旅游洞穴環(huán)境變化監(jiān)測分析及其影響因素研究

1、旅游窟窿環(huán)境變革監(jiān)測闡發(fā)及其影響因素研究摘要研究旅游窟窿的環(huán)境變革，關(guān)鍵是要弄清窟窿開放后，報酬因素對窟窿環(huán)境的影響。通過實地丈量沂源九天洞窟窿氣氛溫度、濕度、2濃度、水化學(xué)特性和游客量的變革，研究旅游窟窿環(huán)境變革中的報酬影響，并把它與天然影響做簡樸的比力。沂源溶洞環(huán)境變革研究將為窟窿景不雅的庇護提供科學(xué)根據(jù)，同時對其他窟窿的庇護起鑒戒作用。關(guān)鍵詞溫度；濕度；2濃度；游客量；燈光體系對旅游窟窿環(huán)境變革的研究重要會合在窟窿的氣候環(huán)境(溫度、濕度)，氣氛2含量、氣流、塵土、燈光植物方面。這些因素除了在很大程度上受天然影響外，還與窟窿旅游運動有著嚴密干系。外洋的研究起步較早，并通過創(chuàng)立主動不雅測體系

2、對窟窿環(huán)境因子舉行一連不雅測，網(wǎng)絡(luò)了大量資料。較之外洋，我國在這方面的研究照舊落伍的，如今海內(nèi)還沒有一個窟窿設(shè)立有窟窿環(huán)境的主動不雅測裝備，對旅游窟窿環(huán)境的監(jiān)測大多停頓而不一連，海內(nèi)對窟窿環(huán)境研究較多的旅游窟窿重要有浙江瑤琳洞、北京石花洞、貴州織金洞、河北白云洞等，其他窟窿那么研究很少，窟窿環(huán)境的根本資料相稱缺乏。我國事個喀斯特大國，窟窿資源非常富厚，開放窟窿從早期的桂林七星巖、蘆笛巖，廣東云浮巖等幾十多個，生長到如今已達280多個，成為天下上最大的窟窿旅游國。多數(shù)旅游窟窿游客較多，由于缺乏窟窿環(huán)境庇護知識和方法，致使很多窟窿景不雅遭受差異程度的粉碎。為了庇護和規(guī)復(fù)窟窿景不雅資源，有需要加強對

3、我國旅游窟窿環(huán)境變革及其改變因素的研究。1研究區(qū)外表九天洞旅游區(qū)位于山東省沂源縣土門鎮(zhèn)魯山之南，屬于暖溫帶大陸性季民風(fēng)候。年均氣溫13，年均落水量767毫米，為半干旱和半潮濕過渡帶環(huán)境。九天洞發(fā)育于魯停頓隆區(qū)的沂源盆地西北部魯山山前斷裂南側(cè)中奧陶統(tǒng)厚層石灰?guī)r地層中。魯山山前斷裂在地貌上表示為一近工具向溝谷，溝谷南側(cè)九天洞等地點的千人洞山，山上植被茂盛，蓋度在90以上，重要喬木種群為側(cè)柏，刺槐等。溝谷兩側(cè)及緩坡地帶多為耕地及經(jīng)濟林地，生態(tài)環(huán)境精良。該洞總體為一近南北向的單口窟窿，洞口位置361617N，1180406E，開口標(biāo)的目的333。洞口海拔高度470米，與谷底相對高度約60余米?？吡傞L

4、度為1010米，現(xiàn)開放長度約有500多米?？吡叨纫粯悠匠Ｔ?-7.5米，窟窿寬度一樣平常在3-8米；在石冰凌與凌霄玉塔、凌霄玉塔與夢幻天國廳之間的個體人工開鑿洞段，窟窿高度不敷1.5米；寬度不敷2米。部門洞廳窟窿范圍較大，如仙山瓊閣廳的個體地段寬度達10余米；高度可達8-9米?？吡撞繄F體相對平展，但在天河與天官廳、石冰凌與凌霄玉塔廳等過渡洞段坡度較大，而修有途徑。由于在中、末段(測點6-12)洞廳接壤處有多處卡口存在(圖1)，攔阻窟窿氣氛與外界的互換。因此，窟窿可以大抵分為兩個段落：測點1-5(洞口-天官廳)為相對開放段落；測點6-12(天官廳-夢幻天國)為相對關(guān)閉洞段。九天洞因洞內(nèi)發(fā)育有

5、九個大的洞廳(表1)而得名。洞內(nèi)鈣華沉積物富厚，有石鐘乳、石筍、石柱、邊石壩、石瀑、石旗、石盾、石葡萄、石蓮花、石花、石針、卷曲石、月奶石等，并且體態(tài)晶瑩剔透，多姿多彩，具有很高的不雅賞代價。該窟窿自1993年向游人開放以來，歷經(jīng)3次階段性開拓，如今已開拓有十幾個洞廳，重要景不雅300多處，年均歡迎游客量數(shù)萬人。2研究要領(lǐng)21不雅測點安插監(jiān)測點安插本著易于丈量、不阻礙游客不雅賞的原那么，共選擇了12個監(jiān)測點，沿側(cè)重要旅游線路走向安插(圖1)。思量到間隔洞口越近，環(huán)境要素的變革越大；間隔洞口越遠，環(huán)境要素變革較小，趨于安穩(wěn)的特點；靠近洞口處，不雅測點布設(shè)相對麋集，隨著到洞口間隔增長，不雅測點之間

6、的間隔漸漸加大。別的，選點一樣平常在重要景不雅四周，無景不雅洞段，間隔可得當(dāng)加大。并且，對洞內(nèi)兩處恒久滴水點舉行了不雅測，即“天宮廳景點處以及“不雅音賞花景點處(在石冰凌和靈霄玉塔之間)。22不雅測時間別離在人數(shù)較多的“五一黃金周(2022年5月1-5日)和人數(shù)相對較少的7月尾(2022年7月28-30日)舉行監(jiān)測。按照窟窿長度及事情職員數(shù)目，確定逐日根本丈量次數(shù)為4次，即上午下戰(zhàn)書各2次。“五一黃金周期間，由于游客數(shù)目大增，環(huán)境因子變革較快，丈量次數(shù)增長至6-7次日，上午3-4次，下戰(zhàn)書3次。監(jiān)測時間：8-12時；13-17時。同時，分時段統(tǒng)計收支窟窿的游客數(shù)目，用以盤算洞內(nèi)游客滯留人數(shù)。2

7、3不雅測要求分時段丈量洞內(nèi)溫度、2濃度、濕度。每一日不雅測前，舉行儀器校正。測點不雅測時，手持不雅測儀器探頭距地面2米高度。要求儀器數(shù)字不變在10秒以上方可讀數(shù)，同時記載不雅測時間及環(huán)境狀態(tài)(四周游客數(shù)目，游客至儀器間隔等)。24不雅測儀器溫、濕度丈量儀器為電子溫、濕度計，2濃度丈量所用儀器為GXH305A便攜式紅外氣體闡發(fā)儀。把250毫升塑料瓶安排于滴口下方的洞底網(wǎng)絡(luò)滴水。現(xiàn)場用秒表計時丈量滴水量，用溫度表丈量溫度。網(wǎng)羅的水樣帶回實行室用酸度計丈量其pH值，并用EDTA滴定闡發(fā)水樣的H3-、32-、g2+、a2+等身分。3九天洞環(huán)境變革監(jiān)測闡發(fā)31氣溫窟窿氣溫是反響窟窿能量變革的一個緊張指標(biāo)

8、。且窟窿氣氛的溫度會影響水中的2溶解度，當(dāng)氣溫高于水溫時，會促使2從水中逸出，有利于a，的沉淀。按照九天洞2022年5月1-5日和7月28-30日不雅測數(shù)據(jù)，可以得到窟窿氣溫沿旅游線路的變革曲線(圖2)及窟窿環(huán)境要素與洞內(nèi)游客數(shù)目變革歷程圖(圖5)。由圖2看出，九天洞窟窿氣溫變革具有如下幾個特點：(1)從兩次監(jiān)測效果來看，洞內(nèi)各點氣溫均低于洞外，并且隨著間隔洞口的增長，洞內(nèi)大部門測點氣溫不竭低落，但至天河廳(5號測點)、天官廳(6號測點)一帶后又呈漸漸增高趨勢。這重要是由于近口段(測點3-5)窟窿高度較大，受外界影響較大；而窟窿中、末了(測點6-12)較小(表1)，受外界影響較校(2)從測點均

9、勻氣溫來看(圖2)，5月1-5日時間段，洞內(nèi)各點氣溫變革較大，特殊在5月1-3日，洞內(nèi)各點氣溫呈顯著低落趨勢。這重要由于“五一黃金周期間，氣候多變，尤其是4月30日當(dāng)?shù)赜幸淮屋^大的落雨歷程，使窟窿內(nèi)滴水顯著增多，并使窟窿氣溫出現(xiàn)較大幅度落落。今后，隨滴水淘汰以及5月3日游客量岑嶺的到來(見后文圖5)，洞內(nèi)各點氣溫漸漸升高。5月5日的陰雨氣候，又使得洞表里氣溫進一步低落。7月2830日時間段，正值當(dāng)?shù)馗邷囟嘤陼r節(jié)，因此洞外及靠近洞口諸點的氣溫均較高，而間隔洞口較遠的洞本地段由于雨季滴水量大，滴水的落溫作用及蒸發(fā)耗熱，使各點氣溫均較低，且與5月35日氣溫靠近，致使氣溫漫衍曲線靠近重合。(3)測點的

10、均勻溫度最低值出如今仙山瓊閣(測點4)與天河廳(測點5)，同為13.9，緣故原由是該洞段窟窿高度較大，而最高值那么出如今洞口。洞外與洞內(nèi)均勻溫度差為13.926.8。32濕度窟窿氣氛濕度監(jiān)測效果如圖4所示。(1)從較大的尺度看，窟窿濕度與季候氣候嚴密相干。九天洞所處的沂源縣，四序明白，雨熱同期，雨季會合在6、7、8月份，其他月份落水很少。反響在窟窿氣氛濕度變革上，盛夏的7月2830日不雅測期的均勻濕度顯著高于春末初夏的5月15日，且洞表里差異較校而5月15日不雅測期，除了5月5日因落雨造成濕度較大外，別的大部測點濕度較小，且洞內(nèi)濕度大大高于洞外。(2)從較小的尺度來看，濕度受其時的氣候和睦溫的

11、影響很大。落雨及雨后的一個時間段內(nèi)，由于溫度的低落及滴水的作用，濕度呈增大之勢。如受4月30日和5月5日落水導(dǎo)致窟窿氣溫低落等影響，5月15日洞內(nèi)濕度顯著增高。別的，游客呼吸對關(guān)閉洞段濕度增大也有必然的孝敬作用，如非雨季的“五一黃金周，由于有較多的游客進入，而使洞內(nèi)的均勻濕度到達雨季7月2830日的程度。(3)綜不雅全洞監(jiān)測點，濕度最低值出如今洞口，均勻濕度為46.6；濕度最高值出如今洞的末了(測點12)，均勻濕度為96.5。33窟窿2窟窿氣氛2含量是旅游窟窿環(huán)境不雅測中的一個緊張內(nèi)容。2作為喀斯特動力體系的緊張驅(qū)動力已得到充實必定和熟悉。對窟窿體系來說，2同樣是直接影響窟窿沉積物形成和溶蝕的

12、緊張參量。當(dāng)窟窿氣氛中的2分壓力小于窟窿水中2分壓力時，在2分壓差的驅(qū)動下，水中的2就會不竭逸出，促使a2的溶解過活趨飽和或過飽和，終極從水中析出。反之，窟窿氣氛中的2就會溶解于水中或窟窿水汽中，增長水的酸度，使已有的a2不竭受到溶蝕，以致窟窿景不雅產(chǎn)生嚴峻粉碎作用。同時窟窿2又是反響窟窿氣氛質(zhì)量的一個緊張指標(biāo)，當(dāng)氣氛中2過高，會使游客感觸胸口憋悶，呼吸困難，影響游客的旅游質(zhì)量和身材康健。對旅游窟窿來說，游客呼出的2是窟窿2的緊張泉源。圖4是九天洞差異測點窟窿氣氛02濃度漫衍變革圖。闡發(fā)該圖可以得出如下熟悉：(1)從洞口到洞底，2濃度總體上呈上升趨勢，即洞口2濃度最低，越往洞里2濃度越高。洞口

13、的最低日均勻值為180pp；最高值出如今靈霄玉塔(測點11)，最大日均勻值為11250pp，該點2濃度之高，遠遠超出旅游窟窿02濃度尺度，同時在國表里也頗為少見。其緣故原由在于該測點靠近關(guān)閉洞段的末了，空間較為局促，2累積效應(yīng)較強，且該處窟窿景不雅奇異，游客滯留時間較長等。(2)從曲線形態(tài)變革來看，開放洞段由于離洞口近，洞廳開闊，缺少局促洞段，因此與外界一樣順暢，氣氛擴散與互換速率快，2雖有積聚，但累積效應(yīng)不顯著，濃度較低。而關(guān)閉洞段間隔洞口遠，洞廳較小，且有多處局促卡口攔阻氣氛的流暢與互換，造成2顯著積聚，特殊在5月1-5日不雅測期間積聚更為突出。如全洞2均勻濃度由5月1日清早均勻低于300

14、0pp至5月4日中午靠近8000pp(圖5)，而夢幻天國(測點12)那么由5月1日的4130pp敏捷增至5月5日的11190pp(圖4)，增幅高達170。34窟窿滴水“天宮廳滴水量均勻22滴分鐘?！安谎乓糍p花處滴水量29滴分鐘。別的a2+、g2+等離子均相差不大。通過前后兩次滴水化學(xué)身分比擬研究，a2+濃度在落雨量充分的7月份，比旱季有所落落。緣故原由是，之前洞頂泥土顛末雨季的淋溶，造成泥土a2+濃度落落，而滴水中a2+的變革繼續(xù)了泥土水的特點。因此，7月份滴水化學(xué)身分檢測a2+含量低于旱季的5月份監(jiān)測效果。這種征象已經(jīng)在貴州的冷風(fēng)洞也是同樣存在(周運超，2022)。4窟窿環(huán)境影響因素闡發(fā)九天

15、洞原是一個關(guān)閉的地下窟窿，無洞口與外界相通，可以或許影響窟窿環(huán)境的天然因素重要有窟窿滴水和通過窟窿石灰?guī)r裂隙的氣體互換；開拓為旅游窟窿后，窟窿環(huán)境不但受到天然因素的影響，還受到因旅游開拓運動所帶來的報酬因素的影響，在這一系列報酬因素中，游客流、燈光體系對窟窿環(huán)境影響最為明顯，使窟窿物質(zhì)、能量互換紀(jì)律及窟窿氣氛組份產(chǎn)生了變革，這些變革重要反響在窟窿氣氛的2濃度變革、氣溫的變革上。41天然條件影響411窟窿滴水開釋2量在天然窟窿里，窟窿滴水在碳酸鈣沉淀歷程中開釋出來的2是窟窿氣氛中2的重要泉源。從表2兩次采樣效果來看，兩次滴水中的變革不大，a2+含量有所低落，g2+有所增長，而PH值那么都有增長。

16、這是由于7月份進入雨季，滴水量較大，導(dǎo)致大多數(shù)H3-離子被中和，堿性較大。這說明窟窿水開釋的2量與窟窿滴水量、水中02含量呈正相干干系。一樣平常來說，窟窿滴水總量隨旱季和雨季的瓜代而變革，導(dǎo)致滴水開釋出的2量也隨季候變革。412巖石裂隙的氣體互換九天洞為一單口窟窿，且洞口較小，無游客時呈關(guān)閉狀態(tài)，洞內(nèi)氣氛互換不暢。離洞口越近，氣氛互換越強；越遠，氣氛互換越弱?？靠吡严丁⑷芟杜c洞外氣氛互換的比例較校據(jù)5月、7月份兩次不雅測記載，九天洞中間隔洞口越遠，2濃度越高，濕度越大，說明白到洞口的間隔是影響該洞氣氛互換強度的緊張因素。413洞廳容積和地形洞廳的容積和地形(如表1所示)對氣氛2含量和睦溫的變

17、革有直接影響。在空間寬闊、陣勢平緩的洞廳里，氣氛2含量和睦溫的變革幅度要小于在空間局促、陣勢陡峭的洞廳里的變革。旅游旺季，在局促洞廳里，易因游客滯留及氣流不暢，導(dǎo)致氣氛2含量累積過高，倒霉于游客的身材康健。42報酬條件影響421窟窿游客流7月2830日不雅測期，固然游客較黃金周少，但7月2930日適逢雙休日，仍保持必然的游客量(100300人日)，因此，2在關(guān)閉洞段仍有必然積聚。如夢幻天國由7月28日8080pp增至7月30日的8730pp(圖4)，增幅為8，全洞均勻濃度那么由前期的4500pp擺布上升至5000pp以上(圖5)。值得指出的是，由于“五一黃金周之前的冬半年為旅游淡季，洞內(nèi)2顛末

18、恒久擴散，已經(jīng)到達很低的濃度程度。因此相對關(guān)閉洞段5月12日2濃度并不很高(且游客數(shù)目較5月34日為少)。固然“五一黃金周之后2擴散造成濃度低落，但由于夏半年，游客數(shù)目較冬半年為多，2仍能保持在較高程度，因此出現(xiàn)相對關(guān)閉洞段5月12日2濃度低于7月2830日的征象。由于九天洞所處地區(qū)落雨量較少，因此洞內(nèi)的滴水量也較南邊窟窿的少。九天洞比力顯著的常年滴水點僅有兩處。由此可以以為，窟窿滴水對九天洞洞內(nèi)氣氛2濃度的影相應(yīng)遠小于游客的影響。422燈光體系九天洞燈光體系總瓦數(shù)最大的是天街廳，為1320瓦，由于天街廳的游路最長，路燈和景不雅燈總數(shù)也最多；其次為天河廳，為1100瓦。詳細環(huán)境如表4。這些路燈和景不雅燈在旅游岑嶺期，由于旅游團麋集，釀玉成天開放，一樣平常開放時間為9小時，此時由路燈和景不雅燈開釋出的熱量別離為1.22108焦耳天(34.02千瓦時天)和124108焦耳天(34.38千瓦時天)。在旅游淡季，固然天天游客數(shù)只約為岑嶺期的非常之一，但小旅游團的數(shù)目增長，只要有旅游團顛末，景不雅燈和路燈就要翻開，因此天天路燈和景不雅燈開放的時間約為4個小時。此時由路燈開釋出的能量為0.54108焦耳天(15.1