利用石笋δ13C重建岩溶石漠化研究进展

作者:徐玉珍; 李廷勇; 李俊云; 杨琰
更新时间:

岩溶石漠化的形成和演化机制是一个日益受到关注的科学问题,对脆弱喀斯特地区生态环境的恢复具有重要的现实意义。洞穴石笋13C受多种因素影响,对地表生态环境和岩溶水文条件的变化反应灵敏。因此,利用石笋13C来研究高寒生态环境的演化历史已成为一个重要的方向。本文从地表环境和洞穴沉积两个方面梳理了影响石笋13C的主要因素。结合现代洞穴监测和模型模拟研究,分析和整理了洞穴滴落和沉积物中影响13C的主要因素和机制。在多种因素的影响下,石笋13C的环境意义有多种解决方案。本文从时间尺度、空间分布和沉积环境三个方面总结了石笋13C的指示意义。为了准确解释石笋13C的环境意义,提出了综合分析、现代监测和模型模拟的解决方案。通过讨论岩溶石漠化的概念、成因、发展过程和环境效应,分析了地表石漠化与石笋13C记录的密切关系。本文总结了已发表的利用石笋13C重建区域石漠化的研究成果,并讨论了面临的主要问题在目前的研究中:(1)如何正确解释石笋13C的指示意义?这是石笋13C可以用来重建区域石漠化历史的前提。(2) 在空间上,石笋13C记录反映的上覆面面积有限,需要考虑石笋是否能代表目标研究区域的环境变化。(3) 石漠化可以在几年到几十年的范围内迅速发展,石笋测年存在一定的年龄误差。石笋13C能否灵敏地记录地表石漠化过程?为准确重建区域岩溶环境和石漠化演化历史,提出以下主要建议:(1)为避免石笋13C重建古环境的不确定性,可加强石笋13C和18O、微量元素、矿物结构等指标的综合对比分析,并结合现代监测和模型模拟的解决方案,以便更准确地重建研究区的喀斯特水文变化过程,判断石漠化的演化历史。(2) 通过区域内多个石笋记录与同一洞穴的比较,降低单个石笋记录的区域代表性。(3) 高精度年龄控制的高分辨率多指标石笋记录有助于捕捉石漠化的快速过程。