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相似文献
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1.

Karst aquifers contribute substantially to freshwater supplies in many regions of the world, but are vulnerable to contamination and difficult to manage because of their unique hydrogeological characteristics. Many karst systems are hydraulically connected over wide areas and require transboundary exploration, protection and management. In order to obtain a better global overview of karst aquifers, to create a basis for sustainable international water-resources management, and to increase the awareness in the public and among decision makers, the World Karst Aquifer Mapping (WOKAM) project was established. The goal is to create a world map and database of karst aquifers, as a further development of earlier maps. This paper presents the basic concepts and the detailed mapping procedure, using France as an example to illustrate the step-by-step workflow, which includes generalization, differentiation of continuous and discontinuous carbonate and evaporite rock areas, and the identification of non-exposed karst aquifers. The map also shows selected caves and karst springs, which are collected in an associated global database. The draft karst aquifer map of Europe shows that 21.6% of the European land surface is characterized by the presence of (continuous or discontinuous) carbonate rocks; about 13.8% of the land surface is carbonate rock outcrop.

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2.
岩溶IGCP国际合作30年与岩溶关键带研究展望   总被引:2,自引:1,他引:1  
全球岩溶类型多样,对环境变化敏感,资源与环境问题突出,是地球关键带监测与研究的重点,IGCP661项目的执行为岩溶区关键带类型划分与监测对比研究提供了契机和国际合作平台。近30年岩溶IGCP执行始终强调岩溶系统与人类活动环境的相互作用,其轨迹实际上与地球系统科学到地球关键带理念是一脉相承的。IGCP299提出了岩溶形态组合概念,揭示各种岩溶形态与其形成环境之间的因果关系。岩溶动力系统(IGCP379), 岩溶生态系统(IGCP448)概念的提出有助于我们更好地理解岩溶系统的整体功能,及系统内水、生物地球化学过程、人类活动的相互作用,进而形成了一整套岩溶动力学研究方法体系。开辟了岩溶记录与全球变化、碳循环与应对气候变化、石漠化形成演变与生态修复等研究新领域,并取得了丰硕的研究成果,有力地推动了现代岩溶学的发展。   相似文献   

3.
黔桂岩溶山区土地利用变化的社会经济因素分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
基于黔桂岩溶山区1990、2015年的土地利用数据和社会经济统计资料,利用典范对应分析方法对1990-2015年25年间的土地利用变化及社会经济驱动因素进行了实证分析。结论如下:(1)黔桂岩溶山区土地利用变化存在明显的时空分异现象;(2)贵州高原区以草地大幅减少和林地增加为主要特征;黔桂峰丛洼地区以水域面积增加和草地减少为主要特征;广西丘陵区的主要特征是耕地减少和建设用地增加。(3)贵州高原区土地利用类型变化以经济和人口因素为主要驱动力;广西丘陵区土地利用类型变化以经济因素和农业结构水平为主要驱动力;农业因素对黔桂峰丛洼地区的土地利用变化驱动作用明显。未来应提高贵州高原和黔桂峰丛洼地区岩溶山区草地生态功能重要性的认识,在加强森林植被恢复的同时加强草地资源保护;城镇化发展背景下黔桂岩溶山区应减少优质耕地占用,开发低丘缓坡土地,建设山地特色城市。   相似文献   

4.
现代岩溶学和全球变化研究   总被引:26,自引:2,他引:26  
广泛的全球岩溶对比和地球系统科学理论的引入以及研究方法的解决,推动了现代岩溶学的发展,从而显示其在全球变化研究中的重要性。现代岩溶学的新发展在全球变化研究中具有两方面意义:一是岩溶作用在大气温室气体CO2源汇关系中的效应,初步估算全球岩溶作用每年可由大气回收6.02×108t碳;二是由岩溶记录提取高分辨率的环境变化信息。我国大陆岩溶不但面积辽阔,而且碳酸盐岩古老坚硬,新生代以来大幅度抬升以及未受末次冰期大陆冰盖的刨蚀破坏,因而保留第四纪环境变化的信息量很大。我国季风区水热配套,岩溶作用的季节和地区反差明显,极有利于进行岩溶作用与大气CO2源汇关系研究。我们应该充分发挥这种地域优势,为全球变化研究作出应有贡献  相似文献   

5.
在气候变化的大背景下,近数十年来随着北方岩溶区降水量的趋势性下降和气温的不断升高,岩溶水补给资源量大幅度衰减,气候变化成为引发一系列岩溶水文地质环境问题的原因之一。针对这一问题,以岩溶水系统为单元,采用大量气象系列资料研究北方岩溶区降水变化与分布特征,分析了气候变化发展趋势及成因,从区域角度出发,估算了气候变化对岩溶水资源的影响。  相似文献   

6.
中国历史耕地变化及其对自然环境的影响*   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
农业开发已经直接或间接地影响并正在影响自然环境的许多方面,中国农业开发历史悠久,对自然环境造成的影响广泛而强烈,对认识人类活动导致的全球与区域环境变化具有代表性。文中总结了近年来基于考古和历史文献记录的中国历史耕地变化定量重建和耕地开发环境影响的研究成果。主要结论包括: (1)中国在历史耕地变化重建方面具有独特的优势,主要数据源包括田亩、税赋、人口等与耕地数量相关的数值记录,考古遗址点、聚落、路网、行政建制等与农业活动相关的信息,有关土地开发和农业生产的描述性记录等三大类。 (2)对全国尺度的耕地面积推断始于春秋战国时期,过去1000年以来已重建了省(路)域的垦殖率,过去300年基于历史记录重建的东北、华北等区域垦殖率的分辨率已到县,在重建基础上利用分配模型获得的过去300年格网化垦殖率的分辨率可达10 km×10 km甚至1 km×1 km。相比于当前广泛使用的国际数据集,这些区域定量重建结果更为准确。(3)历史时期中国耕地的3次大规模扩张分别主要出现在西汉、两宋和清中叶,与此相对应,植被破坏和水土流失从北方地区扩展到南方地区,从平原低地扩展到低山丘陵、深山地区;过去300年耕地变化导致了碳排放的增加和可辨识的区域气候变化。未来中国的历史耕地变化重建及其对环境影响研究,应与国际过去土地利用/覆盖研究衔接,研究重点为延长历史耕地重建时限、提高重建单元的空间分辨率和改进耕地格网化分配模型。  相似文献   

7.
泰国岩溶面积约占中南半岛岩溶面积的1/4,横跨近11个纬度。泰国岩溶作用强烈,地貌奇特,类型多样,既有典型的高原坡立谷岩溶,也有典型的峰丛洼地谷地和滨海峰林岩溶地貌,因而在全球岩溶对比研究中具有重要地位。本文在初步查明泰国岩溶分布、典型岩溶区的水文地球化学特征的基础上,分析了泰国岩溶发育的主要特点和动力条件,并与中国西南岩溶作了对比,旨在推动中国与中南半岛岩溶的对比以及全球现代岩溶的对比研究。   相似文献   

8.
蒲俊兵 《中国岩溶》2022,41(3):429-440
作为现代地球科学学科体系重要组成部分的岩溶学一直以来都被认为是地质学、地理学、环境科学、生态学之间的交叉、边缘学科,并未建立起自己独立的学科体系。面对全球岩溶地貌分布广泛、生态环境脆弱及问题复杂多样且同经济社会发展密切相关等情况,文章在简要回顾国内外岩溶学发展历程的基础上,通过对近三十年国内外岩溶研究相关学科发展情况的分析,以地球系统科学、岩溶动力学理论为指导,讨论构建现代岩溶学学科体系这一重要问题。文章围绕岩溶动力系统的四大功能和岩溶区资源环境生态问题的实际,从地质学、地理学、地球化学、生态学、环境学、水文学等与现代岩溶学研究相关的学科出发,尝试构建现代岩溶学学科体系,其主要的学科分支包括岩溶地质学、岩溶地貌学、岩溶水文地质学、岩溶环境学、岩溶工程地质学、岩溶生态学、岩溶资源学、全球变化岩溶学、洞穴学等九个分支学科,并简要阐述了各分支学科的科学内涵和定位。分支学科的构建,体现了国际岩溶科学研究中相关研究方向和学科发展独立性和交叉性的统一,体现了国际岩溶学发展的现状和趋势,对于国际岩溶科学的发展具有较为重要的意义。   相似文献   

9.
Karst rocky desertification is a process of land degradation involving serious soil erosion, extensive exposure of basement rocks. It leads to drastic decrease in soil productivity and formation of a desert-like landscape. In this regard, changes in climatic conditions are the main origin of the soils degradation. Indeed, soils subjected to successive dry/wet cycling processes caused by climate change develop swelling and shrinkage deformations which can modify their water retention properties, thus inducing the degradation of soil–water capacity. The ecological characteristics of cultivation soils in karst areas, Southwest of China, are extremely easy to be affected by external environmental factors due to its shallow bedding and low vegetation coverage. Based on the analysis of the climate (precipitation) of this region during the past decades, an experimental study has been conducted on a cultivated soil obtained from the typical karst area in southwestern China. Firstly, the soil–water properties have been investigated. The measured soil–water retention curve shows that the air-entry value of the soil is between 50 and 60 kPa, while the residual saturation is about 12%. Based on the experimental results, three identifiable stages of de-saturation have been defined. Secondly, a special apparatus was developed to investigate the volume change behavior of the soil with controlled suction cycles. The vapor equilibrium technique was used for the suction control. The obtained results show that under the effect of dry/wet cycles, (1) the void ratio of the cultivated soil is continuously decreasing, leading to a gradual soil compaction. (2) The permeability decreases, giving rise to a deterioration of water transfer ability as well as a deterioration of soil–water retention capacity. It is then obvious that the long-term dry/wet cycling process caused by the climate change induce a continuously compaction and degradation of the cultivated soil in karst rocky desertification areas.  相似文献   

10.
Land use/cover change and its driving forces has been one of the most important fields in global environmental change research since the 1990s. Karst areas are distributed extensively on the Earth’s surface and are usually characterized by a fragile eco-environment. In southwest China, karst landforms are fully developed and their eco-environment is highly fragile. Over the past decades, irrational land use practice has caused a series of alarming eco-environmental issues including forest clearing, soil erosion, and karst rocky desertification. Therefore, it is of great practical significance to study land use/cover change in this area and its driving forces in order to re-build the damaged eco-environment and achieve sustainable land use. In this paper, the authors conduct a case study on land use/cover change and its natural and human driving forces since the early 1970s in southwest China’s Maotiaohe watershed. The results indicate that the land use/cover pattern in the study area has undergone a very complex change, which is a result of combined action of both natural and anthropological factors. In the 1970s and 1980s, climate change and fast population increase played dominating roles in the change of arable land, shrub land, grassland, and rocky desertification land. Since the early 1990s, economic development has gradually taken the place of population change to become the overwhelming human factor to go along with climate change in driving the land use/cover change, particularly the change in arable land, construction land, and rocky desertification land.  相似文献   

11.
岩溶动力系统与全球变化研究进展   总被引:9,自引:2,他引:7       下载免费PDF全文
碳酸盐岩是岩溶发育的物质基础,它记录着地球历史时期的环境变化,是地球最大的碳库,对地球大气和生命演变起到重要作用;现代全球岩溶分布面积2200万km~2,占陆地面积的15%,岩溶动力系统是地球表层系统的重要组成部分,全球25%的人口依赖岩溶地下水资源的供给,岩溶生态系统的脆弱性制约着区域经济社会发展;本文主要针对近30年以来,岩溶学科发展进行综述,包括岩溶动力学概念、内涵与发展,驱动岩溶发育的地质-生态机制,岩溶动力系统与碳循环新进展,岩溶动力系统与水循环新进展,岩溶动力系统与钙循环新进展;岩溶动力系统与全球环境变化研究发展展望(岩溶关键带下的资源环境效应及国际大科学计划的启动)。  相似文献   

12.
我国北方岩溶研究的形势和任务   总被引:5,自引:3,他引:2  
袁道先 《中国岩溶》2010,29(3):219-228
随着国民经济的发展、全球气候变化的加剧,我国北方岩溶还出现了许多重大环境地质问题,不仅受到国家的重视,还引起了国际学术界的关注。国家及各级政府正加大对岩溶研究的投入,北方岩溶研究面临着前所未有的大好形势,同时也肩负重大的责任。本文从社会经济发展和学科建设的需求出发,简要阐述了北方岩溶研究所面临的问题,并提出今后应当加强对北方岩溶水资源的保护工作,重视对岩溶形态等基础理论的研究,特别是对岩溶陷落柱、古岩溶与深部岩溶发育规律的研究,加强对已有成果的总结与交流;在应对全球气候变化和极端气候上,一方面要逐步推进岩溶碳汇调查和岩溶地质储碳实验的开展,另一方面要开展对气候变化,尤其是极端气候与岩溶水及岩溶含水层关系的研究;此外,还应当重视岩溶知识的普及,加强后继人才的培养,特别是对岩溶战略科学家的培养。   相似文献   

13.
为探究岩溶生态环境对凋落叶分解的影响,选用碎屑岩区相同树种作为对比,运用凋落物分解网袋法研究其凋落物分解初期动态,研究结果表明:(1)岩溶区檵木和马尾松凋落叶分解速率总体上均小于碎屑岩区相同树种凋落叶分解速率;(2)凋落叶分解速率k与凋落叶初始养分碳含量呈显著负相关(P<0.05),与木质素含量呈极显著负相关(P<0.01);(3)在凋落叶分解过程中,各养分释放规律具有一定的差异,凋落叶养分元素碳在分解过程中呈现出净释放;(4)岩溶区树种的碳释放速率比碎屑岩区慢,说明岩溶区两树种的凋落在一定程度上延长了C的循环周期   相似文献   

14.
黑河流域土地利用与覆被变化特征   总被引:15,自引:3,他引:12  
在土地类型划分的基础上, 利用黑河流域1987年和2000年两期TM遥感数据, 从土地利用与覆被变化幅度、变化速率及动态度等角度, 定量分析了流域上、中、下游及全流域总体土地利用与覆被变化的特征并进行了对比.结果表明: 在变化幅度上, 全流域各类土地利用与覆被变化均十分强烈, 中游地区最为显著, 综合土地利用与覆被变化指数达到7.6%, 耕地、城镇建设用地、水域和草地等是全流域变化最为剧烈的利用类型; 在变化速度方面, 流域上游地区的耕地、城镇居民用地和沙漠化土地年平均递增速度最高, 中游地区明显小于上游和下游地区, 但沙漠化除外, 为全流域水平的4.7倍, 下游耕地、城镇用地、水域面积和其它难利用土地变化较快, 说明上、下游生态系统极不稳定, 变化剧烈. 对中游动态度的分析表明, 耕地、城镇居民用地和较难利用土地较稳定, 其它土地类型的利用与覆被动态变化都很活跃, 说明中游地区土地利用与覆被变化复杂而强烈, 具有变化的多向性和互动性, 从而为流域合理调整土地利用方式和环境改善提供了一定的科学依据.  相似文献   

15.
中国是岩溶最发育的国家之一,全球岩溶面积的1/4分布在中国.由于岩溶含水层对环境变化非常敏感,岩溶泉已经成为人们研究气候变化与人类活动对环境影响的重要信息载体.本文以中国北方具有代表性的柳林泉为研究对象,经过分析认为1957~1973年泉水流量基本上处于自然状态,因此,我们利用1973年前的泉水流量,建立了气候变化条件下泉水流量的灰色系统模型,将该模型外推,获得了1974~2005年气候变化条件下的泉水流量,与同期实测流量相比较,得到了人类活动对泉水流量衰减的贡献.结果表明,1974~2005年,气候变化对泉水流量衰减的贡献仅为人类活动对泉水流量衰减贡献量的8.1%~8.6%,人类活动对泉水流量的衰减起着主要作用.在人类活动对泉水流量的影响中,地下水开采量仅占到其中的20%~35%;其他因素包括水库的修建、跨区域地下水袭夺、矿坑排水、泉域内森林植被的破坏等等,他们对泉水流量衰减的贡献占到65%~80%.因此,传统的单纯以地下水开采量作为人类活动对泉水的影响是不合理的.  相似文献   

16.
生物地球化学循环是地球系统物质循环的核心,是维系地表生态系统稳定和人类社会可持续发展的重要基础。然而,气候变化以及人类的过度干扰可能会显著改变表层地球系统中的生物地球化学循环过程,尤其是脆弱的喀斯特生态系统。特殊的多孔隙关键带结构也加速了喀斯特地区物质循环及其对外界环境变化的响应,影响了不同尺度的物质循环和生物地球化学过程。本研究主要综述了宏观尺度(气候变化)、中尺度(人类活动)和微观尺度(微生物活动)的环境变化对喀斯特地区生物地球化学循环的影响。结果表明多要素变化导致喀斯特地区物质循环受到强烈影响,气候变化、人类活动和微生物活动及其耦合关系对喀斯特地区生物地球化学循环的调控作用具有重要意义。最后,本研究强调了现有研究的局限性并指出未来研究的挑战与方向,即未来应从系统研究(如地球关键带)的视角出发,将多尺度观测-分析与综合模型集成研究并举,从而构建多源多尺度耦合的过程和系统模型,进而为阐明喀斯特系统的演变规律和动力学机制、实现喀斯特地区的生态保护和高质量发展提供理论基础。   相似文献   

17.
不同尺度喀斯特地区土地利用变化研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
以贵州典型喀斯特地区贞丰县、北盘江镇、花江示范区作为研究样区,讨论了不同尺度喀斯特地区土地利用动态变化过程。结果发现: 研究样区土地利用的数量变化主要表现在农用地与未利用地之间的增减变化, 而且1997— 2000年的土地利用变化速度比2001- 2003年的快。在土地利用的结构变化上,北盘江镇园地所占比例增长、未利用地所占比例减少和贞丰县林地面积所占比例变化最大,花江示范区同北盘江镇的结构变化相似。在土地利用的程度变化上,三个研究区土地利用程度综合指数都有所提高,整体趋于平衡。县级尺度的土地利用程度综合指数大于镇级尺度,村级尺度的土地利用综合指数最小。三个研究区的景观偏离度呈有规律的缓慢增长趋势,表明人类活动对土地利用的影响逐渐加强。   相似文献   

18.

Karst aquifers in subtropical regions are characterized by high variability of water availability and quality due to changes associated with rainy and dry seasons. An additional challenge for water management is the combination of surface-water and karst groundwater systems since high spatiotemporal dynamics cause high variability of water quality. In these cases, adapted protection strategies are required. In this study, a protection approach for the catchment of a river-water diversion point in a rural area in northern Vietnam is developed. The variability of water quality was evaluated by rainy and dry season synoptic surveys of suspended particles and microbial contamination at 49 sites and time series at three sets of paired sites under constant hydraulic conditions. The anthropogenic land-use activities in the catchment were mapped to identify potential contamination sources and to highlight the challenging combination of surface-water and karst groundwater management. The analyzed data indicate differences in water quality between the dry and rainy seasons and a higher influence on water quality from land use than from hydrologic conditions. Furthermore, the results suggest a high risk of contamination resulting from residential areas, agriculture, and livestock farming, and reveal the necessity of implementation of appropriate measures such as restricted farming and the hook-up of buildings to municipal sewage disposal. Finally, the data show that water quality can be improved by adjusting water withdrawals by the time of day. The applied methods can be transferred to other surface-water and karst groundwater systems in similar subtropical environments.

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19.
岩溶湿地是西南岩溶生态系统的重要调节器,对该地区的可持续发展有重要意义,而水循环作为维系岩溶湿地健康运转的核心因素,已经成为当前的研究热点。2020年4月15日—5月30日野外监测了桂林会仙湿地狮子岩地下河系统参数,采用水文动态分析与水均衡等方法,开展了地下河系统水循环研究。结果表明:(1)地表径流、土壤水、表层岩溶带...  相似文献   

20.
Karst estuaries are unique systems governed by freshwater inputs that flow directly to the sea through karst conduits and/or matrices. Because they are found at the interface between terrestrial and marine environments, they can act as sentinels to climate change and as indicators of aquifer health. The physical and geochemical gradients formed in karst estuaries are a direct result of the interactions between inland hydrological conditions and sea level. To examine the influence these gradients have on microbial communities in the water column and sediment of a karst estuary, we studied the spring-fed Double Keyhole Karst Estuary in west central Florida for a 2-year period. Four sites were monitored within this system starting at the Double Keyhole Spring Conduit extending 2 km west through the estuary toward the Gulf of Mexico. Water column and sediment samples were collected quarterly at all sites from September 2011 through September 2013. Archaeal, bacterial, and microbial eukaryote communities were analyzed using quantitative PCR and length-heterogeneity PCR. The biological communities were analyzed in the context of hydrological, physical, and geochemical parameters in order to determine which factor(s) governed the observed changes of microbial abundance and richness. The major finding of this study was that microbial community change in this karst estuary was primarily driven by the volume of aquifer discharge and associated physical gradients, and less by the geochemical fluctuations within the system.  相似文献   

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