中国地质科学院岩溶地质研究所
2009年科研项目115个,其中垂直科研项目40个,地质调查项目5个,社会服务项目43个,基础研究业务费项目27个,总预算71.93万元。发表论文79篇,其中SCI检索期刊2篇,核心期刊42篇,专著2部。
局长、党组书记蒋宇驰(左二)、副局长、党委副书记、纪委书记刘文(右二)、副局长黄庆达(左一)、副局长蒋忠诚(右一)。
2009年重要科技成果
岩溶动力系统中土壤有机碳动态及碳汇机制研究:地质调查项目“岩溶动力系统与碳循环”通过对岩溶和非岩溶地区典型土壤剖面的调查,揭示岩溶地区土壤富钙碱性。喀斯特地区土壤pH和有机碳的空间分布受岩性和土地利用方式的影响。石灰性土壤的有机碳是地带性红壤的1.96倍。动态监测结果表明,喀斯特地区溶解有机碳仅为非喀斯特地区红壤的1/6,土壤呼吸排放量低于非喀斯特地区红壤。通过土壤有机碳矿化培养实验,利用三库一级动力学方程拟合了喀斯特地区土壤活性碳库、缓释碳库和惰性碳库的储量和周转期。
桂林茅村土壤水溶性有机碳DOC随时间的变化及石灰性土壤与红壤的比较。
中国西南地区50万年来石笋记录的气候事件及对全球变化的响应属于国家自然科学基金项目。该项目对洞穴石笋进行了精确的U-230年代测定和高分辨率碳氧同位素分析,初步建立了中国西南地区35万和2万年以来记录的石笋标准时间尺度系列,揭示了一系列轨道尺度和短时间尺度的突发性季风气候事件。利用贵州荔波东圪洞D10、D8、D6-2、D3和D4的ICP-MS-230测年数据和氧同位素记录,整合了一个完整的24万年时间尺度序列。
根据荔波崖门洞D4、J1和Y1石笋的第230次测年和碳氧同位素资料,综合整合了近2万年来的时间尺度序列,不仅揭示了H1、OldestDryas、Younger Dryas和8200等突变降温事件,还揭示了末次冰期的6550。
喀斯特动力系统CO2-H2O-CaCO3碳循环过程和有机碳循环示意图
贵州荔波东圪洞24万年时间尺度序列综合集成。
喀斯特石漠化地区水土资源高效利用技术研究:国家科技支撑计划和广西科技重点项目。通过对小流域土壤侵蚀的监测,进一步论证了喀斯特山区坡面土壤主要是从地下渗漏,并研究了水土保持的主要技术方法。根据不同的土地类型,开发了不同的土地整理、种植和灌溉技术,形成了两项专利技术。研究建立了典型喀斯特地区生态用地分类体系方案、评价指标体系和生态用地优化配置评价模型,构建了喀斯特流域系统生态用地优化配置模型。广西平果国华、马山弄拉、环江古州等示范区建立完善,总面积2000多公顷。四个示范区水土资源得到充分合理高效利用,生态环境进一步改善,实现了生态用地优化配置,构建了具有喀斯特地区特色的土地整理和水土保持技术模式,形成了生态产业。农民收入快速增加,石漠化得到治理,生态经济社会良性循环发展。
水土流失和水土保持,土地整理
喀斯特地区种植火龙果
耐旱树种的筛选及引种金银花的适应性
喀斯特山区石漠化地区植被恢复技术研究与示范:国家科技支撑计划课题。针对重庆喀斯特山区森林植被退化、石漠化加剧、干旱严重等生态问题,研究了喀斯特山区退化生态系统综合治理的关键技术,建立了适合喀斯特山区生态产业发展的模式,提出了生态环境恢复重建的对策,并进行了试验和示范。生态重建试验一年后,证实金银花能增加土地覆盖度,改善水热交换条件。
娘子关泉域洮河流域地图
中国北方岩溶地区地下水环境问题的成因机制及保护对策研究:国土资源部公益性行业科研专项基金项目。对中国北方岩溶泉域的地下水环境问题和特征进行了全面的归纳和总结。选取典型泉域进行深入研究,揭示北方岩溶泉域水文地质环境问题的成因及其演化驱动机制。提出了岩溶水保护区的划分方案和保护措施。有116个边界清晰的岩溶地下水系统(子系统),明确了其系统边界的水文地质性质。根据岩溶水系统的地质结构和循环条件,将北方岩溶水系统划分为单斜、单斜、平行、盆地和其他五种主要岩溶水系统模式。分析了系统结构、资源要素及其转化关系、岩溶水文地质环境问题。根据不同的环境地质问题,对四个典型泉域(娘子关泉域、河南九里泉域和山东枣庄何世礼泉域)进行了专题研究。
碳酸盐岩缝洞系统模型及成因研究:“973”课题一。通过对典型岩溶露头区和地下缝洞系统的详细描述和对比研究,建立了古岩溶地貌成因的组合识别方法,掌握了塔里木盆地奥陶系不同地貌单元古岩溶缝洞系统的发育特征,划分出岩溶台地、岩溶缓坡、岩溶陡坡和岩溶山间盆地四种次级地貌类型。对塔河油田实验区碳酸盐岩缝洞系统进行了地质识别,建立了塔河油田四个地貌单元的古岩溶垂向结构模型。分析了塔河油田实验区不同古岩溶地貌单元油气富集特征,建立了6种10古岩溶缝洞系统发育模式,建立了古岩溶地球物理识别方法,掌握了塔里木盆地油气田奥陶系古岩溶缝洞系统的地球物理响应特征。对塔河油田实验区的构造应力场进行了模拟。基于构造裂缝形成的动力学机制,利用脆性岩石破裂准则对研究区构造裂缝的发育进行了预测,为建立塔河油田实验区裂缝预测模型提供了理论支持。
秋枫凹陷型古岩溶垂直结构模式
裸露风化古岩溶多阶段多旋回演化模式
贵广铁路熊村至贺州段岩溶地质及路线比选咨询研究:结合铁路工程的特点和需要,深入分析基本地质条件、岩溶发育特征、岩溶地层和含水岩组划分、岩溶塌陷机理、潜在危险区划、列车动荷载诱发岩溶地面塌陷效应、岩溶物探的有效性、三大路线方案的岩溶地质特征、路线岩溶地质条件比选的原则和评价方法,最终对路线方案比选进行综合评价。将GIS技术应用于铁路工程地质病害调查和综合风险评价中多源空间数据的处理,实现了数据管理的可视化和自动化,提高了评价结果的科学性和可靠性,取得了良好的效果。
岩溶发育程度对塌陷影响的区域专题图
洞穴环境远程监测及承载力定量评估:开展了全国不同气候地貌区代表性洞穴调查和空气环境自动监测。在桂林芦笛岩、海南河池水晶宫、重庆武隆石花水洞、芙蓉洞、河北兴隆陶家台洞建立洞穴空气环境远程自动监测系统。对洞穴空气环境的温度、湿度、CO2、O2等因子进行高频监测,掌握洞穴空气环境的变化规律。探讨了旅游洞穴环境因子对洞穴沉积物景观的影响,建立了洞穴环境承载力评价指标体系,并对其进行了定量评价。
监控和传输系统
实时监控和显示
西南岩溶山区地下水与环境地质调查:地质调查计划项目。从1999开始,组织西南8省(区、市)地质调查院、航测遥中心、水环中心、中国地质大学等单位共同实施“西南岩溶山区地下水与环境地质调查”项目。完成66万km2的1: 25万水文地质调查、1: 5万水文地质和环境地质综合调查12.32万km2,水文地质钻探25500m,地下溶洞探测长度60km,综合物探5.5万物理点,建立7个岩溶地下水自动监测站。
中国西南喀斯特石漠化分布图
掌握了西南岩溶地区水资源量及其开发利用潜力,为地下水开发利用提供了技术支撑;摸清了喀斯特石漠化的分布和发展趋势,掌握了喀斯特石漠化形成的主要机制,提出了不同喀斯特环境地质类型的治理措施,为正在进行的石漠化治理提供了依据。摸清了典型流域的岩溶水文地质条件和环境地质问题,制定了岩溶水开发项目方案和地质环境综合整治区划。研究成果已被许多部门应用于调查区的开发和管理。根据不同类型地区的开发条件,因地制宜,采取堵孔蓄水、暗河截流、大泉回水、打井、大井、斜井等多种方式,开展岩溶地下水开发利用示范和生态环境综合治理,解决了40多万人的饮水问题和30多万亩耕地的灌溉用水问题,取得了明显的社会效益和经济效益。建立了西南岩溶山区地下水与环境地质信息系统,实现了地质调查成果的信息化。地质调查与科学研究相结合,开展了综合研究工作,实现了地质调查的科技创新。
中国地质科学院年报。2009
地下河和洞穴被堵塞形成水库
选择不同类型的岩溶地下水系统进行地下水监测,研究水质、水量动态与岩溶动力系统的关系。揭示了典型地下河流域近20年来水质水量变化及其与土地利用变化的关系,掌握了地下水系统、土壤和植被对岩溶自然环境和人类活动变化的敏感性,建立了环境脆弱性评价指标体系和模型。
广西平果县地表岩溶水开发与生态修复示范