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岩溶动力学的理论探索与实践 总被引：29，自引：3，他引：26
国土资源部岩溶动力学重点实验室的研究群体自1990年以来连续成功实施了3个国际岩溶对比计划项目,包括IGCP299、IGCP379、IGCP448,在岩溶形成、碳循环、岩溶生态和水资源等领域,为国际岩溶学术界提供了共同解决岩溶地区资源环境问题的机会,将地球系统科学思想引入现代岩溶学,建立岩溶动力学理论,有力地推动了国际岩溶学科的发展.目前正在执行的IGCP513"岩溶含水层与水资源"项目继续引领国际岩溶地质研究方向.相关成果为在中国桂林建立联合国教科文组织"国际岩溶研究中心"(IRCK)奠定了坚实基础.由此回顾了20多年来岩溶动力学理论在中国的发展过程.概述了其主要的科学成果和应用前景.指出了地球系统科学的引入、全球视野的研究和及时将理论用于解决岩溶地区的资源环境问题在现代岩溶学发展中的重要意义.经过20余年的不断探索,形成了岩溶动力学理论的基本思路,并创造性地总结了一套捕捉碳、水、钙循环的行踪的工作方法.通过全球对比,提出"岩溶形态组合"概念,将岩溶形态组合与岩溶形成环境条件建立对应关系,解决异质同相、同质异相这一令岩溶学者迷惘的问题.将岩溶学引入伞球变化研究,一方面把岩溶作用与全球碳循环紧密的联系在一起,通过对CO2H2O-CaCO3系统(岩溶动力系统)的定位观测,发现全球最大的碳库-碳酸盐岩体在伞球碳循环中仍甚活跃;另一方面,岩溶动力系统(KDS)对环境变化十分敏感,响应及时,其相关沉积物可记录全球变化.将岩溶地质过程与生态学联系在一起,将现代岩溶学理论的研究推向应用,与生产实践结合.在岩溶动力系统运行机制和运行规律、我国岩溶动力系统的类型划分和分布规律、在表生岩溶系统碳循环与大气CO2源汇关系、利用石笋记录重建古气候、古环境变化过程及中国西南岩溶生态系统研究等方面均获得了突出成果,如首次估算了我国和全球因碳酸盐岩溶蚀回收大气CO2的量,中国为1.774×107t/a,而全球为6.08×105t/a;证实了西南岩溶区典型表层岩溶泉水化学的季节、日变化与暴雨动态,表层岩溶泉水化学取样的频率需要重新审定,而且水文水化学的连续监测对于岩溶作用强度和岩溶作用碳循环的高精度评价是十分必要的;要了解岩溶系统水化学的变化,仅考虑水-岩相互作用是不够的,我们还必须重视CO2气体对岩溶系统中水化学变化的影响,即岩溶系统水化学动态的变化是CaCO3-H2O-CO2三者相瓦作用引起的,水-岩-气相互作用的概念必须引入岩溶水化学的研究中;揭示了过去0.16 Ma来亚洲季风和低纬度地区降雨变化的特征,说明太阳辐射强度增高,驱动了盛间冰期的出现,重建了荔波地区2.3 ka来古气候环境的演变历史,贵州董哥洞石笋提供了低纬度、低海拔地区,可较好定年,更接近水汽来源区的古气候变化的替代指标;石笋记录发现末次冰期以来存在有多次冷事件-Heinrich冷事件H1～H5跃变事件,新仙女木事件在我国南方的洞穴沉积物中具有显著的反映.对西南8省区市岩溶县、石漠化严重县统计和空间分布特征的分析研究表明地质地貌条件对岩溶区资源、环境和社会经济具有制约作用,认为西南岩溶区石漠化综合治理首先要在岩溶地质条件的基础上,结合气候、水文和社会经济状况,才能深入分析岩溶区石漠化的成因、危害和类型.划分出岩溶区石漠化综合治理区域8大区成为"西南岩溶石漠化综合治理规划大纲"编写的重要基础. 相似文献
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岩溶关键带及其碳循环研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
岩溶关键带的范畴包含了大气-(降水)-植被-土壤-裂隙-基岩-水组成的“碳-水-钙”循环强烈的表层岩溶带以及岩溶管道-洞穴-地下河-隔水层组成的巨大岩溶地下空间,岩溶关键带碳循环是岩溶地球系统科学研究的前沿方向。总结概括了岩溶地球系统科学发展至今的岩溶关键带范畴内碳循环及其对大气CO2源汇效应的研究成果,包括早期碳运移模型、当前主流的区域岩溶碳汇量的计算方法和结果以及“生物碳泵”的新发现等,讨论了当前岩溶碳循环研究框架过于单一或不一致以及碳周转时间尺度等问题,提出应对岩溶关键带碳输入、赋存以及碳输出的各个环节做出系统化监测,通过联网在线高分辨率监测站点的建设以及“3S”技术实现点位到区域的研究,使岩溶碳汇在全球碳循环模型中的重要性更具说服力。 相似文献
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岩溶作用与碳循环”研究进展 总被引：41，自引：7，他引：34
IGCP 379项“岩溶作用与碳循环”是中国建议并组织实施的,于1995～1999年执行。作者对1995年以来项目的实施情况及其研究进展作了总结,并对每一科学目标的研究进展进行了综述:①表层岩溶系统碳循环与大气CO2源汇的主要进展有3方面:扩展了研究地区;揭示了表层岩溶系统碳循环的运行机制;对表层岩溶作用回收大气CO2量进行了估算。②深部CO2释放问题的主要进展有:发现了更多的深部CO2释放带;揭示了深部CO2气体来源问题;对西藏地区CO2源汇问题进行了深入的探讨。③以岩溶记录重建环境变化过程的主要进展有:研究时空范围不断扩大;采取多种新技术、新方法获取更多古环境信息;不断提高研究分辨率。 相似文献
4.
岩溶动力学理论的核心是碳水钙循环,强调系统思维和全球视野观,提出了岩溶动力系统概念模型、结构与功能。岩溶动力学研究产生的新的学科生长点,对现代岩溶学形成与发展具有里程碑式的意义。“岩溶形态组合”概念的提出为岩溶不均一性研究、岩溶类型与形成环境划分奠定了完整的方法体系;将岩溶学研究成功引入全球变化领域,由此开辟了岩溶碳循环与碳汇效应研究,为重新认识岩溶作用在全球碳循环中的地位打开了窗口;将岩溶地球化学研究延伸至无机与有机过程的融合研究,为脆弱岩溶环境修复与保护提供了更加清晰的思路与方法。岩溶IGCP项目的执行,体现了岩溶动力学理论为建立联合国教科文组织国际岩溶研究中心的指导意义,同时,岩溶动力学理论为我们自觉融入国家“一带一路”倡议、生态文明发展战略和“双碳”目标等奠定了坚实的理论与方法基础。 相似文献
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吉林省吊水壶岩溶区碳循环研究 总被引：4，自引：2，他引：2
通过对吉林省长春市吊水壶岩溶区淌泉子泉域的现场观测研究表明,岩溶作用带的碳循环强度与其相邻圈层的碳循环强度密切相关。表层带岩溶泉水的HCO-3 与上部圈层的CO2 浓度呈较好的正相关关系。根据观测资料计算,本区的CO2 吸收模数为0. 458g /s· km2 ,由此估算出北方40万km2 的碳酸盐岩CO2 吸收量为5. 77× 1012 g /a ,全球2200万km2 的碳酸盐岩CO2 吸收量为3. 18× 1014 g /a,占全球CO2平衡中丢失总量的3. 74%。 相似文献
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碳酸盐岩是岩溶发育的物质基础,它记录着地球历史时期的环境变化,是地球最大的碳库,对地球大气和生命演变起到重要作用;现代全球岩溶分布面积2200万km~2,占陆地面积的15%,岩溶动力系统是地球表层系统的重要组成部分,全球25%的人口依赖岩溶地下水资源的供给,岩溶生态系统的脆弱性制约着区域经济社会发展;本文主要针对近30年以来,岩溶学科发展进行综述,包括岩溶动力学概念、内涵与发展,驱动岩溶发育的地质-生态机制,岩溶动力系统与碳循环新进展,岩溶动力系统与水循环新进展,岩溶动力系统与钙循环新进展;岩溶动力系统与全球环境变化研究发展展望(岩溶关键带下的资源环境效应及国际大科学计划的启动)。 相似文献
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岩溶作用时间尺度与碳汇稳定性 总被引：7，自引：3，他引：4
从碳酸盐溶蚀快速动力学过程、岩溶动力系统的开放性、环境敏感性和生物参与性等方面分析了岩溶作用过程的时间尺度及其碳汇稳定性,指出岩溶碳循环是一种兼具不同时间尺度的特殊地质作用过程,因水生植物和土地利用变化的影响,碳汇效应显著且相对稳定,仍对现今大气CO2减排有重要意义。为更好地估算岩溶碳汇潜力,在加强高精度自动化监测的同时,需要考虑外源水、水生植物及土地利用变化等因素。 相似文献
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2004年10月2日至24日在澳大利亚召开了IGCP448“全球岩溶生态系统对比”(2000-2004：)的最后一次年会暨RAMSAR地下湿地第一次国际专题讨论会。会议包括两大主题，即IGCP448“全球岩溶生态系统对比”和RAMSAR湿地．主会场设在南澳州的纳腊库特(Naracoorte)镇政厅。国土资源部岩溶动力学重点实验室的袁道先研究员、岩溶地质研究所的谢运球副研究员。 相似文献
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万华岩表层岩溶带岩溶动力系统的特点研究 总被引：3，自引：1，他引：2
万华岩地区碳酸盐岩中普遍发育的非碳酸盐岩夹层,以及“土层+裂隙层”表层岩溶带双层结构对岩溶动力系统和水循环具有显著影响:非碳酸盐岩地段的地下水因其矿化度较低,CO2 含量较高,而具有较强的侵蚀、溶蚀能力,导致岩溶动力系统的物质和能量传输非常活跃,一个岩溶泉年溶蚀量(以CaCO3计)达2795.4kg;由于非碳酸盐岩夹层的普遍存在,不仅阻碍地下水向深循环,而且还有利于土壤、植被的发育。土壤、植被与地表岩溶裂隙网络对区内岩溶地下水还具有较好的调蓄作用,以致使区内有众多的小泉点在地表出露。 相似文献
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桂林峰丛洼地岩溶动力系统CO2特征及变化规律 总被引：1，自引：0，他引：1
桂林岩溶水文地质试验场属于典型的峰丛洼地地区.峰丛洼地表层岩溶动力系统与土壤CO2密切相关,土壤CO2体积分数以及表层岩溶带土壤CO2溶蚀量的变化受气温和降雨影响.对不同部位不同深度的土壤CO2体积分数进行了野外监测,并利用多参数自动记录仪监测了泉水的水化学,揭示了CO2体积分数的变化规律.其变化特征表现为:①土壤CO2体积分数的季节变化在泉水水化学上和土壤CO2溶蚀量上均能反映出来;②土壤CO2体积分数的变化具有季节性;③50 cm处的CO2体积分数较20 cm处大;④土壤层对泉水水化学起到重要调蓄作用. 相似文献
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湖北清江榨洞石笋中可溶硅的测定及其古气候意义研究 总被引：4，自引：0，他引：4
洞穴石笋蕴含着丰富的古气候信息，其正确解译有赖于各类古气候替代指标的开发，应用改进的硅钼兰分光光度法测定湖北清江榨洞石笋中痕量可溶硅，探讨其古气候指示意义。结果表明，石笋中可溶硅含量记录了岩溶地下水的硅酸组成，后进反映了气候控制下土壤的化学风化作用。因而，石笋可溶硅是一个潜在的古气候（特别是古湿度）替代指标。 相似文献
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岩溶IGCP国际合作30年与岩溶关键带研究展望 总被引：2，自引：1，他引：1
全球岩溶类型多样,对环境变化敏感,资源与环境问题突出,是地球关键带监测与研究的重点,IGCP661项目的执行为岩溶区关键带类型划分与监测对比研究提供了契机和国际合作平台。近30年岩溶IGCP执行始终强调岩溶系统与人类活动环境的相互作用,其轨迹实际上与地球系统科学到地球关键带理念是一脉相承的。IGCP299提出了岩溶形态组合概念,揭示各种岩溶形态与其形成环境之间的因果关系。岩溶动力系统(IGCP379), 岩溶生态系统(IGCP448)概念的提出有助于我们更好地理解岩溶系统的整体功能,及系统内水、生物地球化学过程、人类活动的相互作用,进而形成了一整套岩溶动力学研究方法体系。开辟了岩溶记录与全球变化、碳循环与应对气候变化、石漠化形成演变与生态修复等研究新领域,并取得了丰硕的研究成果,有力地推动了现代岩溶学的发展。 相似文献
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对《中国岩溶作用产生的大气CO2碳汇的分区计算》一文的商榷 总被引：4，自引：1，他引：3
对2011年《中国岩溶》第4期文章《中国岩溶作用产生的大气CO2碳汇的分区计算》及其引用和认可的两个重要碳汇数据,就碳汇测定方法原理、参数取值、计算公式和计算结果做了一些讨论。认为,①由于参数取值不妥等原因,北方区计算结果可能偏大3倍以上;因运算有误以及径流模数评估不当,埋藏区岩溶碳汇计算结果可能偏大200多倍;②由于方法原理的固有缺欠,该文所引用的、用定点磨片溶蚀法取得的全球岩溶碳汇通量(6.08×108tC/a)可能偏大4倍;③所引用数据的原始计算中新提出的主要水循环碳汇项,由于考虑其地球化学产生机制过于简单,各项评估结果都可能偏大20倍以上;结果使给出的全球水循环碳汇净通量(0.6433GtC/a)偏大2倍多,实际上,比用化学通量法测定的全球碳酸盐风化碳汇值(0.2433±0.05GtC/a)大不了很多;水生光合碳汇截留量可能不会很大;④使用的化学径流碳汇计算公式,虽是当前国内外通用公式,但因属于只考虑大气/土壤CO2溶蚀的简化公式,需要对非大气/土壤CO2溶蚀做进一步校正;校正后全球岩溶碳汇通量将再减少35%左右;⑤综合分析现有测定结果显示,在有世界大河化学径流记录以来的100多年里,全球岩溶碳汇通量平均大概不会超过0.1±0.02GtC/a太多;由于其基数太低,即使进行人为干预,也只能是一个局部或附属的大气CO2汇(如附属于局部地区森林生长量的成倍增长);如果再考虑被碳酸盐风化作用临时吸收的大气CO2,绝大部分最终要因碳酸盐矿物再沉淀而重返大气,全球岩溶碳汇净通量可能比0.1±0.02GtC/a还要小1个数量级,即使在现今大气碳循环被严重扰动的条件下,似也不会成为一种重要的遗漏碳汇。 相似文献
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岩溶动力系统的生物作用机理初探 总被引：10，自引：0，他引：10
岩溶动力系统是地球表层系统的重要组成部分。生物是地球表层系统中最活跃的地质营力之一，它在岩溶动力系统中扮演着重要的角色。地质历史时期，生物圈－大气圈界面上，生物通过植物的光合同化、动植物分泌，使大气圈中的CO2不断转移到碳酸盐岩中，形成岩溶发育的物质基础，并成为全球最大的碳库；生物圈－水圈界面上，生物形成的生物）微）环境改变了水循环的强度和方向，并影响岩溶发育；生物圈－岩石圈界面上，生物通过生物物理、生物化学过程，殖居碳酸盐岩之上，并以之为生存依托，生物的新陈代谢过程使碳酸盐岩石圈活化，使其积极参与全球碳循环。 相似文献
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碳酸盐岩岩溶作用对大气CO2 沉降的贡献 总被引：28，自引：10，他引：18
精确预测大气CO2 的未来变化对于预测全球气候变化是至关重要的。为此,需要确定大气CO2 的源和汇及其随时间的变化。本文作者利用已发表和未发表的资料对一些实例进行了分析: 首先讨论了碳酸盐岩岩溶作用(包括碳酸盐溶解及再沉积的共同影响)对土壤CO2和径流变化的敏感性;接着利用水化学- 流量方法和碳酸盐岩石片试验方法得出了我国和世界碳酸盐岩地区因碳酸盐岩岩溶作用从大气中吸收的净CO2 总量,即碳酸盐岩岩溶作用对大气CO2 沉降的贡献。它们分别是: 中国每年1800万tC,整个世界岩溶地区1. 1亿tC;最后,文章据DBL理论模型计算得出世界碳酸盐岩地区碳酸盐岩溶解吸收CO2 一项产生的大气CO2 沉降量为每年4. 1亿tC,继而得出全世界碳酸盐岩地区因碳酸盐再沉积而释放CO2 产生的大气CO2 源项为每年3亿tC。 相似文献
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《中国岩溶》2001,20(1):78-79
本实验室自即日起受理开放研究课题，今年的开放研究将主要围绕完成国际地质对比计划IGCP448“全球岩溶生态系统对比”、国家科技部社会公益研究专项资金项目“不同地区岩溶动力系统监测”、及国土资源部地调和重点科技项目“中国西南岩溶生态系统研究”的目标进行，重点和优先支持的研究方向主要包括：
1．不同典型表层岩溶动力系统碳循环运动规律的深入揭示，特别是通过地球化学指标的自动连续观测与碳同位素技术结合；
2．深源岩溶动力系统CO2释放条件、表现及该系统的地球化学和同位素特征；
3．岩溶动力系统运动规律的物理及计算机模拟;
4．用岩溶沉积物重建贵州、云南到西藏高原大断面上20万年来古环境变化过程及突变事件发生机制，鼓励以石笋包体水和包体CO2气体所提供的古环境信息的研究;
5．西南岩溶地区植物形成控制因素、演化规律，优势物种与典型岩溶生态间的关系及可持续发展研究；
6．西南典型岩溶生态系统评价指标体系及评价方法；
7．西南岩溶区生态评价分区研究;
8．西南岩溶生态系统运行机制与岩溶地区石漠化综合治理技术：
8．1 西南岩溶地区石漠化形成机制
8．2 西南岩溶地区碳循环与元素迁移及有关成土机制
8．3 西南岩溶地区水资源形成和环境问题发生演化机制
8．4 西南岩溶地区石漠化生态治理新技术和土地的科学利用；
9．典型岩溶地区洞穴生物群、典型地下物种的演替及与地表环境变化的关系。
以上课题申请要求思路清晰，方法和手段切实可靠,研究周期为1～2年，并用新观点论证取得的新资料，以获得具有国际先进水平的研究成果或实用技术。
申请截止日期：2001年5月31日
联系地址： 541004广西桂林七星路50号
岩溶动力学开放研究实验室
电话： (0773)5837840 电报：桂林3310
传真： (0773)5837845
E-mail： zaihua-liu@hotmail.com
岩溶动力学开放研究实验室
2001年3月15日
注：申请格式及要求见附件
附件一
国土资源部岩溶动力学开放研究实验室课题申请书内容
一、本课题的立论依据(研究意义、国内外研究现状及存在问题，附主要的参考文献)
二、研究方案
1.研究目标、内容和拟解决的关键问题
2.拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
3.本课题的特色和创新之处
4.预期的研究进展和成果
三、前期研究基础
1.与本课题有关的研究工作积累和已取得的研究工作成绩
2.申请者和项目组成员的学历和研究工作经历，近期发表与本课题有关的主要论著目录和获得学术奖励情况及在本课题中承担的任务
四、经费预算(包括计算根据、理由)
五、申请者正在承担的其它有关研究项目
六、推荐意见(不具备高级专业技术职务的申请者，须有两名具有高级专业技术职务的同行专家推荐)
七、申请者所在单位的审查与保证
1．申请者所在单位学术委员会的审查意见(包括对课题的意义、特色和创新之处及申请者的素质与水平等签署具体意见)
2．申请者所在单位领导的审查意见与保证(包括对学术委员会审查意见的赞成与否，保证课题实施过程中给予人员、条件、时间的支持)
八、开放实验室学术委员会审批意见 相似文献
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表层岩溶带的岩溶动力学特征及其环境和资源意义 总被引：57，自引：6，他引：51
表层岩溶带处于四大圈层的交汇带,碳－ 水－ 钙循环活跃,溶蚀和沉积化学反应都比较迅速,岩溶动力作用强烈而且对环境变化具有敏感性。表层岩溶带快速的岩溶过程以及对环境变化的敏感性,赋存大量短时间尺度的环境变化信息,可提高地质过程在全球环境变化研究的地位; 表层岩溶带碳－ 水－ 钙循环的活跃和与环境岩溶动力条件的相关性,使得表层岩溶带对环境 Ｃ Ｏ２ 的变化具有调节作用,从而对碳循环的研究具有重要意义;表层岩溶带的发育使南方岩溶区具有浅层岩溶水循环与地下管道水循环耦合的二次岩溶水循环的结构特征,加强了岩溶水的调 相似文献
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塔河油田奥陶系岩溶洞穴发育特征及其与油气的关系 总被引：3，自引：1，他引：2
溶蚀孔、洞是塔河油田奥陶系油气的主要储集场所。为深入了解奥陶系的油气分布,研究了该区奥陶系岩溶洞穴的发育特征,介绍岩溶洞穴在钻井录井、岩心、测井、地震等资料上的识别标志,并识别了本区14口井的岩溶洞穴;恢复了本区海西早期的岩溶古地貌。研究发现：岩溶斜坡靠近岩溶高地和岩溶谷地一侧是岩溶洞穴发育且保存最好的所在地,岩溶洞穴主要分布在“双峰灰岩”顶面下40~80 m、110~130 m、150~190 m、230~260 m的深度范围内,多数井在岩溶洞穴发育段表现出了极好的油气生产能力。 相似文献
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