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2009年  第28卷  第4期

院士论坛
新形势下我国岩溶研究面临的机遇和挑战
袁道先
2009, 28(4): 329-331.
摘要:
随着社会经济的快速发展,我国岩溶环境地质问题日益突出,已引起党和政府的高度重视。本文根据国家经济建设、社会发展的需求,分析了我国岩溶研究所面临的形势与机遇,认为进一步加强岩溶基础与应用问题研究,尤其是岩溶发育的气-生-水-岩的相互作用、油气富集与深层岩溶发育机理、岩溶作用对全球碳汇的影响,以及西南岩溶石漠化综合治理、岩溶地下水资源开发与保护研究,改善生态环境,促进岩溶地区社会经济的持续、和谐发展,是当前和今后一个时期内我国岩溶研究所面临的主要任务和工作重点。
基础地质
大方县九洞天伏流大厅起源初探——兼谈地转偏向力在伏流大厅形成中的作用
张之淦
2009, 28(4): 332-339.
摘要:
用洞穴双旋回演化理论和系统科学思想指导,定性和半定量地讨论了贵州省大方县九洞天伏流大厅的起源。分析研究认为:(1)洪水拥有超过平水期水流几个数量级的动能和溶蚀能力,使季节变化带成为垂直剖面中岩溶发育最为强烈的部位。(2)伏流大厅的形成过程至少是3个子过程耦合作用的结果,即①水流的剥蚀;②崩塌;③化学沉积生长。(3)水流运动的驱动力由重力和地转偏向力耦合而成。在重力驱动下水流对大厅左右壁的剥蚀强度相等,但由于地转偏向力的参与,在北半球驱使剥蚀向右偏蚀。(4)九洞天伏流有明显的右偏蚀形态证据:①左壁化学沉积发育,右壁基岩裸露;②右壁岩块脱落多于左壁;③靠近左壁有一条高角度裂缝状的充水溶洞。(5)地转偏向力在九洞天伏流大厅的形成中扮演着重要角色。伏流的巨大流量能够产生比中小地下河大10至100倍的地转偏向力,使九洞天伏流右偏蚀特别强烈。在洪峰水流的溶蚀和侵蚀下,优先在右壁产生边槽,致使卸荷过程和岩块脱落由左向右不断横向发展,导致大跨度的地下河大厅以及伴生的地表地貌形态生成。(6)对于高角度裂缝状洞穴和缓倾角层面洞穴两种情况,伏流右偏蚀过程有一些差别。对于缓倾斜层面洞穴,当基准面缓慢下降时,形成沿层面倾斜的底板。丰鱼岩就是一个很好的实例。
岩溶洞穴沉积物的地震记录浅析
张美良, 朱晓燕, 阳和平, 彭稳, 梁建宏, 李涛
2009, 28(4): 340-247.
摘要:
洞穴沉积物不仅具有旅游开发价值,而且蕴含了丰富的古气候环境信息,同时也是地震信息的存储器,是研究地震遗迹的良好材料。近10多年,在西南地区开展洞穴资源调研、古气候环境研究期间,观察到一些洞穴沉积物的特殊坍塌现象,以及2008年5月12日四川汶川8级地震中岩溶洞穴沉积物发生破裂、坍塌等现象,认为它们与地震密切相关。本文利用洞穴沉积物中保存或记录的新、老地震印迹、铀系测年数据等,来恢复史前的地震事件和史载资料未记录的地震事件,并对地震事件发生的时间、强度进行对比等。洞穴沉积物中记录的地震印迹可为研究地震历史提供对比证据,填补历史丢失的地震记录, 并能对未来地震的监测以及预报提供一个新的视角。
本溪水洞洞穴空气CO2浓度与温、湿度的空间分布和昼夜变化特征
蔡炳贵, 沈凛梅, 郑伟, 李克普, 白云志, 董春志
2009, 28(4): 348-354.
摘要:
洞穴空气CO2浓度是影响洞穴次生化学沉积物沉积和溶蚀的重要因素之一。基于对本溪水洞洞穴空气CO2浓度、温度和湿度连续两个昼夜的系统观测结果,结合洞外大气CO2浓度、温度和湿度数据,初步分析了本溪水洞洞穴空气CO2浓度空间分布特征和昼夜变化规律:(1)洞穴空气CO2浓度自洞口开始快速增高至一定深度后趋于稳定,这个快速升高的距离与不同季节洞穴交换能力有关,秋季大约是370 m。洞穴CO2浓度稳定区的空间差异可能主要与洞穴结构和裂隙发育情况有关,在洞体变小的倚天长剑景点附近出现峰值,而在洞体变大的石瀑布景点和游客无法进入的源头区出现低谷。(2)观测期间,洞穴空气CO2浓度总体上呈递降趋势,基本上与游客数量有关。(3)在洞穴空气CO2浓度急剧上升的近洞口段,洞穴空气CO2浓度每个昼夜出现两个峰值,分别对应正午12时和午夜前后。本溪水洞洞穴空气CO2浓度的这种变化特点,受游客与工作人员的呼吸排放和洞穴与大气间的气体交换作用的双重影响。
关于“峰丛”、“峰林”与“锥状喀斯特”及“塔状喀斯特”涵义的比较和认识
TonyWALTHAM
2009, 28(4): 355-369.
摘要:
“峰丛”和“峰林”是在中文文献中使用的两种主要的喀斯特地貌术语。而在其他国家,这两种地貌通常被定义为“锥状喀斯特”和“塔状喀斯特”,但峰丛、峰林与锥状喀斯特、塔状喀斯特并不完全相同。中国喀斯特分布广泛,本文把西方和中国的喀斯特专业术语连接起来,能让西方地貌学家更好地了解中国的喀斯特。本文是朱学稳教授近期发表于《中国岩溶》第28卷第2期上的 “我国峰林喀斯特的苦干问题讨论”论文的英文附加篇。 峰丛喀斯特地貌遍及贵州省及其临近省份大部分地区,其锥体石山较爪哇、牙买加和菲律宾群岛的更高更陡。尽管后者为西方所熟知,但贵州的峰丛可以说是峰丛和锥状喀斯特的典型代表。不过广西的峰林仅在中国以外东南亚的小部分地区可以看见。许多被西方认为是塔状喀斯特的地貌并非真正的峰林。问题产生的原因在于西方学者通过山体形状来区分锥状喀斯特和塔状喀斯特,而中国的学者是根据石峰之间是否存在喀斯特平原来区分峰林和峰丛。 峰丛喀斯特是一种发育成熟的石灰岩地貌,具有深厚的包气带、完整的地下排泄系统,以及发育时间长并免遭更新代冰川破坏的山体形貌。峰林喀斯特是一种极端地貌,仅在横向夷平持续时间比较长的特定环境中形成。峰林形成条件是:(1)石灰岩质纯;(2) 石灰岩层厚;(3)喀斯特平原上有冲积层发育;(4)地下水位变化幅度不大;(5)冲积平原有外源沉积物的流入补充;(6)缓慢构造抬升与喀斯特平原表面剥蚀相适应;(7)具有使石灰岩快速溶蚀的炎热湿润气候;(8)周围喀斯特平原下降时,地面蚀低和石灰岩山体边坡后退平衡。如果构造条件合适的话,峰丛可以演化为峰林。但如果有其他因素起作用,峰林和峰丛似乎可以并行发育。二者的起源仍然备受争论,并且峰林的起源恐怕是多种的。建议国际学术文献中应更加广泛地应用“峰丛”和“峰林”术语,“锥状喀斯特”和“塔状喀斯特”则主要用于对形态方面的描述。
水文工程地质
西南地区岩溶水源地类型及开发技术条件
王宇
2009, 28(4): 370-374.
摘要:
明确了岩溶水源地的定义,并提出了新的岩溶水源地分类方案。首先按岩溶含水层的埋藏分布、岩溶水出露状态,将岩溶水源地划分为天然出露的岩溶水源地及隐伏的岩溶水源地两大类。然后再根据岩溶水源地的岩溶含水介质特征(导水和赋水空间形态、结构及水动力特征)进一步将天然出露的岩溶水源地划分为暗河、泉、表层泉三个亚类,将隐伏的岩溶水源地划分为饱水带富水块段、表层带富水块段两个亚类。并研究评价了各个类型的岩溶水富集规律、动态特征、岩溶水资源、开发技术条件。
喀斯特流域降雨-径流人工神经网络模型结构分析及模拟
陈 才, 陈 喜, 张志才, 魏琳娜
2009, 28(4): 375-379.
摘要:
喀斯特流域降雨-径流响应是一个非线性过程,分析确定地下河流量过程的主要影响因子对喀斯特流域水文过程模拟具有重要意义。本文利用普定后寨河流域实测降雨、径流系列资料,采用神经网络权重分析法确定该流域的人工神经网络模型结构为两个隐含层、三个输入变量,该人工神经网络模型结构可以保持降雨-径流模拟的稳定性。模型经交叉训练与验证,训练期效率系数(NSC)达0.9以上,验证期NSC达0.88以上。说明神经网络权重分析法能够较好地确立预报因子与预报对象的关系,为喀斯特流域降雨-径流模拟提供一种有效的分析手段。
湾河粉煤灰堆场岩溶渗漏评价
丁坚平, 段先前, 段 黎, 曹兴民, 杨绍萍
2009, 28(4): 381-384.
摘要:
湾河粉煤灰堆场位于黔中典型的峰丛洼地中,存在严重的堆场废水渗漏。为确切评价其渗漏特征,在堆场及其周围开展了相应的水文地质勘探及连通试验。结果表明,堆场地下水位低于邻近的波玉河水位6.5 m,堆场废水不可能向波玉河发生渗漏,而是越过灰场北西侧峰丛地带沿F1断层向西距堆场约3 km以外的邻谷的S2潭、S3泉渗漏。渗漏点为堆场洼地中分布的串珠状落水洞,渗漏为裂隙管道型,地下水流速为57.2 m/h,渗漏水动力条件复杂。堆场废水污染渗漏治理不仅要解决堆场中串珠状落水洞的防渗,而且要保证堆场北侧山体包气带岩溶的防渗,因此建议采用水平防渗方案。
重庆北温泉水化学特征对汶川8.0级地震的响应
肖 琼, 沈立成, 袁道先, 贺秋芳, 王翱宇
2009, 28(4): 385-390.
摘要:
2008年5月1日至7月4日汶川8.0级地震前后,对距震中约400 km的重庆北温泉7个泉点进行采样监测,发现其水温、水量及水化学特征均发生了较大变化:(1)所有泉点震后水温都下降了1℃左右;(2)海拔相对较高的BWQ-2、BWQ-3、BWQ-4泉点相继断流,而下游海拔较低的BWQ-1泉点水量则增加了15 L/s,BWQ-6泉点水量也有所增加;(3)海拔较低泉点泉水中K+、Na+、Ca2+浓度减少,Mg2+浓度增大,且K+、Na+、Ca2+浓度呈正相关;Fe3+、Mn2+浓度于地震当日成倍增长,随后逐渐减小,7月4日时浓度与5月1日相当;SO42-、F-浓度增大后逐渐减少。引起北温泉水物理化学变化的主因是:由于汶川强烈地震,导致北温泉区上覆盖层裂隙与下伏温泉含水层裂隙贯通,地表或上覆盖层低温水汇入含水层所致。
其它
“中国岩溶环境的脆弱性及综合防治研讨会”日前在南宁召开
胡宝清
2009, 28(4): 380-0.
摘要:
美国佛罗里达州岩溶塌陷保险法案及启示
赵正君, 蒋小珍, 郑世华
2009, 28(4): 432-438.
摘要:
通过保险将风险予以转嫁是风险管理的重要手段,设置地质灾害保险独立险种是保险业的趋势。岩溶塌陷是六大地质灾害之一,我国可溶岩面积占国土面积的1/3,其中尤以西南各省岩溶较为发育,岩溶塌陷发生频繁,导致房屋坍塌破裂,土地下陷,交通路线受损,影响人们正常生活和财产生命安全。对于岩溶塌陷造成的损失,发达国家已经有一套比较完善的保险体制,而我国在岩溶塌陷保险方面的研究还是一片空白。本文对佛罗里达州的塌陷保险体制从立法、确定评估指数到判断灾后损失几个方面进行了阐述,希望对我国岩溶塌陷保险发展有所启示。
“全国第十五届洞穴学术会议暨乐业凤山地质公园发展研讨会”在广西乐业县和凤山县召开
陈伟海
2009, 28(4): 439-0.
摘要:
生态地质
我国西南岩溶石漠化土地生态建设分区治理思路与途径探讨
吴协保, 孙继霖, 林 琼, 吴照柏
2009, 28(4): 391-396.
摘要:
论述了实施岩溶石漠化分区治理的必要性;根据岩溶石漠化土地分布特点及区域自然地理、社会经济、生物资源等差异性,将我国西南岩溶区分为中高山、岩溶断陷盆地、岩溶高原、岩溶峡谷、峰丛洼地、岩溶槽谷、峰林平原及溶丘洼地(槽谷)8个岩溶石漠化综合治理区,其建设重点与主要措施分别是:中高山区重点实施封山育林育草与营造生态防护林与薪炭林,利用自然景观和原生态文化,发展生态旅游业;岩溶断陷盆地区对盆地周边山地实施封山育林育草,盆地内修缮水利设施,建设高效经果林或中草药基地;岩溶高原区保护好现有林草植被,积极发展水源涵养林与经济林,完善生态体系结构,培育生态经济型产业,合理开展生态移民;岩溶峡谷区通过封造、乔灌治理相结合,提高岩溶植被的生态功能,积极发展生态旅游业与特色农林牧业;峰丛洼地区开展封山育林育草,发展南亚热带特色林业,适度进行生态移民;岩溶槽谷区加强对石漠化区域的生态建设,提高非石漠化土地的开发利用力度;峰林平原区合理开发利用地表和地下水资源,实施封山育林和人工造林,提高森林生态功能与景观价值;溶丘洼地(槽谷)区则围绕洞庭湖流域、岩溶景观区开展封山育林育草、人工造林,加强薪炭林与沼气池建设。
贵州喀斯特与非喀斯特农业生态地质环境质量对比研究
任明强, 张家德, 卢正艳, 罗明学, 毕 坤, 陈 蓉
2009, 28(4): 397-401.
摘要:
为寻求喀斯特地区农产品低劣的根源,通过调查和采样测试对比研究了贵州碳酸盐岩和非碳酸盐岩地质环境和农作物产品质量的差异。结果表明:(1)非碳酸盐岩的微量元素含量为10.894 2×10-3,而碳酸岩的为35.322 7×10-4;非碳酸盐岩地区耕作土中有效态微量元素含量为3.260 5×10-4,碳酸盐岩分布区的耕作土仅为1.014×10-4,彼此相差3倍;(2)优质农作物多产于非碳酸盐岩地区,随机调查贵州省内38个优质水稻产地,有33个位于非碳酸盐岩地区,仅有5个在碳酸盐岩区。茶叶、马铃薯、西瓜等也有此类规律。由此认为,喀斯特环境缺乏多种矿物营养元素,是形成其农作物质量低下的根本原因,也是贵州喀斯特农业生态环境脆弱的内在原因。
不同石漠化等级条件下土壤性状变化规律研究——以贵州喀斯特中心普定站为例
彭 熙, 黄 英, 车家骧, 卢 兰
2009, 28(4): 402-405.
摘要:
以贵州喀斯特中心普定站土壤检测数据为基础,通过分析不同石漠化等级条件下土壤质量特征,探讨土壤质量变化与石漠化等级间的关系,揭示不同石漠化程度下土壤理化性质的变化规律。结果表明:(1)毛管孔隙及自然含水量随石漠化程度的加重而降低;(2)土壤饱和导水率随着土壤侵蚀程度的增加而增加;(3)土壤容重随着石漠化程度加剧而增大;(4)石漠化程度与土壤养分状况关系紧密,石漠化程度越高,土壤有机质、氮、磷、钾等养分含量越低。
喀斯特石漠化地区生态农业与社区旅游系统耦合研究——以清镇羊昌洞为例
邹细霞, 杜芳娟, 熊康宁
2009, 28(4): 406-412.
摘要:
脆弱的喀斯特石漠化生态系统是制约喀斯特石漠化地区社会经济发展的瓶颈。为加强和巩固石漠化治理成果,需要考虑生态系统与经济系统相互有效耦合的问题。本文以清镇石漠化治理示范区羊昌洞社区为例,根据生态经济学原理和系统理论,结合野外实地考查和入户访谈等方法,分析喀斯特石漠化生态经济系统耦合的过程、途径和机制。研究发现,以石漠化治理为切入点,把旅游开发纳入石漠化治理工程,将石漠化治理形成的人文景观视为旅游资源,并结合生态农业及社区特色资源和条件进行旅游开发,能够使社区生态农业与旅游系统有效耦合。耦合后的系统,可以产生强大的系统功能,对石漠化治理成果巩固、社区居民增收及资源有效利用有积极的促进作用。
喀斯特石漠化小生境对大型土壤动物群落结构的影响
叶 岳, 周运超
2009, 28(4): 413-418.
摘要:
对花江流域喀斯特地区小生境(土面、石槽、石沟)的土壤动物进行了研究。结果表明:喀斯特石漠化地区小生境共捕获大型土壤动物平均为276.7只,分别隶属3门7纲24类。其中,优势类群蚂蚁占总数的56.75%。 土面生境土壤动物的多样性指数为1.199,石沟的为1.592,石槽的为1.962; 均匀性指数为0.616,石沟的为0.989,石槽的为1.095; 土面生境土壤动物的优势度为0.545,石沟的为0.353,石槽的为0.245。利用统计软件SPSS13.0进行相关分析,结果说明不同小生境和土层对土壤动物个体数量和类群数影响均不显著,组间的均方差(F值)分别为0.834和1.226,但小生境对土壤动物的生物量有显著的影响,F值为3.844。三种小生境中,石沟生境比较有利于土壤动物生存。
技术方法
喀斯特高原山区IRS-P6影像最佳融合方法选择研究——以贵州平塘县四寨镇为例
刘梦琦, 周忠发, 李 波
2009, 28(4): 419-425.
摘要:
贵州处于中国西南喀斯特的腹心地带,属岩溶高原山区,生态环境背景复杂,地表切割剧烈,海拔落差大,坡度较陡,同时地处季风气候区还伴有常年多云多雨现象,因此卫星遥感数据质量常受到严重影响。文章以贵州南部平塘县四寨镇为例,主要针对IRS-P6卫星遥感影像的多光谱4,3,2波段与其全色PAN波段之间的融合,运用比值变换、主成分分析法(PCA)、乘法变换和IHS变换四种常见融合方法进行对比分析,并对融合后的影像进行主观定性评价和客观定量评价。研究表明IHS融合法效果相对最好,在保持原多光谱影像光谱信息的同时,大大提高了影像的空间分辨率,改善了图像的目视效果,清晰度和纹理细节表现力也得到了较大的提高,是一种适宜于亚热带喀斯特高原地区的融合方法,对解决喀斯特高原山区受雨云天气条件限制难以获取高质量影像的问题有重要意义。
灰色GM(1,1)模型和Verhulst模型在喀斯特地区耕地预测中的应用——以毕节生态试验区为例
杜 江, 安裕伦, 袁士聪
2009, 28(4): 426-431.
摘要:
毕节生态试验区是典型的喀斯特地区,人口密度大,生态环境脆弱,水土流失严重,耕地保护尤为重要。本文以毕节地区1998—2006年常用耕地面积统计数据为基础,分别利用灰色GM(1,1)模型和Verhulst模型对该喀斯特地区常用耕地面积变化进行预测。预测结果表明,GM(1,1)模型和Verhulst模型都揭示了毕节地区常用耕地面积在未来几年呈逐年递减的趋势。但是通过模拟精度验证,研究区耕地面积原始数据变化曲线呈S型,就灰色GM(1,1)模型与Verhulst模型模拟预测结果相比较,对于原始数据的模拟,GM(1,1)模型预测精度较高,而Verhulst模型更适合研究区未来几年耕地面积变化的预测。该研究结果可为区域合理利用土地资源、编制土地利用规划和耕地保护提供依据。

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《中国岩溶》编辑部
2022年4月20日