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第40卷第1期
2021年2月营口必去三个景点
Vol.40No.1
Feb.
2021
CARSOLOGICA
SINICA
和保护的自然资产
地球表层是人类赖以生存和发展的环境生态系统，是大气—水—岩石—生物四个圈层相互作用构成的复杂系统区，也是相互渗透“交织”调控的有机整体；而人类活动会对地球表层环境生态的结构、演化方向、变化速率、物质和能量循环改变、资源消耗、环境破坏和生物消亡产生剧烈影响。岩溶景观，特别是钙华是大自然在地表赐给人类的资产和宝藏，其成因和演化也是陆地表层气—液—固—生物之间的物质交换以及各相间不平衡的开放系统相互耦合的结果，所构筑形成的千姿百态的钙华景观，需要从地球系统科学的角度加深认识。 1钙华的研究意义与景观价值
大自然是我们身边最宝贵和最易挥霍的资产，
其中的钙华资源值得全球合作开展多学科研究和保护。碳酸盐岩占地球表面的14.1%，钙华景观位于独特的表生系统的关键带上，具有自然多样性和生物多样性，且以典型—复杂—丰富、独特的山—水—林的地貌和环境生态为特点。它是反映地球演化的某些历史片段（如生命记录、地貌演化与形态、自然地理特征等）的良好范式，例证了陆地—淡水—生物落—森林生态系统的发育与演化过程，更是以全球自然保护标志（地标）和特有物种、自然景观和美学景观形成风景名胜的杰出范例，并以世界自然遗产地（世遗）的方式展示它们的卓越价值。较为著名的岩溶钙华世界自然遗产地有中国九寨沟和黄龙沟景区、土耳其棉花堡景区、美国黄石公园猛犸象温泉景区、克罗地亚普利特维采湖景区等，都是当地重要的旅游与文化遗产资源，给人类带来巨大的社会经济效益。
钙华作为岩溶系统里的独特地质体，其构成的地质—环境—生物系统是碳循环研究的重要场所，也在古气候与古环境重建中起着重要的地质档案作用，可提取季风气候信息与人类活动信息。那些产出在构造活跃、火山活动频繁地区的钙华，被用作反演古地震与古流体信息，也形成了“钙华构造学”和“钙华火山学”的研究方向；高热流地区的温泉钙华同样能反映深部气—流体与地表之间的物质循环，是揭示地表与深部地质过程的重要载体；温泉钙华与冷水型钙华因两种极端的产出地质环境，在生命起源与演化研究中也扮演着重要角。
2中国最美钙华景观——九寨沟—黄龙钙华
“童话世界”九寨沟和“人间瑶池”黄龙位于四
人民日报电子版川省阿坝州境内，两地相距百余公里，都被列入“世界文化与自然遗产名录”、国家地质公园、自然保护区、5A 级风景名胜区。九寨沟—黃龙地势高寒，降水充沛，钙华沉积广而厚。在青藏高原东缘冰川地貌上形成了钙华池、钙华瀑布、钙华滩流、钙华湖泊等丰富多彩的钙华景观，是研究冰缘岩溶与冰川演化的另一重要载体；九寨沟—黃龙钙华座落在青藏高原东缘活动构造带上，位于南北地震带的川西段，地震活动频次多、强度大，这为钙华沉积过程中的活动构造与古地震信息提取提供了独特样本，也为钙华的保护带来崭新课题；青藏高原的隆升促成了九寨沟—黃龙地区位于季风与西风带的交汇部位，其特殊的地理位置可为高原隆升与季风气候演化研究提供新的视角，特别是在古环境与古气候方面。
美国黄石公园猛犸象温泉、四川黄龙和云南白
中国岩溶2021年
水台是热水型钙华和冷水型钙华的典型代表，它们都拥有完整的钙华发育过程，即形成期、衰退期和退化后期，为钙华演替过程与对比研究提供了完整现场。特别是近年来研究地球表层环境的微生物地球化学过程及其效应、冷热极端环境中的生命特征等科学问题已成为国际上当代地球科学与生命科学研究的前沿。从全球尺度对比研究这些钙华不仅有助于开启认识生命起源、生命极限、生命本质甚至其他生命形式等生命科学问题的新视角，而且其生物地球化学作用在地球系统科学研究中具有重大科学研究价值，为揭示生物圈与地圈协同演化的奥秘、认识生命与环境相互作用规律及地球的地质演化提供重要证据。泰兴人才网最新招聘2022
然而，随着地球自身的演化、气候变暖与人类活动的加强，钙华沉积正往退化的方向发展，比如地震导致钙华严重受损与钙华自身灾害表现出非常剧烈的变化。2017年九寨沟“8.8”地震就是现实的例子，它导致滑坡、崩塌以及泥石流对钙华湖泊与河道填充，其中两个核心景观诺日朗瀑布和火花海受到严重损毁。地震灾害既缩小了部分湖泊面积，又改变了湖水注入与排泄方式，影响地表水动力条件，进而影响着生物落的定植与演替，整体钙华沉积平衡体系被打破，若不及时予以生态保育，势必产生钙华沉积系统失衡的连锁反应，对受灾钙华体自身、两侧和上游景观将产生溯源侵蚀。
因此，研究雪宝顶岩溶与九寨沟—黃龙风景区钙华体形成的环境和沉积条件、高寒岩溶和流水沉积理论、水文化学、地球化学、生物地质学、风景区的环境保护和自然遗产开发管理等都要加上地震作用的耦合因素。
3九寨沟—黄龙钙华的生物作用与震后保育修复
钙华在岩溶地区很常见，其溶解或生成受CaO-H2O-CO2平衡、温度、压力、植物—微生物、降水、地形、海拔、气候、断裂或裂隙等复杂因素的影响和长期反复作用，岩溶作用形成了峰丛、峰林地貌（华南特景观）以及云贵川横断山地区、雪宝顶地区（地震、滑坡、崩塌多发）的高原钙华景观，但对钙华的生物作用和地质灾害叠加效应研究薄弱。
本期“世界自然遗产九寨沟—黃龙钙华生物作用与生态保育修复”专辑是本课题组十多年来在国家自然基金项目（No.41040004、No.41472309、
No.41572035、No.41672206、No.41741026、No.41877288、No.41973053）的支持下，持续且系统地进行九寨沟—黃龙钙华水文环境、地质背景、微生物落结构、生物作用及活动构造对钙华沉积和退化的影响等研究的部分成果。本区域钙华既相互联系又有较大区别，特别是九寨沟的钙华年轻且更加脆弱。水化学成分是九寨沟—黃龙钙华地貌形成的主要决定因素，黄龙水体中富含钙离子和碳酸氢根离子，比九寨沟水体的高，但又低于土耳其棉花堡水体的。九寨沟—黃龙水体中的细菌生物
多样性显著，随季节更替，物种丰度、生物量、Margalef指数，藻类物种和多样性受到水体环境变化的影响，“8.8”九寨沟地震对黄龙的生物特性影响不大，但造成九寨沟的水体微生物丰度急剧下降。
九寨沟强震不仅造成浅表地层的破坏（外损伤），也引发地下岩石、地层、构造等的破坏，它会不会引起内部环境系统构造的可逆或不可逆变化？会不会引起钙华“血液”——泉水及其水源变化从而导致钙华的加速“爆发沉积”或加速“老化死亡”？震后重创的九寨沟钙华景观能不能修复？如何修复？修复以后的效果及持久稳定性如何？对这些问题国内专家看法分歧较大，这也成为举世瞩目的重大课题。课题组从水文、地质、环境、生态等多学科对九寨沟—黃龙核心钙华景观进行震损评价和中长期演变趋势研究，探明了钙华天然海绵地质体的共沉积耦合作用规律，创新性地从元素—矿物/生物－地质体结构系统的角度，整体揭示了钙华—生物体系共演化过程，深化了钙华分类体系，建立了钙华景观修复保育建造的跨尺度基元级配和动力学强度调控模型。遵循“同质同相、自然增强”的修复保育理念，以原址钙华、土壤微生物—植物为基础，首次研发的修护、构筑、降渗等一系列生态环境协调型钙华修复基元及配套材料兼具天然钙华体的等效特性与功能，形成了受损钙华生态原位修复保育成套材料、方法和技术，解决了天然钙华地质体与修复体的完整性、原真性的巨大难题和自然遗产钙华重大受损应急性抢救的需求。采用“协同
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第40卷第1期董发勤：中国钙华——岩溶景观中最值得世界研究和保护的自然资产
三亚旅游路线安排
保育、保持原真”的整体生态化思路，运用“钙质胶结，富钙晶化，海绵构筑，同步施工”的材料、技术和工法，首次成功应用于九寨沟震损核心景观诺日朗瀑布、黄龙迎宾池等修复工程，恢复的景观综合效果优良，维护了整个遗产地景观系统的完整性、原真性，为世界自然遗产地钙华景观生态化保护提供了新的科学认知和世界级的唯一范例，在全球同类遗产修复保育中极具推广价值，经济社会生态效益十分显著，让8万年缓慢形成的旷世钙华，在强震受损后能延续生命，长期为人类、当地文化和旅游产业及脱贫致富服务。
4世界钙华联盟（WAT ）成立的重大意义
钙华景观是大自然赋予人类的重要遗产和生
态财富。2021年2月6日，西南科技大学牵头成立了由来自亚洲区、美洲区、欧洲区22家单位联合发起的“世界钙华研究与保护联盟（WAT ）”。其主要合作内容是运用地球系统科学的多子系统、多要素相互联系与作用的观点，结合现代遥感技术，开展全球岩溶、钙华和世界自然遗地的环境生态地质的比较研究，从全球环境变化的角度探讨岩溶，特别是钙华在地球关键带碳循环、气候变化、环境变化与岩溶作用的关系，使钙华剖面成为第三个反映古环境演变历史的记录体；探讨Ca-C 的固—液—生
物循环与转换及P 、N 循环与富集作用对岩溶作用的交互影响；开展近期—中长期环境变化监测，特别是特大型地质灾害（如地震、泥石流等）对岩溶钙华区和世界自然遗产地的影响、极端条件下植物—
微生物对岩溶形成、退化与荒漠化（石漠化）的影响及生态保育方法技术与世界自然遗产的保护管理研究。
钙华联盟是广泛的、深度的、有代表性的联盟，宗旨是集中全球钙华相关科研力量，围绕如何开发和研究钙华景观、遗产保护、文化旅游等方面共享数据库、生态保育和修复保育方法技术，在国际钙华研究与保护的产业—学术—人才多方面达成共识，着重在产—学—研合作上逐步推进。钙华联盟是以区域性网络为核心的国际联合体，对合作交流、创新成果、成果转化及标准、知识产权归属等事项规程加以明确。
世界自然遗产是全人类的共同财富，既承载着人类的精神文化价值，又关乎着地球生态安全，需要站在新高度开展世界岩溶研究合作与保护，合作探寻钙华景观和世界自然遗产事业新未来。世界钙华研究与保护联盟的成立是一个标志性的事件，也表明世界钙华和岩溶的研究与保护进入了一个新阶段，让全世界有共同志趣的专家团结起来，把世界岩溶研究和遗产保护事业发扬光大。
西南科技大学教授，
世界钙华研究与保护联盟主席猴岛在三亚什么位置
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