断陷盆地生态环境地质分异及石漠化演变机理的研究途径

针对2016年度国家重点研发计划项目"喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范"之课题一"断陷盆地生态环境地质分异及石漠化演变机理",旨在揭示喀斯特断陷盆地碳、氮、钙、水在生态系统中的迁移规律,阐明生态系统演替和石漠化演变过程及驱动机制。为此,选择蒙自盆地南洞地下河流域和泸西小江喀斯特盆地流域石漠化治理示范区,在对岩性、地形、地貌、生态水文、植被、社会经济、气象、土壤等因子分异特征研究的基础上,利用径流小区定位观测、同位素技术、生态化学计量学和模型模拟预测等技术手段,定量刻画典型流域植被与水文过程的交互作用,确立流域生态需水关键期及需水量,明确植被生态水文耦合过程对碳、氮、钙、水等物质传输的影响,评价生态系统碳固持能力,获取影响生态系统演替和石漠化演变过程的关键控制因素,预测生态系统演替和石漠化演变趋势,进而为喀斯特断陷盆地石漠化区面向生态的水资源合理配置和生态功能恢复提供理论依据。     

国家重点研发计划项目“喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范”获批

正近日,由中国地质科学院岩溶地质研究所牵头申报的国家重点研发计划项目"喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范"获批,并进入合同修改和签订阶段。断陷盆地区是石漠化综合治理重要类型区之一,其集中分布在我国的滇东和攀西一带,位于珠江、长江中上游,隶属国家"两屏三带"生态安全屏障的黄土高原—川滇生态屏障,是我国重要的生态保护功能区。目前,断陷盆地石漠化面积约1.51万km2,占喀斯特面积的32%。     

西南喀斯特地区石漠化综合治理:成效、问题与对策

西南喀斯特地区石漠化与贫困问题相互交织,是该区域社会经济可持续发展的瓶颈。近二十年来,通过实施植被恢复、水土保持、生态移民等一系列治理措施,石漠化整体扩展的趋势得到初步遏制,由过去持续扩展转变为净减少,西南喀斯特地区生态状况呈良性发展态势,但防治形势仍很严峻,迫切需要寓经济发展于生态治理之中。本文在分析石漠化综合治理成效、存在问题的基础上,探讨了基于民生改善的石漠化防治对策。认为今后应在系统梳理和总结一期治理经验和不足的基础上,进一步加强石漠化演变规律及其关键驱动因子、喀斯特关键带结构与功能变化、植被与水文过程相互作用等基础研究,将植被恢复与生态服务提升、民生改善有机结合,健全“造血”功能,培育和发展与生态治理方向相适应的生态衍生产业,助力扶贫攻坚,实现生态治理与脱贫致富双赢,促进该区域社会经济协同发展及西南生态安全屏障建设。      

关键带土壤演化及其控制机制研究北大核心CSCD

地球关键带(简称关键带,Critical Zone)对维系地球生态系统功能和人类生存起着决定性作用。日益严重的水土流失和喀斯特石漠化等生态环境问题主要与人类活动引起的关键带土壤物质迁移和能量交换平衡破坏有关。当前关键带土壤演化研究主要集中在关键带土壤形成机制、成土速率及其控制因素、土壤地表和地下侵蚀速率及其控制因素,以及土壤演化的控制机制等方面。然而,针对不同地质、气候和人类活动区域的关键带土壤演化及其模型预测方面的对比研究还比较少。喀斯特地区是我国生态较为脆弱的地区之一,未来还需要重点针对喀斯特和非喀斯特关键带开展土壤演化及其模型预测的对比研究,为关键带形成、演化与维持机制研究提供理论基础,并为水土流失防治和生态恢复提供决策参考。     

喀斯特石漠化--中国西南最严重的生态地质环境问题

作为最严重的环境地质问题,日益扩展的土地石漠化,正在吞噬着中国西南喀斯特地区民众的生存空间,已经构成灾害和贫困之源。喀斯特石漠化是土地荒漠化的主要类型之一,是人类不合理经济活动叠加于脆弱生态地质环境背景上的综合作用结果。它以脆弱的生态地质环境为基础,以强烈的人类活动为驱动力,以土地生产力退化为本质,以出现类似荒漠景观为标志。中国西南脆弱的喀斯特生态环境是经过漫长的地质历史演化而形成的,它对喀斯特石漠化具有明显的控制作用。构造运动塑造了陡峻而破碎的喀斯特地貌格局,古环境演化奠定了石漠化的物质基础。喀斯特地区的人口压力及不合理的人类活动,导致土地资源的严重退化、植被覆盖度锐减、水土流失加剧和生态环境严重恶化,超载的社会经济压力是导致喀斯特土地石漠化最重要的驱动力。尽管喀斯特石漠化综合治理非常艰巨,但仍具备恢复或重建生态环境的可能性。     

滇东岩溶断陷盆地水资源脆弱性评价

滇东岩溶断陷盆地区独特的"土在楼上,水在楼下"的岩溶地质地貌特征,导致水资源脆弱性问题逐步突出.当前水资源成为限制当地居民生活、区域经济发展和生态健康的重要因素之一.本研究以滇东断陷盆地中32区县为例,采用经典DPSIR模型为基础构建评价模型,选取水资源开发利用率、人均水资源量等具有代表性的18个指标构建水资源脆弱性评价指标体系,使用熵值法和层次分析法相互结合进行赋权,对滇东岩溶断陷盆地石漠化区的水资源脆弱性进行了评估.结果表明:滇东岩溶断陷盆大部分区县水资源脆弱性为中度及重度脆弱,其中马龙县、华宁县、罗平县为轻度脆弱.禄劝县、开远市、个旧市和泸西县等县为重度脆弱区,耕地石漠化面积比、人均水资源量、供蓄水比、生态需水满足率以及万元工业增加值用水量是驱动该区域水资源脆弱的关键因素.通过该区域水资源脆弱性评估,本研究有针对性地提出了滇东岩溶断陷盆水资源适应性管理对策,为有效缓解该区域水资源脆弱性提供科学依据.     

西南岩溶石漠化综合治理水-土-植被关键技术进展与建议

石漠化综合治理关键技术研发是石漠化综合治理工程的关键步骤。本文根据第一期石漠化治理工程的进展,分析了岩溶水资源特征与开发利用技术、土壤资源维持与质量提升技术、植被恢复与功能提升技术和水-土-植被耦合模式的研发进展和不足,对第二期石漠化综合治理提出了一些建议,认为第二期石漠化综合治理关键技术研发应以“结构-过程-服务”为指导框架,加强岩土组构等地质环境背景、水土过程和石漠化过程以及关键服务功能维持和提升机理的基础研究,加强功能型植被、关键共性和个性技术研发以及关键技术的配套和优化,加大石漠化综合治理关键技术的适用性评价和推广应用,完善流域内生态系统服务主体功能区评估和生态补偿,有效准确的治理石漠化,以促进西南岩溶石漠化地区生态、经济和社会的可持续发展。      

贵州喀斯特山区的石漠化及其生态经济治理模式

分析了贵州喀斯特山区石漠化的分布及其影响效应,详细探讨了石漠化治理缓慢的难点与症结,阐述了石漠化治理应坚持的六条原则。在此基础上结合贵州喀斯特山区的自然、社会、经济发展的实际情况, 从生产(技术)、生态、生活与发展等三个层面提出贵州喀斯特山区石漠化治理的生态经济优化模式。      

岩溶断陷盆地典型县域石漠化治理综合效益评价 ——以云南建水县为例

云南省建水县境内分布有建水盆地、曲江盆地两大盆地,是岩溶断陷盆地区的典型代表,并且是石漠化综合治理工程"十三五"建设的重点县域,近十年来石漠化治理产生了明显的成效.为探究岩溶断陷盆地石漠化治理的成效,文章以建水县为例,基于2007—2017年Landsat TM数据,森林资源二类调查数据、石漠化监测数据及社会经济年鉴数...     

喀斯特断陷盆地环境地质分区及功能

喀斯特断陷盆地是随着新生代高原隆升产生的断裂活动所引起的断块差异沉陷及溶蚀作用共同形成的山间盆地。由其以局部地块断陷为主导并伴随侵蚀及溶蚀的成因机制所决定,具有地貌分区明显、新构造运动强烈、水资源分布不均、土壤植被分带性强、气候垂向变化明显、人类活动区间差异大等特征。其中,地貌形态—成因类型既是地质环境本质特征的综合反映,又是对生境具有重大影响的自然因素,而且容易认识和识别,是环境地质分区的良好标志。以地貌形态—成因类型为标志,喀斯特断陷盆地可划分为侵溶蚀山区、溶蚀丘峰谷地区、沉积平坝区、侵溶蚀河谷区4个环境地质分区。侵溶蚀山区生态功能突出,溶蚀丘峰谷地区生态与经济功能并重,沉积平坝区经济功能尤显重要,侵蚀河谷区视所处大江大河流域的区位及宏观影响而定。资源开发和环境恢复治理,应与环境地质分区功能相协调,按流域系统评价和全面权衡利弊、科学规划布局,才能取得可持续的成效。      

基于GRNN模型的岩溶地区城市水生态足迹分析与预测

为揭示岩溶地区城市生态足迹的驱动因子与机制,评估和预测水资源可持续利用程度,根据岩溶地区水文地质特征及其与水生态足迹的相关性,分析了贵阳市2002-2014年水生态足迹的变化特征,并利用GRNN模型对其进行了时间序列预测。结果表明,贵阳市水生态足迹由2002年的12.79万hm2上升至2014年的15.74万hm2,整体呈波动上升趋势,其中,水量生态足迹变化特征主要由工业用水量决定,水质生态足迹变化特征主要由氨氮排放量决定。水生态承载力波动变化明显,且小于水生态足迹需水量,导致水资源可持续利用系数介于0.31~0.63之间。对贵阳市2015-2019年水生态足迹进行GRNN预测,表明水生态足迹呈现先升后降得趋势,水生态承载力变幅在4.315~8.038万hm2之间,但水生态足迹与承载力的缺口大,水资源可持续利用系数偏低。因此,在水生态承载力有限的贵阳市,降低水生态足迹才是实现水资源可持续利用的关键。     

宜万铁路野三关隧道“8.5”突水事故成因分析

2007年8月5日宜(昌)万(州)铁路野三关隧道发生了重大的岩溶突水事故.在岩溶水文地质调查的基础上,对野三关隧道所处流域两个主要岩溶洼地以NaCl为示踪剂进行了充水水源和充水途径的示踪试验.两次示踪试验结果查明水洞坪岩溶洼地是"8.5"突水事故的主要水源,茅口组灰岩中发育的周家包暗河被F18断裂切割,将暗河水导入隧道形成突水事故.稻子坪的水在隧道突水段西以渗-涌水的形式进入隧道.水洞坪示踪实验得出二叠系栖霞-茅口组岩溶含水层中的地下水流速为50 m/h.稻子坪示踪试验得到茅口组灰岩含水层中的地下水流速为45.5 m/h;大冶组灰岩含水层中的地下水流速为10.8 m/h.本示踪结果为宜万铁路野三关隧道的后期恢复施工和防渗工作提供了依据,并为岩溶地区深埋隧道的设计和施工提供了试验和分析工作的实例参考.     

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

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。      

岩溶峰丛洼地不同环境水土流失差异及防治研究——以广西果化岩溶生态研究基地为例

与碎屑岩地区相比,特殊的岩溶水文地质结构,导致岩溶区存在不同的水土流失过程和特点,尤以峰丛洼地区最具代表性。通过广西平果县果化岩溶峰丛洼地土壤地表侵蚀和地下漏失的调查研究显示:洼地不同地貌部位水土流失差异较大,从山峰、垭口、山坡、山麓到洼地底部,土壤地下漏失模数分别为49.09 t/(km2·a)、212.06 t/(km2·a)、727.71 t/(km2·a)、1104.03 t/(km2·a)、909.11 t/(km2·a),分别占该点年均总土壤侵蚀模数的92.43%、96.24%、78.57%、70.88%和38.68%;不同土地利用方式下的土壤侵蚀存在差异,其土壤侵蚀模数大小依次为坡耕地苦丁茶地苏木林地灌草坡牧草地。通过对该地区水土流失防治及石漠化综合治理,山峰主要涵养水源林、山坡主要发展生态产业防治水土漏失、洼地修建排水系统工程得到良好的效果,治理区土壤侵蚀模数从2003年到2010年下降了65%。     

水文地球化学信息对岩溶地下水流动系统特征的指示意义--以山西神头泉域为例

神头泉域岩溶水的水化学特征显示,岩溶水样的总溶解固体质量浓度、Sr2 质量浓度及宏量组分质量浓度均由泉域北、西、南部向排泄区增大,与岩溶水的流动方向一致.根据c(Sr)/c(Ca)与总溶解固体质量浓度可将神头泉群划分为3个泉组,对应于3个不同的岩溶水子系统,岩溶水样的聚类分析结果与这一结论相符合.研究表明水文地球化学信息对地下水系统的水动力特征分析具有指示意义.     

岩溶与岩溶地区钻探特征

简述了岩溶及其分布,岩溶地区的矿产资源、水资源、环境与地质灾害;同时论述了岩溶地区进行钻探施工技术特征及未来展望。     

试论石灰岩地区地下水的寻找方法

本文根据多年工作经验,总结性地论述了石灰岩地区地下水的寻找方法,具有一定的指导作用。     

云南泸西岩溶断陷盆地水循环系统及水资源循环利用方案

云南泸西岩溶断陷盆地水资源丰富,但水资源时空分布极为不均,水资源利用率低.盆地地貌具有水平分区明显,垂向分级清楚的特点,盆底沉积平坝区是南盘江流域的局部上层排泄基准,其间残存和恢复重建的湿地具有调节和净化水的功能,且高程接近于供水需求区带.因此,分析和构建地表水-地下水联合调度的水资源循环利用方案,可有效提高水资源的利...     

北京市丰台区东高地岩溶裂隙水与第四系地下水的水力联系

专家一般认为东高地地区寒武系岩溶裂隙水的补给来源以上游的佣向径流为主,与第四系地下水没有明显的水力联系;通过近来地下水位动态监测和岩溶裂隙水的同住素成分研究,我们认为寒武系岩溶裂隙水与第四系地下水之间有着明显的水力联系。