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张春来
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- 所属机构:中国地质科学院岩溶地质研究所
- 所在地区:广西 桂林市
- 研究方向:天文地球
- 发文基金:国家自然科学基金
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- 为对比岩溶和非岩溶条件下物种组成及多样性的差异,明晰不同地质背景造就的不同土壤因子对物种多样性的影响,在兼有岩溶区与非岩溶区的桂林毛村采用野外样地调查法对研究区进行物种组成及多样性的对比研究。结果表明:(1)研究区内共记录了123种植物,其中岩溶区占35科46属87种,非岩溶区占48科61属95种,非岩溶区植物科属种数量明显大于岩溶区;(2)岩溶区物种多样性为:草本样方>灌木样方>乔木样方;在非岩溶区为:灌木样方>乔木样方>草本样方;(3)不同地质背景造就了不同的土壤因子,其中土壤全氮含量对物种多样性影响最为显著。综上,岩溶区物种组成明显低于非岩溶区,物种多样性也不及非岩溶区,土壤因子与物种多样性之间存在相关性,土壤全氮对物种多样性影响最为显著,土层深度减弱了土壤因子与物种多样性之间的相关性。对比岩溶区与非岩溶区土壤因子与物种之间的关系差异,为区域生态系统恢复重建提供了理论基础。
- 张薰元周运超黄梅白云星张春来
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- 中国是岩溶大国,岩溶作用吸收土壤或大气CO_(2)形成溶解无机碳,并随河流排向海洋,这是陆地碳循环的重要组成部分。中国地质调查局从2009年开始对岩溶碳汇进行探索性调查,基本查明了岩溶碳汇的作用机理、影响因素和计量方法。研究表明碳酸盐岩溶蚀试片、径流-水化学和回归模型等方法均揭示了中国岩溶碳汇潜力巨大;植被恢复、土壤改良、外源水灌溉和水生植物培育等是人工干预增加岩溶碳汇的重要途径;流域尺度岩溶碳循环及碳汇效应调查技术的应用,助力取得了岩溶碳循环地质调查和碳汇效应评价方面的理论、技术和平台建设等系列成果。值得注意的是,岩溶碳汇计量、核查和人工干预固碳增汇试验示范等方面还面临巨大挑战,这需要在“十四五”期间及以后的研究中不断攻关、完善,从而满足地质碳汇服务碳中和目标的需求。
- 张春来黄芬蒲俊兵曹建华
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- 利用稳定同位素技术研究广西桂江流域水体中碳的来源被引量：19
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- 本文对岩溶区不同类型样品中的有机碳同位素样品前处理的分离提纯技术进行了研究,并对广西桂江流域水体进行了稳定有机碳同位素分析。结果表明,C3植物对桂江水体可溶性有机碳(DOC)有很大比例的贡献,而水生生物对水体有机碳影响较小。抚河流域比漓江流域有较高的(DOC)含量,可能与非岩溶区土壤微生物活动强,土壤活性有机碳含量高有关。岩溶作用对水体可溶性无机碳(DIC)的贡献较大,岩溶区DIC浓度和稳定碳同位素值变化较大且复杂,可能与流域内土壤中植物根系呼吸、微生物活动或有机质矿化等作用产生的土壤CO2碳同位素值不同有关,也可能与水体中CaCO3过饱和生成碳酸钙沉淀向大气释放CO2有关。不同形态的碳同位素值反映了岩溶区和非岩溶区河流中碳的变化,为研究碳的来源提供了一定的依据。
- 王华张春来杨会曹建华张强唐伟应启和林宇
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- 李光超杨慧张春来曹建华梁毅王培
- 关键词：板栗树土壤PH值盐基饱和度岩溶区
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- 以玉米(迪卡008)和大豆(开鲜9号)为供试材料,通过野外盆栽实验,设置5个处理,每个处理蔗渣生物炭材料分别以土壤质量百分比0(CK)、0.5%(T1)、1%(T2)、2%(T3)、5%(T4)添加,研究蔗渣生物炭对岩溶区石灰土性质及农作物生长的影响。结果表明:生物炭对石灰土p H和碱解氮均无显著影响,土壤容重显著降低,提高了土壤有机碳、全氮、速效磷和速效钾的含量;与对照相比,玉米组和大豆组T2、T3、T4处理的土壤有机碳含量分别显著增加了53.01%、96.77%、237.03%和32.66%、107.84%、256.46%,速效磷分别显著增加了32.26%、34.78%、85.37%和34.85%、35.60%、81.71%,速效钾分别显著增加了41.93%、82.49%、155.15%和69.77%、116.58%、206.91%;T3、T4处理土壤全氮分别显著增加了5.68%、25.57%和9.04%、19.77%,T3、T4处理玉米棒干重分别显著增加了11.51%、16.41%;T1、T2、T3、T4处理大豆豆荚干重分别显著增加了11.07%、11.24%、35.14%、24.89%。可见,蔗渣生物炭作为土壤改良剂,在一定程度上改善了石灰土的养分状况,促进了玉米和大豆生长。
- 方培结李青芳张超兰张春来卜巧珍曹建华
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- 岩溶碳汇原理、过程与计量
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- 岩溶生态系统碳循环由陆地生物碳循环(植物光合作用驱动)和岩溶碳循环(碳酸盐岩溶解风化驱动)两部分组成。岩溶碳循环与陆地生物碳循环存在协同作用,岩溶碳循环过程对陆地淡水生态系统产生显著影响。岩溶碳汇主要发生在岩溶和生物紧密联系的植物根系土壤岩石相互融合的表层岩溶带,在快速交互的地下水系统和地表水系统中发生迁移转化过程。当前流域岩溶碳汇计量存在至少3个方面的问题:(1)全岩溶流域中来源于碳酸盐岩的碳和来源于大气/土壤中的碳比例不清;(2)部分岩溶流域碳酸盐岩和硅酸盐岩风化溶解产生碳汇的量如何区分;(3)水生植物光合作用生产的内源有机碳与陆地生态系统的外源有机碳的贡献大小如何。建议岩溶碳汇计算要以流域为单元,通过确定流域边界,查明地质结构,分析土地覆被配置,揭示岩溶碳循环及碳汇效应影响的主控因子,建立反演和正演模型,估算流域岩溶和生物碳汇的贡献,填补岩溶碳汇服务价值评估的空白。
- 曹建华杨慧杨慧张春来黄芬朱同彬张春来袁道先
- 关键词：模型构建
- 亚热带季风区边缘坡立谷河流水化学特征及外源水的增汇效应:以广西马山县清波河流域为例
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- 雨热同期的亚热带季风气候促进了岩溶碳汇的发生,受外源水补给的边缘坡立谷是岩溶区碳酸盐岩溶蚀作用强烈的区域,对该区不同类型水的水化学特征研究有助于加深对岩溶固碳作用规律的认识。本文运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图和主要离子比值等多种方法,对亚热带典型边缘坡立谷的河流水化学特征、成因及其碳汇效应等进行了分析。结果显示:(1)边缘坡立谷的河水类型主要有外源水、外源水补给的地表河、外源水补给岩溶地下河和岩溶地下水等,其总离子浓度呈递增趋势,岩溶地下水的Ca 2+浓度平均值为91.06 mg/L,分别是外源水补给地下河水、外源水补给地表水和外源水的2.3、4.3和12.4倍,其中外源水补给的地表河水化学离子浓度变化较大;(2)外源水进入岩溶区后,Ca 2+和HCO-3浓度逐渐升高,方解石饱和指数逐渐偏正。在亚热带季风区大量降雨导致的水循环加快的情况下,外源水对碳酸盐岩具有较强的侵蚀性;但外源水无论以补给岩溶地下河还是以地表水进入岩溶区后,其与碳酸盐岩的反应时间或接触面积不足,影响了岩溶碳汇增汇的提升。
- 张春来杨慧杨慧黄芬朱同彬
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- 为揭示酸雨条件下石灰土盐基离子迁移特征及其缓冲性能,对石灰土进行了室内模拟酸雨淋溶试验,探讨酸雨酸度、土层厚度、土表覆被对石灰土酸化/石灰土抗酸性以及盐基离子迁移的影响。结果表明:(1)在p H=3.5、4.5、5.5的酸雨淋溶下,石灰土盐基离子迁移量差异不显著,对酸雨具有极强的缓冲能力。期间,Ca^(2+)与Mg^(2+)释放呈显著线性相关。(2)土壤厚度对石灰土抗酸性有极显著影响,土壤越厚,对酸雨的抗性越大,反之越小。(3)土厚比1∶2.5∶5的石灰土盐基离子淋失状况为K+淋失量1∶1.43∶2.06,Ca^(2+)淋失量为1∶1.63∶3.13,Mg^(2+)淋失量为1∶1.64∶3.15,表明土厚的增加能大大降低酸雨对盐基的淋溶。(4)石灰土土表覆盖不同,其盐基离子迁移淋溶量差异明显,但并不对土壤酸化效应产生显著影响。
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- 当前喀斯特石漠化治理研究中出现了一个新词汇即喀斯特土壤。通过对喀斯特土壤已发表文献的研究并结合后寨河小流域内2755个土壤剖面信息,探讨了喀斯特区域内土壤类型及其差异,对喀斯特土壤进行了定义并辨析了在纯碳酸盐岩地区喀斯特土壤与喀斯特区域土壤的区别。结果表明:后寨河流域共有石灰土、水稻土和黄壤3大土类,石灰土主要分布在海拔1250 m以上的区域,且随着海拔的升高,分布相应增多,水稻土和黄壤主要分布于海拔1350 m以下的区域;石灰土主要分布在流域东部峰丛洼地及中、西部山峦上,水稻土主要分布在流域东部洼地及中部河流西侧,黄壤分布无明显规律;不同土类剖面形态特征差异较大,石灰土平均土壤厚度(49.68 cm)低于水稻土(84.33 cm)和黄壤(85.54 cm),但石灰土平均石砾含量(7.94 g/kg)却远高于水稻土(4.28 g/kg)和黄壤(4.54 g/kg);石灰土、水稻土和黄壤的土壤厚度与坡度均呈负相关关系,平均坡度分别为18.92°、1.52°和3.23°。根据喀斯特的定义,喀斯特土壤应是喀斯特岩石发育形成的石灰土,而不应理解为分布在喀斯特区域的土壤,但大量文献中存在着对喀斯特土壤定义混淆的现象,辨别二者对石漠化治理具有重要意义。普定后寨河小流域土壤剖面信息也证明纯碳酸盐岩区域不仅仅有石灰土,还存在其他土壤类型,因此喀斯特区域土壤包含喀斯特土壤和非喀斯特土壤,而喀斯特土壤应特指由碳酸盐岩发育形成的石灰土。正确认知土壤的基本属性、土壤与植被的关系和土壤与母岩的关系,可以更好地辨别二者。
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