中国岩溶

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章程

2015, 34(1): 1-8. doi: 10.11932/karst20150101

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2814

1504

摘要:
河流水化学昼夜动态变化的研究有助于揭示水体中相对快速的生物地球化学过程(河流内过程)，同时也有助于判别上游补给区流域过程。已有的研究表明生物过程（光合作用与呼吸作用）、地球化学过程（碳酸盐平衡、碳酸钙沉积）是控制河流pH、SpC、Ca2+和HCO3-含量昼夜变化的主要因素。不同级别、类型及河床微环境均会对水化学昼夜变化产生影响，与气温密切相关的光合作用是产生河水pH值和DO昼夜变化的主控因素。在偏碱性与富含钙离子的岩溶河流，有机体的钙化作用与酸分泌可能对光合作用具有重要作用，从而导致水体中Ca2+和HCO3-出现白天下降-夜间回升的昼夜动态变化，下降幅度达20%~30%。水生植物通过光合作用产生DIC(主要为HCO3-)的原位沉降，是真正意义上的净碳汇。昼夜生物地球化学循环及效应研究有助于全面认识岩溶区碳循环特征及岩溶含水层源汇关系，尤其是岩溶碳汇稳定性与净碳汇估算；同时对长时间尺度河流监测计划的制定具有重要意义。

贵州茂兰板寨水域水生植物δ13C 特征及光合作用固定HCO3-碳量估算

李瑞, 于奭, 孙平安, 何师意, 原雅琼, 熊志斌

2015, 34(1): 9-8. doi: 10.11932/karst20150102

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3098

1760

摘要:
为研究水生植物光合作用对岩溶碳汇的贡献，选取板寨河水域为研究区，分冬季和夏季测定典型水生植物的生物量以及各采样点水生植物碳同位素组成（δ13C 值），并利用水生植物稳定碳同位素与碳酸酐酶间的关系建立的二端元模型，估算板寨河水生植物光合作用的固碳量。结果发现夏季生物量小于冬季生物量，水生植物的δ13C 值变化在-35.45‰～-24.62‰之间，其中挺水植物的δ13C 值最大，平均为-27.89‰，其次为沉水植物，平均为-29.96‰。浮水植物的δ13C 值最低，平均为-32‰，受流速、CO2浓度、光合途径等影响引起同种水生植物间同位素差异。水域水生植物固定下的HCO3-碳量为19.52 tc/(a.km2)，其利用HCO3-作为无机碳源进行光合作用的比例平均为47.84%,显示出巨大的固碳潜力，是全球岩溶碳汇的一个重要组成部分。

地下河水人工补给洞穴滴水、碳酸盐(钙)沉积特征及景观恢复探讨

张美良, 朱晓燕, 吴夏, 张碧云, 潘谋成

2015, 34(1): 17-26. doi: 10.11932/karst20150103

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2089

1539

摘要:
岩溶旅游洞穴碳酸盐岩沉积物景观容易受到污染、风化，为了探讨受污损洞穴碳酸盐沉积物的修复方法以确保岩溶旅游洞穴的可持续发展，对广西桂林七星岩No.15支洞距洞口约150 m长洞段的滴水物化指标、现代碳酸盐岩沉积物进行了为期4年的监测分析。结果表明：（1）该洞段的滴水主要源于抽取地下河水的水柜渗漏及降水补给，地下河水和滴水的电导率、[Ca2＋] 、[HCO3-]在4个水文年中的变化趋势基本相同，雨季洞穴滴水电导率、[Ca2＋] 、[HCO3-]等显著降低，降雨稀释效应明显；（2）现代洞穴碳酸盐岩沉积具有明显的季节性变化，雨季洞穴滴水量/速率、碳酸钙沉积速率加快，最大沉积量达0.8 g／半月，洞穴入口约150 m长洞段快速滴水碳酸盐最大沉积量达2～4 g／半月，旱季碳酸盐沉积速率减少，最大沉积量仅为0.4 g／半月；（3）抽取岩溶地下水经由地表补给洞穴滴水可提高滴水的电导率、[Ca2＋] 、[HCO3-]及CaCO3饱和度，促使大量碳酸盐(CaCO3)快速沉积，实现对洞穴受风化、污染景观的修复，新沉积的碳酸钙(CaCO3)还可以将基岩裂隙和洞穴内破损、破裂的钟乳石重新“粘结”起来，利于洞穴的稳定性。

北京石花洞结构特征及发育演化过程研究

刘宏, 郑明存, 段洪伍, 陈海舰, 王芳, 蔡炳贵

2015, 34(1): 27-34. doi: 10.11932/karst20150104

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2256

2111

摘要:
北京石花洞是中国北方已探明洞穴中次生碳酸盐沉积规模最大、种类最丰富的洞穴；石花洞的景观美学价值和科学价值，在我国北方岩溶洞穴中占有重要地位。2013年7月，为了获取石花洞发育规模、空间结构等基本数据，采用国际通用洞穴测量方法，运用激光测距仪、罗盘和倾角仪，辅以Onstation洞穴绘图软件和ArcMap10软件对石花洞洞穴开展了全面的调查和测绘。结果显示：(1) 石花洞洞穴系统整体呈北西西-南东东向展布，长度为5 639 m，洞底投影面积为37 096 m2，洞底高差为172 m，洞内最高点海拔约为265 m，最低点海拔约为93 m。洞穴系统的发育演化主要受地层产状与北东向和北西向两组断层控制；(2) 石花洞洞穴系统分为五层，自上而下，各层洞道平均海拔依次为249 m, 211 m, 154 m, 111 m和95 m；(3) 最底第五层季节性地下河洞道长1 638 m，自西北向东南方向贯穿整个洞穴系统，依干湿季水文条件的差别，地下水以季节性涨落为主要特征，有多段有水通道；地下河道下游末端为叉状河道，崩塌明显，洞壁上无明显流纹发育；(4) 综合石花洞地下河走向和流向、洞穴发育控制因素和区域地层产状特征、石花洞与周边洞穴的空间位置关系，推测孔水洞是石花洞洪水期的排泄口。

武汉地区天兴洲碳酸盐岩条带岩溶发育的异常性及其成因探讨

罗小杰

2015, 34(1): 35-42. doi: 10.11932/karst20150105

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1931

1533

摘要:
为了研究武汉地区中北部紧邻襄樊—广济断裂的天兴洲碳酸盐岩条带岩溶发育的异常特性，将该条带的岩石化学成份、矿物成份、岩性以及岩溶发育程度、溶洞规模、溶洞顶板在基岩面下的埋深、岩溶垂向分带和溶洞充填物等与其南侧的大桥和白沙洲碳酸盐岩条带进行对比分析，发现它们之间存在很大的差异。天兴洲碳酸盐岩条带岩溶发育的异常性与襄樊—广济断裂活动有关：晚三叠世—侏罗纪，襄樊-广济断裂发生挤压逆冲推覆活动使上、下碳酸盐岩组出露地表，发生第一期岩溶作用；白垩—古近纪，以襄樊—广济断裂为主体的断裂发生伸展活动，张性断裂和裂隙为基性岩浆喷溢和构造热液活动提供了通道，构造热液白云岩化和硅化作用对天兴洲碳酸盐岩条带的原岩进行改造，形成以白云岩为主、含硅质岩的具弱溶蚀性的岩石组合，同时，由于红层的广泛覆盖，这一时期岩溶作用间断；新近纪—早更新世，武汉地区整体隆升，各碳酸盐岩条带再次出露地表，发生第二期岩溶作用，而天兴洲条带由于岩性发生改变，可溶性减弱，与其它条带相比岩溶作用较弱。

喀斯特洞穴滴水信息对地表环境响应研究进展

刘子琦, 熊康宁, 吕小溪, 张乾柱, 付超凡

2015, 34(1): 43-51. doi: 10.11932/karst20150106

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1913

1359

摘要:
通过系统回顾国内外喀斯特洞穴滴水信息对地表环境响应的研究进展，结合全球气候变化、喀斯特环境演变与滴水理化指标的研究发展背景，把该领域的研究发展历程划分为萌芽期、缓慢发展期和高速增长期3个阶段。对滴水常规监测指标、稳定同位素及常/微量元素等指标的研究成果与认识进行了系统归纳，并对滴水响应外界大气、地表植被、洞穴上覆土壤以及洞顶基岩等4方面的研究进展进行总结。认为应当探究滴水的物质来源及其水文地球化学过程，加强对滴水信息环境指示的敏感性研究，深入认识滴水信息的环境响应机制，对洞穴系统综合环境要素开展监测等，同时指出运用滴水指标进行石漠化的相关研究比较薄弱，是未来研究的重点所在。

徐州岩溶塌陷时空分布规律及成因分析

魏永耀, 孙树林, 黄敬军, 姜素, 缪世贤

2015, 34(1): 52-57. doi: 10.11932/karst20150107

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2715

1711

摘要:
文章通过对以往岩溶地面塌陷勘查工作成果进行系统梳理，揭示了徐州地区裸露型岩溶和覆盖型岩溶的分布规律及历史上岩溶塌陷的时空分布特征，发现塌陷的分布具有明显的规律性：(1)塌陷受废黄河断裂带控制，离废黄河断裂带越近岩溶发育越强烈，离废黄河断裂带较远的部位岩溶发育明显减弱；(2)塌陷主要分布于浅部岩溶强烈发育地段的奥陶系灰岩中，少数分布于寒武系灰岩之中;(3)塌陷集中分布在古河道形成的，砂性土单层结构地段，少数分布在砂性土-黏性土双层结构地段;(4)塌陷全部位于岩溶水开采降落漏斗内。结合岩溶塌陷的时间与地下水的动态活动过程之间的关系，全面分析地面塌陷形成的原因，提出了古河道与废黄河断裂带的重叠部位为岩溶地面塌陷发生的有利部位，但最终发生地面塌陷则是人类工程活动过程引起岩溶水位剧烈波动——大幅、快速下降的结果。该研究成果可为徐州市今后进一步防治岩溶塌陷地质灾害提供地质科学依据，有重要的实用价值。

歌乐山岩溶地面塌陷发育特征

张海坦, 李庆华, 邓书金

2015, 34(1): 58-63. doi: 10.11932/karst20150108

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1787

1401

摘要:
歌乐山为高位岩溶地带，加之近年来人类工程活动加剧，岩溶地面塌陷发生频繁。中梁山山脉沙坪坝行政区段基本覆盖传统意义上歌乐山地区，文章以此为研究范围，搜集以往调查、勘察资料并加以系统分析，旨在研究、总结歌乐山地区岩溶地面塌陷发育特征。研究结果表明，区内岩溶地面塌陷数量呈现逐年递增的趋势，但季节分布不均匀，其空间上主要分布在岩溶较发育、地下水位变动较大、地层岩性碳酸钙含量较高、土层厚度3～8 m的地带;塌陷发育过程分为早期、中期、晚期三个阶段，以潜蚀作用为主导因素。

基于改进鱼骨模型的岩溶塌陷区风险评价——以柳州地区为例

崔玉良, 王根厚, 李志勇

2015, 34(1): 64-71. doi: 10.11932/karst20150109

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1505

1597

摘要:
文章以广西柳州地区岩溶塌陷区为研究实例，对研究区岩溶塌陷的主要影响因素进行了野外实地调查和分析。考虑了鱼骨模型中各要素之间的联系以及要素断裂的分级影响，建立了断裂的分级缓冲区,进而划分了五个综合要素图层，基于改进的鱼骨模型对各影响因素矢量数据格式的要素图层进行空间叠加分析，绘制出“柳州地区岩溶塌陷风险预测区划图”。由区划图可知，已发现的塌陷群75%以上均落在强风险与中等风险区内，强风险区和中等风险区总分布范围约为研究区总面积的一半，主要分布在柳州地区中南部，覆盖层厚度较薄，较容易发生岩溶塌陷。已发现塌陷群25%以下分布在弱风险区以及很弱风险区内，主要分布在柳州地区的北部和西部，发生岩溶塌陷的概率较小。建议城市规划和建设选择在很弱风险区和弱风险区进行。

西南岩溶地下河流量重复统计问题及对策探讨

易连兴, 夏日元, 唐建生, 时坚, 罗伟权, 陈阵

2015, 34(1): 72-78. doi: 10.11932/karst20150110

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2024

1228

摘要:
西南岩溶区的地下河数量及总流量是有关职能部门和专业技术人员关心的两个重要数据。20世纪80年代对西南6省进行统计，结果为2 836条，流量1 482 m3/s；20世纪90年代对西南8省进行统计，并经过近年的数据库校核为2 523条，总流量1 321.7 m3/s；其中流量大于2 000 L/s有120条，合计流量699.7 m3/s，占总流量的52.94%；流量在50~500 L/s地下河最多，有1 311条，占总数的51.55%，其次为流量小于50 L/s的有723条，占总数的28.43%。文章针对上述统计方法存在岩溶地下河流量重复统计、与岩溶大泉流量交叉重复统计两种问题，以大小井和寨底地下河系统为例，给出了具体重复统计量。基于1∶20万水文地质普查资料，大小井和寨底地下河重复统计量分别占总出口流量的57.1%、7.1%；而基于最新调查资料，重复统计量则分别可增加到134.3%, 86.1%。因此，随着1∶5万水文地质调查面积越多，所发现的地下河出口越多，按传统的统计方法其重复统计量则越大。引起上述重复统计问题主要原因是把地下河系统和子系统混合在一起。文章最后讨论了地下河系统的空间属性,提出避免重复统计措施，对西南岩溶区地下河流量正确统计以及具有相同特征的岩溶大泉流量统计有一定指导意义。

无锡某地基埋藏型岩溶发育特征及充填物来源

李肖南, 阎长虹, 许宝田, 段成龙, 周殷康

2015, 34(1): 79-85. doi: 10.11932/karst20150111

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2406

1243

摘要:
研究埋藏型岩溶的发育特征和充填物来源对拟建超高层建筑的选址及持力层的选择具有重要意义。本文通过跨孔地震CT对溶洞和破碎带进行探测，并对部分代表性溶洞的充填物进行比重试验、颗粒分析和X射线衍射分析，结合现场工程地质情况，研究了距地表以下80余米处岩溶的规模、分布情况、岩溶发育特征及溶洞充填物来源。结果表明：溶洞发育规模较小，面积多在2m2以下，在垂直方向具有多层性；溶洞充填率达到92.7%，多为硬塑泥质全充填，承载力较大，可作为基础持力层；溶洞填充物的矿物成分基本相同，且与上覆基岩一致，充填物来源主要为上覆基岩的剥蚀；溶洞之间不存在大的连通通道，且地下水位已降至场地溶洞以下，故该处溶洞不会进一步发育，不会对上部地基稳定性造成威胁。

土地整理对岩溶区土壤微生物生物量碳、氮及酶活性的影响——以重庆丰都县三坝乡为例

祁乐, 高明, 杨来淑, 王丹, 邓炜

2015, 34(1): 86-94. doi: 10.11932/karst20150112

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2304

1542

摘要:
文章以重庆市丰都县三坝乡土地整理项目为例，分别对土地整理前（2012年12月）52个采集点和土地整理后（2013年3月）28个采集点，采用野外采样和室内分析相结合的方法，研究了土地整理对岩溶区土壤微生物群落结构、土壤微生物生物量碳(SMBC)、氮(SMBN)及酶活性(过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶)的影响，结果表明：（1）土地整理对土壤微生物影响显著，土地整理后比整理前土壤中的放线菌数量降低，真菌数量增加。（2）在0～20 cm土层，整理前后SMBC和SMBN含量变化显著，SMBC含量整理后比整理前降低了20.33%，SMBN含量整理后比整理前减少了47.84%；土地整理改变了整理前SMBC、SMBN含量随土层深度变化递减的规律，使SMBC、SMBN含量分别在亚表层（20～40 cm）出现最小值68.34 mg/kg和最大值33.58 mg/kg。（3）整理前后土壤脲酶和过氧化氢酶均在0～20 cm和20～40 cm同一土层差异显著，蔗糖酶活性在各土层差异均显著。土地整理使土壤脲酶和过氧化氢酶活性降低，蔗糖酶活性提高。（4）有机质对表层SMBC、SMBN含量和脲酶活性呈显著正相关，pH值与土壤酶活性呈显著正相关。

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2015年第34卷第1期

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