- 杨明臻;杨霖;刘丽君;文冬妮;曹建华;朱同彬;余龙飞;李亮;梁健;卢丹美;
岩溶区地形复杂,土壤氧化亚氮(N_2O)排放差异较大,量化其排放有助于全球N_2O排放清单的精准编制。目前岩溶区不同地形条件下土壤N_2O的空间排放特征及其影响机制尚不清楚。本研究区位于西南典型岩溶区桂林,选择不同地形坡位(坡顶、坡中和坡脚)的自然林地连续监测154 d土壤N_2O排放,并采用15N同位素标记技术测定土壤矿化速率与硝化速率,从土壤氮供应角度揭示N_2O排放的影响机制。结果表明,随坡位下降,土壤有机碳、全氮含量和pH显著提高。不同地形坡位下土壤N_2O排放具有较大差异,排放通量介于5.21~39.6μg N·m~(-2)·h~(-1)之间。坡脚土壤N_2O累积排量(0.71 kg N·hm~(-2))最高,其次是坡中(0.53 kg N·hm-2),坡顶N_2O最低(0.43 kg N·hm-~2)。岩溶区土壤具有较高的矿化和硝化速率,且随着坡位降低,土壤矿化和硝化速率均显著提高。与坡顶(2.27 mg N·kg-1·d-1和5.11 mg N·kg~(-1)·d~(-1))相比,坡脚土壤矿化和硝化速率分别提高到5.98 mg N·kg~(-1)·d~(-1)和8.85mg N·kg~(-1)·d~(-1)。相关分析表明,土壤N_2O累积排放量与矿化速率和硝化速率、有机碳、全氮、pH呈显著正相关,表明岩溶区不同坡位下,土壤理化性质通过影响无机氮供应能力(矿化速率和硝化速率)来改变N_2O排放。本研究结果强调了在评估岩溶区土壤N_2O排放时,应充分重视地形的影响。
2025年04期 v.44 711-721+733页 [查看摘要][在线阅读][下载 2028K] - 舒骏生;张晓晨;叶海燕;吴协保;宁小斌;张亚威;蔡奕;
石漠化是中国西南地区经济社会发展与生态建设的关键制约因素之一,其动态监测与演变特征评估对于区域石漠化防治及生态保护体系构建兼具重要的理论与实践价值。文章选取国家林业和草原局公布的岩溶地区2005-2021年间的四次石漠化调查监测数据,运用长时间序列动态分析方法,剖析北盘江流域尺度上石漠化的时空演变特征和未来发展趋势。结果显示:(1)2005-2021年间,北盘江流域植被覆盖度由29.6%提升至40.6%,基岩裸露度由34.2%降至27.9%,石漠化土地面积占比由42.2%缩减至18.9%;(2)北盘江流域石漠化土地主要集中在中下游,其中度以上石漠化土地占该区域岩溶面积的35%以上,上游中度及以上石漠化土地占比不足10%;(3)未来2026年及2031年北盘江流域石漠化仍将持续改善,中度及以上石漠化面积较2021年分别减少241.53 km~2和408.61km~2。过去15年里,北盘江流域石漠化态势得到有效控制,而部分地区仍面临高度不稳定状态,或呈现恶化态势的风险;未来在多种政策措施支持下,该流域石漠化情况将持续改善,但部分严重区域的治理工作将面临更大挑战。
2025年04期 v.44 722-733页 [查看摘要][在线阅读][下载 2105K] - 王波;赵莉;郭云;陈晓梅;宋增宏;
由于早期粗放式开发,加之高原山地生态环境脆弱,历史遗留废弃矿山生态问题已严重影响当地生态环境、制约着区域发展。近年来,持续开展的修复工作使生态环境质量显著改善,但部分废弃矿山因调查不充分,生态问题综合评价不足,导致修复目标不明、治理措施不当、修复成效不佳。文章以滇东高原山地典型区曲靖市为研究区,通过系统分析地质环境问题与生态环境条件,运用多因素分析、图层叠加等方法综合评价发现:生态问题严重(Ⅰ级)图斑面积占35.29%,较严重(Ⅱ级)图斑占54.89%;一般(Ⅲ级)占比9.82%。根据评价,划分4个修复分区,并分区分类提出地质环境隐患消除、植被恢复及地形地貌重塑、废弃物清运与土壤改良、地形地貌重塑与土地转型、水土流失治理与石漠化减缓等针对性修复措施,为其他高原山地区生态保护修复提供参考。
2025年04期 v.44 734-748页 [查看摘要][在线阅读][下载 3041K] - 任亚珍;李琼芳;邹兰;蒋忠诚;代群威;叶立慎;冯馨;李婉月;周晓娅;蒋萌;
为明确典型原生岩溶区水体和土壤微生物群落特征,以广西区四处区域水体和土壤为研究对象,利用高通量技术分析其微生物多样性和微生物群落结构,解析环境因子对微生物群落的影响,并探讨岩溶微生物在碳循环中的潜在功能。结果发现:典型岩溶区水体和土壤样品中变形菌门(Proteobacteria)是优势菌;水体和土壤中对细菌群落结构影响最大的环境因素分别是N和SWC;两者与碳循环相关的功能类型占比最高的均为化能异养,占比分别为水体13.00%,14.00%和土壤6.70%,11.00%,糖酵解和三羧酸循环是细菌的主要代谢功能。微生物通过这些碳循环相关的地球生化功能在岩溶环境中发挥重要作用。
2025年04期 v.44 749-763页 [查看摘要][在线阅读][下载 1928K] - 周文明;杨勋林;王思楠;王林举;李国凤;向万里;葛晓艳;龚萌;
石笋被视为研究古气候学的第四大支柱,是古气候研究的重要地质载体。文章利用CiteSpace软件对2015-2024年十年间石笋领域的研究热点和发展趋势进行文献计量学分析,以期为学者了解本领域的最新研究进展、寻找后续研究的突破口等提供科学依据。文章纳入中文文献360篇,研究热点主要是氧同位素、亚洲季风、全新世、洞穴滴水和末次冰期等关键词;纳入英文文献791篇,研究热点主要是洞穴监测、气候、变率、高分辨率、东亚夏季风和末次冰期等关键词。在合作作者、发表机构、发表国家和被引文献等维度,中国都位于世界前沿,在石笋领域占据着重要地位。2015-2024年十年间,CNKI和WOS数据库在石笋领域研究文献的年度发表量呈波动下降趋势,表明石笋领域研究已逐渐进入了饱和状态,迫切需要新方法、新手段,注入新动力。
2025年04期 v.44 764-776页 [查看摘要][在线阅读][下载 1722K] - 龚萌;杨勋林;葛晓艳;周文明;王思楠;李国凤;向万里;
以重庆市酉阳自治县天坑洞采集的石笋样本TK22-1为研究对象,通过高精度的~(230)Th测年和石笋纹层计数法,构建了覆盖近百年历史的高分辨率δ~(18)O序列。研究发现,石笋TK22-1δ~(18)O变化与年平均温度显著正相关,与年平均湿度和年降水天数显著负相关,与年降水量呈负相关关系,但未达到显著性水平,但与当地干旱事件密切相关。表明与温度、降雨天数和湿度相关的区域水文状况是影响石笋δ~(18)O的主要因素。石笋TK22-1的δ~(18)O记录显示,过去100年亚洲夏季风(East Asian Summer Monsoon,EASM)持续减弱,尤其在20世纪80年代后,减弱趋势在中国季风区尤为显著,该现象的形成是自然因素与人为因素共同作用的结果。与全球其他气候指标对比,发现亚洲夏季风减弱与全球气温升高、厄尔尼诺-南方涛动(El Ni?o-Southern Oscillation,ENSO)极端事件增多、大西洋经向翻转环流(Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC)与太平洋沃克环流(Pacific Walker Circulation,PWC)减弱等现象有关,特别是温室气体排放,通过影响ENSO、AMOC和PWC等气候系统关键环节,间接导致了亚洲夏季风强度的减弱。
2025年04期 v.44 777-789页 [查看摘要][在线阅读][下载 2205K] - 王金龙;郑国东;覃建勋;王磊;李杰;欧阳鑫东;顾文博;黄小霞;覃艳引;
为了探究锰矿开采对周边农田带来的生态风险,对锰矿区周边农田表层土壤进行采样分析,运用潜在污染风险指数法与地累积指数法对研究区农田土壤进行生态风险评价,并采用APCS-MLR模型与PMF模型对土壤重金属来源定量解析与验证。结果表明,研究区农田土壤潜在污染风险为中等(RI=222.28),主要表现为Cd(E_i=90.05)与Hg(E_i=89.6);地累积污染程度排序为Cd>Hg>Zn>Pb>Ni>Cr>Cu>As;主成分分析表明研究区农田土壤主要受两种污染源影响,推测为人为矿业开采及排放源与自然源,贡献率分别为61.8%与26.2%;APCS-MLR模型与PMF模型判定Cd、Cr、Hg、Mn、Ni,主要受人为矿业源影响,As、Pb、Zn主要受自然源影响,Cu主要受人为矿业源与自然源两种因素叠加影响。研究结果可为广西风化型锰矿区周边农田土壤重金属修复及生态风险防控提供理论基础。关键词:广西岩溶区;风化型锰矿区;农田土壤;重金属;生态风险评价;APCS-MLR模型;PMF模型创新点:广西区内首次以岩溶区风化型锰矿区周边污染农田土壤为研究对象,联合PCA与APCSMLR模型对土壤重金属来源开展定量解析,并运用PMF模型对结果进行验证,结果可为区内相同成因类型锰矿区周边农田土壤修复提供理论依据。
2025年04期 v.44 790-801页 [查看摘要][在线阅读][下载 1815K] - 姜冰;孙增兵;张德明;王建;刘阳;
碳酸盐岩区土壤重金属含量通常具有天然的高背景特征,会对土壤健康、农产品安全和生态环境构成威胁,因此,在土壤重金属高背景区开展污染特征研究和重金属来源识别,对环境保护和人类健康发展具有重要意义。以鲁中碳酸盐岩分布区为研究区域,分析测试了岩石、土壤、大气降尘中的重金属含量特征,采用富集因子法、主成分分析、模拟计算和相关分析等方法,研究了土壤重金属污染特征,探究了其来源,阐明了其影响因素。结果表明,研究区属土壤重金属含量高背景区,土壤重金属含量是岩石的2.76~6.82倍,大气降尘中As、Cr、Ni含量低于土壤,Cu、Pb、Zn、Hg、Cd含量高于土壤。土壤重金属污染程度低,平均污染程度由大到小依次为Hg、Cd、Ni、Cu、As、Zn、Pb、Cr。大气降尘对土壤重金属有所贡献,其导致的表层土壤Cd、Hg的年增长速率最大,分别为0.55%和0.20%。土壤有机质与Cd、Hg相关性最为显著,阳离子交换量与Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、As相关性最为显著。总体来看,Cd、Hg主要受控于有机质,并叠加了降尘积累,Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、As主要受控于成土母岩。
2025年04期 v.44 802-814页 [查看摘要][在线阅读][下载 2396K]