中国岩溶

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2005年第24卷第1期

栏目

水文地质
基础研究
石山开发治理
洞穴生物
文物保护
洞穴探险
综述

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水文地质

CaCO3－CO2－H2O岩溶系统的平衡化学及其分析

刘再华, Dreybrodt Wolfgang, 韩军, 李华举

2005, 24(1): 1-14. doi: 10.3969/j.issn.1001-4810.2005.01.001

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1638

691

摘要:
在介绍了CaCO3- CO2 - H2O岩溶系统平衡化学的原理后,对平衡化学的控制因素,包括温度、CO2 分压、体系的开放程度、离子强度效应、同离子效应、酸效应、碱效应、离子对效应进行了分析,并与CaMg ( CO3 )2 - CO2 - H2O 岩溶系统平衡化学作了对比。结果显示,天然开放的岩溶系统的平衡pH值范围为6. 80～8. 40,在此pH值范围内,水中的碳组分主要以HCO-3 形式存在; 与开放系统相比,在其它条件相同情况下,封闭系统的平衡pH值较高,而平衡[ Ca2+ ]和平衡[ HCO-3 ]较低,特别是在低CO2 分压时,两者的差异更明显;在封闭系统条件下,两种不同的纯CaCO3 - CO2- H2O饱和溶液相混合,将导致溶液对CaCO3 重新具有侵蚀性;离子强度效应、酸效应和离子对效应使方解石的溶解度增加,而同离子效应和碱效应使方解石的溶解度降低; 与方解石溶解平衡相比,其它条件相同时,白云石溶解平衡pH较高,在温度< 70℃时溶解度较大,但在温度> 70℃时溶解度较小。

岩溶地区枯水资源承载力概念与讨论——以贵阳市为例

贺中华, 梁虹, 黄法苏, 赵芳

2005, 24(1): 15-22. doi: 10.3969/j.issn.1001-4810.2005.01.002

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1445

549

摘要:
明确提出岩溶地区枯水资源承载力的概念和基于岩溶地区枯水资源承载力的计算模型及其分类系统,并以贵阳市为例进行实例研究。结果表明: ( 1)用水类型由温饱型过渡到初步富裕型,枯水资源对各种用水对象承载力总体呈下降的趋势; ( 2)目前贵阳市应采取“总体小康型”的用水类型,以能更好地发展贵阳市的经济; ( 3)从整个区域上看,修文县是最大的缺载区域,具有很大的枯水资源经济发展空间,人水关系呈可持续的发展状态;云岩区是最大的超载区域,枯水资源已经严重地制约着该区经济发展,人水关系呈不可持续发展状态。

基础研究

路南石林地区土壤呼吸及碳稳定同位素日动态特征

曹建华, 宋林华, 姜光辉, 谢运球, 游省易

2005, 24(1): 23-27. doi: 10.3969/j.issn.1001-4810.2005.01.003

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1613

477

摘要:
采用碱吸收法,于2002年4月13- 16日(晴)、8月21- 24日(晴)对路南石林地区次生草地及柏树林下的土壤呼吸进行了野外监测,同时收集其碳稳定同位素样品进行室内质谱仪分析。结果显示: 土壤呼吸速率日动态特征表现为夜间高于白天, 8月份土壤呼吸速率高于4月份; 4月份的草地系统土壤呼吸的碳稳定同位素日平均值偏轻,而柏树林系统土壤呼吸的碳稳定同位素日平均值则是8月份的偏轻;土壤呼吸与其碳稳定同位素值成负相关,草地系统的相关程度, 4月份的较8月份的高;柏树林系统的相关程度,则是8月份较4月份的高。这揭示了土壤呼吸及其碳稳定同位素交换对环境变化的敏感性,且不同的生物系统有不同的表现特征。

两种典型碳酸盐岩红土风化剖面的物理化学特征

李景阳, 梁风, 朱立军, 左双英

2005, 24(1): 28-34. doi: 10.3969/j.issn.1001-4810.2005.01.004

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1595

463

摘要:
通过对贵州遵义和平坝两种典型碳酸盐岩风化剖面的系统采样,在室内进行了岩土工程上常用的13项物理指标的测试和12项常量化学元素的全分析,在此基础上论述了它们在风化剖面上的分布及变化特征。指出土层孔隙率(孔隙比)由表层土到深处由高到低的变化,导致岩(土)层透水率逐渐降低和含水量的增加,是土层物理性质及相关力学性质变化的主因; 表层土以粘土粒组为主,到靠近基岩附近变为以粉土粒组为主,说明后期红土化作用可使土粒变细; 靠近岩石界面土层的粒径与组成石灰岩和白云岩矿物颗粒大小相当,这可能是地下水溶蚀- 交代矿物颗粒继承发育的结果; 通过分析界面各层(基岩- 溶滤层- 杂色粘土层)化学成分的变化可以看出,由岩石到土层可溶性组分( CaO、MgO)大量的被水溶蚀带走,成土元素( SiO2、Al2O3、Fe2O3 等)呈突跃式增加,而且两类岩石溶蚀成土的初期阶段(由岩石到溶滤层)可溶元素被溶蚀及成土元素的积累有很大的差别。

向源潜流侵蚀岩溶作用及其成因机理——以塔河油田早海西风化壳岩溶洞穴层为例

徐国强, 刘树根, 李国蓉, 武恒志, 夏在连, 孙玮

2005, 24(1): 35-40. doi: 10.3969/j.issn.1001-4810.2005.01.005

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1586

603

摘要:
向源潜流侵蚀作用指在海(水)进环境中,由于盆地边缘岩溶斜坡带内陆区的潜水面上升后,潜水面以下地下潜流在相当长时间内仍然在原有的洞穴内流动,由此产生的连续向上(向着地下水流源头)侵蚀作用,其结果是在原有的洞穴层之上形成多旋回的具有`坍塌角砾- 暗河沉积’ 双层结构的塌积层序及纵向上呈加积方式产出的叠积洞穴层,以及由叠积洞穴与原有洞穴连成一体的复合洞穴层。本文以塔河油田早海西风化壳岩溶洞穴层为例,简要地介绍了古岩溶洞穴层的对比方法,展示了塔河地区早海西风化壳岩溶洞穴层对比成果,并通过典型井的洞穴层内部结构解剖分析,阐述了向源潜流侵蚀岩溶作用的成因机理,并探讨了一些相关的主要问题。

石山开发治理

不同尺度喀斯特地区土地利用变化研究

熊康宁, 白利妮, 彭贤伟, 李阳兵

2005, 24(1): 41-47. doi: 10.3969/j.issn.1001-4810.2005.01.006

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1431

561

摘要:
以贵州典型喀斯特地区贞丰县、北盘江镇、花江示范区作为研究样区,讨论了不同尺度喀斯特地区土地利用动态变化过程。结果发现: 研究样区土地利用的数量变化主要表现在农用地与未利用地之间的增减变化, 而且1997— 2000年的土地利用变化速度比2001- 2003年的快。在土地利用的结构变化上,北盘江镇园地所占比例增长、未利用地所占比例减少和贞丰县林地面积所占比例变化最大,花江示范区同北盘江镇的结构变化相似。在土地利用的程度变化上,三个研究区土地利用程度综合指数都有所提高,整体趋于平衡。县级尺度的土地利用程度综合指数大于镇级尺度,村级尺度的土地利用综合指数最小。三个研究区的景观偏离度呈有规律的缓慢增长趋势,表明人类活动对土地利用的影响逐渐加强。

贵州喀斯特山区墓地利用管理初探——以毕节亮岩峰丛山地为例

莫世江

2005, 24(1): 48-50. doi: 10.3969/j.issn.1001-4810.2005.01.007

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1457

375

摘要:
通过对贵州亮岩峰丛山地的墓地进行调查和初步研究, 结果显示墓地在一定坡度上的特定地段有集中趋势,而喀斯特地区土体厚度则是影响墓地分布的重要因素之一。绝大多数墓地集中分布在日照较好、排水畅通、土体较厚的阳坡山麓地带,以占用质量较优的耕地为主。因此,在墓地利用管理实践中, 实施统一规划、集中管理,建立有偿使用制度、严格用地指标,加强墓地绿化,实施墓地园林化建设等措施,以期多元化开发利用墓地,有效保护耕地资源。

北盘江流域水土流失及石漠化调控

秦中, 张捷, 王腊春

2005, 24(1): 51-55. doi: 10.3969/j.issn.1001-4810.2005.01.008

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1420

447

摘要:
以1989- 2001年通过盘江桥、高车断面的输沙量资料,分析北盘江流域的水土流失状况。结果表明,喀斯特地区的水土流失特征具有非线性的复杂关系。为了改善北盘江流域的生态环境质量,有必要对石漠化过程和人类活动方式采取适当的调控措施。通过对不同尺度范围可行性的探讨,认为按尺度层次划分的坡地改良方式,可能是北盘江喀斯特地区石漠化治理较为有效的途径。

洞穴生物

贵州喀斯特洞穴动物多样性及其生境研究——以黔西县红林地区为例

陈浒, 熊康宁, LeonardoLatella

2005, 24(1): 56-64. doi: 10.3969/j.issn.1001-4810.2005.01.009

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1544

674

摘要:
通过四次对青冈林洞、洗线洞和水响洞的调查,共获37种动物。各种类数量优势分别为有光带的蚁蛉幼虫、蕈蚊,弱光带和黑暗带水域的红点髭蟾蝌蚪以及洞壁的斑灶马。2001年10月和2003年3月,青冈林洞、洗线洞和水响洞分别有动物群落15、13和10种类型,优势群落为斑灶马、红点髭蟾蝌蚪和蚁蛉幼虫。动物的取食、隐蔽、繁殖、栖息等环境在不同时期的变换引起这一区域洞穴动物在种类、数量和空间分布等的变化,人类活动则加大了生境的差异。食物-陷阱法可用于部分动物的相对数量的调查。

斯洛文尼亚和中国贵州喀斯特洞穴动物群的比较研究

黎道洪, BorisSket

2005, 24(1): 65-70. doi: 10.3969/j.issn.1001-4810.2005.01.010

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528

摘要:
2003年7-8月,中方专家野外考察了斯洛文尼亚的8个喀斯特洞穴,采集各类洞穴动物标本500余号,并对主要洞穴环境因子进行了测定,收集相关资料200余篇。2004年2月斯方专家野外考察了中国贵州12个喀斯特洞穴,采集各类动物标本1000余号。本文对两国喀斯特洞穴内的主要动物群进行了比较研究,结果是斯洛文尼亚的物种丰富度比贵州的高: 前者有533种,密度为65. 80种/1000km2; 后者有238种,密度为0. 54种/1000km2。从洞穴蝙蝠看,两国均为24种; 但区系成分不同,斯洛文尼亚全为古北界种, 贵州则主要为东洋界成分( 83% )。此外,文中还对比分析了斯洛文尼亚施科茨杨洞和贵州龙洞内的动物群落组成: 前者以水生种为主体,后者全为陆生种。最后,对斯洛文尼亚无真洞穴鱼的问题及两国的洞穴动物起源进行了探讨。

文物保护

云冈石窟砂岩中碳酸盐胶结物化学风化及相关文物病害研究

马在平, 黄继忠, 张洪

2005, 24(1): 71-76. doi: 10.3969/j.issn.1001-4810.2005.01.011

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1549

494

摘要:
云冈石窟地区云冈组上段砂岩中碳酸盐胶结物的含量普遍在10%以上,其主要矿物成分为含铁方解石和含铁白云石。在碳酸盐胶结物化学风化过程中发生的化学反应包括碳酸盐矿物溶解、Fe2+ 离子氧化及Fe3+ 离子水解,以及石膏、泻利盐、水碳镁石、球碳镁石等矿物结晶。水、砂岩中裂隙和层理发育、大气污染等是影响碳酸盐胶结物化学风化的主要外因。碳酸盐胶结物化学风化引发了多种文物病害,对云冈石窟的文物价值造成严重破坏。

洞穴探险

洞穴事故分析及防范措施探讨——以英、美国为例

王晓青, 田明中, 朱嘉伟

2005, 24(1): 77-82. doi: 10.3969/j.issn.1001-4810.2005.01.012

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1385

477

摘要:
通过对英、美等国家洞穴事故的分析,认为洞穴探险事故的发生主要由洞穴地形险峻或岩石崩落、疾病和低体温、洞穴水、被困和失散等原因造成。洞穴事故发生时间多在春、夏、秋季节; 15～ 34岁年龄段发生频率较高,其中以20～ 24岁年龄段发生频率最高。洞穴事故除了可能造成人员低温、极度疲倦和溺水等伤害外,往往造成四肢、头部或躯干损伤,其中以小腿、踝关节外伤最为多见。根据发达国家的洞穴探险经验,文中还讨论了防范洞穴探险事故的措施。

综述

IGCP448：岩溶生态系统全球对比研究进展

章程, 袁道先

2005, 24(1): 83-88. doi: 10.3969/j.issn.1001-4810.2005.01.013

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1433

505

摘要:
综述了IGCP 448项目“全球岩溶地质及有关生态系统对比” ( 2000-2004)执行四年来所取得的学术成果。其中比较重要的新认识有: ( 1)岩溶地区的植被,常常是涵养水分,增加含水层的贮水能力,改善水文生态环境的重要因素,但在澳大利亚南部岩溶区广泛分布的桉树,则以其强烈的蒸发作用,而被用于降低地下水位,防治土壤盐碱化; ( 2)在北方( Bo real) 或温带湿润气候生态区,地下岩溶系统则被用于排除沼泽地区过多积水,偏碱性的碳酸盐岩也有利于中和酸性环境,凡是岩溶发育的地方,都成了主要农业基地; ( 3)通过洞穴探险发现一类完全不同于靠光合作用产生有机质的生物群—— 化学自养微生物(甲烷菌) ; ( 4)中国西南典型岩溶区的研究表明,表层土壤微生物可以加速碳酸盐岩的溶解作用,并揭示了植物根系与土壤微生物是产生碳酸酐酶( C A)的两个重要供给源。

创刊于1982年双月刊

ISSN: 1001-4810 CN: 45-1157/P

主编: 蒋忠诚

主管: 中国地质科学院

主办: 中国地质科学院岩溶地质研究所

协办: 联合国教科文组织国际岩溶研究中心中国地质学会岩溶地质专业委员会中国地质学会洞穴专业委员会

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