南方喀斯特石漠化分区的名称商榷与环境特点

阐明了锥、塔峰等热带喀斯特地貌发育的适宜的气候和地质地貌条件,论述了我国南方喀斯特地区喀斯特地貌空间分布与气候和地质地貌条件的关系。针对现行《石漠化分区》命名存在的科学系统性问题,对石漠化分区的命名系统提出了修改意见:将我国南方喀斯特地区分为锥、塔峰喀斯特地貌区和非锥、塔峰喀斯特地貌区2个区。锥、塔峰喀斯特地貌区,根据喀斯特地貌类型分为浅碟型峰丛洼地,漏斗型峰丛洼地和峰林平原等3个亚区,分别对应原《石漠化分区》的岩溶高原区,峰丛洼地区和峰林平原区。非锥、塔峰喀斯特地貌区,根据区域地貌类型分为高原盆谷,高原峡谷,高原和中低山槽谷,中高山和中低山等5个亚区,分别对应原石漠化分区的岩溶断陷盆地区,岩溶峡谷区,岩溶槽谷区,中高山区和溶丘洼地(槽谷)区。鉴于热带喀斯特地貌区裸露性喀斯特坡地分布广,石漠化严重,特别是漏斗型峰丛洼地亚区裸露性喀斯特坡地面积比例高,是南方喀斯特地区石漠化最为严重的地区,也是集中连片的国家级贫困区,建议南方石漠化治理向黔桂滇接壤的漏斗型峰丛洼地亚区倾斜。     

白云岩喀斯特侵蚀坡地的~(137)Cs法研究

在黔南峰丛洼地区林间白云岩坡地应用137Cs法研究土壤侵蚀。4个坡面采样样方的137Cs面积浓度都低于137Cs本底值浓度;表土样137Cs浓度随着坡长增加而增大,全样137Cs面积浓度的顺坡变化呈逐步下降趋势;应用137Cs农耕地侵蚀模型计算获得样点土壤侵蚀量后,加以坡长加权平均计算获得的坡长权重土壤位移量为2.045 t/(km2·a)。同时在坡脚的土壤分层剖面中的137Cs浓度峰值在土壤次表层出现,随着深度增加呈指数递减变化,属于未受耕作扰动的无侵蚀非农耕地,但表层含有相对低浓度137Cs是坡面侵蚀泥沙的搬运堆积结果,估算距1963年以来侵蚀泥沙年平均堆积厚度为0.0682~0.1364 cm/a。坡地土壤侵蚀速率远小于以往贵州喀斯特地区典型喀斯特小流域和坡地的观测结果,但坡脚泥沙堆积速率远大于坡地土壤侵蚀速率。表明季节性暴雨、坡面降雨汇流和耕作侵蚀等侵蚀作用使喀斯特坡地土壤颗粒出现微距离位移,长期则在坡脚出现显著的侵蚀泥沙堆积。     

地质地貌因素对喀斯特石漠化的影响——以广西大化县例

运用广西大化县的DEM、石漠化、地质数据,通过GIS叠加分析,探讨了地质地貌因素对石漠化分布的影响.结果表明:地貌区的石漠化发生率排序为高峰丛洼地区>中峰从洼地区>峰林谷地区>丘陵山地区.发生石漠化的4种碳酸盐岩中,发生率排序为连续性灰岩>灰岩夹碎屑岩>灰岩与白云岩混合组合>灰岩与碎屑岩互层组合.碳酸盐岩含量较高的3种岩性在25°～45°坡地石漠化发生率最高,含量较低的岩性石漠化发生率高峰在35°～60°,同时发现所有岩性的石漠化发生率在3°～ 8°坡度区间存在小高峰,这与坡脚普遍的顺坡耕种有关.断层与石漠化关系密切,中度以上石漠化集中分布在断层周围1.5 km内.石漠化的发生是人为干扰、坡面侵蚀、岩石成土与溶蚀作用等综合作用的结果.在石漠化的防治中,应该综合考虑地貌发育、坡度、岩石碳酸盐含量、断层分布等多个因子的影响.     

北京牛口峪污水水库喀斯特渗漏问题研究

位于北京西南57km的牛口峪水库建于奥陶系喀斯特化石灰岩之上。沿着区域性断层强烈的喀斯特作用使得水库发生严重渗漏,并污染了地下水体。根据水文地质条件和对水库渗漏的研究,可得出如下结论:1.牛口峪水库地区石灰岩含水体的特征主要受到牛口峪坡立谷演化过程的控制。地表下5—10m是喀斯特强烈发育带,但是充填在喀斯特裂隙中的红粘土降低了石灰岩含水体的导水性和储水能力。深于地表以下10m处,主要为裂隙含水体。石灰岩中的溶蚀裂隙和小管道沿着F_2断层发育。2.石灰岩含水体中存在着受库水影响较大的浅循环潜水流和深循环裂隙扩散流。3.牛14孔和牛11孔分属于两个水文地质单元,库水向牛11孔方向渗漏的可能性很小。4.库水主要通过表层灰岩体结构遭受破坏的石灰岩裂隙进行渗漏。最主要的渗漏带是牛14孔—牛10孔—马刨泉带,其次是水库—牛7孔—马刨泉带和四副坝坝基渗漏。主坝坝基深层石灰岩体中的渗漏是存在的,但不严重。     

安庆市静脉产业园地基膨胀土调查评价及治理

安庆市静脉产业园位于安庆市大观区山口乡十洪公路(X019)南侧,项目所在区域位于扬子板块东段下扬子断块,构造上属孔城槽地怀宁褶断带,带内褶皱及断裂构造发育.区域地貌单元为沿江丘陵,地貌为构造溶蚀低起伏丘陵,丘顶浑圆,丘脊走向多为北东、北西向,丘坡坡度20°～30°,局部可达35°,地形起伏较大,最高处位于勘察场地外围北...     

地质地貌因素对喀斯特石漠化的影响——以广西大化县为例

运用广西大化县的DEM、石漠化、地质数据,通过GIS叠加分析,探讨了地质地貌因素对石漠化分布的影响。结果表明：地貌区的石漠化发生率排序为高峰丛洼地区〉中峰丛洼地区〉峰林谷地区〉丘陵山地区。发生石漠化的4种碳酸盐岩中,发生率排序为连续性灰岩〉灰岩夹碎屑岩〉灰岩与白云岩混合组合〉灰岩与碎屑岩互层组合。碳酸盐岩含量较高的3种岩性在25°～45°坡地石漠化发生率最高,含量较低的岩性石漠化发生率高峰在35°～60°,同时发现所有岩性的石漠化发生率在3°～8°坡度区间存在小高峰,这与坡脚普遍的顺坡耕种有关。断层与石漠化关系密切,中度以上石漠化集中分布在断层周围1.5 km内。石漠化的发生是人为干扰、坡面侵蚀、岩石成土与溶蚀作用等综合作用的结果。在石漠化的防治中,应该综合考虑地貌发育、坡度、岩石碳酸盐含量、断层分布等多个因子的影响。     

喀斯特槽谷区表层喀斯特水化学的暴雨动态特征

喀斯特水化学是在碳酸盐岩-水-CO2气三相相互作用的开放系统中形成的,水化学变化既反映了喀斯特含水介质特点和喀斯特发育的程度,又反映了喀斯特区水土流失的进程。选择重庆市南川区南平镇兰花沟为代表,以兰花沟喀斯特动力系统观测站为依托,采用多功能自动化观测仪CTDP300,对暴雨条件下表层喀斯特泉的pH、电导率、水温和水位进行了连续自动监测。监测结果表明:1.表层喀斯特带对降雨很敏感,其喀斯特水化学明显受降雨条件的影响。在强降雨开始时,喀斯特水pH升高,水温降低、电导率降低、PCO2降低,方解石饱和指数(SIc)升高,喀斯特泉水化学表现出雨水的"活塞效应"。2.在强降雨中后期,表层喀斯特水pH、电导率、水温下降,方解石饱和指数(SIc)降低,这表明稀释作用可贯穿整个降雨过程,但在降雨后3～4 h,表层喀斯特带的高裂隙率和渗透性开始发挥作用,水动力作用和CO2效应逐渐占据主导地位。因此,降雨过程中有两个重要的作用在控制着水化学的动态变化,一是雨水的稀释作用,二是碳酸盐岩-水-CO2气相互作用。3.根据喀斯特水化学在降雨条件下不同结构的含水介质中的反应,兰花沟表层喀斯特带含水介质以管道为主。4.土地利用类型的改变也会影响到表层喀斯特水化学对暴雨的响应。     

丹霞地貌的坡地形态演化——以浙江新昌丹霞地貌为例

在对新昌丹霞地貌进行调查、研究并对国内外的坡地研究回顾的基础上,对丹霞地貌的坡地形态、组成和演化方式及成因进行分析.丹霞地貌坡地在形态和演化方式上的特点比较符合King的坡地理论,在形态组成上可以分为凸形面、自由面、搬运坡和凹形面4部分,在演化上以平行后退和坡地替代两种方式为主.丹霞坡地的类型根据发育阶段可分为幼年期陡壁形态、中年期King型完整King模式形态及老年期丘陵坡地形态.丹霞坡地地貌演化的过程是自由面逐渐后退、缩小的过程,丹霞坡地在坡地退行速度上远小于其他现代坡地.     

喀斯特关键带水—土—气CO2分压垂直转化特征及影响因素

喀斯特关键带是碳循环在岩石圈、大气圈、水圈和生物圈的主要综合作用区域,各层相互作用形成不同的反应体系,其中,CO₂扮演了十分重要的作用。通过对双河洞洞穴上覆土壤及洞穴水及空气CO₂浓度的监测,采用数理统计分析方法,根据碳酸平衡系统理论对CO₂的垂直向转化特征进行系统分析。结果表明：CO₂的垂直向转化过程受洞穴内外部气温变化、滴水pH及脱气沉积过程的影响,其供给来源、离子饱和状况在雨季和旱季存在明显差异;雨季时,大气降水在土壤中下渗速度较快,构成一个相对稳定的封闭环境,土壤、表层喀斯特带对渗透水CO₂补充作用较弱,渗透水中CO₂分压（即PCO₂）变化范围在0.035~0.126 vol%,洞内水—气CO₂分压（△lg PCO₂ > 0）,洞穴水具有溶蚀性,此时表层喀斯特带下部中的CO₂应为洞穴水CO₂的主要来源;旱季时,由于降水量较小,渗透水有充分时间接受土壤与表层喀斯特带CO₂补充,构成开放系统,渗透水变化范围为0.038 vol%~0.095 vol%,更有利于发生先期沉积过程（PCP）,此时洞内空气PCO₂小于洞穴水（△lg PCO₂ < 0）,促使滴水在洞内再次发生沉积、形成沉积物,此时土壤和表层喀斯特带均为洞穴水CO₂的主要来源。     

长江三峡库区不同坡段坡地土壤风化特征

通过野外采样和实验室XRD分析,建立了基于XRD分析图谱的风化指标,研究了三峡库区不同坡段坡地的风化程度.三峡库区草堂河流域不同坡段坡地风化特征有一定的共性,如土壤中的主要特征矿物种类相同,主要有高岭石、云母和蛭石;所有样品中高岭石峰值均不高,甚至个别样品图谱上几乎没有高岭石峰的出现;3种主要的特征粘土矿物中以蛭石峰值最高;表层和底层的粘土矿物总量差异也不大.但是不同坡段土壤的风化程度仍存在一定差异.从顶部的分水岭山脊段到山坡上部直形坡崩塌段、山坡下部直形坡搬运段以及最下部的山坡坡麓洪冲积堆积段这4个坡段,4项风化指标均呈增加的趋势,说明从坡上到坡下土壤的风化程度逐渐加大.     

基于Strahler面积—高程分析的云南石林县域喀斯特地貌演化的量化研究

基于异质性喀斯特地貌结构与喀斯特保护地整体保护利用的关系,将水平蚀低垂直加深的喀斯特地貌发育机制落实于地理信息系统支持的Strahler面积—高程分析,形成整体、海拔段和内部洼地的面积—高程曲线与积分值指标组,以量化石林县域喀斯特地貌演化。结果表明不同地貌发育特征的不同地形面具有不同的Strahler值,其差异和规律性有一定的指示价值。石林县四级海拔梯级地貌处于壮年晚期,为断裂切割与巴江侵蚀基准面差异性控制下的孤丘夷平面分解,属同期异构的回春型地貌区。> 2100 m海拔段为孤丘夷平构造侵蚀溶原中山,洼地不发育。1900~2100 m海拔段为孤丘夷平面转向孤丘溶原洼地、峰丛洼地,暗河不发育。1700~1900 m海拔段为溶丘洼地斜坡,由蚀余状石林—剑状石林—覆盖石林—烘烤石林组成的石林垂直层状结构与溶丘—洼地—暗河—泉群—河谷盆地组成的水平梯级地貌结构,它是水平与垂直地貌过程的融合产物。石林发育区既为水源形成区,也为水土流失区。这是石林保护地整体保护利用的地貌动力依据。     

我国西南岩溶流域概念性分布式 水文模型的构建及应用

以贵州省三岔河流域为研究区,构建了一个以表层岩溶带产流过程为核心的岩溶流域概念性分布式水文模型。模型充分考虑了岩溶地区下垫面条件的复杂性,根据含水介质的不同,将岩溶水分为不同径流成分并分别汇流演算。模型中的大部分参数通过野外实验直接获得,通过对研究区1991―2012年共22 a逐日过程进行模拟演算,结果表明：该模型在三岔河流域有良好的适用性,径流深及洪峰误差均控制较好。     

中国南方表层岩溶带的特征及形成机理

表层岩溶带以密集发育的岩溶微形态呈不规则带状组合于浅层地表为特征。它广布于中国南方岩溶区，但其规模、形态和分布特征三地质、气候等因素的控制。表层岩溶带的存在使南方岩溶区具有浅表层岩溶水循环与地下管道水循环耦合的二次岩溶水循环的结构特征。坚硬纯灰岩的广泛分布，高温多雨、雨热同期的亚热带季风气候为中国南方表层岩溶带的发育提供了极为有利的条件，四大圈层的交汇，碳-水-钙循环活跃，使表层岩溶带的岩溶动力作用明显高于其下部包气带甚至饱水带。表层岩溶带形成是地表强烈岩溶化过程的结果，强的溶蚀动力，水流的快速溶蚀并达到碳酸盐成分饱和状态是表层岩溶带发育机理的关键。     

A quantitative morphometric comparison of cockpit and doline karst landforms

This study presented a quantitative comparison of cockpit and doline karst by examining the numbers and characteristics of typical types of landform entities that are developed in Guilin（Guangxi, China）, La Alianza（PR, USA）, Avalton（KY, USA）, and Oolitic（IN, USA）. Five types of landform entities were defined： isolated hill（IH）, clustered hills（CHs）, isolated sinkhole（IS）, clustered sinkholes（CSs）, and clustered hills with sinkholes（CHSs）. An algorithm was developed to automatically identify these types of landform entities by examining the contour lines on topographic maps of two cockpit karst areas（Guilin and La Alianza） and two doline karst areas（Oolitic and Avalton）. Within each specific study area, the CHSs is the least developed type yet with a larger size and higher relief. The IH and IS entities are smaller in size, lower in relief, and outnumber their clustered counterparts. The total numbers of these types of entities are quite different in cockpit and doline karst areas. Doline karst is characterized by more negative（IS and CSs） than positive（IH and IHs） landforms and vice versa for cockpit karst. For example, the Guilin study area has 1192 positive landform entities in total, which occupy 9.81% of the total study area. It has only 622 negative landform entities occupying only 3.91% of the total study area. By contrast, the doline karst in Oolitic has 130 negative while only 10 positive landform entities. The positive and negative landforms in Oolitic occupy 12.68% and 2.61% of the total study area, respectively. Furthermore, average relief and slope of the landform entities are much higher and steeper in the cockpit karst than the doline karst areas. For instance, the average slope of CHs in Alvaton is 3.90 degrees while it is 19.78 degrees in La Alianza. The average relief of CSs is 4.07 m and 34.29 m in Oolitic and Guilin respectively. Such a difference within a specific area or between the cockpit and doline karst may reveal different controls on     

基于允许流失量和正负地形源汇理论的喀斯特关键带土壤侵蚀研究

喀斯特地区下垫面的特殊复杂性使得地表发生显著坡面径流需要达到更大的降水累积阈值,碳酸盐岩岩石成土速率的缓慢和空间异质性导致喀斯特地区的土壤存量被严重高估和均一化等,因此,传统经典的土壤侵蚀模型在喀斯特地区难以适用。本文依据喀斯特关键带岩性的差异,确定其有效降水侵蚀阈值,并对降雨侵蚀力进行重新测算;根据碳酸盐岩化学成分的差异,计算其成土速率并作为土壤允许流失量;通过地貌—水文分析法提取喀斯特洼地空间分布信息,对喀斯特关键带土壤侵蚀算法进行多次改进和创新。结果显示：① 传统算法忽视了喀斯特关键带下垫面的特殊性,致使其平均降雨侵蚀力被高估47.35%,且喀斯特区域的平均降雨侵蚀力仅相当于非喀斯特区域的59.91%;② 传统算法可能将一些无土或少土可流区计算为土壤的高侵蚀量区,而连续性碳酸盐岩、碳酸盐岩夹碎屑岩、碳酸盐岩与碎屑岩互层的土壤允许流失量仅分别为0.21 t ha^-1 yr^-1、1.2 t ha^-1 yr^-1、2.89 t ha^-1 yr^-1;③ 传统算法通常将有坡度和耕作的洼地视为土壤侵蚀的高发区,但其实际应是地表侵蚀的沉积区,喀斯特洼地在空间上的连续性与碳酸盐岩的分布区基本重合;④ 传统算法高估土壤侵蚀面积27.79%,土壤侵蚀量47.72%。总之,传统经典模型会大大高估喀斯特地区的土壤侵蚀量,因此,应该建立一种精确适用的模型。另外,由于喀斯特地区的成土速率慢而土层薄、总量少,土壤允许流失量远低于非喀斯特区域侵蚀标准,应制定适用于喀斯特地区的土壤侵蚀分类分级标准和风险评价方法。     

峰丛和洼地喀斯特地形定量对比(英文)

This study presented a quantitative comparison of cockpit and doline karst by examining the numbers and characteristics of typical types of landform entities that are developed in Guilin(Guangxi, China), La Alianza(PR, USA), Avalton(KY, USA), and Oolitic(IN, USA). Five types of landform entities were defined: isolated hill(IH), clustered hills(CHs), isolated sinkhole(IS), clustered sinkholes(CSs), and clustered hills with sinkholes(CHSs). An algorithm was developed to automatically identify these types of landform entities by examining the contour lines on topographic maps of two cockpit karst areas(Guilin and La Alianza) and two doline karst areas(Oolitic and Avalton). Within each specific study area, the CHSs is the least developed type yet with a larger size and higher relief. The IH and IS entities are smaller in size, lower in relief, and outnumber their clustered counterparts. The total numbers of these types of entities are quite different in cockpit and doline karst areas. Doline karst is characterized by more negative(IS and CSs) than positive(IH and IHs) landforms and vice versa for cockpit karst. For example, the Guilin study area has 1192 positive landform entities in total, which occupy 9.81% of the total study area. It has only 622 negative landform entities occupying only 3.91% of the total study area. By contrast, the doline karst in Oolitic has 130 negative while only 10 positive landform entities. The positive and negative landforms in Oolitic occupy 12.68% and 2.61% of the total study area, respectively. Furthermore, average relief and slope of the landform entities are much higher and steeper in the cockpit karst than the doline karst areas. For instance, the average slope of CHs in Alvaton is 3.90 degrees while it is 19.78 degrees in La Alianza. The average relief of CSs is 4.07 m and 34.29 m in Oolitic and Guilin respectively. Such a difference within a specific area or between the cockpit and doline karst may reveal different controls on the development of karst landscape.     

基于SWAT模型模拟乌江三岔河生态系统产流服务及其空间变异

产流是生态系统水源涵养服务的重要内容,也是保水固土等服务的关键驱动。脆弱的喀斯特生态系统叠加人类活动的影响引起生态退化,在此背景下亟需深刻理解喀斯特地区产流服务空间格局及其影响因子。选择典型的喀斯特峰丛洼地流域,基于率定校准的SWAT水文模型,对喀斯特流域产流服务（包括地表、地下以及总径流量）进行模拟,并结合空间梯度分析和局部回归模型,剖析不同服务变量的空间变异特征。结果表明：研究区产流量空间分异规律明显,总径流系数约为70.0%;地表径流整体处于较低水平,地下径流量丰富（约为地表径流量的2~3倍）。地形因子对喀斯特流域产流服务具有宏观控制作用,随海拔和坡度升高,总径流量、地下径流量显著增加;植被分布特征对地表径流有重要影响,在上游林地和下游园地分布区存在空间差异,在植被因素的影响下随坡度的增加呈现转折性的变化趋势。此外,空间叠加分析表明林地总径流及地下径流最大：一方面是由于森林生态系统更强的土壤水分涵养能力以及水分快速入渗的地质背景特征;另一方面反映了地表覆盖与地形特征的复合效应,即林地大多分布在相对海拔和坡度较大之处。本文有助于推进喀斯特生态系统服务研究领域的发展与创新,并为生态恢复建设提供科技支撑。     

基于岩溶生态系统特性的水土流失敏感性评价

在岩溶地区大范围内进行土壤侵蚀风险评价需要寻求新的简单有效的方法,建立适合岩溶地区特点的评估模型,才能避免水土流失治理规划的失误。考虑岩溶地区碳酸盐岩成土速率低、存在石漠化等特点,选取土壤允许流失量和退化岩溶生态系统的基岩裸露率,结合年平均降水、坡度、植被指数,在生成各单因素评价图的基础上,在Arcview中完成单因素图的叠加分析,得到贵州省岩溶地区水土流失敏感性综合评价图,并将其划分为不敏感、轻度敏感、中度敏感和强度敏感四级。在此基础上,探讨了贵州省水土流失敏感性的空间分异规律,提出水土流失预防治理的优先区。     

喀斯特山地土壤侵蚀和产水量的最优解释力

喀斯特生态系统服务主导影响因子识别是科学治理石漠化的前提,然而环境因子对生态系统服务空间分布的解释力受尺度变换的影响,其尺度效应的定量研究仍需进一步加强。为定量厘定环境因子解释力的尺度效应,本文从多尺度视角出发,利用地理探测器定量分析不同空间分辨率下环境因子对土壤侵蚀和产水量的解释力,并探求其在不同地貌形态类型区的差异性规律。结果表明,坡度和植被覆盖度是影响土壤侵蚀空间分布的主导因子,两者的交互作用对土壤侵蚀空间分布的解释力更强。受研究区地形起伏普遍性和景观破碎化的影响,坡度和土地利用类型在低分辨率下解释力最优。降水、海拔和土地利用类型是产水量空间分异的主导因子。降水和土地利用类型的交互作用对产水量的解释力达95%以上,海拔在不同地貌形态类型区的空间变异性影响其最优解释力水平。具体表现为：在台地、丘陵类型区海拔空间变异性较小,在高分辨率下其解释力最优;在山地类型区,海拔空间变异性较大,在低分辨率下其解释力更强。本文通过多尺度分析定量甄别生态系统服务变量的最优解释力,以期为喀斯特山地生态系统服务的主导因子精准辩识和分区优化提供途径和依据。     

贵南铁路建设对荔波－环江喀斯特世界自然遗产地地貌价值的影响

基于“3S”技术，结合水文、地质地貌等野外考察，围绕喀斯特水动力效应、地貌响应及缓冲区的缓冲作用进行分析，探讨了贵南铁路对荔波－环江喀斯特世界自然遗产地地貌价值的影响。结果表明：1）贵南铁路线路穿过荔波－环江喀斯特的缓冲区，未穿过遗产地，对遗产地地貌价值无直接影响；2）线路以桥梁、隧道、路基的形式穿过缓冲区，以桥梁形式跨过遗产地上游地表河与地下河，河中不设桥墩，基本不影响遗产地上游水质水量；缓冲区的九万大山二号隧道可能使缓冲区隧区降深漏斗带内地下水位降低，但对遗产地的水文地质条件和喀斯特作用过程的影响极小；位于缓冲区的路基出露处均为非喀斯特地貌，不影响遗产地喀斯特地貌；3）遗产地大、小七孔与茂兰－环江2个片区分属不同的水文地质单元，无统一的地下水水力联系，贵南铁路对遗产地2个片区之间地下水水力联系及喀斯特作用过程无影响；4）线路将影响缓冲区的13个峰丛洼地共计面积5.32 km²，占缓冲区总面积的1.22%，基本不影响缓冲区的缓冲作用。