喀斯特关键带的土壤生物地球化学过程及侵蚀研究

We select dozens of typical weathering profiles in the southwest Karst Critical Zone, studies of soil biogeochemical processes, by macro to micro transformation of minerals, evolution of elements, isotopic tracers to understand the feedback process between life and geological minerals. Established different time and space (climate) and landscape with a critical mechanism of soil microbes involved in the process of weathering and soil characteristics in the Karst Critical Zone. Establish a different time and space (climate) and landscape with soil formation, evolution, erosion and mechanisms, access control with key factor controlling the thickness of the vertical structure and rate of weathering in the Karst Critical Zone. The accurate evaluation of the interface with the important biogeochemical processes, control mechanisms to ensure long-term sustainability of karst soils in the southwest Karst Critical Zone. Not only has great scientific significance, but also for the human regulation karst environment provides an important theoretical basis.

本研究选择西南喀斯特景观中数十个典型的风化剖面，研究关键带土壤生物地球化学过程，通过微观到宏观的矿物转变、元素演化，同位素示踪，研究理解生命与地球物质之间的反馈过程；确立不同时间、空间（气候）和景观的喀斯特临界带土壤微观机制，追踪微生物参与风化成土特征和过程；确立不同时间、空间（气候）和景观的喀斯特临界带土壤形成、演化、侵蚀量级与机制，获得控制关键带的厚度、垂直结构和层级和风化速率的控制因子；准确评价西南喀斯特关键带界面的重要生物地球化学过程，确保喀斯特土壤长期可持续的控制机理。不仅具有重大的科学意义，也将为人类调控喀斯特生态环境提供重要理论基础。

中国是全球土壤侵蚀状况最严重的国家之一，其中西南地区的石漠化土地面积和水土流失已占该地区面积的相当部分，资源环境退化形势严峻，因此深入理解喀斯特关键带土壤侵蚀的机理及生物地球化学过程是目前最为迫切的需求。本项目通过东南亚及西南喀斯特景观区中20多个典型的风化剖面，以研究了喀斯特关键带中典型土壤剖面的生物地球化学过程研究；研究不同时间、空间（气候）和景观土壤演化的微观机制研究；以及研究不同时间、空间（气候）和景观土壤形成、演化及侵蚀量级与机制为内容。..目前也在下列四个方面取得进展：(1)选择西南喀斯特景观中数十个典型的风化剖面，研究关键带土壤生物地球化学过程，通过微观到宏观的矿物转变、元素演化，同位素示踪，研究理解生物与地球物质之间的反馈过程；(2) 确立不同时间、空间（气候）和景观的喀斯特关键带土壤微观机制，追踪微生物参与风化成土特征和过程; (3)确立不同时间、空间（气候）和景观的喀斯特关键带土壤形成、演化、侵蚀量级与机制，获得控制关键带的厚度、垂直结构和层级和风化速率的控制因子；(4)准确评价西南喀斯特关键带界面的重要生物地球化学过程，确保喀斯特土壤长期可持续的控制机理。..获得如几项重要成果：（1）发现一些喀斯特土壤的风化侵蚀指标；（2）第一次发现获得喀斯特土壤中石英颗粒的氧同位素双峰特征，即低温自生石英端元（d18O=17±1‰）和风化的火山和变质端元(d18O=12.5±1‰)；（3）观察到部分剖面硅、锂同位素呈现一典型负相关关系； (4) 在同一来源的沉积盆地，发现红土剖面中不同时代锶同位素的比值会不同;（5）观察到喀斯特土壤次生碳酸盐的存在，获取生物参与碳酸盐岩风化证据；（6）获得很多典型喀斯特景观土壤侵蚀速率，建立了南方喀斯特土壤侵蚀的137Cs移动边界模型。..上述研究成果虽然有待完善，但都是原创性的。它不仅具有重大的科学意义，也将为人类调控喀斯特生态环境提供重要理论基础。