中国岩溶

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张宇, 罗为群, 刘美玲, 李梦琦, 张莉, 陈芳芳, 张扬岑, 陈蕊

2024, 43(4): 727-741. doi: 10.11932/karst20240401

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291

72

摘要:
岩石风化过程吸收的 CO₂ 是全球碳循环“遗漏汇”中的一部分, 岩石风化碳汇估算对掌握区域与全球碳汇效应及与全球气候变化的关系具有重要意义。文章选取贵州省作为实验区域，以20年作为时间跨度，收集了气象、岩性等数据，首先借助动态时间规整方法选取了岩石风化碳汇的影响因子，然后利用GEM-CO₂模型进行岩溶碳汇量的估算，最后运用Mann-Kendall趋势法和统计法揭示实验区域的2001－2020年岩溶碳汇时空演变规律。结果表明：(1) 影响岩石风化速度、消耗CO₂量的主要因素为岩石类别，其次为年均降水量，温度对于CO₂消耗的响应具有滞后性；(2) 贵州省岩石风化消耗CO₂量较多的地区主要在黔东北、黔西南、黔南以及黔东南部分地区，消耗CO₂较少的地区主要分布在黔西北地区；(3) 20年间，贵州省年均岩溶碳汇量大约在0~1.04×10³t C·km⁻²·a⁻¹之间，呈波动上升的趋势。基于遥感数据的全球或区域尺度碳汇估算为碳源/汇时空变化分析提供了基础数据，为当地碳汇交易、环境政策的制定提供参考。

外源酸作用下流域岩石风化与碳汇效应——以漾弓江为例

李雪艳, 李灿锋, 杨克好, 陈瑞, 熊银洪, 王兴荣, 王传宇

2024, 43(4): 742-752. doi: 10.11932/karst20240402

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116

178

摘要:
流域岩石风化是重要的碳源/汇过程，也是全球碳循环中的重要环节。外源酸参与流域岩石风化，影响碳元素的地球化学循环和流域碳源/汇效应。漾弓江属长江上游金沙江水系，流域岩石风化过程和碳汇效应尚不清楚。在2023年旱季和雨季分别采集了漾弓江的干流和主要支流的水样品（地表水点9个、地下水点6个），对主要离子浓度进行检测，并利用水化学平衡法和Galy估算模型分析该流域的岩风化类型，估算了碳酸与硫酸共同作用下的岩石风化CO₂消耗量。结果表明：（1）漾弓江流域水系离子成分主要源于硅酸盐岩和碳酸盐岩风化，水化学类型为HCO₃-Ca型或HCO₃-Ca·Mg型。（2）硫酸和碳酸共同参与了漾弓江流域的岩石风化过程。在不考虑硫酸作用时，漾弓江流域岩石风化的大气CO₂消耗量为38.35 t CO₂ ·km⁻²·a⁻¹，而当考虑了硫酸参与时，岩石风化碳汇量降至25.54 t CO₂ ·km⁻²·a⁻¹，扣除约33%，大大提高了计算精度。（3）漾弓江流域岩石风化的大气CO₂消耗量为4.27×10⁴ t CO₂·a⁻¹，是一个碳汇过程。硫酸参与流域岩石的风化改变了区域碳循环，这是全球碳循环模型不可忽略重要环节。

喀斯特地下河涌出后CO₂逸散通量的时空格局——基于广西巴马盘阳河

冼金梅, 宋贤威, 张乐, 林沛新, 韦岳春, 杨取宝, 甘文静, 杨露

2024, 43(4): 753-765. doi: 10.11932/karst2024y009

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73

186

摘要:
喀斯特流域是岩石风化碳汇的关键区域，同时也是CO₂逸散研究的热点区域。为探究喀斯特地下河涌出后CO₂分压（pCO₂）及其逸散通量的时空变化格局，选择喀斯特流域巴马盘阳河为对象，分析水体的pH、碱度、总溶解性固体（TDS）、溶解无机碳（DIC）、溶解有机碳（DOC）、pCO₂的时空变化特征，探讨pCO₂的调控因素并估算了CO₂逸散通量。结果表明，流域内地下水碱度、TDS、DIC和pCO₂显著高于地表水，表明喀斯特碳酸盐风化释放大量DIC进入地下水，地下水涌出后产生CO₂逸散降低了地表水DIC含量和pCO₂。在时间尺度上，旱季常规地表、地下水的碱度、TDS、DIC、pCO₂、CO₂逸散通量均显著高于雨季，主要归结于雨季雨水的稀释效应。然而次降雨事件下地表、地下水的pH、碱度、TDS、DIC、DOC、pCO₂无显著性差异，可能由于降雨量不足或降雨持续时间短。研究期间，巴马盘阳河流域地表水、地下水CO₂逸散通量范围分别为−0.10~9.20 kg C m⁻² year⁻¹，−0.12~17.28 kg C m⁻² year⁻¹，平均CO₂逸散通量分别为1.06±1.46 kg C m⁻² year⁻¹和2.40±3.14 kg C m⁻² year⁻¹，远高于全球主要大型流域的平均CO₂逸散通量（0.64 kg C m⁻² year⁻¹）。阐明喀斯特流域的CO₂逸散通量及其时空变化特征对准确评估河流碳收支状况与评估岩石风化碳汇具有重要意义。

基于Web of Science的岩溶碳循环及碳汇效应研究动态分析

钟亮, 张春来, 胡芬, 曹建华

2024, 43(4): 766-779, 809. doi: 10.11932/karst20240403

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111

195

摘要:
为了解岩溶碳循环及碳汇效应研究热点和发展方向，基于Web of Science核心合集引文索引数据库，对1997年1月1日—2023年6月30日间的573篇文献进行了文献计量学引文分析。利用CiteSpace软件对关键词频率、国家（地区）和机构分布、作者影响、研究热点、共被引文献以及主题演变进行了分析。结果表明，以刘再华为核心的研究团队继承和发扬了袁道先提出的岩溶作用参与全球碳循环并具有碳汇效应的观点，并提出了偶联碳酸盐岩风化碳汇模型，极大推动了岩溶碳汇的研究。关键词聚类的时间线图和关键词时区图清楚地展现了该领域的发展动态，可认为岩溶碳循环及碳汇效应领域经历3个发展阶段：1）1997—2006年的起步阶段，粗略估算了全球碳酸盐岩风化回收大气CO₂的量为0.110~0.608 Gt C·a⁻¹，占全球碳遗漏的15%~30%；2）2007—2014年的碳酸盐岩化学风化研究快速发展阶段，主要关注不同流域在外源酸、径流条件及植被覆盖对碳酸盐岩风化的影响；3）2015年之后以大气−生物−土壤−水−基岩为系统的岩溶关键带理论指导下的碳循环及碳汇效应研究新阶段，考虑了水生生物光合作用、气候变化及土地利用变化等条件下岩溶碳循环及碳汇效应。

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

杨明凤, 殷建军

2024, 43(4): 780-795. doi: 10.11932/karst20240404

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158

196

摘要:
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。

重庆酉阳龙潭槽谷和毛坝向斜大气降水氢氧稳定同位素变化特征

孙婷婷, 杨琰, 姜修洋, 罗振宇, 唐越尔

2024, 43(4): 796-809. doi: 10.11932/karst2024y013

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103

183

摘要:
为深入探究重庆市东南部武陵山龙潭槽谷和毛坝向斜两个相邻地形区大气降水中δ¹⁸O、δD的特征及其影响因素，文章基于两个水文年(2020.06－2022.05)在重庆市酉阳县龙潭槽谷(海拔333 m)和毛坝向斜(海拔1 140 m)降水δ¹⁸O和δD的采样数据，建立了两地的大气降水线，分析两地大气降水氢氧稳定同位素的变化特征及影响因素。结果表明：（1）龙潭槽谷和毛坝向斜大气降水线的斜率和截距均大于全球大气降水线。大气降水δ¹⁸O和δD具有明显的季节变化，雨季（5－10月）偏负，旱季（11月至次年4月）偏正。两地大气降水δ¹⁸O表现出显著的降水量效应，温度效应的影响较弱。（2）龙潭槽谷大气降水线的斜率和截距小于毛坝向斜，两地大气降水线的差异主要受控于水汽凝结时的温度和蒸发条件。（3）龙潭槽谷大气降水中的δ¹⁸O和δD的平均值较毛坝向斜偏正。d-excess的结果表明，龙潭槽谷δ¹⁸O和δD存在微弱的云下二次蒸发。同次降水过程中龙潭槽谷大气降水δ¹⁸O总体上较毛坝向斜降水δ¹⁸O偏正，这表明龙潭槽谷和毛坝向斜两地的大气降水δ¹⁸O受高程效应影响。（4）年际变化上，龙潭槽谷和毛坝向斜两地大气降水δ¹⁸O的变化主要受印度洋水汽输送比例的影响。2020年夏季，印度洋水汽到达研究区的比例为76%，降水δ¹⁸O偏负；2021年夏季，印度洋水汽到达研究区的比例为52%，降水δ¹⁸O偏正。研究结果对增进西南岩溶槽谷区水循环过程的认识和今后展开龙潭槽谷和毛坝向斜两地生态水文过程的研究具有重要的意义。

石漠化区两种下垫面小气候日动态效应

王佳, 李生, 郑艳红, 潘雯, 孙彦

2024, 43(4): 810-821, 853. doi: 10.11932/karst2024y023

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75

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摘要:
为探究石漠化区异质化下垫面小气候效应，以安顺市普定县石灰岩分布区两种典型下垫面（土面、裸地）为研究对象，通过模拟试验开展近地表温、湿度日动态变化长期定量对比分析。结果表明：在时空尺度上，土面、裸地下垫面小气候日动态分异显著，表现为夏季太阳辐射最强时，土面各空间高度气温显著高于裸地（P<0.05），相对湿度显著低于裸地（P<0.05），引发增温、减湿效应；冬季10:00—16:00时，土面下层气温显著低于裸地（P<0.05），相对湿度显著高于裸地（P<0.05），产生降温、增湿效应。受季节性影响，土面、裸地小气候日变化程度差异显著，表现为夏季土面上层气温日较差显著高于裸地（P<0.05），加剧气温日变化；冬季土面下层温度、湿度日较差显著低于裸地（P<0.05），缓冲小气候日变化。相较于裸地，土面小气候条件更为严酷、多变。结合异质化下垫面小气候效应差异，改善局部小气候条件，对缓冲石漠化区小气候变化及加快植被生态恢复进程具有积极作用。

晋祠泉域岩溶地下水防污性能评价与水质保护区划分

赵春红, 申豪勇, 卢海平, 王志恒, 梁永平, 唐春雷

2024, 43(4): 822-830. doi: 10.11932/karst2024y034

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100

184

摘要:
晋祠泉域岩溶水是太原市生活和工农业生产等重要的水源。文章以新划分的晋祠泉域岩溶水系统为评价对象，在欧洲方法及“水量脆弱性评价”的基础上，选取包气带厚度、入渗补给强度、上覆地层岩性及岩溶含水层的富水性4个指标，进行泉域岩溶水系统防污性能评价及水质保护区划分。结果表明：泉域泉源保护区主要分布在晋祠公园及周边；一级保护区主要分布在汾河主干流、西山山前碳酸盐岩裸露区，屯兰川、天池河及柳林河碳酸盐岩渗漏段等；二级保护区主要分布在泉域北部、汾河北岸等；准保护区主要分布在汾河南岸、东南部的太原盆地地区等。

漓江峰丛片区高位岩溶洼地洪涝水文过程及有效治理

普政功, 黄奇波, 吴华英, 李腾芳, 邹昌霈, 廖红为

2024, 43(4): 831-842. doi: 10.11932/karst2024y004

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107

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摘要:
漓江峰丛片区高位岩溶洼地洪涝频发，严重影响该地区农村经济发展和自然景观资源开发与保护。本研究选择在漓江峰丛片区暗嵅高位洼地开展洪涝水循环过程研究，对洼地内主要消水口（A01、A03落水洞）进行扩宽和疏通，加大过水能力，使洪涝水害得到有效治理。结果表明：洼地积水成涝对降雨响应迅速，降雨结束后，12~24 h内洼地积水深度就能达到最大，日降雨量超过50 mm或72 h累计降雨量超过90 mm，洼地就容易积水成涝。2023年4－7月共造成了8次洪涝灾害，洪涝总时长达417.5 h（18.6 d）。鱼嵅地下河出口排泄量达到大气降雨补给量的77.77%和87.32%，为暗嵅洼地地下水总排泄口，主要通过中部A01、A02、A03、A04 4个消水洞排水，4个消水洞不同的消水速度造成了出口流量的4个峰值。A01消水洞水力坡度小，下部管道受方解石矿渣堵塞，消水速度较慢，现仅对A01洞口进行整治，未能有效解决洼地洪涝问题。A03、A04消水洞位于方解石脉矿的南侧，未受到方解石尾矿渣的影响，岩溶管道过水通畅。通过疏通A04消水洞，并将南侧古蚕洼地的洪流引至A03消水洞，缩短洪涝时间66.71 h（2.8 d）。因此，修建好南部排水沟系统，使南部古蚕洼地的水全部通过A03、A04消水洞快速向鱼嵅地下河出口排泄，是进一步减轻暗嵅洼地洪涝受灾程度的重要措施。

汪莹, 宋小庆, 王飞, 彭钦, 曹振东, 蒲秀超

2024, 43(4): 843-853. doi: 10.11932/karst20240410

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54

23

摘要:
为探究降雨影响下的岩溶盆地地下水位动态的时空变化，选取2007－2021年贵阳岩溶盆地7个地下水位动态观测点不同时段观测资料以及降雨数据，采用小波分析及互相关分析对贵阳岩溶盆地地下水位动态的多时间尺度特征及其对降雨的响应进行分析。结果表明：（1）贵阳岩溶盆地地下水水位动态存在显著的256~512 d的主振荡周期。（2）贵阳岩溶盆地地下水位动态对降雨的响应滞后性明显，总体表现为地下水径流路径越长，地下水水位对降雨的响应越滞后。其中径流-排泄区地下水水位对降雨的滞后时间为2.66~7.7 d，排泄区的滞后时间为1.25~8.04 d。研究区内两个地下水系统的区域水文地质条件不同，因此南北两个地下水系统对降雨响应的滞后性存在差异。南部地下水系统从径流-排泄区至排泄区地下水对降雨的响应滞后性逐渐增强。北部地下水系统，径流－排泄区域受上游远距离降水补给的影响，地下水位变化较多源补给的排泄区更为滞后。

河池市金城江区城西岩溶水源地砷污染来源及途径

刘伟威, 贾龙, 刘昶, 周富彪

2024, 43(4): 854-862, 875. doi: 10.11932/karst20240405

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95

22

摘要:
为研究岩溶水源地污染物来源和运移途径，以河池市金城江区城西水厂岩溶水源地为研究区，依据水文地质学分析方法，开展城西水厂砷异常原因调查，利用示踪试验和取样检测等手段，查明砷污染源处于城西水厂水源地准保护区范围外，为三境村砒霜厂旧址及其东面岩溶洼地，并评估出砷污染土层方量为55 742.5 m³，其污染途径长12.25 km，主要通过岩溶管道，经欧洞地下河污染城西水厂，这进而证实欧洞地下河的另一水源方向。建议调整城西水厂水源地准保护区南部边界，以地下水分水岭为界，并适当增设水质长期监测点，以实施污染源风险管控。

表层岩溶带土岩结构对降雨−径流响应特征的影响

徐子凡, 陈喜, 刘维翰, 刘皓, 张志才

2024, 43(4): 863-875. doi: 10.11932/karst20240406

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77

27

摘要:
碳酸盐岩在溶蚀作用下形成的表层岩溶带，其上层土壤特性和厚度以及下覆裂隙大小和分布控制降雨入渗、蒸散发和地下径流过程。而不同土岩结构对水文过程的影响尚不明晰。文章构建3种典型土岩结构（薄层石灰土—石灰岩块型、薄层石灰土—白云岩碎石型、厚层土壤—石灰岩碎石型）土柱试验装置并进行观测，通过对比分析，揭示不同土岩结构的产流能力和径流响应特征的差异。结果表明：土岩结构对水平衡有显著影响。厚层土壤（85 cm）极大增加了蒸发量，其产流能力较小，表现为形成地下径流所需的降雨阈值大和形成的径流总量小。相比之下，薄层土壤（20 cm）具有较大的产流能力。当薄层土壤下覆为白云岩碎石时，相比于下覆为石灰岩岩块，碎石表面滞留水分能力较强，导致蒸发损失增加和径流量减少。此外，土岩结构还显著影响降雨—径流响应特征：对于厚层土壤，其对径流的调蓄能力强，洪峰流量显著减小，初始径流和洪峰流量的响应时间延长，但这种延长的幅度随着降雨事件的雨量和强度的增加而减小；对于薄层土壤，其对径流的调蓄能力较弱，其中对于下覆石灰岩岩块结构，裂隙率低、导水性强，在小降雨下容易入渗并形成较大的洪峰；而下覆白云岩碎石结构储水能力较大，在大降雨下，有利于入渗水积蓄，从而形成较大的洪峰。

广西杨梅冲地热田成因模式分析

王新伟, 张漓黎, 李善民

2024, 43(4): 876-888, 921. doi: 10.11932/karst20240407

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61

31

摘要:
广西贺州地热资源丰富，所蕴含的地热能潜力巨大，极具开发前景和研究价值，但该地区地热资源存在补给来源、循环演化过程及成因机制不清的问题。本研究通过地热地质调查、地球物理、地球化学和环境同位素等方法探究贺州杨梅冲地热水的热储特征、补给来源、循环深度和成因模式，初步建立地热资源温度、组分、深度、磁性等参数与地质认识一致的地质－地球物理模型和隆起山地断裂对流型地热概念模型。结果显示，杨梅冲地热田属带状热储，姑婆山断层是杨梅冲地热田主要导水、控热构造。杨梅冲地热田地热流体水化学类型为HCO₃-Na型。氢氧同位素显示区内地热水的补给来源于降水入渗。降雨在水力和热力的驱动下沿着断裂带和岩石孔隙循环交替水热对流，形成了杨梅冲断裂对流地热模型。研究结果为广西杨梅冲地热资源的勘查和合理利用提供理论依据。

黔中岩溶区地下水水化学来源特征及其影响因素

江峰, 吉勤克补子, 曹建文, 王若帆, 赵良杰

2024, 43(4): 889-899. doi: 10.11932/karst2024y028

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85

22

摘要:
文章基于区域水文地质、环境地质调查成果，对黔中岩溶区43个地下水点进行了枯水期和丰水期水样采集测试，利用地球化学图解及主成分分析（PCA）法，探讨该区枯水期和丰水期岩溶地下水水化学特征、离子来源及其影响因素。结果表明，该区地下水枯水期和丰水期的水化学特征及影响因素一致，水化学类型均以HCO₃(SO₄)-Ca(Mg)为主，吉布斯图解分析表明研究区岩溶地下水为岩石风化型，水化学组成主要来源于岩石风化淋滤溶解；[(Ca+Mg)/HCO₃] - [ SO₄/HCO₃]图解分析认为研究区可溶性碳酸盐岩主要受碳酸的风化侵蚀作用控制，局部样品受石膏溶解影响显著；丰水期地下水主成分主要受水岩作用过程（PC1）、人类活动（PC2）及工业生产（PC3）等3类因素影响，这三个影响因素能够解释丰水期地下水水化学组分83.7%的特征；枯水期地下水主要受水岩作用过程（PC1^*）和人类活动（PC2^*）影响，这二类综合因子能够解释枯水期地下水化学组分85.1%的特征。水岩作用过程是该区地下水水化学组分最主要的影响因素。水岩作用主要影响K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、${\rm{HCO}}_3^{-}$、TP、F⁻、SiO₂等8项水质指标，人类活动主要影响NH$_4^{+}$、COD_Mn及Cl⁻等3项水质指标，而磷矿开采主要影响${\rm{SO}}_4^{2-}$。研究成果深化了对黔中地区岩溶地下水水化学特征的认识，揭示了地下水离子组分来源及影响因素，研究成果对黔中岩溶区地下水资源的合理开发利用与保护具有积极的指导意义。

德夯岩溶河谷异质生境中半蒴苣苔的水分生理生态适应性

王晨瑶, 张婷, 曾德武, 李龙, 叶庆子, 田向荣

2024, 43(4): 900-910. doi: 10.11932/karst2024y031

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摘要:
以湘西世界地质公园德夯岩溶河谷内克隆植物半蒴苣苔（Hemiboea subcapitata）为材料，测定其生长、形态与光合水分生理指标，探究其对德夯岩溶台地河谷演化中形成的三类异质生境(峡谷岩壁表面、风化碎裂岩表和河岸有机质层)的水分生理生态适应性。结果显示：(1)异质生境中半蒴苣苔单(分)株叶片自然含水量仅有较小差异(< 2%)，而相对含水量和自然饱和亏则无显著差异；异质生境中叶片水分需求随基质含水量降低而明显增加，但叶片水势也随之显著降低。(2)单株生长差异大但群体累积生物量无明显差异。如峡谷岩壁表面单株的株高和叶面积均显著高于河岸有机质层单株，但群体累积株高、累积叶面积差异不显著。(3)单株外部形态变化显著，匍匐茎长度、直径和根着生密度均呈现峡谷岩壁表面>风化碎裂岩表>河岸有机质层的趋势；峡谷岩壁表面单株叶片比河岸有机质层单株平均增厚近60 μm，比叶面积则降低至其78.2%，气孔密度则显著降低至其66%。(4)光合生理指标中，叶片气孔限制值随叶片水势降低而显著增加，同时气孔导度明显提升，故而胞间CO₂浓度并无明显变化，但峡谷岩壁表面单株叶片的净光合速率仅达到河岸有机质层单株叶片的69.6%。(5)水分亏缺最多的峡谷岩壁表面单株叶片水分利用效率却最低(3.029 ± 0.461 μmol CO₂·mmol⁻¹ H₂O)，仅为河岸有机质层单株的73%。表明，半蒴苣苔可通过自身水分维持机制来保证岩溶异质生境中单株水分的相对稳定，并以增加根系密度、匍匐茎长度、叶片厚度和重量，减少气孔密度等形态可塑性来适应干旱的岩溶岩壁生境，通过增加气孔导度保持蒸腾拉力来维持胞间CO₂浓度，以高耗水来维持生长状态相对稳定的方式达成对岩溶河谷水分异质性生境的适应。

湘中娄底市岩溶塌陷特征及影响因素研究

郭杰华, 蒋忠诚, 刘新建, 廖红为, 李程

2024, 43(4): 911-921. doi: 10.11932/karst20240408

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摘要:
湘中娄底市记录有281起岩溶塌陷事件以及上万个塌陷坑，是我国岩溶塌陷非常严重的城市之一。所有岩溶塌陷中，矿区岩溶塌陷有222起，占总数的79%，此外，还有地基工程造成的岩溶塌陷和降雨渗透潜蚀造成的岩溶塌陷。由此总结出娄底市具有真空吸蚀、浮托软化、荷载振动、渗透潜蚀4种岩溶塌陷发生模式，各模式均有4个致塌过程。其中，真空吸蚀塌陷和浮托软化塌陷主要为矿山活动所致，分别因矿区抽排水和矿区闭坑后回水所诱发；荷载振动塌陷主要为桩基施工等荷载外动力作用诱发，渗透潜蚀塌陷多为强降雨诱发的自然塌陷。岩溶塌陷的影响因素包括基础因素和诱发因素两个方面，基础因素有地层岩性、岩溶地貌、岩溶水富水性、与矿区相关性等，构成岩溶塌陷易发区的关键影响因素；诱发因素主要有矿区抽排水、闭坑矿区回水、工程振动、降雨过程等，其强度影响岩溶塌陷发生的时间、区域范围和规模。娄底市岩溶塌陷频发、突发，建议构建岩溶塌陷监测预警系统，科学编制岩溶塌陷防治规划和灾害应急预案，强化岩溶塌陷风险管理，保持岩－土－洞－水－气间的动态平衡。

水位下降速率对岩溶土洞塌陷的影响分析

陈学军, 薛明明, 宋宇

2024, 43(4): 922-936. doi: 10.11932/karst20240409

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摘要:
水位升降引起的水气压力变化会导致岩溶土洞塌陷。通过开展物理模型试验与FLAC3D数值模拟相结合的方式，模拟相同供水速率不同排水速率下的水位升降波动对岩溶土洞的致塌过程，分析了水位升降波动过程中不同排水速率对既有土洞内水气压力的变化、覆盖层土压、变形的影响，建立了排水速率，覆盖层变形、塌陷与水气压力的关系，提出了水位波动对土洞塌陷的作用规律。结果表明：（1）排水速率对水气压力变化的影响规律基本一致但变化程度不同。水气压力的变化程度、响应时间与排水速率呈正相关。（2）覆盖层变形量、土压的变化与水气压力变化呈正相关，但影响程度不同，排水速率只是加快了其变化程度。（3）土洞变形、塌陷程度是综合因素所致。排水速率、水位波动次数对既有土洞中水气压力变化、以及土体变形效应均具有不同程度的影响。（4）数值模拟结果与试验室模型试验所得结论基本吻合。这些规律为进一步研究水动力因素对岩溶塌陷的作用规律提供了重要的理论支撑，为合理防治、预测岩溶塌陷提供了依据。

基于加窗互相关函数的微动面波岩溶塌陷探测

宋同, 李欣欣, 张伟, 胡涛, 郑晓慧

2024, 43(4): 937-947. doi: 10.11932/karst20240415

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摘要:
文章利用微动面波成像方法对江西某研究区的岩溶塌陷进行探测：先针对微动信号的互相关函数进行窗函数优化处理，提高数据信噪比，改善微动面波的频散能量谱分辨率；再对研究区各组虚源面波记录进行频散曲线提取和反演处理，获得测线上各点的横波速度结构；最后联合各测点反演结果生成测线下方的横波速度剖面，并结合钻孔资料进行地质解释，成功揭示区内岩溶塌陷的分布位置及深度。结果表明：（1）互相关函数计算时的窗函数选取将影响频散能量谱的分辨率，在微动数据处理时应进行窗函数测试；（2）对互相关函数进行加窗处理和优化，可有效提高微动面波的信噪比和频散能量谱的分辨率，拓宽频散曲线的频带范围，提高反演的准确性；（3）微动面波技术在岩溶塌陷探测中具有较好的应用效果，结合加窗函数优化处理能更准确确定地下危害体的范围。

湘鄂渝黔交接区隐伏型红色岩溶地貌形态成因及其区域分布

姜伏伟, 赖海青, 杨庆坤, 陈友智, 于宁, 杨涛

2024, 43(4): 948-956. doi: 10.11932/karst20240411

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摘要:
红色岩溶为新发现的隐伏型地貌，是埋藏于土下、颜色红艳、形态奇特的岩溶地貌。目前，红色岩溶研究主要集中于定义特征、形成条件、地质成因、演化模式等方面，但其独特的形态的形成机制、塑形过程及隐伏的分布范围尚未深入讨论。文章从物质成分差异、节理裂隙切割及差异溶蚀作用三方面分析红色岩溶地貌形态的形成机制，并讨论了塑形的基本过程及关键地质作用。依据红色岩溶地貌发育的判定条件及地层特征，确定了湘鄂渝黔红色岩溶的分布范围。结果表明：（1）岩层中可溶性物质含量差异及层状韵律层是红色岩溶地貌形态塑形的物质条件。它的动力条件是构造节理裂隙切割与岩体差异溶蚀；（2）红色岩溶地貌形态演化经历四个基本阶段，其中节理裂隙切割、岩土界面溶蚀及节理裂隙面溶蚀是塑形的关键地质作用；（3）湘鄂渝黔四省红色岩溶地貌分布总面积达3 433.83 km²，主要分布于湘北、湘西北、鄂西南、渝东南及黔东北。

铀同位素反演古海洋环境的研究进展

罗劬侃, 曹建华, 钟亮, 白冰, 王奇岗, 廖红为, 宗克清, 覃汉莲

2024, 43(4): 957-968. doi: 10.11932/karst20240412

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摘要:
铀同位素因可定量反演全球尺度古海洋缺氧洋底分布面积占比(%)而被广泛应用在埃迪卡拉纪末期以来的重要大洋缺氧或生物事件中。通过对国内外相关文献进行综述，系统总结了利用铀同位素开展定量反演的原理、方法与成果，初步构建了铀同位素定量反演的还原性海洋洋底面积占比（%）与大气氧气浓度、大洋缺氧或生物事件的耦合关系，发现：（1）铀同位素反演结果与各缺氧或生物事件吻合度较高，表明铀同位素确实为有效的全球尺度深时尺度定量反演指标；（2）还原性海洋洋底扩张与大气氧气浓度变化之间普遍存在滞后性，推测与海平面、海洋生产力、海洋内部环流变化及底层水氧化还原反应的滞后性相关。指出铀同位素反演受样品后期成岩、风化蚀变作用的影响，可能存在解译误差；铀同位素单指标解译结果存在精准度偏低的缺点，需采用多指标综合反演的方法提升反演精度。

土耳其岩溶地质概况

秦正峰, 许琦, 谢银财, 毕雪丽

2024, 43(4): 969-981, 990. doi: 10.11932/karst20240413

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摘要:
土耳其岩溶分布面积约占其国土面积的40%，发育典型的地中海气候类型岩溶，根据构造特征，从北向南分为四个不同的岩溶区，其中托罗斯山脉是土耳其乃至地中海地区最大、最为发育的岩溶区，具有很高的研究价值。文章在系统收集地质、构造及水文地质等资料基础上，编制1∶100 万土耳其岩溶地质图，分析了影响岩溶发育的因素，总结了土耳其岩溶分布规律、主要岩溶现象及资源开发利用现状，为“全球岩溶地质”数据库建设和服务全球岩溶大科学计划提供支撑。

岩溶地质资料管理服务系统设计与实现

杨辰, 毕奔腾, 周立新

2024, 43(4): 982-990. doi: 10.11932/karst20240414

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摘要:
岩溶地质资料是岩溶领域科学研究积累的宝贵科研资料。自岩溶地质研究所建所以来，承担各类项目超过1 000项，积累了大量岩溶地质资料，这些资料存在分散管理、多源异构、数据孤岛、查询困难等问题。为进一步发挥岩溶地质资料的科学价值，让各类数据资源能够更好的被利用，本文根据岩溶地质资料的特点，利用开源平台架构，采用Web开发技术，设计开发了岩溶地质资料管理服务系统。系统实现了各类岩溶地质资料的元数据管理、目录查询、空间查询、地图服务等功能，可为岩溶科技人员开展科学研究、地质调查、市场服务等工作提供数据信息支撑。

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2024年第43卷第4期

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