北京石花洞洞穴温湿度变化及其驱动机制

洞穴温、湿度是影响石笋生长的重要因素。本文对北京石花洞洞穴温、湿度进行为期43个月的高分辨率(小时)监测分析,探究其发生规律和原因及其与洞内气流活动的关系。结果表明:①洞穴温、湿度呈现冬春低、夏秋高的季节性变化,洞内温度变化滞后于地表1~3个月,对升温响应慢而对降温响应快,且不同监测点对洞外温度的响应不同。冷季(12月—次年4月),绣花台(XHT)和小蘑菇(XMG)温湿度均呈现下降趋势,二者呈显著正相关;盘龙(PL)点温度变化小且湿度基本处于饱和,二者没有相关性。②洞内温、湿度日变化季节差异明显,在冷季,PL与XMG点与地表温度日变化相反,白天低夜晚高,而XHT点与地表温度日变化趋势一致;XHT与XMG点与地表湿度日变化一致;暖季(5—11月),洞内与地表温度日变化趋势一致。洞内温、湿度空间变化规律反映了石花洞特殊“楼层式”结构通风的季节性差异以及旅游活动的影响,冬季较强的“烟囱效应”引起的气流活动是洞穴温湿度变化的主要驱动,而在旅游高峰期和游客容易聚集区域,旅游活动的影响显著。本文可以丰富不同洞穴类型下洞内外气流活动的认识,为洞穴石笋的沉积及其古气候反演机理提供重要依据,亦可为旅游洞穴景观保护提供指导。