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2010年  第29卷  第4期

综述
我国“十一五”期间的岩溶研究进展与重要活动
蒋忠诚, 裴建国, 夏日元, 张美良, 雷明堂
2010, 29(4): 349-354.
摘要:
“十一五”期间,国际岩溶中心在我国桂林成立,岩溶研究在理论上与实践应用上取得了显著进展。理论上,运用地球系统科学的观点和现代自动化测试手段发展了岩溶动力学;新的学科生长点岩溶生态学不但揭示了西南岩溶生态系统的脆弱性、土壤质量变化与某些土壤营养元素形态的初步规律,而且选育了大量适合岩溶地区的名特优植物物种;全球变化研究探讨了岩溶水循环中溶解无机碳形式对全球碳汇的贡献,从多种气候替代指标深化了洞穴石笋的古环境记录研究;用新技术探索了岩溶地下水水质和水量的有效评价方法。应用上,形成的西南岩溶水、石漠化和水土流失调查区域性资料在国家目标和干旱找水重大社会需求中发挥重要作用,岩溶地区油气勘察形成典型地质模式,中国南方喀斯特自然遗产申报成功,岩溶塌陷监测与预警新技术成功用于工程建设区塌陷的防治。
我国南方岩溶山区石漠化基本问题研究进展
熊平生, 袁道先, 谢世友
2010, 29(4): 355-362.
摘要:
通过参考国内研究的相关文献,运用比较分析方法,从岩溶石漠化概念的内涵、分布格局和量化分级、成因分析和演化过程、综合治理和效益评价等基本问题回顾了我国南方岩溶山区石漠化研究进展:岩溶石漠化的概念和成因已取得了较为一致的认识;石漠化等级评价指标相差甚远,需要建立统一调查研究方法、分级标准和评价指标体系;已探索出了一些较好的治理模式和方法,但治理建设仍然存在很大困难;目前没有成熟的石漠化治理效益评价体系和方法,严重影响了石漠化治理措施的修订和完善。指出了我国岩溶石漠化问题研究应从如下几方面加强:不断创新岩溶石漠化的研究方法;把握岩溶石漠化与人类活动相互作用关系;深入开展岩溶石漠化过程模拟与调控研究;推广和完善岩溶石漠化综合治理技术和模式;重视地球系统科学在岩溶石漠化研究中的运用。在岩溶石漠化与人类活动相互作用关系方面,特别要注意加强石漠化地区土地的生产力和人口承载力的定量研究;实施岩溶山区人类经济活动影响预报和经济社会后果预报,建立岩溶山区生态安全监控预警系统;加强不同时空尺度下岩溶石漠化人文驱动机制研究;确定自然因素和人文作用对石漠化过程的正负面影响和各自的贡献率,建立相应的概念模型和数学模型等。
水文地质
广西百朗地下河水和沉积物中有机氯农药的分布特征
孔祥胜, 祁士华, Oramah I T, 张 原, 黄保健
2010, 29(4): 363-371.
摘要:
为了解典型岩溶地区广西乐业百朗地下河表层水和沉积物中有机氯农药的分布特征,采集地下河不同断面的水和沉积物样品,利用气相色谱仪测定了19种有机氯农药。结果表明:(1)百朗地下河表层水中19种有机氯农药总量(∑OCPs)浓度为1.95~71.45ng/L,HCHs和DDTs浓度分别为未检出至58.40ng/L和未检出至0.44ng/L;(2)沉积物中∑OCPs浓度为0.75~14.85ng/g,HCHs和DDTs浓度分别为0.11~3.52ng/g和0.03~2.90ng/g;(3)地下河表层水和沉积物中有机氯农药的分布与吸附作用、环境温度以及和地下河连通的天坑的底部的土壤侵蚀有关,即因温差作用,大气沉降的有机氯农药易富集在天坑底部(“冷陷阱效应”),并在土壤侵蚀作用下向水体移动,使地下河沉积物中有机氯农药浓度升高;(4)百朗地下河出口沉积物吸附系数最低,但水中有机氯农药浓度较高且种类最多,推测可能是地下河沉积物中因有机氯农药被释放而引起二次污染;(5)表层沉积物中大多数断面的异狄氏剂浓度及乐业县城附近断面的DDTs和DDD浓度在风险评估低值与风险评估中值之间,表明百朗地下河处于较低的生态风险水平;(6)目前,流域部分断面尚有新的γ-HCH(林丹)和DDTs农药输入。由于有机氯农药长期累积,可能对地下河生态系统造成危害,应采取防治措施。
淮北市岩溶地下水防污性能评价
张 昕, 何江涛, 王俊杰, 李 鹏
2010, 29(4): 372-377.
摘要:
为有效保护和合理开发利用岩溶地下水资源,在深入了解评价区水文地质条件基础上,采用PI(保护层和渗透条件)方法,对淮北市岩溶地下水防污性能开展评价。其结果表明,地下水防污性能π值小于2的区域分布在低山丘陵区,该地区基岩埋深<50m,属于裸渗区;π值2~3的区域主要分布在低山丘陵区、残山和山前区,基岩埋深在50~200m,属于覆盖区;平原区的π值多大于4,基岩埋深>200m,属于埋藏区。无论是PI评价结果还是评价对象的地质条件均表明,岩溶地下水的防污性能在低山丘陵区为弱和较弱,随着远离山区,防污性能有所提高,平原区的防污性能最佳。
裂隙岩溶含水系统溢流泉演化过程的数值模拟
王 云, 于青春, 薛 亮, 马 浩
2010, 29(4): 378-384.
摘要:
本文利用非连续裂隙网络介质模型,耦合水动力条件和碳酸盐溶蚀动力条件,建立岩溶含水系统演化的数学模型,并用数值法进行模拟分析。在已建数值模型基础上,构造了两组实例模型(降水入渗补给的裂隙岩溶含水系统和河流补给的裂隙岩溶含水系统)来研究裂隙岩溶系统中溢流泉早期演化过程。模拟发现,裂隙岩溶含水系统演化过程中,裂隙不断被溶蚀拓宽,致使系统中潜水位不断下降,许多小泉被疏干;同时不同裂隙之间存在溶蚀差异,在潜水位及优势通道附近的裂隙溶蚀速度快,而其它位置则相对慢得多,差异溶蚀促使系统形成优势溶管,优势溶管逐渐袭夺水流,形成大泉。另外对比两模型发现,降水入渗为主要补给源的裂隙岩溶含水系统,泉管道从汇向源发育;而河流入渗为主要补给源的裂隙岩溶含水系统,泉管道则由源向汇发育。
落马洞暗河发育特征及其洪涝成因分析
黄 琨, 武亚遵, 万军伟, 肖 攀
2010, 29(4): 385-388.
摘要:
根据区域岩溶发育史分析认为,湖北宣恩县落马洞暗河的形成总体上可分为两个阶段:第一阶段发生在白垩纪末至晚第三纪。在该阶段中,降水主要通过发育于卧西坪岩溶坡立谷地两侧的小型洼地、落水洞汇入地下管道,往卧西坪谷地排泄,在卧西坪一带形成一小型岩溶湖泊的同时,还在谷地西侧形成了下黑槽、铜锣坪、扁洞三个近东西向地下暗河系统。第二个阶段发生在晚第三纪至今。在这一期间,随着区域构造运动的振荡性抬升,岩溶侵蚀基准面不断下降,在谷地内形成了上、下黑槽、铜锣坪落水洞与卧西坪消水洞等垂向岩溶管道,贯通早期形成的东西向管道并袭夺卧西坪和铜锣坪一带的地表岩溶湖水,使得原分散的岩溶水系统通过南北向的主管道集中排泄,形成了多进口的树枝状复杂管道暗河系统。卧西坪岩溶坡立谷内常年遭受洪涝的原因主要是由于落马洞地下暗河形成年代较晚,管道规模较小,且洞内坍塌淤积严重,排水能力小。在此基础上,提出了加强流域水土流失管理、疏通河道和新建排水隧洞等治理措施与防治对策。
岩溶地下水灰色系统分析软件开发
王亚捷, 郝永红, 王学萌, 李华敏, 赵娇娟
2010, 29(4): 389-395.
摘要:
结合灰色系统在岩溶地下水方面的研究进展,从实际应用的角度出发,通过逐步求精的方法,使用VisualC++6.0编程,开发出一套能够满足水文地质工作者使用且操作方便的岩溶地下水灰色系统分析软件。该软件分别由灰色关联分析、数据预处理、GM(1,1)模型、等维递补预测、残差周期模型和GM(1,N)预测模型6个模块组成,具有操作简单便捷、计算结果精确、出错信息处理完善、预测结果直观、数据输入输出方式灵活、残差结果曲线输出及可推广性强等优点。利用该软件对山西柳林泉2008和2009年的泉水流量进行预测检验,GM(1,1)模型的残差周期修正预测精度明显提高,2008年的预测误差由0.32m3/s下降到0.17m3/s,2009年的预测误差由0.29m3/s下降低到0.19m3/s。
其它
“岩溶水文地质与岩溶碳循环监测”国际培训班在桂林举行
国际岩溶研究中心
2010, 29(4): 384-384.
摘要:
2010年11月30日至12月10日,由联合国教科文组织国际岩溶研究中心、中国地质科学院岩溶地质研究所联合主办的“岩溶水文地质与岩溶碳循环监测”国际培训班在桂林举行。来自亚洲、非洲、欧洲、南美洲和大洋洲多个国家的学员参加了培训。培训围绕中国岩溶水文地质概况、中国岩溶地下水探测技术与社会应用及岩溶碳循环监测评价技术和方法这三个主题,与地下水相关的环境问题、岩溶含水层保护、岩溶塌陷、碳汇碳储等学术热点进行。学员了解了中国的岩溶水文地质现状及世界范围的岩溶科学进展,加深了对不同气候、地质背景下的岩溶特征的认识;不仅在学术层面,更在不同国家的文化层面上增进了多方的了解与沟通。国土资源部科技与国际合作司马永正处长在培训班结业典礼致辞时称赞中心开展的交流活动赢得了国际声誉,建立了与相关政府和学术机构之间的友好合作关系,为今后更加紧密、深入的国际合作奠定了基础。国际岩溶研究中心姜玉池主任表示,中心将围绕岩溶地质主题继续举办培训班,设置专题研讨和各类学术交流活动,欢迎来自世界各国的岩溶地质工作者参与中心的培训活动,与中心保持密切联系,努力推动学术层面、研究层面和项目层面上双边或多边的交流与合作,为促进全球岩溶科学研究水平的提高,服务区域经济发展做出贡献。
基础地质
中全新世云南寻甸地区气候演化过程及其驱动机制初步研究
张会领, 覃嘉铭, 蒲晓强
2010, 29(4): 396-401.
摘要:
通过对云南寻甸仙人洞XR1石笋进行TIMS-U系测年、氧碳同位素、有机碳含量分析,重建了寻甸地区中全新世季风气候演化模式:(1)8.0~6.0kaB.P.为温暖湿润期;(2)6.0~5.1kaB.P.为气候突变期,气候由温湿变为冷干;(3)5.1~2.1kaB.P.为凉干期。通过石笋有机碳含量与石笋δ18O记录对比,认为石笋有机碳可以反映气候变化,但是存在滞后效应。最后,利用XR1石笋δ18O记录与北半球33°N太阳辐射量,本文初步分析了云南寻甸地区中全新世气候变化的驱动因素:寻甸地区中全新世气候的整体变化趋势受33°N太阳辐射量控制,同时受中全新世火山活动的影响。
冀中坳陷前第三系碳酸盐岩岩溶发育模式
吴孔友, 王雨洁, 李竹强
2010, 29(4): 402-409.
摘要:
冀中坳陷前第三系碳酸盐岩沉积演化经历了多期岩溶地质作用,根据古岩溶形成的时间、成因以及形态特征共识别出5种模式,即同生期层间岩溶、暴露期不整合岩溶、暴露期断裂岩溶、压释水岩溶和热液岩溶。前三者属于表生期岩溶,受构造运动及相对海平面变化控制,是岩溶储集层发育的基础;后两者属于埋藏期岩溶,与酸性流体和地下热液的溶蚀作用有关,该两期岩溶作用对前期古风化壳岩溶的残余孔洞进行了进一步改造,是储层建设的主导和直接因素。多期次岩溶作用的叠加控制了区内岩溶缝洞系统的发育与分布,对碳酸盐岩储集物性的改造有着重要的地质意义。
重庆中梁山碳酸盐岩溶蚀速率对季节的响应研究
谢 芳, 傅瓦利, 王晓阳, 蒲 鹏, 张 蕾, 谭 波, 彭景涛, 甄晓君
2010, 29(4): 410-413.
摘要:
在重庆市中梁山岩溶槽谷,选取林地、园地、耕地和菜地4种不同土地利用类型,通过野外下三叠统嘉陵江组白云质灰岩石试片的溶蚀试验分析不同土地利用方式下溶蚀速率对季节的响应关系。结果表明:不同土地利用方式将造成土壤性质发生不同的变化,进而对岩石的溶蚀速率产生明显的影响。但无论是从夏半年还是从全年来看,试片的溶蚀速率的大小变化均表现为:林地>菜地>耕地>园地。夏半年在全年的试片溶蚀作用过程中贡献较大,其绝对溶蚀量占全年比例都大于50%;除林地、菜地和园地土下50cm试片外,其余试片的夏半年溶蚀速率都大于全年溶蚀速率。究其原因,主要是由于夏半年气温高,降水量大,使土壤中CO2和水分等增加,从而有利于岩溶作用的进行
生态地质
贵州岩溶地区生态效率的动态变化研究
杨廷锋
2010, 29(4): 414-418.
摘要:
提高生态效率是实现区域可持续发展的重要切入点。为了定量地把握贵州岩溶地区的生态效率的动态变化情况,文章采用基于生态足迹模型的单一比率法的定量研究方法,利用1978-2009年的历史数据计算,分析了贵州岩溶地区生态效率的动态变化,并与全国的生态效率作动态比较。结果表明:在研究时段,贵州岩溶地区的生态效率呈递增趋势,由1978年的288.249元GDP/hm2上升到2009年的3006.220元GDP/hm2,年平均增加84.937元GDP/hm2,但一直低于全国,生态效率多年平均值只有全国的2/5,并且差距呈加大趋势,差距从1978的346.837元GDP/hm2上升到2009年的3242.609元GDP/hm2,差距年平均增加量为90.493元GDP/hm2。为此,提出了提高贵州岩溶地区生态效率的调控对策:充分发挥区域优势,积极调整能源结构;加强“三废”的回收和综合利用;节约水土等资源;促进产业生态化,并提高经济效益。
喀斯特小流域石漠化耕地治理方式研究——以贵州毕节石桥小流域、关岭木工小流域为例
周 玮, 熊康宁, 高渐飞
2010, 29(4): 419-424.
摘要:
贵州毕节石桥小流域与关岭木工小流域处于石漠化严重、坡耕地比例高、粮食产量低且不稳定、人口密度大、农业经济水平低的喀斯特山区。通过对研究区人口增长的预测,利用人-地关系平衡模型,计算出该两小流域需保有的耕地量分别为281.91hm2、228.68hm2。但由于需保有的耕地面积较未出现石漠化耕地面积大,致使需保有的耕地中仍有部分地存在石漠化。但如果对这部分石漠化土地都实施退耕还林还草,将无法保障流域内农民的口粮需求。为此,对该两小流域耕地石漠化区域开展包括林农间作、粮草间作、坡改梯等治理措施。结果流域内耕地的石漠化得到了有效控制,土壤侵蚀模数由2007年的721.63t/(km2?a)、42.42t/(km2?a)下降到2009年的472.78t/(km2?a)、35.59t/(km2?a),植被覆盖率分别提高11.3%、6.4%,人均经济收入分别增加300元和231元,不仅有效地治理了石漠化耕地,而且农民生计也得到了保障。
粤北岩溶山区连江流域植被覆盖度动态变化研究
王兮之, 甘春英, 梁钊雄, 高全洲
2010, 29(4): 425-433.
摘要:
基于多时相MODIS数据和归一化植被指数的像元二分模型以及GIS技术,分析了2001—2010年连江流域植被覆盖度的时空变化特征。结果表明:连江及其子流域、岩溶区与非岩溶区的植被覆盖度空间分布差异性明显;近10年来连江流域的植被覆盖度总体上呈下降趋势,高植被覆盖度与中度植被覆盖度的面积数量变化剧烈,较高植被覆盖度与较低植被覆盖度的面积相对稳定;岩溶区植被分布以较高植被覆盖度、中植被覆盖度和高植被覆盖度为主,其分布面积分别占整个流域面积的53.84%、25.59%、18.54%,而非岩溶区则以高植被覆盖度、较高植被覆盖度和中植被覆盖度为主,分别占整个流域面积的48.12%、34.10%、15.05%;近10年来流域的植被覆盖度下降明显,且空间分布范围广,植被覆盖度相对稳定的区域占整个流域面积的65%以上,植被覆盖度下降区的面积比上升区增加近20%。
喀斯特地区不同植被下小生境土壤矿物组成及有机碳含量空间异质性初步研究
廖洪凯, 龙 健, 李 娟, 杨江江, 冯业强
2010, 29(4): 434-439.
摘要:
通过对喀斯特地区乔木林、灌木林和草丛不同植被类型覆盖下的土面、石面、石缝、石沟、石洞、石槽和石坑7类小生境土壤样品分析测定,探讨了小生境土壤矿物组成及有机碳的空间异质性特征。结果表明:(1)不同植被类型下土壤矿物组成存在明显差异,即从草丛→灌木林→乔木林,小生境土壤中的石英、高岭石基本保持不变,但草丛土壤中的白云石矿物全部消失,灌木林、乔木林土壤中逐渐出现绿泥石;(2)随着植被正向演替,土壤有机碳含量显著增加,小生境土壤有机碳含量在不同植被类型条件下存在明显的异质性,表现为草丛>乔木林>灌木林。与此同时,以小生境土壤有机碳含量及变异系数为评价因子,分别对乔木林、灌木林及草丛中小生境有机碳进行聚类分析,结果显示,小生境微地貌特征是土壤有机碳含量及空间变异性的重要影响因子。对于土壤有机碳保护,草丛及灌木林区应以提高植被覆盖率为主;乔木林区则主要是保持现有良好的植被状况,减少人为干扰。
岩石—土壤—植被(红背山麻杆、裸花紫珠)间的元素迁移——以广西巴马岩溶石山地区为例
莫源富, 奚小双, 陈忠将
2010, 29(4): 440-444.
摘要:
通过对碳酸盐岩与土壤、碳酸盐岩与红背山麻杆、裸花紫珠及土壤与红背山麻杆、裸花紫珠间的元素相关分析,发现:(1)碳酸盐岩和土壤的元素存在高度的相关关系,从岩石到土壤,元素迁移顺序总体表现为:CaO>MgO>Na2O>P2O5>MnO>Pb>Zr>Fe2O3>TiO2>SiO2>Al2O3;(2)土壤与两种检测植物的元素也存在较高的相关性,并且两种检测植物还表现出基本相似的土壤元素生物吸收系数,即:红背山麻杆的土壤元素生物吸收系数顺序为:P>Ca>Fe>K>Na>Mn>Pb>Al>Mg>Zr>Ti>SiO2,裸花紫珠的为:P>K>Fe>Na>Ca>Mn>Al>Pb>Mg>Zr>Ti>SiO2;(3)植物中的常量元素由岩石中的常量元素所决定,在同样的岩性基底上,不同植物体内富集、累积而成的元素结构有着较高的一致性。
河道型消落带生态环境问题及其防治对策——以三峡库区重庆段为例
苏维词, 张军以
2010, 29(4): 445-450.
摘要:
三峡大坝建成及水库蓄水运行后将出现一个落差高达30m的消落带,形成一个巨大的河道型的周期性湿地生态系统。根据三峡水库的蓄水规划及河道型消落带的特殊性,有针对性地探讨了在三峡水库(重庆段)运行过程中消落带产生的一系列生态环境问题,如消落带土地利用导致的水体富营养化,回水顶托区形成近岸污染带,船舶航行造成的水体污染等,并针对这些问题产生的原因、时空分布特征及发展趋势,提出了消落带土地利用适宜性评价,梯度开发,建设生态屏障带;实施城镇污水、工业污染和生活垃圾控制工程,发展环境友好型循环生态农业;建立基于3S技术的消落带生态环境问题监测预警系统等防治措施。
旅游地质
贵州思南乌江喀斯特国家地质公园旅游环境容量研究——以石林主景区为例
张宏超, 曾克峰, 万能
2010, 29(4): 451-456.
摘要:
在研究总结国内外研究现状的基础上,应用线状总量模型和面状总量模型从空间环境容量、生态环境容量、经济环境容量、心理环境容量四个方面综合研究了贵州思南乌江喀斯特国家地质公园石林主景区环境容量,最后根据“木桶原理”确定石林景区合理的日环境容量旺季为7298人,淡季为3649人,年环境容量为182.45万人,在此基础上提出了从旅游路线、就餐处特色、管理方式三方面采取合理调节人车分流比例、交通线路适时分流、游客自主分流就餐三项调控措施,以期实现景区游人合理分布、基础设施充分利用。
贵州喀斯特聚落文化类型及其特征研究
赵星
2010, 29(4): 457-462.
摘要:
从喀斯特环境人地关系的角度出发,探讨贵州喀斯特聚落文化的组成因子和文化层;依据地域分异规律、相似性原则、综合分析原则,将贵州喀斯特聚落文化分为谷地聚落、半坡村聚落、溪边村聚落、丘原区聚落、洞穴聚落和屯堡聚落六种主要类型。谷地聚落因峰丛洼地环境容量小,形成散珠状小聚居的形态和独特的垦殖文化景观;半坡村聚落因喀斯特山地环境的影响,形成依山而建、聚族而居、典型的吊脚楼民居建筑等特征;溪边村聚落因峰林坝地环境容量较大,沿河形成串珠状聚族而居的形态;丘原区聚落因丘原盆地环境容量大、地域环境开放,形成多民族杂居、村寨密集分布、文化交融强等特征;洞穴聚落因岩洞环境的特殊性,形成依洞而建的小聚居形态;屯堡聚落因喀斯特环境和历史的影响,形成典型的集聚型村落,将石文化、江南文化、军事文化有机结合。通过探讨各类型聚落文化在聚落规模、聚落布局、聚落环境、建筑、生活习俗等方面的特征,可为合理开发贵州喀斯特聚落文化提供依据。

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《中国岩溶》编辑部
2022年4月20日