山东开元洞洞穴气候环境和滴水微量元素年际变化特征研究

发布时间：2018-05-07 15:25

本文选题：开元洞 + 气候环境　；参考：《鲁东大学》2017年硕士论文

【摘要】：近年来,借助岩溶洞穴碳酸盐沉积物来进行古气候环境的研究,已经取得了许多重要成果。岩溶洞穴石笋中记录着大量古气候、古环境信息,但是在利用石笋进行重建古气候研究时,其替代指标的气候环境指示意义仍然存在不确定性,需要用现代环境与技术进行校正。通过对开元洞洞穴石笋的微层厚度、δ13C和δ18O以及微量元素等指标的研究,对山东半岛近1000年来的气候环境变化重建的研究已经取得了一定成果。洞穴滴水溶蚀沉积形成了洞穴内的次生碳酸盐沉积物,记录了洞穴外部的气候环境变化信息。对洞穴内气候环境的监测和洞穴滴水微量元素指标变化的研究,有助于明确洞穴滴水的水文地球化学性质以及在沉积过程中受到外界气候环境变化的影响机制,有利于对石笋等洞穴碳酸盐沉积物记录的古气候环境信息进行提取,提高代用指标解译的准确性。本文选取了山东开元洞作为研究对象,自2011年12月31日起对开元洞洞穴气候环境指标和洞穴滴水进行了三年的连续监测。监测的指标主要包括洞穴气候环境(空气温度、湿度、CO_2浓度),滴水的滴速、pH值与电导率、滴水中的微量元素(滴水中元素的离子浓度,包括Ca~(2+)、Ba~(2+)、Mg~(2+)、Sr~(2+);以及滴水中元素离子浓度的比值,包括Mg/Ca、Sr/Ca、Ba/Ca),分析了洞穴内部气候环境指标变化,从水文学和水化学两个方面分析了开元洞洞穴滴水中各指标的变化特征及影响因素。此外,还收集了洞穴监测期间当地气象台站的大气温度、降水数据。本文通过对上述指标的对比分析,来探讨洞穴滴水中元素离子浓度的变化特征、影响因素以及与外界气候环境变化之间的关系。本文的主要研究结论如下:(1)开元洞内各监测点空气温度的变化幅度较小,但也存在明显的夏高冬低的季节变化,年际变化不明显。洞内各监测点温度的空间差异,表现为靠近进洞口的监测点空气温度波动变化相对较大。而与洞内空气温度变化趋势相反,洞内空气的相对湿度在夏季相对偏低,冬季则相对的偏高。而在年际变化上,开元洞内空气相对湿度在较为干旱的2014年偏低。(2)开元洞内空气CO_2浓度变化呈现出夏高冬低的趋势,夏秋季变化波动大,冬季则较为稳定。但是年际变化特征不明显,也没有显著的空间差异。(3)大气降水的变化对开元洞内滴水点的滴速起主要的控制作用。三年监测期内,开元洞内5个滴水点的滴速变化季节和年际变化差异明显。洞内滴水点滴速的变化,对外界大气降水的响应存在一定的滞后效应。开元洞洞穴滴水pH值与电导率也会受到外界气候环境变化的影响,体现出了一定的季节变化特征。(4)开元洞内三个滴水监测点所采集滴水样品的Ca~(2+)、Mg~(2+)、Sr~(2+)、Ba~(2+)离子浓度,在变化范围与均值上具有明显差异,但是在季节与年际变化特征上也存在一定的相似性。滴水中各元素离子浓度的变化,从影响因素上来说,对于外界气候环境的变化可能存在一定的响应关系,但可能需要进一步的监测与讨论。(5)开元洞洞内3个滴水点滴水Mg/Ca、Sr/Ca和Ba/Ca比值的变化特征具有相似性,可能与外界大气降水变化具有一定的响应关系,但季节与年际变化特征的规律性较差,需要进一步的监测研究。
[Abstract]:This paper deals with the changes of climate and environment in caves , including Ca ~ ( 2 + ) , Ba ~ ( 2 + ) , Mg ~ ( 2 + ) , Sr ~ ( 2 + ) , and the change of climate environment in caves . ( 3 ) There is a certain response relation between the variation of the concentration of water in the opening and the variation of the concentration of the water in the opening . ( 3 ) The change of the concentration of the water in the opening of the open - cell cave can be influenced by the change of the ambient climate .

【学位授予单位】：鲁东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P532;P592

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