中国岩溶

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2025, 44(4): 669-679. doi: 10.11932/karst20250401

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4

摘要:
为积极应对全球气候变化，助力实现“碳达峰碳中和”的战略目标，近年来，我国地质工作者从多角度证实了岩溶作用在碳汇方面的巨大潜力。其中，岩溶作用影响因素研究是准确计算岩溶碳汇强度的基础条件之一，文章以丽江盆地—金沙江岩溶区同一含水层、土地利用相近、不同高程的多个岩溶泉水作为研究对象，利用水文水化学资料，根据水化学—径流法计算各级地下水系统碳酸盐岩风化消耗CO₂质量浓度和碳汇通量，结果表明：立体气候区碳酸盐岩风化消耗CO₂质量浓度与海拔呈负相关，即海拔越低，消耗CO₂质量浓度越高，且随着海拔的降低，消耗CO₂质量浓度的增加幅度有上升的趋势；高寒山区碳酸盐岩风化碳汇通量与海拔呈正相关，即海拔越高，碳汇通量越大，中低海拔区碳汇通量与海拔呈负相关，即海拔越低，碳汇通量越大，且有增幅上升趋势，上升幅度小于消耗CO₂质量浓度。说明立体气候区海拔的差异引起岩溶环境(温度、降水、风化作用、植被类型、土壤厚度等)的不同，进而影响岩溶的发育过程，是岩溶作用和碳汇效应差异的主要因素，人为改造外部环境（如地形、植被和土壤）是可以改变岩溶碳汇强度的。该研究为准确评估岩溶碳汇强度提供了地质依据，对认识全球碳循环机制、推动“碳达峰碳中和”目标的实现具有重要意义。

西南喀斯特与非喀斯特地区植被碳源/汇时空演变特征及气候影响因素

闫妍, 杨文娅, 黄玉清, 胡宝清, 樊艳红, 黄静

2025, 44(4): 680-691. doi: 10.11932/karst20250402

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摘要:
探究碳收支平衡及变化对人类未来应对全球气候变化的影响具有重要意义。研究基于GEE平台运用2003—2019年西南地区MODIS数据，获得西南地区喀斯特及非喀斯特地区植被碳源/汇的空间格局和时间变化趋势，并分析气候要素对植被碳源/汇的影响情况，结论如下：①2003—2019年来，西南地区NEP总体呈增长趋势，多年NEP平均值为718.18 gC·(m²·a)⁻¹，年增长率为3.11 gC·(m²·a)⁻¹；②西南地区碳汇区占总面积的99.994%，总体呈现由南向北递减的空间分布格局，是重要的碳汇功能区；③西南地区植被NEP呈增加趋势的面积占其总面积的73.09%；④西南地区植被NEP与气温呈正相关，与降水呈负相关。

基于MODFLOW-CFPv2的岩溶隧道区域地下水数值模拟

陈荩娜, 安官平, 杨都强, 王云江, 彭航, 杨廷巧, 黄涛

2025, 44(4): 692-700. doi: 10.11932/karst20250403

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摘要:
中国西南地区岩溶发育强烈，裂隙—孔隙双重介质特征显著，隧道施工往往对区域地下水流场造成重大影响。为提高非均质岩溶水系统的刻画精度，基于MODFLOW-CFPv2双重介质耦合模型，对贵州某典型岩溶隧道所在区域的地下水系统进行数值模拟。通过分析区域地下水运动规律，定量评价了隧道施工对地下水流场及泉流量的影响。模拟结果表明，隧道施工期间，预测峰值涌水量超过20 000 m³∙d⁻¹，且隧道施工对区域地下水系统的扰动具有长期性。验证了MODFLOW-CFPv2模型在复杂岩溶水系统中的应用潜力，为隧道施工及区域生态保护提供了科学依据。

水化学和同位素揭示的甘肃平凉岩溶水成因机制研究

张成文, 郑灏帆, 何剑波, 刘子龙, 毛绪美

2025, 44(4): 701-710. doi: 10.11932/karst2025y015

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摘要:
岩溶水是平凉地区的重要水资源之一。探明岩溶水的形成机制对于该地区岩溶水资源的可持续利用、水源地保护以及环境保护措施的制定具有重要意义，为推动区域水资源的可持续发展和水环境健康提供了科学依据和理论支持。岩溶水的水化学成分可以揭示补给、径流和排泄过程，而同位素示踪方法则有助于指示岩溶水系统的范围和动态变化。因此，本研究通过水化学和同位素分析阐明了平凉地区岩溶水的成因机制。研究结果表明，该地区地下水主要分为HCO₃-Ca型和HCO₃·SO₄-Na型两类。Spearman相关分析和离子比例系数分析表明，白云石、方解石和蒸发盐主导了平凉岩溶水的水化学形成。水文地质条件及氢氧同位素结果进一步证实，岩溶水主要来源于大气降水补给。基于岩溶水成因模型的识别，确定平凉地区存在两种岩溶水成因模式。尽管两者均接受来自山前的大气降水补给，并通过岩溶裂隙流经上覆地层进入含水层，但由于上覆地层的差异，导致水化学特征的不同。这表明，上覆地层中矿物溶解作用是平凉岩溶水化学成分形成的主要因素。

岩溶区不同坡位林地土壤N₂O排放特征及其影响机制

杨明臻, 杨霖, 刘丽君, 文冬妮, 曹建华, 朱同彬, 余龙飞, 李亮, 梁健, 卢丹美

2025, 44(4): 711-721, 733. doi: 10.11932/karst20250405

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摘要:
岩溶区地形复杂, 土壤氧化亚氮（N₂O）排放差异较大，量化其排放有助于全球N₂O排放清单的精准编制。目前岩溶区不同地形条件下土壤N₂O的空间排放特征及其影响机制尚不清楚。本研究区位于西南典型岩溶区桂林，选择不同地形坡位（坡顶、坡中和坡脚）的自然林地连续监测154 d 土壤N₂O排放，并采用¹⁵N同位素标记技术测定土壤矿化速率与硝化速率，从土壤氮供应角度揭示N₂O排放的影响机制。结果表明，随坡位下降，土壤有机碳、全氮含量和pH显著提高。不同地形坡位下土壤N₂O排放具有较大差异，排放通量介于5.21~39.6 μg N·m⁻²·h⁻¹之间。坡脚土壤N₂O累积排量（0.71 kg N·hm⁻²）最高，其次是坡中（0.53 kg N·hm⁻²），坡顶N₂O最低（0.43 kg N·hm⁻²）。岩溶区土壤具有较高的矿化和硝化速率，且随着坡位降低，土壤矿化和硝化速率均显著提高。与坡顶（2.27 mg N·kg⁻¹·d⁻¹和5.11 mg N·kg⁻¹·d⁻¹）相比，坡脚土壤矿化和硝化速率分别提高到5.98 mg N·kg⁻¹·d⁻¹和8.85 mg N·kg⁻¹·d⁻¹。相关分析表明，土壤N₂O累积排放量与矿化速率和硝化速率、有机碳、全氮、pH呈显著正相关，表明岩溶区不同坡位下, 土壤理化性质通过影响无机氮供应能力（矿化速率和硝化速率）来改变N₂O排放。本研究结果强调了在评估岩溶区土壤N₂O排放时，应充分重视地形的影响。

北盘江流域岩溶地区石漠化土地演变特征

舒骏生, 张晓晨, 叶海燕, 吴协保, 宁小斌, 张亚威, 蔡奕

2025, 44(4): 722-733. doi: 10.11932/karst20250406

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摘要:
石漠化是中国西南地区经济社会发展与生态建设的关键制约因素之一，其动态监测与演变特征评估对于区域石漠化防治及生态保护体系构建兼具重要的理论与实践价值。文章选取国家林业和草原局公布的岩溶地区2005—2021年间的四次石漠化调查监测数据，运用长时间序列动态分析方法，剖析北盘江流域尺度上石漠化的时空演变特征和未来发展趋势。结果显示：（1）2005—2021年间，北盘江流域植被覆盖度由29.6%提升至40.6%，基岩裸露度由34.2%降至27.9%，石漠化土地面积占比由42.2%缩减至18.9%；（2）北盘江流域石漠化土地主要集中在中下游，其中度以上石漠化土地占该区域岩溶面积的35%以上，上游中度及以上石漠化土地占比不足10%；（3）未来2026年及2031年北盘江流域石漠化仍将持续改善，中度及以上石漠化面积较2021年分别减少241.53 km²和408.61 km²。过去15年里，北盘江流域石漠化态势得到有效控制，而部分地区仍面临高度不稳定状态，或呈现恶化态势的风险；未来在多种政策措施支持下，该流域石漠化情况将持续改善，但部分严重区域的治理工作将面临更大挑战。

高原山地废弃矿山生态问题综合评价及修复治理研究——以云南曲靖市为例

王波, 赵莉, 郭云, 陈晓梅, 宋增宏

2025, 44(4): 734-748. doi: 10.11932/karst2025y016

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摘要:
由于早期粗放式开发，加之高原山地生态环境脆弱，历史遗留废弃矿山生态问题已严重影响当地生态环境、制约着区域发展。近年来，持续开展的修复工作使生态环境质量显著改善，但部分废弃矿山因调查不充分，生态问题综合评价不足，导致修复目标不明、治理措施不当、修复成效不佳。文章以滇东高原山地典型区曲靖市为研究区，通过系统分析地质环境问题与生态环境条件，运用多因素分析、图层叠加等方法综合评价发现：生态问题严重（Ⅰ级）图斑面积占35.29%，较严重（Ⅱ级）图斑占54.89%；一般（Ⅲ级）占比9.82%。根据评价，划分4个修复分区，并分区分类提出地质环境隐患消除、植被恢复及地形地貌重塑、废弃物清运与土壤改良、地形地貌重塑与土地转型、水土流失治理与石漠化减缓等针对性修复措施，为其他高原山地区生态保护修复提供参考。

典型原生岩溶环境原核微生物多样性及群落结构分析

任亚珍, 李琼芳, 邹兰, 蒋忠诚, 代群威, 叶立慎, 冯馨, 李婉月, 周晓娅, 蒋萌

2025, 44(4): 749-763. doi: 10.11932/karst20250407

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摘要:
为明确典型原生岩溶区水体和土壤微生物群落特征，以广西区四处区域水体和土壤为研究对象，利用高通量技术分析其微生物多样性和微生物群落结构，解析环境因子对微生物群落的影响，并探讨岩溶微生物在碳循环中的潜在功能。结果发现：典型岩溶区水体和土壤样品中变形菌门（Proteobacteria）是优势菌；水体和土壤中对细菌群落结构影响最大的环境因素分别是${\rm{NO}}_3^{-}$和SWC；两者与碳循环相关的功能类型占比最高的均为化能异养，占比分别为水体13.00%，14.00%和土壤6.70%，11.00%，糖酵解和三羧酸循环是细菌的主要代谢功能。微生物通过这些碳循环相关的地球生化功能在岩溶环境中发挥重要作用。

基于CiteSpace的2015—2024年石笋领域研究热点及发展趋势分析

周文明, 杨勋林, 王思楠, 王林举, 李国凤, 向万里, 葛晓艳, 龚萌

2025, 44(4): 764-776. doi: 10.11932/karst20250408

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摘要:
石笋被视为研究古气候学的第四大支柱，是古气候研究的重要地质载体。文章利用CiteSpace软件对2015—2024年十年间石笋领域的研究热点和发展趋势进行文献计量学分析，以期为学者了解本领域的最新研究进展、寻找后续研究的突破口等提供科学依据。文章纳入中文文献360篇，研究热点主要是氧同位素、亚洲季风、全新世、洞穴滴水和末次冰期等关键词；纳入英文文献791篇，研究热点主要是洞穴监测、气候、变率、高分辨率、东亚夏季风和末次冰期等关键词。在合作作者、发表机构、发表国家和被引文献等维度，中国都位于世界前沿，在石笋领域占据着重要地位。2015—2024年十年间，CNKI和WOS数据库在石笋领域研究文献的年度发表量呈波动下降趋势，表明石笋领域研究已逐渐进入了饱和状态，迫切需要新方法、新手段，注入新动力。

渝东南纹层石笋δ¹⁸O记录的最近100年季风气候变化

龚萌, 杨勋林, 葛晓艳, 周文明, 王思楠, 李国凤, 向万里

2025, 44(4): 777-789. doi: 10.11932/karst2025y008

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摘要:
以重庆市酉阳自治县天坑洞采集的石笋样本TK22-1为研究对象，通过高精度的²³⁰Th测年和石笋纹层计数法，构建了覆盖近百年历史的高分辨率δ¹⁸O序列。研究发现，石笋TK22-1δ¹⁸O变化与年平均温度显著正相关，与年平均湿度和年降水天数显著负相关，与年降水量呈负相关关系，但未达到显著性水平，但与当地干旱事件密切相关。表明与温度、降雨天数和湿度相关的区域水文状况是影响石笋δ¹⁸O的主要因素。石笋TK22-1的δ¹⁸O记录显示，过去100年亚洲夏季风（East Asian Summer Monsoon， EASM）持续减弱，尤其在20世纪80年代后，减弱趋势在中国季风区尤为显著，该现象的形成是自然因素与人为因素共同作用的结果。与全球其他气候指标对比，发现亚洲夏季风减弱与全球气温升高、厄尔尼诺-南方涛动（El Niño-Southern Oscillation，ENSO）极端事件增多、大西洋经向翻转环流（Atlantic Meridional Overturning Circulation，AMOC）与太平洋沃克环流（Pacific Walker Circulation，PWC）减弱等现象有关，特别是温室气体排放，通过影响ENSO、AMOC和PWC等气候系统关键环节，间接导致了亚洲夏季风强度的减弱。

基于APCS-MLR模型解析广西岩溶区风化型锰矿区周边农田土壤重金属污染源

王金龙, 郑国东, 覃建勋, 王磊, 李杰, 欧阳鑫东, 顾文博, 黄小霞, 覃艳引

2025, 44(4): 790-801. doi: 10.11932/karst20250409

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6

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摘要:
为了探究锰矿开采对周边农田带来的生态风险，对锰矿区周边农田表层土壤进行采样分析，运用潜在污染风险指数法与地累积指数法对研究区农田土壤进行生态风险评价，并采用APCS-MLR模型与PMF模型对土壤重金属来源定量解析与验证。结果表明，研究区农田土壤潜在污染风险为中等（RI=222.28），主要表现为Cd（$ {E}_{i} $=90.05）与Hg（$ {E}_{i} $=89.6）；地累积污染程度排序为Cd＞Hg＞Zn＞Pb＞Ni＞Cr＞Cu＞As；主成分分析表明研究区农田土壤主要受两种污染源影响，推测为人为矿业开采及排放源与自然源，贡献率分别为61.8%与26.2%；APCS-MLR模型与PMF模型判定Cd、Cr、Hg、Mn、Ni，主要受人为矿业源影响，As、Pb、Zn主要受自然源影响，Cu主要受人为矿业源与自然源两种因素叠加影响。研究结果可为广西风化型锰矿区周边农田土壤重金属修复及生态风险防控提供理论基础。

鲁中碳酸盐岩区土壤重金属污染特征及来源分析

姜冰, 孙增兵, 张德明, 王建, 刘阳

2025, 44(4): 802-814. doi: 10.11932/karst20250410

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摘要:
碳酸盐岩区土壤重金属含量通常具有天然的高背景特征，会对土壤健康、农产品安全和生态环境构成威胁，因此，在土壤重金属高背景区开展污染特征研究和重金属来源识别，对环境保护和人类健康发展具有重要意义。以鲁中碳酸盐岩分布区为研究区域，分析测试了岩石、土壤、大气降尘中的重金属含量特征，采用富集因子法、主成分分析、模拟计算和相关分析等方法，研究了土壤重金属污染特征，探究了其来源，阐明了其影响因素。结果表明，研究区属土壤重金属含量高背景区，土壤重金属含量是岩石的2.76~6.82倍，大气降尘中As、Cr、Ni含量低于土壤，Cu、Pb、Zn、Hg、Cd含量高于土壤。土壤重金属污染程度低，平均污染程度由大到小依次为Hg、Cd、Ni、Cu、As、Zn、Pb、Cr。大气降尘对土壤重金属有所贡献，其导致的表层土壤Cd、Hg的年增长速率最大，分别为0.55%和0.20%。土壤有机质与Cd、Hg相关性最为显著，阳离子交换量与Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、As相关性最为显著。总体来看，Cd、Hg主要受控于有机质，并叠加了降尘积累，Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、As主要受控于成土母岩。

宣威市地质灾害综合解译标志建立及应用效果评价

杨迎冬, 杨中宝, 魏蕾, 赵鹏, 罗泽阳

2025, 44(4): 815-827. doi: 10.11932/karst20250411

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摘要:
为解决单一解译标志在识别中存在的不足，提升解译效果，尽可能发现潜在的地质灾害隐患点，文章在常规的InSAR形变、光学影像基础上，充分考虑地质灾害发育条件和承灾对象，引入易发环境标志和人类活动标志，形成综合解译标志，并在云南省宣威市开展地质灾害解译应用工作。此次共解译88处地质灾害点，根据野外实地验证，35处为已有地质灾害隐患点，33处为新增潜在地质灾害点（其中19处对居民有威胁）；为评价解译标志的有效性，建立熵权—模糊评价方法对解译标志进行质量评估，结果表明：在宣威建立的综合解译标志质量良好，对潜在地质灾害隐患识别效果较好，潜在地质灾害识别准确率达62.3%。

基于地质灾害危险性评价的山区城镇国土空间管控——以麻栗坡县“9·02”泥石流灾害为例

张卫锋, 佟彬, 丁中开, 周翠琼, 杨迎冬, 谭维佳, 杨文礼

2025, 44(4): 828-844. doi: 10.11932/karst20250412

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摘要:
文章以云南省麻栗坡县“9·02”泥石流灾害为例，为研究降雨群发性地质灾害的国土空间管控，以地质灾害地面调查为基础，采用模糊综合评价法定量开展泥石流灾害危险性评价。2018年9月2日凌晨3–4时麻栗坡县猛硐乡暴发特大山洪泥石流灾害，猛硐乡政府驻地城镇区受灾严重。该泥石流为一低频黏性泥石流沟，泥石流物源主要为中上游的降雨群发性滑坡体、沟岸坍塌物及沟床物质，泥石流堆积物在城镇区淤积方量达100×10⁴ m³。泥石流灾害的形成条件与地形、物源、水动力作用密切相关，物源类型以滑坡为主，约占总量的98%。降雨诱发滑坡数量达614处，滑坡体物质及树木为泥石流灾害的形成提供大量松散物质来源，滑坡体上的高大树木阻塞沟道的宣泄导流，加大了沟道侵蚀作用，放大了泥石流灾害的成灾后果。采用形态调查法计算泥石流流量的结果更符合灾害实际。将地质灾害风险管控各项措施融入国土空间管控，科学部署治理措施，以山区城镇国土空间分区为依据，定量划定了泥石流的冲击区域为禁建区、波及范围内区域为限建区、治理后安全区域为宜建区。

基于GIS和信息量模型方法的地质灾害危险性评价

谢斯琴, 栾崧, 周大海

2025, 44(4): 845-853. doi: 10.11932/karst2025y013

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摘要:
地质灾害危险性评价影响因素及评价方法众多，文章以象州县为例，采用信息量模型方法，基于ArcGIS对空间数据的叠加分析功能，选取地貌类型、地质构造、工程地质岩组及地形坡度、岩溶发育程度、斜坡结构、植被覆盖度、人类工程活动8个评价指标，对地质灾害易发性进行评价，在此基础上再选取10年一遇、20年一遇、50年一遇、100年一遇24 h降水量对易发地质灾害危险区进行评价，得出不同降雨工况重现期下，地质灾害危险性级别。评价结果表明，降雨工况重现期越大，地质灾害高危险性及极高危险性分布面积越大，降雨对地质灾害的影响较为显著。象州县地质灾害极高危险区主要分布于中部寺村镇附近河流阶地地貌单元，砂砾石黏土双层结构土体岩组区，东部大乐镇至百丈镇一带及西部马坪镇峰林谷地地貌单元，厚层至块状强岩溶化坚硬灰岩、白云岩岩组区。高危险区主要分布于北东部运江镇、寺村镇至大乐、百丈乡一带以及马坪镇西部丘陵、河流阶地地貌单元；其余地区以中–低危险区为主，地貌单元以丘陵、低山丘陵为主。研究结果可为象州县地质灾害预警预报提供一定的参考。

岩溶景观区可持续发展能力与自然—人类影响要素间的关系

韦跃龙, 陈伟海, 李成展, 罗劬侃

2025, 44(4): 854-875. doi: 10.11932/karst20250413

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摘要:
文章在对岩溶景观区可持续发展能力构成及其主要面临的现状和问题进行分析的基础上，初步梳理了其与四大影响要素之间复杂、动态的响应关系、过程和特征，认为：（1）岩溶景观，是景观区可持续发展能力的资源前提和其他要素共同的作用对象，岩溶景观类型及其特征和格局是判定景观区可持续发展能力强弱的根本和关键；（2）区域地质要素，包括区域地层和构造两大子要素，分别为岩溶景观区的可持续发展能力提供总体稳定不变、相似却又差异明显的物质基础和先天内在条件；（3）区域自然环境要素，为岩溶景观区可持续发展能力提供相对短暂但复杂多样、适时变化的外部自然环境条件：①水通过水动力的变化、空气和气候主要分别通过CO₂含量和自身特征的变化全程直接参与景观区可持续发展过程并影响其能力的强弱；②土壤和生物主要分别通过改变土壤CO₂含量和自身新陈代谢行为间接参与景观区可持续发展过程并影响其能力的强弱；③五个子要素之间是彼此交融、互为补充、相互作用的关系；（4）人类要素，是岩溶景观区可持续发展能力的具体决策、操作、运行要素及中枢神经，主要通过科学研究、开发利用、保护、改变其他要素的特征及它们各自之间的关系四种方式实现及保持和增强岩溶景观区可持续发展能力。再结合岩溶景观的类型、特征、关系和格局，以“个体→局部→整体”的思路，探讨点型、线型、面型三类景观及景观区可持续发展能力的调控技术和措施。

广西荔浦猫山中更新世和早全新世脊椎动物群

陈曦, 苏勇, 蔡红梅, 李云, 胡海涛, 韦军, 史静耸, 邵庆丰

2025, 44(4): 876-886. doi: 10.11932/karst20250415

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摘要:
2014—2016年，广西荔浦猫山的两处洞穴中发掘出200余件脊椎动物化石, 综合化石埋藏状况和¹⁴C、铀系法测年结果，判断为中更新世和早全新世。通过形态描述、测量和对比，重点对大猪獾、爪哇犀、大角麂等类群进行了分类研究，明确中更新世、早全新世动物群分别由9种、20种动物组成。猫山中更新世动物群中豪猪、虎、大猪獾的体型都大于早全新世同类。猫山早全新世动物群的组成与桂林甑皮岩遗址动物群相似，皆为现生物种。全新世中期后，若干物种逐渐从广西地区绝迹，或被体型较小的近缘物种所取代，反映了人地关系的恶化。

汉中天坑群天星岩东方剑齿象牙齿化石年代学研究

陈清敏, 成星, 洪增林, 邓丽, 张瑜, 李兴文, 郭岐明, 唐力, 胡义, 王鹏, 王研, 王高红, 程海, R.LawrenceEdwards

2025, 44(4): 887-896. doi: 10.11932/karst2025y045

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摘要:
末次冰期全球气候波动频繁，影响了哺乳动物的演化和迁移历史。汉中天坑群丰富的地质生物记录是重要的古气候、古环境研究材料，并使用石笋重建了秦巴地区末次冰期的季风演化历史。汉中天坑群考察过程中发现的东方剑齿象化石也为认识晚第四纪古生物演化历史和生态环境响应提供了重要的参考资料。文章对东方剑齿象样品进行铀系（U-Th）和碳十四（¹⁴C）测年，并参考化石上结晶的碳酸钙铀系年龄，判断汉中天坑群天星岩东方剑齿象的生存时代约为27.5kyr BP（kyr=千年; BP=Before the present, present定义为1950年）附近MIS3阶段的DO暖事件。结合已有的石笋氧同位素序列和其他的古气候记录，推测MIS3时期汉中地区气候很可能比现代更温暖湿润，剑齿象从北方迁移到秦岭南部并演化为东方剑齿象，而且主要依靠南方广泛而稳定存在的C3植被为食。到末次盛冰期，气候极端寒冷，东方剑齿象灭绝，而亚洲象因为觅食生态灵活存活至今，生存区间退缩到了西南亚热带地区。

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2025年第44卷第4期

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