贵州威宁麻窝山地区近五万年来土壤侵蚀速率研究

摘要定量研究喀斯特地区土壤侵蚀速率对了解石漠化过程具有重要意义.本文以重度石漠化贵州威宁麻窝山地区岩溶洼地堆积土壤为研究对象,采用了钻探取样、土壤有机质14C测年方法、137Cs含量测定并结合历史文献,定量研究了麻窝山地区近5万年来的土壤侵蚀速率变化.结果表明,距今4.69～3.08万年(Bp)间的侵蚀模数与距今3.0...     

喀斯特山体地形对表层岩溶带发育的影响——以陈旗小流域为例

表层岩溶带是喀斯特地区水分重要的赋存与运移空间,是该地区水文过程的重要控制因素,其发育受气候、岩性、地貌等多种因素影响。选取贵州普定县陈旗流域典型山体为研究对象,采用山坡剖面曲率描述山坡地形,利用探地雷达现场勘测表层岩溶带发育厚度,在此基础上分析了表层岩溶带发育特征及其受地形因素的影响。结果表明,喀斯特山体地形低凹处具...     

贵州石漠化空间分布与喀斯特地貌、岩性、降水和人口密度的关系

本次研究从地貌发育的角度揭示了贵州省石漠化景观及其等级的空间分布与下垫面的物质组成和气候(降雨量)的空间变化存在着密切的联系,而与现今人类活动强度(人口密度)的空间分布不存在关联性。具体体现为:(1)贵州溶蚀为主地貌类型区和纯碳酸盐岩分布区基本一致,区内的峰丛(林)地貌主要分布于年降水量≥1200mm的威宁-毕节-贵阳-凯里一线以南的溶蚀为主地貌类型区,随着降水量由北向南逐渐增加,塔状峰丘增多;溶丘,峰丛(林)不发育地貌主要分布于年降水量≤1100mm的威宁-毕节以北的黔西北溶蚀为主地貌类型区和毕节-贵阳-凯里一线以北的溶蚀侵蚀地貌类型区,(2)贵州石漠化程度与喀斯特地貌类型空间分布的耦合关系较好,与人口密度空间分布的耦合关系不好。峰丛(林)地貌发育的威宁-毕节-贵阳-凯里一线以南的溶蚀为主地貌区,黔中地区人口密度为300～400/km2,该区一些县的石漠化,远不如黔西南地区人口密度为200～300/km2或黔南地区人口密度为100～200/km2的严重。历史时期森林植被的全面破坏是贵州喀斯特地区石漠化的主要驱动力,除荔波茂兰喀斯特森林保护区等少数地区,贵州喀斯特地区的原始森林无论是现在人口密度高的地区,还是低的地区,历史时期均已遭受全面的破坏。喀斯特坡地次生植被的恢复状况在很大程度上取决于坡地的岩土组成,现代石漠化严重程度的区域差异,主要受下垫面地面物质组成的控制,也就是"石山"的多寡。     

喀斯特山体表层岩溶带水文地质特征分析——以陈旗小流域为例

表层岩溶带是喀斯特地区水分重要的赋存与运移空阔,是水文过程的重要控制因素,研究喀斯特山体表层岩溶带水文地质特征,对喀斯特地区水循环及生态环境保护研究具有重要意义.选取贵州瞢定县陈旗流域为研究区,通过野外调查、探地雷达探测以及渗透系数愿位测定,分析了表层岩溶带水文地质特征及其对喀斯特地区降雨径流形成的影响.结果表明:表层...     

威宁草海湿地生态现状与可持续发展研究

本文在分析草海湿地生态现状与产生的原因基础上,阐述了威宁草海湿地生态环境与保护区经济可持续发展的关系,并提出了相关对策,旨在为草海自然保护区的环境保护工作提供一种新的思路,促进该区域环境保护和社会发展的良性互动.     

硫酸参与喀斯特流域(北盘江)风化过程的碳同位素证据

在碳酸盐岩地区,流域侵蚀过程中硫酸是否参与,对于我们正确理解流域化学风化速率,以及流域侵蚀对大气CO2的消耗和全球碳循环等都有重要的意义。本工作在前期工作(乌江)的基础上,对贵州喀斯特地区的河流(北盘江)和支流的水化学特征以及水体溶解无机碳同位素组成进行了初步研究,研究结果证实硫酸参与了该喀斯特流域岩石/土壤化学风化过程。     

喀斯特地区灰场场址的水文地质条件适宜性评估

喀斯特地区的地下水环境相对脆弱,实际工作中通过详细的水文地质调查合理地选择建设项目位置是促进该地区经济和环境协调发展的关键问题。本文以贵州中部地区某燃煤电厂灰场选址为例,根据拟选场址地区的地层岩性分布特征,并结合水文地质钻探、野外饱和土壤入渗试验和抽水试验等试验结果,对喀斯特地区拟选灰场场址水文地质条件的适宜性进行了评估。结果表明:三叠系关岭组三段(T2g3)地层分布区的岩溶不发育,属于相对弱含水层或弱透水层,可作为建设项目选址优先考虑的地段;相反,三叠系关岭组二段(T2g2)地层分布区的岩溶发育程度较高,地下水极易遭受污染,因此建设项目选址应该避开该地层分布区。     

贵州地区灰场的地下水污染风险评价—以易家寨灰场为例

贵州地区岩溶发育强烈,地下水环境脆弱。实际工作中进行地下水污染风险评价是可持续发展的重要举措。从地下水保护的角度出发,以贵州西南部某煤电一体化电厂灰场的地下水污染风险评价为例,系统收集了该地区地下水位埋深、含水层介质类型、包气带介质类型、植被分布、污染途径和功能用途等资料。针对贵州特殊岩溶地下水特征及灰场灰渣对地下水环境的影响,建立岩溶地区灰场的地下水污染风险评价指标体系,并运用层次分析法确定各指标权重,经权重叠加运算得风险性评价结果,从而确定其风险性。实例结果表明该灰场的风险性评价结果为2.7295,风险性低。将层次分析法应用于灰场地下水风险评价为岩溶发育地区的灰场选址和地下水防渗提供参考。     

草海项目和国外同类项目的比较

对贵州威宁草海国家级自然保护区进行的 ICDP(保护和发展综合项目 ,文中称为草海项目 )和国外的其他同类项目进行比较 ,总结介绍了草海项目在促进当地群众参与自然保护方面取得的成功经验。     

外源水对碳酸盐侵蚀速率研究——以桂林毛村地下河为例

本文对桂林毛村地下河流域,进行了野外监测与室内分析研究,详细研究了外源水与岩溶水对碳酸盐岩侵蚀速率差异。研究结果表明,碳酸盐岩在岩溶水与外源水中的侵蚀速率存在较大差异,雨季碳酸盐岩侵蚀速率:外源水外源水补给的岩溶水岩溶水空气;旱季碳酸盐岩溶蚀速率:外源水外源水补给的岩溶水空气岩溶水;外源水中的灰岩侵蚀速率白云岩侵蚀速率;碳酸盐岩试块的侵蚀速率具有明显的季节变化,主要受控于方解石饱和指数、pH值与水动力条件。     

草海湿地生态系统健康评价

贵州省威宁草海是贵州最大的天然高原淡水湖泊,同时也是我国亚热带高原湿地生态系统的典型代表,成为中国西南地区迁徙水禽的重要越冬地和停歇地。但草海湿地生态系统由于人类活动加剧引起的其功能作用会削弱、生物多样性会降低、水体富营养化等生态环境问题多方面的影响导致其表现出明显的生态脆弱性,尤其是在其生态系统的生态环境方面表现尤为突出。如果草海受到多方面的影响不及时加以制止和消除,将直接威胁着草海湿地生态系统的稳定。本文首先从湿地的生态特征、功能和社会经济环境三个方面的30个主要影响草海生态健康的因子进行分析,并对每个因子的健康状况进行调查、分析说明。其次,利用模糊综合评价模型中的层次分析法对草海生态健康影响的30个主要因子进行了整合分析,并对草海现在的健康状况应用平均加权原则进行了评估。最后,针对草海目前的健康状况,对草海今后的防治提出了相关建议。     

贵州草海沉积物重金属分布及其对底栖动物群落的影响

基于原子吸收和ICP-MS,研究了贵州威宁草海4种重金属Zn、Pb、Cd、Ni的分布规律,并分析了其对底栖动物群落结构的影响.结果表明,表层沉积物中Zn、Pb、Cd 3种重金属含量已超过加拿大环境质量标准,超标样品量分别达到样品总数的82%、65%和47%,可能和周边历史上大规模的土法炼锌有关;草海表层水及孔隙水4种重金属含量均未超过国家I类地表水质量标准,表明污染的沉积物对水体重金属含量影响有限.表层沉积物中Zn、Pb、Cd均表现出湖中心及上游湖口含量更高的趋势,并和有机质呈显著正相关关系(r=0.837, P < 0.01; r=0.785, P < 0.01; r=0.780, P < 0.01),表明有机质在Zn、Pb、Cd的迁移和沉积中扮演了重要角色.在湖心沉积物柱中,Zn、Pb、Cd 3种重金属从剖面上部约10cm往上均有逐渐升高富集的趋势,与草海周边近几十年的大规模土法炼锌历史吻合.不管在表层沉积物还是在沉积物柱中Ni都呈现与其它3种重金属相反的分布规律,可能与Ni主要来源于自然背景有关.底栖动物群落结构调查表明,周边采样点比湖内采样点的底栖动物种类更为丰富,栖息密度也更大,这可能与草海湖内采样点重金属含量远高于湖周边采样点有关,具体影响及机制需要进一步深入研究.     

贵州草海湿地溶解性有机物的光谱特征及其与PFASs的相关性分析

为描述草海湿地DOM（dissolved organic matter,溶解性有机物）荧光特征,探究其对PFASs（per-and polyfluoroalkyl substances,全氟及多氟化合物）环境行为造成的影响,利用超高效液相色谱-质谱联用技术和三维荧光光谱技术,结合平行因子分析,开展DOM光谱学特性研究,分析ρ（DOM）与ρ（PFASs）的相关关系.结果表明:①草海湿地中共解析出3类4种荧光组分,分别为类腐殖酸[λ_Ex（360 nm）/λ_Em（450 nm）]、长波段腐殖质[λ_Ex（400 nm）/λ_Em（510 nm）]、类富里酸[λ_Ex（330 nm）/λ_Em（400 nm）]和类色氨酸[λ_Ex（280 nm）/λ_Em（350 nm）],贡献率分别为48.6%、23.6%、22.9%和4.9%,其中类腐殖质总贡献率高达72.2%.在农业生产和人类活动的影响下,总荧光强度大致呈现从入湖区向出湖区逐渐降低、湖心区略高的趋势.②在草海湿地表层水中共检出了12种PFASs,ρ（PFASs）为233.18 ng/L,每种平均值为19.43 ng/L,PFBA（perfluorobutanoic acid,全氟丁酸）是主要污染物;草海湿地入湖区点源影响特征明显,生活污水和农业生产用水是主要的潜在污染源.③相关性分析结果显示,各荧光组分含量均与ρ（PFBS）（potassium perfluorobutanesulfonate,全氟丁烷磺酸）负相关;类色氨酸含量与ρ（PFHpA）（perfluororoheptanoic acid,全氟庚酸）负相关,与ρ（PFTriDA）（perfluorotrideanoic acid,全氟十三酸）则显著正相关.研究显示,草海湿地水体腐殖化程度高,外源特征明显,共检出12种PFASs,初步揭示了草海湿地水环境中ρ（DOM）与ρ（PFASs）的相关关系,其受水体性质及化合物结构等差异的影响,有待进一步开展深入研究.      

贵州威宁草海流域地下水水化学特征及无机碳通量估算

贵州威宁县草海是我国最大的岩溶湿地,岩溶地下水是其重要的补给水源和物质来源.本研究在丰水期、枯水期和平水期对草海流域内12处地下水进行了采集并测定,揭示了该流域地下水水化学特征和主要离子来源,并基于水化学径流模数法初步估算了草海流域岩溶碳汇通量.结果表明,草海流域地下水水化学类型以HCO₃-Ca型为主,东南部个别泉点在平水期为SO₄-Ca型.地下水中优势离子均以Ca²⁺、Mg²⁺和HCO₃^-为主,季节上SO₄^2-和Mg²⁺平均质量浓度呈现出平水期 > 枯水期 > 丰水期,NO₃^-平均质量浓度则表现为丰水期 > 枯水期 > 平水期,其他离子季节变化特征不明显.空间上草海北部地下水中Ca²⁺和HCO₃^-质量浓度相对较高,K⁺、Na⁺和Cl^-在西南部地下水中质量浓度较高,东南部地下水中Mg²⁺、NO₃^-和SO₄^2-质量浓度较高.地下水中Ca²⁺、Mg²⁺和HCO₃^-主要受到碳酸盐岩溶蚀的控制,碳酸、硫酸和硝酸均参与了流域内碳酸盐岩的风化,三期大部分地下水中NO₃^-主要受土壤氮和生活污水的影响,东南部地下水NO₃^-则主要受农业活动影响,K⁺、Na⁺、Cl^-和SO₄^2-的来源则无明显时空差异,前3种离子主要受人类活动影响,而SO₄^2-则主要来源于地层中含硫化合物的溶解.研究区外源酸参与流域碳酸盐岩风化具有较高比例,季节上表现为平水期外源酸参与流域碳酸盐岩比例最高,丰水期最低的特征,在扣除外源酸参与流域碳酸盐岩风化的比例后,初步估算草海流域无机碳通量平均约为181.5 t·a^-1,岩溶地下水向草海输送HCO₃^-量平均约为1144.1 t·a^-1.     

贵州草海湿地水鸟重金属暴露风险评估与应用

运用综合暴露风险模型评价贵州草海湿地水鸟群落的重金属暴露风险,并通过反距离权重插值法和图层叠加分析确定暴露风险的空间分布.结果表明,草海水鸟栖息地土壤中As、Cd、Cr、Ni、Pb、Zn的均值含量均超过贵州的土壤背景值,As、Cd、Cr、Pb、Zn在浅水沼泽、草地、耕地和水沟4种生境植物中均呈污染水平,As、Pb在水鸟肉食性食物鱼样中超标.草海水鸟主要对Cr、Pb、Zn存在暴露风险,在不同食性水鸟食物摄入途径不同则对重金属的暴露风险不同.在不同食性的代表性水鸟中,Pb在食植途径对针尾鸭、斑头雁,在食土途径则对白鹭暴露风险最高.Cr在食土途径中对3种水鸟暴露风险都较高.而Zn主要在食肉途径对白鹭、斑头雁的暴露风险最高.综合评价表明,代表肉食性水鸟的白鹭和代表植食性的针尾鸭的重金属潜在危害风险为高风险,代表杂食性的斑头雁为中风险.以水鸟栖息区域的潜在危害风险来看,双河、胡叶林、王家院子周边和邻近威宁县城城区的区域达到了高风险水平.建议重点监测肉食性水鸟群落的健康状态,优先治理和防控Cr、Pb、Zn重金属污染物以及污染高风险区域,采取科学合理的人为活动限制和污染防控措施.     

贵州喀斯特区域土壤有机质的分布与演化特征

中国西南喀斯特区域是全球最大的喀斯特生态区域之一,该区生态环境脆弱,水土流失严重,石漠化趋势严峻。土壤有机质是极为重要的保持土壤结构与质量的物质,深刻认识喀斯特区域土壤有机质的特征与演化是防治和改善我国西南喀斯特区域石漠化现状的迫切需求。本文以贵州省为例,总结归纳前人的研究成果,阐述了该区土壤有机质的分布规律与演化特征,探讨了影响该区土壤有机质分布的因素,以期提出更好的石漠化防治策略。中国西南喀斯特区域土壤受该区多山地形的限制,具有水平地带性以及垂直地带性特征,同时受到喀斯特地质地貌的控制,发育各种非地带性土壤,本区土壤类型多、成因复杂;土壤有机质的分布、演化特征与土壤类型密切相关,具有明显的区域特点。贵州省分布广泛的主要土壤有黄壤、石灰土、红壤、紫色土、黄棕壤、棕壤以及水稻土等。其中,棕壤有机质含量最高,原因可能是棕壤存在区域海拔高,气温低,抑制微生物活动,土壤有机质分解过程比较缓慢;石灰土有机质含量高,原因可能是土壤中钙的含量较高,有机质的保存可能受益于腐殖酸钙及碳酸盐沉淀的包裹保护;而黄壤和红壤等酸性土壤有机质主要是与R_2O_3结合,有机质的活性高于石灰土;黄棕壤有机质含量介于棕壤和黄壤之间;紫色土由于土壤质地的原因,有机质含量最低。     

贵州草海沉积物重金属元素分布特征及健康风险评价

为研究贵州威宁草海重金属污染现状,对该区域内20个采样点表层沉积物中的6种重金属元素（Pb、Cd、Cu、Zn、Fe、Mn）进行检测和分析.结果表明,表层沉积物中Cd、Zn和Pb的含量分别为贵州省土壤背景值的32.44、614.45和185.30倍,主要来源为采矿及矿物加工.此外,县城污水排放对Cu分布有一定的影响.Cd、Zn和Pb主要以可还原态及可氧化态存在,形态分布受Fe元素影响较大;Mn则以弱酸可提取态为主,具有较高的生物有效性.健康风险评价结果表明,表层沉积物对儿童造成的非致癌风险值（1.2×10¹ a^-1）超过限值（1.0×10⁰ a^-1）,对成人（7.91×10^-5 a^-1）和儿童（1.11×10^-3 a^-1）造成的致癌风险超过了可接受水平,其中,Cd是主要的致癌风险元素.综合来看,草海表层沉积物的重金属污染较为严重.     

贵州中部峰丛洼地区乡村聚落演化多元路径研究——以普定后寨河聚落为例

在微观尺度研究乡村聚落的空间演化,有助于深入理解聚落演化的多样性。论文选择位于贵州高原面上的典型喀斯特乡村聚落,以长时间序列的高分辨率遥感影像为主要数据源,结合实地农户调查,在聚落斑块尺度上探讨聚落的多元空间演化模式。结果发现,研究区聚落总体呈“外密中疏”的空间特征,且这一空间格局从1963年到2015年不断强化。聚落演化类型可划分为逐渐废弃空心化型、旧衰建新型、自然衰落型、内部改造型、基本不变型和扩展型;从1963年到2015年,研究区聚落景观经历了以新旧混杂型为主、以老旧型为主、以新旧混杂型和新房屋为主这样一个演化过程;研究区聚落多元演变的空间路径可归纳为低地指向、交通指向、经济和中心地指向,研究区聚落的优化应基于聚落的多元演变模式进行调控。     

某水利枢纽坝区构造特征及其对岩溶发育规律的影响

某水利枢纽区构造基本格局形成于早白垩世的燕山运动,此时构造应力场以NE向为最大主应力方向,形成了规模较大的NE向百兴向斜;渐新世以来,区域表现为大面积的间歇性隆升,构造应力场转变以NW向为最大主应力方向,形成坝区占统治地位的NE向构造,在坚硬的岩层中形成大量节理裂隙,软弱岩层中则表现为塑性变形。这种构造特征对岩溶的发育具有控制性作用:(1)构造发育史控制了岩溶发育演化史,(2)构造运动的间歇性导致岩溶的多层性及继承性,(3)褶皱限制了岩溶呈NE向带状分布,(4)不同岩层内构造特征相异导致岩溶仅在某些岩层内较发育,(5)节理裂隙控制了岩溶发育的部位及形态规模。