Temporal variations of reference evapotranspiration and controlling factors: Implications for climatic drought in karst areas          下载免费PDF全文

Guo Xiao-jiao  Wang Wen-zhong  Li Cheng-xi  Wang Wei  Shi Jian-sheng  Miao Ying  Hao Xing-bo  Yuan Dao-xian 《地下水科学与工程》2022,10(3):267-284

Variations in reference evapotranspiration (ET₀) and drought characteristics play a key role in the effect of climate change on water cycle and associated ecohydrological patterns. The accurate estimation of ET₀ is still a challenge due to the lack of meteorological data and the heterogeneity of hydrological system. Although there is an increasing trend in extreme drought events with global climate change, the relationship between ET₀ and aridity index in karst areas has been poorly studied. In this study, we used the Penman–Monteith method based on a long time series of meteorological data from 1951 to 2015 to calculate ET₀ in a typical karst area, Guilin, Southwest China. The temporal variations in climate variables, ET₀ and aridity index (AI) were analyzed with the Mann–Kendall trend test and linear regression to determine the climatic characteristics, associated controlling factors of ET₀ variations, and further to estimate the relationship between ET₀ and AI. We found that the mean, maximum and minimum temperatures had increased significantly during the 65-year study period, while sunshine duration, wind speed and relative humidity exhibited significant decreasing trends. The annual ET₀ showed a significant decreasing trend at the rate of ?8.02 mm/10a. However, significant increase in air temperature should have contributed to the enhancement of ET₀, indicating an “evaporation paradox”. In comparison, AI showed a slightly declining trend of ?0.0005/a during 1951–2015. The change in sunshine duration was the major factor causing the decrease in ET₀, followed by wind speed. AI had a higher correlation with precipitation amount, indicating that the variations of AI was more dependent on precipitation, but not substantially dependent on the ET₀. Although AI was not directly related to ET₀, ET₀ had a major contribution to seasonal AI changes. The seasonal variations of ET₀ played a critical role in dryness/wetness changes to regulate water and energy supply, which can lead to seasonal droughts or water shortages in karst areas. Overall, these findings provide an important reference for the management of agricultural production and water resources, and have an important implication for drought in karst regions of China.  相似文献   

桂林洞穴滴水与现代碳酸钙δ18O记录的环境意义--以桂林七星岩NO.15支洞为例     

张美良  朱晓燕  吴夏  张碧云  潘谋成 《沉积学报》2015,33(4):697-705

现代洞穴动态监测的一个先决条件就是为洞穴碳酸盐(CaCO₃)沉积物-石笋的各种替代指标的解译提供可靠的依据,充分利用现代碳酸盐(CaCO₃)沉积物的各种替代指标,并与现代器测气象资料进行相互对比、并用以校正,是精确或定量解释石笋气候替代指标的关键.
经对桂林七星岩15号支洞的5个滴水点进行了长达四个水文年(2008~2011年)的大气降水、洞穴滴水、现代碳酸盐沉积物的动态监测和研究,并探讨了洞穴滴水和现代碳酸盐(CaCO₃)的δ18O与降水δ18O的相关关系.研究表明,洞穴滴水和现代碳酸盐(CaCO₃)的年平均δ18O值非常接近降水的δ18O平均值,并具有与地表降水δ18O相同的变化趋势,反映了洞穴滴水和现代碳酸盐(CaCO₃)的δ18O主要来自大气降水的δ18O,即明显受控于降水的δ18O.在4个水文年中,现代洞穴次生化学碳酸盐(CaCO₃)沉积物的δ18O值与滴水的δ18O值记录的年内(或年际)变化或多年的变化趋势基本相同,表现出明显的四高峰(δ18O低值区)四低谷(δ18O高值区)的波动变化特征,具有明显的年际、季节性变化规律,显示具有雨热同季的特点.研究结果表明洞穴滴水和洞穴现代碳酸盐(CaCO₃)沉积物的δ18O可以记录当地或洞穴上方的气候变化信号,即现代碳酸盐(CaCO₃)沉积物的δ18O主要作为夏季风强度或降雨量的替代指标.  相似文献   

酸雨对桂林枯水期岩溶地下水δ13C_DIC及碳汇效应的影响   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

黄奇波  覃小群  刘朋雨  唐萍萍 《地球科学》2015,40(7):1237-1247

定量评价硫酸对岩溶碳汇效应的影响有助于提高岩石风化碳汇通量估算精度, 对当前全球气候变化研究意义重大.选取受酸雨影响的桂林岩溶区为研究对象, 在枯水期对研究区14个岩溶大泉和15条地下河水化学成分和碳同位素进行了测试分析, 结果表明: 岩溶大泉和地下河中阳离子以Mg2+和Ca2+为主, 阴离子以HCO₃-为主, 分别占阳离子和阴离子组成的90%以上, SO₄2-含量较低, 其含量范围为0.004~0.213mmol/L; 所占阴离子组成比例为0.12%~6.11%;δ13C_DIC、[Ca2++Mg2+]/[HCO₃-]更偏向于碳酸溶解端元, 离硫酸溶解端元距离远, 证实硫酸参与碳酸盐岩的溶解对地下水无机碳(dissolved inorganic carbon, 简称DIC)及δ13C_DIC的影响有限; 与Sr2+/Ca2+值一样, δ13C_DIC主要受径流条件控制, 其大小可以反映地下水径流条件的强弱.利用化学计量关系计算出由硫酸溶蚀碳酸盐岩的平均比例为22.64%, 产生的DIC(HCO₃-_H2SO4)占总DIC的平均比例为13.04%, 碳酸产生的DIC(HCO₃-_H2CO3)占地下水总DIC的比例为86.96%, 其中来源于土壤大气中的HCO₃-比例为43.48%.因此, 扣除硫酸对地下水中DIC的贡献后, 岩溶碳汇效应将减少13.04%.   相似文献   

桂林岩溶区大气降水的化学特征分析   总被引：11，自引：5，他引：6  

张红波  于奭  何师意  刘齐  李幼玲 《中国岩溶》2012,31(3):289-295

2009年1月至2010年12月期间,对处于岩溶区的桂林市降水进行了连续采样测试分析。研究结果表明:(1)桂林市区降水的pH平均值为4.83,降水的电导率平均值为65μS/cm,SO42-、NO3-和Ca2+、NH4+分别是最主要的阴阳离子。(2)桂林市降水各主要离子含量、降雨量和电导率表现出明显的季节差异,其中Ca2+、Mg2+含量在夏、冬季较高,春、秋季较低。(3)降雨量和TDS呈现出良好的负相关关系, SO42-和NO3-以及Ca2+和Mg2+之间则具有较好的正相关关系。(4)2009—2010年与1994—1995年相比,降水中的离子含量增加了1.16倍,降水的pH值有所增高,但仍在酸雨范围之内。在桂林酸雨形成中,降水的NO3-贡献明显增强。(5)通过2012年3月1—6日连续6天的降水监测,发现pH、降雨量和电导率三者呈现出良好的相关性。   相似文献   

桂林甑皮岩洞穴遗址地下水示踪及污染来源分析   总被引：7，自引：7，他引：0  

曾莘茹  姜光辉  郭芳  汤庆佳  刘凡 《中国岩溶》2016,35(3):245-253

桂林甑皮岩遗址周围地带地下水中污染物的种类及来源复杂。为了查明地下水系统的结构特征,分析地下水的污染物运移路径和追溯污染源,采用在线高分辨率示踪技术与人工采样相结合的方法。选取荧光素钠和罗丹明B两种示踪剂,在桂林甑皮岩遗址周围进行了三次示踪试验。根据试验结果分析地下水流场,计算地下水平均流速。结果表明地下水流速在1.6~33.91 m/d,平均值为12.92 m/d。流场内岩溶以溶蚀裂隙为主,且裂隙发育呈网络式,存在西北向东南方向的主径流带,但大型岩溶管道存在的可能性小。三次示踪试验结果均显示,投放点所在的污染源区与遗址周围地下水存在水力联系,因此,遗址附近的居民小区、学校、原砖厂等污染源对遗址下部的地下水存在潜在污染,需更大程度地划分遗址的保护范围。特别是甑皮岩景区化粪池密闭情况较差,严重危害遗址环境,必须对化粪池进行防渗处理。   相似文献   

桂林洞穴滴水对应CaCO3沉积物的稳定同位素特征与环境意义   总被引：2，自引：0，他引：2  

韩军  杨霄 《海洋地质与第四纪地质》2008,28(4)

桂林地区降水及茅茅头大岩滴水滴速和现代碳酸盐的碳氧同位素研究表明:(1)滴水沉积的δ18O达到了同位素沉积平衡,洞穴滴水的δ18O与同期降雨的δ18O值呈正相关关系;(2)在旱季和湿季交替时,滴水δ18O值滞后于降雨δ18O,受活塞效应的影响;(3)δ13C难以达到同位素沉积平衡,主要受滴水动力学影响;(4)同一洞穴不同滴水对环境的响应不同,如果洞穴顶板覆盖较厚,水分在土壤和岩层中滞留时间较长,滴水则反映受到平滑作用的降雨,反之则波动较大.  相似文献   

石英砂扫描电镜在漓江“泥砾”成因中的应用     

吴枝坦  王壬林  姚若飞 《南方国土资源》1992,(4)

本文根据扫描电镜对从漓江河谷钻孔中的泥砾层取得的481粒石英砂表面形态特证研究结果:石英砂多数颗粒保持棱角状外形并遭受不同程度的磨蚀,具阶状贝壳断口,平直或弧形刮削面和多向擦痕,沿解理面破碎呈“V”字形沟和撞击碟形坑,以及微溶蚀孔、隙、蜂窝状溶孔群和SiO_2再沉积等表面形态结构特征。认为它是在第四纪古地理湿热气候条件下泥石流沉积的产物,物源可能来自境内或周边的泥盆系砂岩和境外的花岗岩。  相似文献   

桂林洞穴滴水及现代碳酸钙(CaCO3)沉积的碳同位素记录及其环境意义   总被引：9，自引：1，他引：8  

张美良  朱晓燕  林玉石  陈坤琨  何师意  王华  杨琰 《地球学报》2009,30(5):634-642

经过前期(1995~2000年)及近2 a对桂林盘龙洞13个滴水点的2 个水文年的滴水和现代碳酸钙沉积的动态监测, 发现现代洞穴碳酸钙(CaCO3)沉积有两种类型: ①常年性滴水沉积碳酸盐, 其δ13C值记录了全年气候变化特征; ②季节性滴水沉积碳酸盐, 其δ13C值记录了季节性气候变化特征。现代碳酸盐沉积监测和碳同位素分析表明, 桂林盘龙洞外部峰体主要为C3植物(几乎没有C4植物), 现代沉积碳酸盐的δ13C记录显示, 在夏半年, 夏季风强、降水丰沛、生物的活动量大, 现代碳酸盐沉积量大,δ13C值则较偏负, 平均为-13.13‰; 现代碳酸盐的δ13C全年平均值为-12.23‰, 最负值达-14.5‰; 而在冬半年, 由于降水相对较少, 新沉积碳酸盐的δ13C值, 显示稍有增加(或偏正), 其δ13C值为-10‰~-11‰。此外, 当在降大雨或暴雨后(无论是在夏半年或是在冬半年), 滴水在滞后半个月或1个月后沉积形成的碳酸盐, 其δ13C值显示突然偏负, 主要反映的是降雨效应引起的CO2 效应的影响。  相似文献   

桂林浅水相区D/C界线层的PAC旋回及地层对比意义     

沈健伟 《沉积与特提斯地质》1994,(4)

桂林地区晚泥盆世法门期末，海平面变化表现出高频率的特点，由此产生了５级旋回──ＰＡＣ（ｐｕｎｃｔｕａｔｅｄａｇｇｒａｄａｔｉｏｎａｌｃｙｃｌｅｓ）。ＰＡＣ是一种地层的幕式堆积方式，表现为间断加积的特点。本文讨论了桂林Ｄ／Ｃ界线层的ＰＡＣ，并认为ＰＡＣ中向上变浅之后出现的暴露面加上代表海水陡然加深的的页岩是短距离内不同相地层对比的极好标志，文中以额头村剖面新发现的可形刺：Ｐｓｅｕｄｏｐｏｌｙｇｎａｔｈｕｓｄｅｎｔｉｌｉｎｅａｔｕｓ和Ｐｓｅｕｄｏｐｏｌｙｇｎａｔｈｕｓｃｏｎｔｒａｖｅｒｓｕｓ作为参照物，对额头村剖面和南边村剖面的ＰＡＣ进行对比，从而提高浅水相Ｄ／Ｃ界线的精度。  相似文献   

桂林地区红土砾石层的工程地质特征及其应用   总被引：1，自引：1，他引：1  

牟春梅 《工程地质学报》2003,11(2):186-188

桂林地区的红土砾石层以其独特的工程地质特征引起了许多中外学者的注意, 对它的成因至今还存在争议。本文主要讨论红土砾石层的工程应用, 即不仅可作为一般低层建筑物的天然持力层, 而且可以作为沟、塘等低洼地带的回填土料 ;而且厚度较大的红土砾石层坚硬部分可作为桩端持力层。  相似文献