云南白水台泉水地球化学特征及其气候环境指示意义

为研究岩溶地下水的水文地球化学演化特征,对云南白水台地区雨水和泉水中氢氧稳定同位素(δD、δ^(18)O)组成和微量元素含量进行了为期近5年(2018年1月至2022年10月)以月为频率的连续监测。结果表明:(1)白水台雨水中δD、δ^(18)O具有明显的季节性变化特征,均表现为雨季偏轻,旱季偏重,主要受到水汽来源与蒸发条件的影响;(2)白水台泉水受当地大气降水补给,其δD、δ^(18)O经历了石灰岩基层中不同通道、裂隙网络中的新、老水混合导致的同位素调蓄平滑作用以及与深部来源CO_(2)的氧同位素交换作用,修正性继承了雨水中δD、δ^(18)O的部分特征;(3)泉水中Ca、Mg、Sr、Ba、Si等元素主要来源于喀斯特水体侵蚀下围岩的溶解,其含量变化可能指示了降水量的变化;而Fe、Al、Mn等元素主要来源于大气降水对上覆土壤的淋滤作用,其浓度变化可能反映了降水强度的变化。

云南白水台钙华沉积成因及主要沉积类型研究

白水台钙华景区是我国最大的冷泉型淡水泉华台地之一 ,其形成是由于大气降水通过玉席谷向斜构造及北西侧的断层构造向下渗透并接受来自深部地层的 CO2 补给 ,尔后岩溶地下水径流至白地盆边缘受到三叠系碎屑岩的阻挡呈带状出露于地表 ,CO2 自水中逸出造成 p H升高 ,Ca CO3过饱和而发生沉淀 ,形成形态极其优美的钙华景观。但目前由于泉水流量的减少以及人为的干扰 ,白水台钙华景观正处在退化之中 ,须采取科学、合理的措施对其加以保护。

云南白水台钙华景区的水化学和碳氧同位素特征及其在古环境重建研究中的意义

采用水化学仪器自动记录、现场滴定和样品碳氧稳定同位素测试相结合等方法 ,对云南中甸白水台钙华景区的水化学和碳氧稳定同位素特征进行了综合分析。主要结论是 :形成白水台钙华的泉水具有很高的钙和重碳酸根离子浓度 ,相应地 ,泉水的CO2 分压显著高于土壤生物成因所能产生的CO2 分压。结合泉水出露的地质条件及其碳稳定同位素特征 (δ1 3C=- 1 .2 3‰ )的分析 ,进一步发现 ,高CO2 分压主要与深部地热成因的CO2 有关 ,而非原来普遍认为的“是温暖湿润气候的产物”。可见 ,白水台钙华属于热成因类钙华。由此 ,根据白水台不同时代钙华氧稳定同位素组成的差异 ,对钙华形成时的水温进行了计算。结果发现自白水台钙华形成以来 ,水温变化高达 1 1℃ ,即从最老 (<3 5万年 )钙华形成时的 2 1℃降至现在的 1 0℃。这可能与本地区强烈抬升导致的气温降低有关 ,也可能反映出地热对水温的影响在降低。此外 ,本文对用热成因类钙华进行古环境重建研究中值得注意的问题也做了讨论。这些问题包括放射性碳测年中“死碳”(来自深部碳酸盐碳和深部CO2 )的干扰及由深源CO2和CO2 自水中逸出导致的钙华1 3C富集 ,后者在利用类似热成因碳酸盐沉积的δ1

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‰?

云南白水台钙华景区水的物理化学动态变化研究

本文采用水化学仪器自动记录、现场测定和取样室内分析等相结合的方法,对云南白水台钙华景区水的物理化学动态变化特征进行了综合研究,结果发现:随着CaCO3的沉积,水中的主要离子Ca2+和HCO-3浓度、电导逐渐降低;pH值升高。我们对1号泉进行昼夜观测发现:5月1号泉的水温呈周期性变化,周期约为28小时,而在9月水温保持恒定。对下游(12号观测点)的动态观测发现水的pH值与水温呈反相关关系,在对中游(6号观测点)的早、中、晚观测得到了同样的结果。最终我们得出结论:1号泉水温变化可能受补给水源水温动态变化、降雨和地热影响;中下游pH值和电导率的变化与碳酸钙的沉积速率、碳酸平衡和藻类作用有关。

云南白水台现代钙华δ^13C的季节和空间变化特征研究

对云南白水台引水渠道中钙华沉积的δ13C值分析发现,白水台引水渠道中钙华δ13C值与降雨量有着较好的线性负相关关系,这一发现为下一步利用当地古钙华的δ13C数据重建古降水量提供了实验与理论基础。而造成雨季钙华δ13C值偏负的原因是雨后形成的低δ13C值的坡面流对高δ13C值的渠道水的稀释效应,降低了渠道水的δ13C值。水中贫13C的CO2逸出至大气是下游方向钙华δ13C偏正的主要原因。

云南白水台雨水线及钙华δ^18O的季节和空间变化特征

通过对云南白水台地区大气降水的δ18O和δD分析,建立了该地区大气降水线,并通过对过量氘的季节性变化特征分析,发现白水台地区冬、夏季风期间降雨云团有不同的源区。对现代钙华δ18O的季节变化分析,发现钙华的氧同位素值与降雨量有着较好的线性负相关关系,这一发现为下一步利用古钙华的δ18O数据重建古降水量提供了基础。研究还发现,水中富含轻氧稳定同位素16O的H2O向大气蒸发以及富含轻氧稳定同位素16O的CO2向大气逸出,是下游方向钙华δ18O增加的主要原因。

水力坡度对溪流钙华沉积的影响

在有钙华沉积的云南白水台景区引水渠道中,通过水准测量以及导线测量的方法,获得了引水渠道各研究点的相对高程和距离。利用流速仪测定了各研究点的水流流速,通过计算获得了各研究点的总水头和水力坡度。利用水化学记录仪,在短时间内测定了各研究点的电导率、水温与pH值,结合现场滴定以及室内水样分析的结果,计算出各点的方解石饱和指数和二氧化碳分压。发现在方解石饱和指数大于0.8的研究渠段,电导率、Ca2+和HCO3-浓度沿水流方向降低,经成因分析与数学推导,得出Ca2+浓度与总水头呈线性关系,水力坡度与渠段上的钙华沉积量也呈线性关系,这是岩溶作用动力学扩散边界层控制理论的具体体现,也即水力坡度越大,流速越快,扩散边界层越薄,碳酸钙沉积速率越大。

旅游综合效应评价的一种方法——以白水台为例

在评述各种旅游效应评价方法的基础上 ,探讨了旅游综合效应的评价及其方法。提出了一种旅游综合效应半定量化的评价方法 ,是在对旅游目的地居民关于旅游对社会、经济、环境几个方面的影响的态度和偏好进行问卷调查的前提下 ,经过对调查问卷的处理 ,采取半定量的方法对旅游目的地社会、经济、环境的旅游效应进行评价 ,并根据社会、经济、环境三者的权重得到旅游目的地的旅游综合效应的半定量化结果。最后 ,将这种方法运用到白水台的实例研究中 ,得到了与实际情况基本相同的白水台旅游综合效应的半定量化结果 ,证明这种方法具有可信度和可操作性。

云南白水台泉华台地旅游业可持续发展浅析

从自然和人文两方面 ,阐述了滇西北高原上白水台发展旅游业的物质基础 ,评述了该旅游区旅游业发展中存在的问题。在分析了白水台泉华台地环境系统脆弱性特点的基础上 ,遵循可持续发展旅游业的内涵要求 ,提出在该旅游区适宜开展生态旅游 ,针对该旅游区存在的问题 ,为实现该区旅游业可持续发展 ,提出了修渠引水以增加泉华台面水流量及加强基础设施建设等建议。

云南白水台泉华台地土壤理化性质初步研究

对云南白水台泉华台地5种植被类型的土壤理化性质进行了研究,结果表明:从以草本为主的裸露地到乔灌木林,土壤含水量、有机质、全氮、水解氮等总体上呈增加趋势,土壤保肥、供肥能力加强,土壤自肥能力也加强;而受成土母质影响的pH、钙镁含量却无大的变化。相关分析表明,土壤含水量、有机质、全氮、水解氮呈正相关关系,而土壤全磷与pH,钙总量和全氮呈负相关关系。

云南白水台泉华台地植物多样性与土壤因子关系研究

探讨了云南白水台泉华台地植物多样性特征和5种不同植被类型的土壤理化性质。结果表明:灰背栎是群落的建群种和优势种,各样方的多样性指数和土壤理化性质均有明显差异:从以草本为主的裸露地到乔灌林,土壤含水量、有机质、全氮、水解氮等土壤养分指标总体上呈递增趋势,这表明植物多样性指数比较高的乔灌木林比其它植被类型能更好地改善土壤养分状况。并用逐步多元回归分析了不同样方中植物多样性指数与土壤因子之间的相关性,大多数多样性指数均受特定土壤因子的影响,结果也显示土壤酸碱度、全磷、速效磷、速效钾、全钙量和Ca/Mg,对白水台泉华台地群落多样性的维持和发育起重要作用。