随着经济社会的不断进步和发展,人类社会正面临着全球变暖、海平面上升、水资源匮乏、环境恶化以及灾害频发等一系列前所未有的全球性环境问题,科学分析其形成原因和变化规律,预测其未来的发展趋势并提出合理的解决对策是全球变化科学必须回答的问题,这就需要我们对过去的全球变化有充分的认识和了解。洞穴石笋因其分布广泛、代用指标丰富、受外界干扰小、生长机制对外部气候环境敏感、可建立精确的时标、可记录的时问范围较宽以及较低的采样成本等其它地质记录无法代替的明显优势而受到人们越来越多的重视。其占气候替代指标主要有氧碳同位素、微量元素、沉积速率、石笋微层等等,而氧同位素作为目前洞穴研究者最为关心和应用最为广泛的众多环境替代指标之一,其研究也最为成熟。但由于影响因素的多元性以及时空的差异性,使得对各种指标的解释还存在较多争议,因此很有必要通过区域研究和现代监测对其机理进行更深入更全面的解译和论证。本文以河南省栾川县鸡冠洞为固定监测点,以氧同位素为主要监测指标,对栾川地区大气降水、洞穴滴水、现代沉积物、洞穴池水以及地下河水中氧同位素组成进行了连续三个水文年(2009年10月-2012年10月)的系统监测,分析其演化和信息传递过程,并对现代沉积物的沉积机理进行了初步的探讨。同时对栾川县近50年来的气温和降水量与洞穴石笋δ18O记录作了对比并进行了简单的分析,得出以下的初步结论：(1)研究区栾川县年降水主要集中在7-9月份,三个月的降水量占到全年降水量的65%以上。栾川大气降水中δ18O组成季节变化明显：夏秋季相对偏轻,冬春季相对偏重,反映了季风气候的降水特点。δ18O的最大值并非出现在降水量最少的冬季,而是出现在夏季到来之前降水逐渐增多的春季,这可能与春季时来自海洋的携带偏负氧同位素的水汽团还没到来,而此时地面温度又较高,蒸发比较旺盛,从而导致重同位素的富集有关。同时,δ18O的最小值也不是出现在降水量最大的7月,而是出现在9月,这可能是因为来自海洋的水汽团在前进和后退的过程中,重同位素多次降落,使得剩余水汽团中的氧同位素越来越偏负,即使后期降水量较小,降水中的δ180也明显偏负,可能具有显著的大气环流效应。从全年尺度上来看,δ18O与降水量成较弱的负相关关系,存在一定的降水量效应,而与温度基本不存在相关关系。在降水量最多的夏季,δ18O与温度和降水量都存在比较显著的负相关关系。(2)鸡冠洞洞穴滴水中618O的季节变化特征与大气降水中δ18O的季节变化特征相一致,滴水中δ18〇出现最偏重和最偏轻的月份也是同期大气降水中618O出现最偏重和最偏轻的月份,说明滴水很好地继承和反映了大气降水的δ18O变化特征,滴水的δ180的变化特征可以指示大气降水特别是夏季大气降水中δ18O的变化特征。同时两个滴水点的δ18〇变化范围和平均值基本趋于一致,变化趋势亦具有很大的相似性,说明两个滴水点的滴水很可能来自同一个水源,只是输送管道有所不同。(3)鸡冠洞现代沉积物中δ18O的季节变化特征与滴水、大气降水中6180的季节变化特征相一致,说明现代沉积物中δ18O的变化可以反映滴水中δ18O的变化,进而能够反映大气降水中δ180变化,并能够在一定程度上指示大气降水量的变化信息,特别是夏季大气降水中δ18O的变化信息,从而反映夏季风降水的强度变化。在偏光显微镜下观察鸡冠洞现代沉积物晶体结构,发现其全部为方解石沉积。其沉积量也存在季节变化特征,秋冬季的沉积量较大,而春夏季的沉积量较小。(4)鸡冠洞两个池水点中的δ18O也都表现出了夏秋季节偏轻、冬春季节偏重的变化特征,说明洞穴中池水618O的变化可能也能从一定程度上反映大气降水的变化特征。由于YZT靠近洞口,空气流动快,蒸发旺盛,使YZT池水中δ18O的平均值比YCG要偏重的多。鸡冠洞地下河中δ180变化不具有明显的季节变化特征。(5)从年际尺度上看,栾川县近50年温度和降水量大致呈一个反相位关系,即年均温较低,年降水量就较大,年均温较高,年降水量就较小。年均温整体上呈现出上升趋势,这与近20年全球气候变暖的规律相一致。栾川温度和降水量变化忠实地响应了20世纪60年代中期以及70年代中后期两次全球性的气候突变事件,说明该地区是一个对亚洲季风变化反映敏感的区域。同时石笋δ180记录也很好地记录下了这两次突变事件,说明基于石笋记录进行的短尺度季风演化研究是可行的。DSY-1石笋δ18O记录与栾川近50年降水量呈大致的负相关关系,说明DSY-1石笋δ18O记录在一定程度上能够很好的指示栾川地区的降水信息,这与鸡冠洞监测到的结果相一致。