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2007年  第26卷  第4期

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生态地质
土地石漠化概念与分级问题再探讨
李森, 董玉祥, 王金华
2007, 26(4): 279-284.
摘要:
针对前人研究中将石漠化发生的地域限定在亚热带,将发生的时间限定在人类历史时期,将发生的原因均归结为人为不合理的经济活动,而忽视了石漠化可能发生的其它地域、其它时期和其它成因等问题,对土地石漠化概念作了修正。认为土地石漠化是在湿润、半湿润气候环境和岩溶环境中,由于人类活动和/或气候变化等因素作用,造成地表植被退化、土壤侵蚀、地表水流失、基岩裸露,形成类似石质荒漠景观的土地退化过程,并对其内涵作出释义。在此基础上依据生态基准面的理论,以坡面形态、溶蚀岩溶地貌形态、基岩出露率、土壤厚度和土被覆盖度、土壤侵蚀程度、植被覆盖率和植物种群、土地利用类型等为景观指征,将石漠化土地分为轻度、中度、重度和极重度4个等级,并以粤北岩溶山区为例,拟定了区域性石漠化土地分级及其综合景观指征。
西南岩溶山区生态用水及其分配协调性评价——以贵州普定后寨地下河流域为例
李大军, 杨先寿, 苏维词, 李坡
2007, 26(4): 285-290.
摘要:
以贵州普定后寨地下河流域为例,分别计算河道内外生态用水量及流域生态需水量,并选用协调度、满意度、合理度和差异性作为评价因子,构建了岩溶流域生态用水分配协调性的数学评价模型。研究结果表明: ( 1)后寨河流域枯水年( P= 75% )和特枯水年( P= 95% )生态用水量分别为568 6. 7万m3 和473 2. 1万m3 ,当石漠化生态环境得到有效治理后,由于喀斯特径流形成过程及水资源组合分配发生了变化,天然水资源量将会减少,最终消耗于土壤或植被的蒸散发,整体上流域生态用水仍处于短缺状态,生态缺水量为833. 6万m3; ( 2)后寨河流域地下水资源丰富,降水充沛,流域内生态用水与社会经济用水不存在很强的竞争关系,生态缺水属工程性缺水,可以通过综合平衡地开发利用各分区的水资源等方法进行缓解; ( 3)应用数学评价模型研究表明,流域内生态用水的协调度为0. 999 44~0. 999 35,生态需水满意度和分配合理度均为0. 878~ 0. 856,系统生态需水满足程度的差异性较小,有利于流域内各系统整体功能的发挥。
广西都安县三只羊地区与贵州罗甸县大关地区岩溶石漠化进程对比分析
莫源富, 奚小双, 夏日元
2007, 26(4): 291-296.
摘要:
基于遥感数据得出贵州罗甸县大关地区和广西都安县三只羊地区三个时期的土地覆盖类型数据。通过对这些不同时期土地覆盖类型数据的分析,发现大关地区从1979年到2001年,植被面积减少,石漠面积增加,土地覆盖类型以灌木林→灌丛→荒草地→石漠的方向变化为主,岩溶生态环境朝着恶劣的方向即典型的石漠化方向发展;而都安三只羊地区则相反,从1976年至2002年,植被面积增加,石漠面积减少,土地覆盖类型的主导变化方向是石漠→荒草地→灌丛→灌木林,即反石漠化方向,岩溶生态环境总的趋势是朝着良性的方向发展。两地的石漠化进程不同的原因主要在于土地利用的方式不同,大关地区采取的是劈山造田的方式来解决紧张的人地关系;而三只羊地区则是采取生态移民的方式。
喀斯特山区碳酸盐岩土壤抗蚀性影响因素研究——以贵州毕节石桥小流域为例
贺祥, 熊康宁, 陈洪云, 胡顺光
2007, 26(4): 297-303.
摘要:
对石桥小流域碳酸盐岩土壤进行理化性质分析,结果表明: 灌草丛地、水保幼林荒草地、坡耕地土壤砂粒含量依次减少,物理性粘粒含量依次增多,说明坡耕地土壤粘质化最严重;灌草丛地水稳性团粒含量最多,粒级较大,土壤水稳性最好;灌草丛地有机质含量较多,结构破坏率较低,坡耕地土壤分散率、侵蚀率、受蚀指数分别是灌草丛地、水保幼林荒草地的1. 11、1. 14, 1. 04、1. 13, 1. 87、1. 82倍,耕地土壤团聚度、团聚状况分别是灌草丛地、水保幼林荒草地的0. 83、0. 84, 0. 69、0. 64倍,说明坡耕地分散率最大,土壤团聚状况最差,土壤抗分散能力弱;小流域内土壤的容重、毛管孔隙度较我国其它地区低,约分别为1. 0g /cm3 ,和39. 86% ,而非毛管孔隙度则较我国其它地区的高,均值为25. 88%。区内碳酸盐岩土壤孔隙的这种组合特征很容易导致上层土壤粘粒向下淋失淀积,堵塞下层土壤孔隙,造成土壤上下层间饱和渗透率的显著差异,对于土壤抵抗流水侵蚀很不利。
岩溶山区不同利用方式下土地蓄水能力研究——以重庆市中梁山为例
贾红杰, 傅瓦利, 甄晓君, 杜富芝, 马志敏, 段正锋
2007, 26(4): 304-309.
摘要:
分析研究了中梁山岩溶山区竹林、灌丛、草地、园地、坡耕地5种土地利用方式的凋落物和土壤的蓄水功能。结果表明,自然利用的竹林地、灌丛地、草地的凋落物蓄积量和最大持水量都远远大于其余两种农耕利用的土地。当自然利用土地改为园地、坡耕地以后,其表层土壤的最大蓄水能力下降31. 2%、非毛管蓄水能力下降65. 5%、坡耕地的毛管蓄水能力下降34. 3%。与此同时由于土地利用方式不同,还使园地整个土壤剖面( 60cm)蓄水潜力增大4. 4% ,坡耕地蓄水潜力减少6.1% ,园地、坡耕地剖面土壤非毛管蓄水能力较自然利用方式土地剖面非毛管蓄水能力下降55. 7%。毛管蓄水量和前期含水量具有极显著的正相关,整个剖面毛管蓄水量和前期含水量都以园地最高。从保水能力上考虑,园地是岩溶山区开垦土地较为理想的利用方式。建议加强园地凋落物的保护;在雨季尽量不让坡耕地空闲裸露,以防止水土流失。
不同植被演替阶段的岩溶土壤微生物特征——以广西马山弄拉峰丛洼地为例
沈利娜, 邓新辉, 蒋忠诚, 覃星铭
2007, 26(4): 310-314.
摘要:
岩溶区不同演替阶段的植被通过改变土壤环境从而影响土壤微生物的分布。本文采用稀释平板测数法和土壤常规分析对弄拉峰丛洼地5个不同演替阶段土壤微生物种群分布特征及土壤理化性质进行了研究。结果表明,土壤微生物分布随演替阶段和土壤深度显著变化,细菌约占土壤微生物总数的90%以上,占绝对优势,微生物总量随土壤深度增加而减少,微生物总量在上层表现为顶级林>灌丛> 乔幼林> 灌草丛> 草丛,在中层则表现为灌丛> 乔幼林> 顶级林> 灌草丛> 草丛,在下层表现为灌丛> 顶级林> 乔幼林。此外,文章还探讨了土壤微生物种类、数量与土壤理化性质的关系,发现不同土壤微生物种类和数量与土壤有机碳、有效N、土壤空隙度存在明显的正相关,相关系数分别为0. 88, 0. 74和0. 66,与土壤p H值、MgO、Al2O3等含量成负相关,相关系数分别为- 0. 77, - 0. 65, - 0. 65。
基础研究
鄂尔多斯盆地周边地区野外溶蚀试验结果讨论
梁永平, 王维泰, 段光武
2007, 26(4): 315-320.
摘要:
2003到2004年,在国土资源部地质调查项目“鄂尔多斯盆地地下水勘查”工作中,作者在鄂尔多斯盆地周边地区建立了8个野外溶蚀试验站,采用不同岩石的600多枚试片开展了为期1年的野外溶蚀试验观测。通过试验并结合前人的野外溶蚀试验成果分析,得出了如下几个重要的结论: ( 1)试验区灰岩较白云岩的溶蚀量大20%以上; ( 2)与我国南方的试验结果相反,即北方土下碳酸盐岩样品溶蚀量远远小于地上样品的溶蚀量; ( 3)从华北到西北存在一个碳酸盐岩样品由溶蚀变为沉淀的地带;同理,从我国北方碳酸盐岩样品土下溶蚀量小于地上溶蚀量到南方土下溶蚀量大于地上溶蚀量区域变化过程中,又存在土下与地上溶蚀量接近的地带,这两个地带是控制我国现代岩溶作用机制的重要分界线,对岩溶地貌的发育与演化研究具有重要意义。
云南呈贡龙潭山 1 号洞堆积物的铀系年龄
高斌, 沈冠军, 吉学平, 程海
2007, 26(4): 321-325.
摘要:
测定了人类化石地点云南呈贡龙潭山1号洞5个次生碳酸盐样的质谱法铀系年代。其中位于含人牙化石的II 堆积层下界面不远处的L TSY- 3石笋样质谱230 Th /234U 年龄为( 305± 15) ka; 而其余4 个样品经现场地层复核,它们与堆积均缺乏明确的叠压关系,因此认为它们很可能源自洞顶或洞壁石幔。此外,还测定了该地点5个动物化石样的230 Th /234 U 年龄,其结果为60~ 80 ka,平行测定了其中3 个样品的227 Th /230 Th 年龄,二种铀系年龄均在± 1. 5σ范围内一致,从而支持了该地点骨化石样铀系年代的可信度。在没有进一步的地层和年代证据之前,暂将60~ 80 ka 作为含人牙化石的第I I层堆积的年代应是合理的。但值得指出的是,由于骨化石中铀循环模式的不确定性,与有明确层位意义的钙板相比,洞穴地点的这类材料年代结果往往偏于年轻,因此上述年代测定结果很可能也存在偏低问题。
洞穴滴(流)水的双重(滴-侵蚀、沉积)作用——以桂林盘龙洞为例
张美良, 朱晓燕, 林玉石, 田明中, 王华
2007, 26(4): 326-332.
摘要:
洞穴滴水主要来源于大气降水的入渗,是岩溶洞穴内的低能量的渗流水,它受控于水- 土- 岩的相互作用。本文通过对桂林盘龙洞滴水一个水文年的动态监测表明,洞穴滴水对大气降水的响应较快,其所记录的滴水特性直接反映大气降水的物理、化学特征,并系统地记录了滴水溶- 侵蚀和沉积过程,以及与生态环境和石漠化的演化历史。常年性滴水的动态监测,揭示在夏半年( 5- 10月)是新碳酸盐的主要沉积时段,表现出新碳酸盐的沉积具有与雨热同季的特点。暴雨或季节性滴水基本保持了雨水的物理化学特性,滴水量大,滴速快,因而具有较强的溶- 侵蚀作用,导致盘龙洞石笋Pa、Pb、Pc 形成后被溶- 侵蚀的体积分别达339872 cm3、13 680 cm3 和33 792 cm3; 在冬半年,常年性滴水由于滴速和滴量较小,其溶- 侵蚀性较弱;而在夏半年,由于滴水的饱和度高,沉积量大,往往将在冬半年形成细微的滴溶蚀凹坑或孔穴填平补齐。
水文地质
溶地下水脆弱性评价“二元法”及其在重庆金佛山的应用
章程, 蒋勇军, Michele Lettingues, 王松
2007, 26(4): 334-340.
摘要:
岩溶地下水脆弱性评价是基于保护岩溶含水层从而有效地管理和利用地下水提出的有效方法和手段。我国西南岩溶区极大多数地区缺少应有的地下水保护带,地下水比较容易受到污染。本文论述了一种脆弱性的评价的简单方法— —基于径流特征和覆盖层厚度的二元法,并利用该法对重庆金佛山典型岩溶区进行了地下水脆弱性评价。结果表明,药池坝洼地和生态石林区脆弱性较高。究其原因,尽管药池坝洼地底部土壤层覆盖较厚,但存在地表径流集中排向落水洞,生态石林分布区地表裂隙、溶沟发育,可直接接受雨水入渗,因而污染物极易通过降雨和地表径流过程进入含水层。这一方法输入数据量小,对岩溶含水层普遍适用,为地下水资源可持续利用和土地利用管理提供了强有力的工具。
喀斯特流域径流量时序演变特征分析——以贵州省为例
孔兰, 梁虹, 黄法苏
2007, 26(4): 341-346.
摘要:
以贵阳水文站近45年年径流量序列为例,利用Mo r let 小波变换对喀斯特流域径流量时序演变特性进行了分析预测。结果表明: ( 1)贵阳水文站年径流主要存在4a和25a 两个时间尺度的周期变化,在这两种时间尺度下,径流演变呈现出较明显的丰、枯交替振荡。( 2) 2000年以后的10a左右,年径流量有由丰转为枯、逐步下降的趋势。( 3)年平均径流量的丰、枯周期变化主要受年平均降水量的影响;人类活动对喀斯特流域年径流量有增加和减小两方面的影响,总体上会使径流量略有增加。
邵庄—双庙水源地不同水体U同位素组成特征的初步研究
曹丁涛
2007, 26(4): 347-355.
摘要:
在邵庄— 双庙水源地勘察评价过程中,应用U同位素场分析得到如下认识: ( 1)本区不同类型水体的U同位素具有不同的组成特征,主要表现为大气降水、山区岩溶水的U含量、I ( 234U) /I ( 238U)比值及Iex (234 U) 均较低;第四系孔隙水U含量和I ex ( 234U ) 均较高,但I (234 U) /I (238 U) 比值较低;隐伏岩溶水的U含量较低,介于孔隙水与大气降水之间,而I (234 U) /I (238 U) 比值与I ex (234U) 均较高; 地表水的U含量较高,但I (234 U) /I (238U) 比值低, Ie x (234U) 也较低; ( 2)蜀山背斜岩溶水系统具有大气降水、第四系孔隙水和深层岩溶水三源补给特征; ( 3)蜀山背斜岩溶水系统与双庙地垒岩溶水系统基本不存在水力联系,且二者补给条件也不同,蜀山背斜岩溶水系统与第四系孔隙水联系密切,接受上层孔隙水越流补给,径流条件好;双庙地垒岩溶水系统相对较封闭,与第四系孔隙水联系较弱,主要靠兖西奥灰水源地侧向径流补给,且径流条件相对较差。
基于ASTER的喀斯特流域地表水系自动提取研究——以贵州省为例
贺中华, 梁虹, 黄法苏, 赵芳, 杨梅
2007, 26(4): 356-362.
摘要:
根据喀斯特流域孤峰和峰林在ASTER影像上表现为色调深浅不一的“桔皮状”和“花生壳状”图形,河流和湖泊色调较深,湿地和干谷色调相对较浅等影像特征,对贵州省内32个典型的喀斯特流域进行数字高程和地表水系提取。结果表明,利用ASTER影像提取喀斯特地表水系简便快捷、准确率高。与从1: 25万水文地质图提取的水系进行对比, ASTER所提取的水系其流域面积最大的相对误差为4. 5892% ,主河道长度最大的相对误差为3. 5693% ,河网密度最大的相对误差也只有7. 2564% ; 从地图提取的水系最多只能达到二级支流,提取的河流相对较短,而从DEM 提取的水系可达三级,有些甚至达四级、五级以上,且提取的河流更长,提取的水系更完整。
综述
岩溶地区石生蓝藻与岩溶发育关系研究展望
聂磊
2007, 26(4): 363-368.
摘要:
探讨了国内外石生蓝藻研究的进展,以及石生蓝藻与生物岩溶的可能联系。引入水- 岩- 气- 生物相互作用的整体概念,运用“ CO2 - 水- 碳酸盐”三相耦联开放岩溶动力系统观点,分析了光合原核生物的生命过程及其代谢产物对岩溶系统的可能驱动作用,指出以蓝藻对H2O和CO2 的利用为中心环节,通过研究其在不同小生境、不同类群、不同生态因子下的HCO3- 水平差异,可以为了解藻类的生理机能与生物岩溶强度之间关系提供重要信息。建议在地球生物学的研究尺度下,针对碳酸盐岩表面殖居藻类如何影响其周遍微环境CO2、水文动态进而影响岩溶的效应、蓝藻分泌的胞外有机酸的种类和强度、石生蓝藻碳酸酐酶( CA)活性与生物岩溶关系等问题展开探索。
喀斯特洞穴旅游研究综述
杨晓霞, 向旭, 袁道先, 黎健斌
2007, 26(4): 369-377.
摘要:
自20世纪80年代以来,国内外对喀斯特洞穴的研究主要集中在洞穴景观形成机理、洞穴景观旅游价值评价、旅游洞穴类型划分、旅游活动对喀斯特洞穴环境影响、喀斯特洞穴景观保护等方面,并主要取得了几个重要认识: ( 1)喀斯特洞穴的发育以溶蚀作用为基础,但也存在着机械侵蚀、生物侵蚀、空气与气蚀以及各种沉积作用。( 2)按照洞穴成因,洞穴可分为渗流带洞穴、地下水位洞穴、潜流带洞穴和深潜流带洞穴,以及一些特殊成因的洞穴。( 3)对喀斯特洞穴旅游价值的评价可采用定性与定量相结合的方法进行,定性评价考虑的主要因素有区位、知名度、规模、景观的丰度、价值和功能、容量等; 定量评价则多采用层次分析法和模糊数学模型。( 4)旅游活动对洞内环境有很大的影响,洞穴温度、CO2 含量与客流量呈正相关关系; 灯光植物滋生主要源自洞穴灯光照明、游客带进的孢子及细菌。( 5)实行游客分批进入制,将有利于保护洞穴环境和保育洞穴景观。( 6)实行区域旅游组合开发、增加喀斯特洞穴型旅游目的地的旅游产品、加大景区保护力度与市场营销力度、加强从业人员培训等,可延长喀斯特洞穴旅游地的生命周期。已有研究大多从地学和旅游学的角度入手,且偏重于开发和评价方面。今后,应加强现代技术在洞穴旅游开发中的应用、洞穴旅游的管理、洞穴医疗旅游、洞穴旅游环境容量量测、洞穴旅游形象塑造和洞穴旅游开发时序等方面的研究。

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《中国岩溶》编辑部
2022年4月20日