11.45‰。土壤CO2的δ13C接近其上覆植被,说明上覆植被差异是造成柏树湾土壤CO2浓度大于后沟的主要原因。(2)柏树湾土壤CO2浓度最大值出现在4月,并在5月降低;后沟除20 cm处土壤CO2浓度最大值出现在5月外,其他深度土壤CO2浓度最大值也出现在4月,并且在3月和5月分别出现了降低的趋势。土壤CO2浓度的时间变化受温度和降水共同影响,过多的降水量可能对土壤CO2产生抑制作用。(3)在垂向变化上,1-3月柏树湾和后沟土壤CO2浓度均未出现双向梯度,而是同非岩溶区一样,表现为随土壤深度的增加而增加。这可能是由于1-3月降水减少导致土壤含水量降低,从而限制了岩溶作用对底部土壤CO2的消耗造成的。而随着降水增加,土下岩溶作用增强,促进了底部土壤CO2的消耗,土壤CO2浓度的垂向变化由单向梯度转为双向梯度。另外,各泉域不同深度土壤CO2的δ13C差异较小,并且具有相似的季节变化规律,证实H2SO4和HNO3溶蚀碳酸盐岩产生的CO2对土壤CO2的影响较小。 展开更多
关键词 岩溶 土壤CO2浓度 垂向梯度 稳定碳同位素
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桂林旧石器时代晚期以来古人类生存环境研究 被引量:1
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作者 殷建军 林玉石 +1 位作者 唐伟 阮骄杨 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期977-982,共6页
桂林是我国国家级历史文化名城,有着丰富的历史文化遗迹,其重要的文化特色就是遗存着大量的史前文化。目前,桂林发现最早的史前文化遗迹距今约为3.5万年。在研究桂林史前文化遗存的过程中,发现其有着独特的发展规律,如在重要气候转型期... 桂林是我国国家级历史文化名城,有着丰富的历史文化遗迹,其重要的文化特色就是遗存着大量的史前文化。目前,桂林发现最早的史前文化遗迹距今约为3.5万年。在研究桂林史前文化遗存的过程中,发现其有着独特的发展规律,如在重要气候转型期,桂林古人类的生活方式随之发生改变,这可能是受到当地环境和全球气候变化影响的结果。 展开更多
关键词 气候变化 史前文化 洞穴遗址 桂林
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开放洞穴环境变化特征及其影响因素——以桂林凉风洞为例 被引量:5
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作者 吴夏 潘谋成 +5 位作者 曹建华 朱晓燕 张美良 杨会 唐伟 蓝高勇 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期361-369,共9页
通过对桂林凉风洞洞穴内、外温湿度、 p CO 2进行连续高频监测,发现洞穴温度受大气度温影响呈现出季节性变化规律。由于受到洞穴结构的阻隔作用影响,洞穴由外向里的温度变化幅度逐渐变小,并且响应的时间存在季节性差异。监测数据表明:... 通过对桂林凉风洞洞穴内、外温湿度、 p CO 2进行连续高频监测,发现洞穴温度受大气度温影响呈现出季节性变化规律。由于受到洞穴结构的阻隔作用影响,洞穴由外向里的温度变化幅度逐渐变小,并且响应的时间存在季节性差异。监测数据表明:洞穴内部温度的季节性变化幅度明显低于洞外气温变化幅度。比较洞内、外温度的时间序列发现,在季节尺度上洞穴温度升温阶段滞后时间长(与外部通风的气温流动交换慢),降温阶段滞后时间短(与外部通风的气温流动交换快,呈现突变特征),这可能与不同季节洞穴内部结构的“缓冲作用”的强弱变化有关。该洞穴空气中 p CO 2存在明显的夏季高、冬季低的季节性变化特征。并且外界大气环境季节性变化和洞穴上覆动植物的季节性活动,使得洞穴 p CO 2主控因素也存在季节性差异。 展开更多
关键词 洞穴温度 洞穴湿度 洞穴 PCO2 季节性变化
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新生碳酸钙沉积矿物形态的影响因素分析——以重庆芙蓉洞为例
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作者 黄洋阳 李廷勇 +8 位作者 肖思雅 陈朝军 黄冉 王涛 吴尧 徐玉珍 邱海英 杨琰 李俊云 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期488-500,共13页
石笋是古气候重建的重要地质载体,文石与方解石是石笋碳酸钙晶体的常见矿物形态。根据现代洞穴监测数据分析洞穴新生碳酸钙沉积物(Active Speleothem:AS)的矿物形态的研究较少。本文在重庆武隆芙蓉洞三个滴水点(MP2、MP5、MP9)下放置玻... 石笋是古气候重建的重要地质载体,文石与方解石是石笋碳酸钙晶体的常见矿物形态。根据现代洞穴监测数据分析洞穴新生碳酸钙沉积物(Active Speleothem:AS)的矿物形态的研究较少。本文在重庆武隆芙蓉洞三个滴水点(MP2、MP5、MP9)下放置玻璃片,收集新生碳酸钙沉积物和滴水样品,监测新生碳酸钙沉积物矿物形态、滴水的Mg/Ca比值、pH、滴率和洞穴环境等指标,分析玻璃片正面和反面新生碳酸钙沉积物的δ^(18)O、δ^(13)C和Mg/Ca比值。研究发现:(1) MP2滴水点下的玻璃片正反面新生碳酸钙沉积物的矿物形态均为方解石;MP5和MP9滴水点的正面沉积方解石和文石-方解石混合两种情况,反面沉积文石-方解石,且反面文石多于正面。(2) MP2滴水Mg/Ca比值小于MP5和MP9,说明滴水Mg/Ca比值是影响新生碳酸钙沉积物矿物形态的重要因素;而滴水pH值对AS矿物形态的影响在不同滴水点有差异。(3)不论是玻璃片正面还是反面,文石-方解石混合的新生碳酸钙沉积物δ^(18)O和δ^(13)C比以方解石为主的沉积物偏正,说明AS矿物形态的变化会导致δ^(18)O和δ^(13)C发生变化。通过在芙蓉洞的系统监测和分析,发现新生碳酸钙沉积物的矿物形态与地表环境、洞穴上部岩溶水文地质条件密切相关,并验证了洞穴新生碳酸钙沉积物的矿物形态对石笋δ^(18)O和δ^(13)C具有重要影响。 展开更多
关键词 洞穴滴水 新生碳酸钙沉积物 方解石 文石 Mg/Ca比值
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