喀斯特峡谷农业可持续发展模式研究—— 以贵州省花江峡谷为例

由于人口过快增长,喀斯特峡谷生态环境在粗放的传统农业增长方式影响下表现出强烈的脆弱性,导致严重的水土流失和生态环境退化,农民生活极端贫困。本文通过对喀斯特峡谷区农业可持续发展目标的分析,提出建设喀斯特峡谷可持续的混农林业高效生产模式,及其推广实施的主要对策。      

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

“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。      

喀斯特峡谷农业可持续发展模式研究

由于人口过快增长,喀斯特峡谷生态环境在粗放的传统农业增长方式影响下表现出强烈的脆弱性,导致严重的水土流失和生态环境退化,农民生活极端贫困。本文通过对喀斯特峡谷区农业可持续发展目标的分析,提出建设喀斯特峡谷可持续的混农林业高效生产模式,及其推广实施的主要对策。     

喀斯特山区不同岩性分区下的景观生态质量差异——以罗甸县为例 

以贵州省罗甸县为例,获取岩性及2000、2005、2010和2015年4期景观格局分布等数据,从景观稳定程度和干扰程度视角对比分析了不同岩性分区的人为活动对景观生态质量变化的影响模式。研究表明:（1）利用景观稳定程度和干扰程度进行评价,能较好地反映不同岩性分区的景观生态质量差异;（2）非喀斯特区域的景观稳定程度高于亚喀斯特区域,典型喀斯特区域的景观稳定程度最低;（3）亚喀斯特区域的景观干扰程度高于非喀斯特区域,典型喀斯特区域受到的干扰最小;（4）非喀斯特区域的景观生态质量最好,亚喀斯特区域次之,典型喀斯特区域的景观生态质量较差;（5）2000—2015年,不同岩性分区下的景观生态质量变化呈现出不同趋势。典型喀斯特区域4期的景观生态质量分别为0.30、0.18、-0.24、-0.18,2000—2010年景观生态质量有所下降,但2010—2015年景观生态质量处于上升状态;亚喀斯特区域4期的景观生态质量分别0.55、0.17、0.32、-0.51,2000-2005年景观生态质量下降,而2005—2010年景观生态质量上升,2010-2015年景观生态质量又处于下降状态;非喀斯特区域4期的景观生态质量分别为0.66、0.38、0.27、-0.30,2000-2015年景观生态质量一直处于下降状态。受岩性及人类活动影响的亚喀斯特区域景观生态质量更为敏感。因此,在生态环境治理措施中应根据岩性的差异进行分区对待,更需关注亚喀斯特区域的景观生态质量。      

贵州喀斯特石林景观评价及开发利用建议

根据喀斯特石林的高度、形态、层次、结构及其石林景观周围环境、植被状况,人类活动影响等八项评价因子对省内的主要石林景区进行了定量评价和排序。针对贵州喀斯特石林特点及现有的实际情况,对省内喀斯特石林旅游资源的开发利用提出四点建议：（1）充分发掘和展示石林景区的科学和文化内涵;（2）打造石林景观与自然风光相结合的旅游精品;（3）充分发挥石林景观与人文景观的互补优势;（4）建立石林表生金矿矿山公园。     

贵州喀斯特与非喀斯特农业生态地质环境质量对比研究

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。      

我国峰林喀斯特的若干问题讨论

根据多年的实践经验并参考了大量的相关文献,系统地论述了我国峰林喀斯特概念的起源、命名、研究简史与研究现状;回顾了“峰林喀斯特同时态系统演化论”的内容与提出过程;阐述了峰林喀斯特的鉴别标准、形成条件,并提出了“喀斯特生成系统”的新概念。尽管峰林与峰丛喀斯特术语从上世纪70年代起便在学术界广泛使用,但到目前为止,其科学概念似乎还不够严谨。为此,在分析喀斯特系统形成基本条件的基础上,提出了从形态特征、生成条件、水文地质属性和分布与生成系统关系等多方面进行系统分析与综合识别的意见,并建议以“喀斯特生成系统”观来深化带有主观意识的“个体形态组合”。与此同时,就我国在峰林与峰丛喀斯特之间的生成关系及其演化认识上仍以Davis的循环论为主导的学术现状,提出了不同的看法,认为在多数情况下,峰林与峰丛是在不同空间与地域上由喀斯特能量（主要是降水）作用的方式（入渗、地面水流）、量级（强、弱）与效果（峰林方向或峰丛方向）分异的结果,二者多具生成系统关系。峰林与峰丛地貌的年青与年老,仅仅表现在形态上,而非在实际年龄上。      

贵州喀斯特森林的初步研究

喀斯特森林是贵州省的重要森林类型。本文简要论述了喀斯特森林的生境特点及喀斯特森林的生态特征,对喀斯特森林的群落学特征——区系特征、生活型谱及叶级谱、成层现象及演替顶极等进行了分析研究,并根据植物群落学——生态学原则,对贵州喀斯特森林进行分类,将其划分为5个植被型,14个群系。最后,提出合理利用与保护喀斯特森林的主要措施:建立自然保护区,保护珍贵的原生性喀斯特森林;注意对喀斯特森林再生能力的保护;注意对喀斯特森林资源的综合利用;封山育林,以促进喀斯特森林的恢复;因地制宜地选择树种,进行植树造林,发展和扩大喀斯特森林。      

喀斯特山区不同复种指数条件下的土壤质量变化——以普定县猫洞小流域为例

选择贵州中部喀斯特山区普定县猫洞小流域地区,通过长期受不同生产行为影响的区域（低复种旱作区、高复种旱作区、高复种复合农作区）的土壤采样分析,结果表明:喀斯特山区小流域土壤在长期不同生产行为影响下,从低复种指数旱作区、高复种指数旱作区到高复种指数复合农作区,土壤容重、粘粒含量减小,而土壤有机质、腐殖酸含量、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、土壤呼吸强度、脲酶、磷酸酶、蛋白酶活性含量依次增大,土壤全钾含量和过氧化氢酶活性却依次减小。聚类分析结果进一步表明:高复种复合农作区土壤保肥、保水、供肥等状况最好;而低复种旱作区土壤质量和供肥、保肥、保水等性状最差。上述结果说明,农户的不同生产行为对土壤质量有一定的影响。      

喀斯特系统生物地球化学循环及对全球变化的响应

生物地球化学循环是地球系统物质循环的核心,是维系地表生态系统稳定和人类社会可持续发展的重要基础。然而,气候变化以及人类的过度干扰可能会显著改变表层地球系统中的生物地球化学循环过程,尤其是脆弱的喀斯特生态系统。特殊的多孔隙关键带结构也加速了喀斯特地区物质循环及其对外界环境变化的响应,影响了不同尺度的物质循环和生物地球化学过程。本研究主要综述了宏观尺度（气候变化）、中尺度（人类活动）和微观尺度（微生物活动）的环境变化对喀斯特地区生物地球化学循环的影响。结果表明多要素变化导致喀斯特地区物质循环受到强烈影响,气候变化、人类活动和微生物活动及其耦合关系对喀斯特地区生物地球化学循环的调控作用具有重要意义。最后,本研究强调了现有研究的局限性并指出未来研究的挑战与方向,即未来应从系统研究（如地球关键带）的视角出发,将多尺度观测－分析与综合模型集成研究并举,从而构建多源多尺度耦合的过程和系统模型,进而为阐明喀斯特系统的演变规律和动力学机制、实现喀斯特地区的生态保护和高质量发展提供理论基础。