喀斯特峰丛山地立体生态农业模式实施效果研究——以广西壮族自治区平果县果化示范区为例

果化示范区的立体生态农业由粮食作物（玉米）-经济作物（黄豆）-牧草轮作模式、果树（火龙果、澳洲坚果）-药材（金银花、苦丁茶）模式及水源林-牧草-畜禽模式等组成,充分利用了岩溶峰丛洼地自然环境提供的光、热、水和土壤等资源。4年来立体生态农业模式运行结果表明：立体生态农业使示范区的生态环境得到了良好改善,植被覆盖率由2000年的10%提高到2005年的50%-70%。农民年均纯收入也由实施前的632元上升到2005年的1 524元。与传统农业相比,立体生态农业更关注环境效益与经济效益的共赢。

喀斯特石山区次生林恢复后生态服务价值评估——以广西壮族自治区马山县弄拉国家药物自然保护区为例

用生态经济学核算方法，定量评价了广西壮族自治区马山县弄拉次生林恢复后的生态服务价值。结果表明：恢复重建后的次生林具有极高的价值，1981～2006年弄拉次生林提供的服务价值累计超过8．82亿元人民币，其中直接利用价值为0．49亿元，占总价值的5．57％，间接使用价值为8．33亿元，占总价值的94．44％，间接使用价值远远大于直接使用价值。保护土壤价值、生物多样性的维持及科研文化价值分别为3．13亿元、1．74亿元及0．52亿元。弄拉次生林的恢复在防止水土流失、保护土壤肥力、维持或增加生物多样性和教育科研等方面具有极其重大的作用。

喀斯特石漠化地区生态恢复重建技术及其成果的价值评估——以广西平果县果化示范区为例

用土壤改良技术、表层岩溶水开发技术和生物恢复重建技术等对广西平果县果化示范区的土壤和植被等进行了恢复重建，结果是：果化示范区的植被覆盖率由2000年重建前的10％提高到2005年的50％～70％，水土流失也得到了较明显的控制，土壤侵蚀模数下降到了510．92kg／（km^2·a）。用生态经济学的原理和方法，对恢复后的生态系统服务价值进行了评估，结果表明示范区新增的间接利用价值达10186873元，间接利用价值是直接利用价值的12倍。新增的生态效益为8002053元，社会效益为2184820元。扣除治理期间实际投入的科研费用，增加的总生态服务净价值为8869308元。

不同植物群落对灰岩试块溶蚀速率的影响

用澳大利亚产的微侵蚀计,对湖南郴州礼家洞3个植物群落土壤和泉水中的灰岩溶蚀速率进行了精确测定。对取得的1 650个数据,用SPSS应用软件进行处理,发现乔木群落泉水和土壤中灰岩的平均溶蚀速率最高,分别为3.17 mm/a和0.63 mm/a。在测定灰岩溶蚀速率的同时,对泉水的水化学特征和土壤中的TOC进行了分析,发现乔木群落样地的泉水有更强的溶蚀力(较低的方解石饱和指数和较高的CO2分压)。乔木群落土壤中的TOC比灌丛、草丛的多。与灌丛、草丛相比,乔木群落对CO2汇的贡献最大。

重庆金佛山碧潭泉岩溶泉水的物理化学特征

采用CTDP多参数自动记录仪、现场测定和取水样室内分析等相结合的方法,对金佛山碧潭泉水的物理化学特征进行了研究.泉水在白天的温度、电导率和pH分别为14.65℃、350μS/cm和7.70,而在夜间分别为14.53℃、320μS/cm和7.62,有较为明显的昼夜周期变化规律.碧潭泉水化学月变化动态对降雨有一种直接响应过程,降雨的水动力效应和稀释效应同时影响着碧潭泉水的水位、温度、电导率、pH、Ca2+和HCO3-等离子浓度的变化.碧潭泉水的物理化学特征呈现日动态变化和月动态变化.

亚高山不同海拔高程中的岩溶泉水化学特征对比研究——以重庆金佛山碧潭泉和水房泉为例

金佛山岩溶泉水化学呈现日变化和空间变化的动态特征。在时间上,碧潭泉水化学特征呈现周期性的日变化规律,而水房泉日变化规律不甚明显。由于海拨高程的影响,金佛山岩溶泉水化学变化动态对降雨直接响应的效应不同:在同一时间里,碧潭泉对降水的响应微弱;而水房泉水中的Ca+、Mg2+和HCO3—等离子浓度随降雨而上升,它主要受碳酸盐岩—水—CO2相互作用中的CO2的控制。金佛山岩溶泉水化学特征还受岩性的控制。

石梯岭隧址区岩溶不良地质特征及隧道涌水量评价

石梯岭隧址区岩溶不良地质形态多、规模大。落水洞数量多,主要沿侯坪洞地下河呈线状或带状分布。胡家谷地规模大,其周边岩溶不良地质发育。溶洞数量多,规模大小不一,有长达298.5m,深约38m的千供岩溶洞,也有不足10m的小溶洞。落水洞、溶洞和地下河主要分布在佘田桥组(D3s)的隐晶质灰岩和白云质灰岩中,岩性是各种岩溶形态的主控因素。在所有的岩溶形态中,千供岩溶洞和侯坪洞地下河可能会对拟建的公路路基和石梯岭隧道产生影响,在公路的设计、施工中需作注意和防护。用大气降水入渗法估算石梯岭隧道涌水量为6708(m3·d-1)。

云南白水台钙华水池中水化学日变化及其生物控制的发现

为弄清云南白水台泉及其下游钙华水池中水化学的日变化,选取1号泉及其流经的两个钙华水池(6号和10号)作为研究对象并对其水温、pH值和电导率进行了自动监测。根据Ca2+、HCO3-与电导率存在的线性关系,用WATSPAC软件计算了水中方解石的饱和指数和PCO2。监测发现:泉水不存在显著的水化学日动态变化,而两个钙华水池表现出显著的日动态变化。其中10号钙华水池在白天温度较高时水中的CO2大量逸出并通过水下水生植物的光合作用加速了水中碳酸钙的沉积。6号钙华水池水生植物生长茂盛,其叶片和部分枝干露出水面,因而光合作用主要发生在空中,所以此处水化学表现为白天pH值降低和电导率升高的反常现象,即由温度主导的根呼吸作用,在白天释放更多的CO2进入水体而使沉积下来的碳酸钙重新溶解。

碳酸钙沉积溪流中地球化学指标的空间分布和日变化特征:以云南白水台为例

目前,国内外利用碳酸钙沉积物进行古环境和古气候重建的研究,空间上主要涉及到地球化学指标的区域分布差异,时间上则将分辨率提高到了年,甚至季节尺度,但对于地球化学指标在同一区域的空间分布和日变化特征则注意不多。采用仪器自动记录、现场滴定和样品室内测试相结合的方法,对正在发生碳酸钙(钙华)沉积的云南白水台溪流和引渠中的地球化学指标的空间和日变化特征进行了研究。结果发现,在碳酸钙大量快速沉积前(方解石饱和指数SIc小于1.0),向下游方向,水的CO2分压降低,pH值和SIc升高。但当SIc大于1.0后,碳酸钙沉积开始快速产生,此后向下游方向,水的CO2分压趋于稳定,甚至略有升高;同时,水的pH值和SIc也不再升高,而呈现下降现象。与此有关,在溪流下游观测点,由于白天碳酸钙的快速沉积,水的pH值和SIc是下降的,而其CO2分压则升高。这一现象很可能是白天碳酸钙大量快速沉积时产生的CO2在水中聚集,来不及向大气释放的结果;此外,流速对碳酸钙沉积具有显著的控制作用,表现在流速快的地形陡坎部位,Ca2+和HCO-3降低更快,因而沉积速率也更大。研究还发现,富含轻碳稳定同位素12C的CO2向大气的释放是向下游方向钙华碳稳定同位素组成(δ13C)和中午水中溶解无机碳δ13C增加的主要原因,增加幅度分别可达1‰/100m和0.6‰?

桂林岩溶试验场钻孔水化学暴雨动态和垂向变化解译

用多参数自动记录仪对桂林岩溶试验场的CF1钻孔(代表裂隙含水介质)和CF5钻孔(代表管道含水介质)水化学进行了暴雨动态和垂向变化的监测,通过数据的分析及对比,发现:暴雨时至少有两个重要的作用在控制着水化学的动态变化,一是雨水的稀释作用,另一个是碳酸盐岩-水-CO2气相互作用.然而,这两个作用在管道含水介质和裂隙含水介质中的表现是不同的:对于裂隙含水介质,碳酸盐岩-水-CO2气相互作用占主导,而对于管道含水介质,雨水的稀释作用则成为主控因素.因此,鉴于岩溶水化学是在碳酸盐岩-水-CO2气三相相互作用的开放系统中形成的,所以水化学的研究不能仅考虑水-岩相互作用,而必须重视CO2时空变化对水化学的控制,只有从三相系统全面考虑,才能正确把握岩溶水化学的时空演变规律.此外,试验场相距不到5m的CF1和CF5钻孔水化学时空变化的显著差异,进一步证明了岩溶含水介质的非均质性特征.

非岩溶流水中碳酸盐岩试块的侵蚀速率及其控制因素:以湖南郴州礼家洞为例

2004年2月、9月、12月和2005年3月,利用澳大利亚产的微侵蚀计(M EM,M icroe-rosion m eter)对湖南郴州礼家洞观测点非岩溶流水中的碳酸盐岩(包括石灰岩和白云岩)试块进行了侵蚀速率的精确测定,共取得数据1550个。用SPSS应用软件对数据进行了处理,发现礼家洞非岩溶流水中的碳酸盐岩的侵蚀速率异常的高,最大的达到了13.6mm/a。在每次测量碳酸盐岩侵蚀速率的同时,使用德国WTW公司生产的MultilineP3多参数自动记录仪,对每个碳酸盐岩试块放置点的水温、pH值、电导率进行了现场监测,并取回水样分析了其中的主要阴阳离子浓度。通过对这些水化学资料的分析,发现礼家洞非岩溶流水的侵蚀能力很强,表现在水的CO2分压很高(可达到12882Pa),而方解石和白云石的饱和指数很低(分别达到-4.78和-10.35)。对比发现,非岩溶流水中碳酸盐岩的侵蚀速率与其方解石和白云石的饱和指数呈负相关关系,即水中方解石和白云石的饱和指数愈低,碳酸盐岩的侵蚀速率就愈高。此外,观察发现,碳酸盐岩试块本身的结构特别是本试验中白云岩的粗晶结构对其侵蚀速率有巨大的影响,反映了机械侵蚀(流水的物理搬运)对侵蚀速率的贡献(可达90%以上),这与传统的将碳酸盐岩试片放入土壤中测得的主要是化学溶蚀速率不同。

桂林岩溶试验场植物多样性恢复及其水、气效应

岩溶区生态恢复是当前我国重视的焦点和生态学研究的热点之一。研究桂林岩溶试验场 3个代表性样点的种属组成、区系地理成分、植物生活型谱,结果发现,经过近 20年的生态恢复,试验场植物多样性迅速增加,生境获得改善。试验场 1号洼地土壤CO2 浓度年季变化以及S31号泉的水化学指标进一步证明了上述结论的正确性。

岩溶峰丛山区几种经济植物的生理特性比较分析

自然条件下采用美国产Li-6400便携式光合测定系统,对南方岩溶峰丛山区的金银花、枇杷、芒果和荔枝4种植物的光合、蒸腾和水分利用效率及与各种环境因子的相关性进行了测定分析,以揭示各种植物的生理特性,为岩溶区植被恢复提供一些理论依据.结果表明:金银花的光合、蒸腾速率和水分利用效率是4种植物中最高的,其光合、蒸腾曲线呈双峰型,具有"午睡"现象;枇杷的光合、蒸腾速率在上午12:00达到最大值,其蒸腾是4种植物中受水分影响最大的;芒果的光合、蒸腾在下午14:00达到最大值,受气孔限制;荔枝的光合、蒸腾是4种植物中最低的.因此,金银花的水分消耗较大,需进行水肥管理,但其根系发达,可以防止土壤侵蚀;枇杷需水量大,不适合种植于干旱的岩溶区;芒果适合种植在光照强度偏弱的地方;荔枝与各因子的相关性都很小,还有待进一步研究。

弄拉岩溶区次生林的生态水文效应

于2006年5月至7月对广西弄拉兰电堂泉水源林区各类水样的物理化学特征进行了研究。通过收集弄拉兰电堂泉集水区次生乔木林中的大气降雨、穿透雨、树干径流雨和表层岩溶泉水,对其中的化学成分含量和pH值进行了分析测定。结果表明:大气降雨经过森林层后,化学成分的总含量增加了;各种养分元素表现出不同的变化,Cl-和Na+减少,其余各离子以及TC、TIC和TOC都表现出增加,对应于每场降雨后的泉水中各成分的变化不是很显著;穿透雨和树干径流雨的pH值表现为下降,泉水的pH值变化幅度较小。经过次生林后的雨水可促进岩溶作用和表层岩溶带的生物地球化学循环,增加土壤中某些碱性元素的有效态。

喀斯特地区不同土地利用方式下包气带土壤水分动态特征

为了揭示喀斯特峰林平原区旱地土壤水的特征,在广西来宾市附近选取了地膜覆盖玉米地、露地玉米地和撂荒地等三处地块,从2006年3月至2007年4月,用中子仪和负压计观测了土壤剖面0cm至450cm处土壤含水量和土壤水势,结果显示:包气带土壤含水量在10cm处变动强烈,而在100cm和450cm处变弱。从时间上看,土壤含水量及其动态具有明显的季节性,2006年3月-4月,土壤平均含水量36.7%,为年内平均最大含水量,这一时期土壤水分含量普遍较大且呈现逐渐增高的趋势。在5月-8月,土壤平均含水量34.1%,且年内最大含水量与最小含水量都出现在这一时期。在9月-11月,土壤平均含水量32.6%,包气带水分含量在此期间以逐步下降为主。在12月-次年2月,土壤平均含水量31.4%,为年度内最低。包气带土壤水零通量面在一个年度内存在时间共338天,11月至次年2月ZFP(零通量面)的发育深度为170 cm,其它月份大多低于100cm。整个观测模拟期内,土壤水的蒸发总量为865.66 mm,占同期降雨总量的88.5%,下渗总量为145.47mm,占同期降雨总量的11.5%,田间持水量为30.3%。

峰丛洼地恢复树种光合生理生态特征日变化研究——以广西马山弄拉峰丛洼地为例

运用LI-6400测定弄拉峰丛洼地恢复树种菜豆树、椿、任豆、马蹄竹、银合欢的光合生理生态特性,比较它们的净光合速率Pn等4种生理指标及其群落中对应的光合有效辐射PAR等生态指标日变化。结果表明,峰丛洼地生态环境因子日变化复杂,不同恢复树种群落对小气候调控有差异。任豆和菜豆树的平均净光合速率最大,银合欢有明显的"午休"现象,菜豆树的平均蒸腾速率E最大,银合欢和任豆的水分利用效率最高,椿的表观量子效率最高。不同恢复树种光合作用的影响因子有差异。以逐步回归方式建立的净光合速率和影响因子之间的回归方程模型均有显著性意义和良好的预测性。

广西弄拉峰丛洼地灌丛岩生优势种光合生理生态特征日变化研究

运用LI-6400测定弄拉峰丛洼地灌丛岩生优势种金银花、黄荆、红背山麻杆、裸花紫珠的光合生理生态特性,并比较它们的净光合作用速率、光合有效辐射等生理、生态指标日变化。结果表明,峰丛洼地灌丛群落生态环境因子日变化复杂,不同灌丛群落对小气候调控有差异。黄荆和红背山麻杆调控大气CO2浓度的能力最强。黄荆的平均净光合作用速率和平均蒸腾速率最大,红背山麻杆的水分利用效率和表观量子效率最高。金银花和裸花紫珠有明显的"午休"现象。生理因子受外界生态因子的制约,生态因子和蒸腾作用、气孔等生理因子共同作用影响光合生理作用,不同岩生优势种影响因子有差异。以逐步回归方式建立净光合作用速率和影响因子之间的回归方程模型,所有方程均有显著性意义和良好的预测性。

呷村银多金属矿地质特征及其找矿方向

呷村矿床为海底喷流叠加热液型矿床。矿床受火山活动和褶皱、断裂构造的控制。酸性火山碎屑岩是呷村银多金属矿床的矿源层和赋矿层位,近南北向构造为成矿流体的主要通道。矿区东部顶厚向斜核部存在巨大的找矿潜力。

峰丛洼地恢复演替系列优势种光合生理生态特征日变化研究--以广西马山弄拉峰丛洼地为例

运用LI-6400便携式光合测定系统,测定弄拉峰丛洼地不同演替阶段优势种白茅、黄荆、红背山麻杆、黄杞和青冈的光合生理生态特性,并比较它们的净光合作用速率、蒸腾作用速率、气孔导度、水分利用效率、表观量子效率等生理生态指标及其生境中对应的光合有效辐射、大气CO2浓度、气温、相对湿度的日变化。结果表明,峰丛洼地生态环境因子日变化复杂,黄杞有明显的"午休"现象,先锋种黄荆、红背山麻杆的净光合作用速率、蒸腾速率和气孔导度较大,先锋种中C4植物白茅水分利用效率最高,演替后期优势种青冈和黄杞的表观光量子效率、利用岩溶区水分的效率和适应性更强。对净光合作用速率与生理生态影响因子进行相关性分析,表明生理和生态因子共同影响植物的光合作用,不同演替优势种的影响因子有差异。以逐步回归方式建立净光合作用速率和影响因子之间的回归方程模型,5个方程均有显著性意义和良好的预测性。

重庆金佛山岩溶作用驱动因素初探

走向北东—南西向的向斜和近东西向的横张大节理等地质构造控制了金佛山岩溶作用发生的空间展布方向。下二叠统的中厚层块状灰岩及生物碎屑灰岩给金佛山岩溶作用的发生提供了坚实的物质基础。4～10月这一温暖湿润的气候特征加大了金佛山岩溶作用发生的强度和速度。茂密的森林植被和及其植被分带性在进一步促进了金佛山岩溶作用发生的同时,也导致了金佛山岩溶作用强度在时空分布上的差异。