云南省岩溶地区石漠化土地治理分区研究

根据云南省岩溶地区石漠化土地空间分布特征和各区域地质地貌、气候、水文、岩溶土壤和森林植被分布,结合碳酸盐岩的类型、岩性组合特征、不同岩溶地貌对区域环境和水土资源的制约、石漠化在不同地貌条件下的形成和发育特征,统筹考虑岩溶生态系统的完整性、地理单元的连续性和经济社会发展的可持续性等因素,将全省88个岩溶监测县划分为6个治理区,并就各分区地理区位、地质地貌、成土母岩、水文、气候类型、森林植被类型分布以及各石漠化区不同类型岩溶土地面积占比等进行描述。

云南省岩溶地区石漠化草原现状及分区保护与修复策略

据最新调查数据,云南省石漠化草原主要分布于曲靖、昆明、红河等5个州(市),总面积37.97万hm2,占岩溶土地面积的3.53%,其分布最广的海拔区间为1 500~2 500 m,占比47.85%,基岩裸露度分布区间为30%~94%,以植被盖度为10%~19%的分布区间面积最广,占比37.85%,绝大部分分布于土层薄甚至极薄区域,占比达92.10%。根据石漠化草原空间分布特征,在充分衔接各大生态保护和修复工程建设规划基础上,统筹考虑岩溶生态系统的完整性、地理单元的连续性和经济社会发展的可持续性,将云南省石漠化草原区划为6个分区,分区阐述石漠化草原生态保护与修复策略。

湘鄂渝黔交接区隐伏型红色岩溶地貌形态成因及其区域分布

红色岩溶为新发现的隐伏型地貌,是埋藏于土下、颜色红艳、形态奇特的岩溶地貌。目前,红色岩溶研究主要集中于定义特征、形成条件、地质成因、演化模式等方面,但其独特的形态的形成机制、塑形过程及隐伏的分布范围尚未深入讨论。文章从物质成分差异、节理裂隙切割及差异溶蚀作用三方面分析红色岩溶地貌形态的形成机制,并讨论了塑形的基本过程及关键地质作用。依据红色岩溶地貌发育的判定条件及地层特征,确定了湘鄂渝黔红色岩溶的分布范围。结果表明:(1)岩层中可溶性物质含量差异及层状韵律层是红色岩溶地貌形态塑形的物质条件。它的动力条件是构造节理裂隙切割与岩体差异溶蚀;(2)红色岩溶地貌形态演化经历四个基本阶段,其中节理裂隙切割、岩土界面溶蚀及节理裂隙面溶蚀是塑形的关键地质作用;(3)湘鄂渝黔四省红色岩溶地貌分布总面积达3433.83 km^(2),主要分布于湘北、湘西北、鄂西南、渝东南及黔东北。

峰丛洼地石漠化区景观格局的形态学特征及空间演变规律

[目的]探究峰丛洼地石漠化区景观格局的形态学空间分布特征,为揭示峰丛洼地石漠化区景观格局动态变化和生态保护的可持续发展提供理论参考和指导。[方法]利用形态学空间分析(MSPA)方法对岩溶石漠化景观识别、处理、分类得到核心、环线等互不重叠的7类景观类型,应用景观动态度、景观格局指数、景观转移矩阵和热点分析探究峰丛洼地石漠化区景观格局的形态学时空演变特征。[结果]①2000年形态学景观类型分布最广(190.60 km^(2)),2022年分布最少(147.32 km^(2)),在形态学景观类型中核心是研究区内主要的景观类型,2000年面积最大为121.62 km^(2),2022年面积最少为76.05 km^(2),主要分布在研究区西北部和南部区域;孤岛在形态学景观类型中面积最小,其面积1990年最少为1.12 km^(2),2022年最多为3.07 km^(2),孤岛和分支等景观类型分散分布在各核心之间。②研究区形态学景观空间分布趋于分散,且形态学景观多样性、复杂程度和景观破碎化程度增加;研究时段内,形态学景观类型单一动态度分别为0.10,-0.18和-2.13,说明形态学景观面积呈现收缩趋势并且形态学景观类型1990—2000年发育最为剧烈,2000—2010年发育最为平缓。③形态学景观类型转移方向主要是核心景观类型转移为边缘和孔隙景观类型,总体来看形态学景观主要转移方向是形态学景观转移为背景,并且背景的转入量大于转出量。高—高聚集区域呈现出向磨合村、老街村和安乐村扩张的趋势,低—低聚集区域呈现出向三光村和老街村扩张的趋势。[结论]研究区形态学景观面积处于快速减少阶段且形态学景观类型趋于复杂,核心是主要的形态学景观类型,形态学景观的演变特征主要由核心的变化导致。

黄龙五彩池源水区渗漏特征分析和人工降渗保育综合研究

黄龙世界自然遗产地核心景观之五彩池,其源水区上游转花池泉群地表溢流后,在灌丛林区中形成较为强烈的渗漏,导致五彩池涵养水量下降,出现一定程度退化。通过野外调查、长期监测、取样测试等手段,查明源水区水体径流渗漏特征及原因,分析人工降渗手段对五彩池钙华景观演化影响。结果表明:(1)五彩池源水区河道发生了极为强烈的入渗,造成五彩池涵养水量下降,平均径流渗漏占比达51%,月动态变化较小,造成渗漏增强的原因主要为高山柳灌丛根劈、冻融等增加钙华有效孔隙度形成强渗透层;(2)源水区强渗漏造成五彩池下游边缘出现失水黑化,后沟地表水替换了彩池群内原有景观水体(水体置换)引发“灰化”现象;(3)通过人工保育降低源水区强渗漏,五彩池内涵养水量出现明显增加,北边缘彩池群黑化消失,东侧灰化现象减弱,五彩池钙华水域景观范围扩大16.3%,径流渗漏量比前期减少34%,主要景观涵养期内,进入五彩池的涵养水量占比由保育前的49%增加至83%,月平均涵养水量由4892 m^(3)·d^(-1)增加至8674 m^(3)·d^(-1),涵养水量增加77%;(4)降低源水区渗漏,增加下游彩池群涵养水量,对钙华水域景观范围扩大、恢复起到了明显的促进作用,为黄龙世界自然遗产地核心价值的保护提供了重要的依据。

中国西南及陕西秦巴地区岩溶石漠化研究进展

石漠化危害着生态环境健康和社会经济发展,经过20多年的综合治理,中国西南地区石漠化面积呈减少的趋势,国家也将西南八省、区、直辖市设定为石漠化监测区域;而在陕西秦巴地区岩溶地质遗迹的研究中已发现石漠化发育的迹象,这对秦巴地区的生态安全造成威胁。文章总结西南地区岩溶石漠化的内涵、现状、危害、成因和治理经验,为开展非监测区--陕西秦巴地区岩溶石漠化的调查工作提供理论依据。通过遥感解译、无人机遥感调查和碳酸盐岩溶蚀速率分析,首次查明了陕西秦巴地区石漠化的发育情况,填补了该区域石漠化研究的空白。

淮南舜耕山奥陶系古岩溶发育特征及古地貌恢复

研究古岩溶发育特征及古地貌恢复对于华北煤田岩溶水害防治具有重要指导意义。以华北板块南缘淮南舜耕山奥陶系古岩溶为对象,采用野外地质踏勘、分段剖面测量以及残余厚度法等工作方法,揭露了古岩溶发育特征和恢复基岩面剖面起伏形态,并结合现代岩溶理论,从形成条件的角度剖析不同岩溶带的空间变化规律。本文认为马家沟组主要发育大型岩溶缝洞,内部充填物少,而萧县组沿层面发育层间岩溶,充填岩溶角砾,且内部充填方解石由东向西逐渐增多。舜耕山奥陶系古岩溶发育程度自东向西、自上至下逐步减弱。该地区奥陶系古地貌呈东高西低,可划分为残丘、缓坡、陡坡和洼地等4个三级岩溶地貌单元。通过对古岩溶地质条件、古水流径流方式以及古岩溶发育特征等因素的考察与分析,古岩溶地貌从上至下可分为表层岩溶带、垂向渗流带、水平潜流带和深部缓流带。其中,残丘和缓坡的表层岩溶带和垂向渗流带岩溶最为发育,在沉积层面间常发育成大型岩溶缝洞,且在地下水流发生改变时,易形成岩溶塌陷。

湘渝黔地区奥陶系红色岩溶地貌与沉积作用关系

文章基于野外露头观测、薄片观察、牙形石研究以及X射线衍射分析,从沉积角度探讨了风化作用与湘渝黔地区奥陶系红色岩溶地貌之间的关系。结果表明:同生成岩阶段,大气氧含量的增加,浅海陆棚水底氧化,陆源碎屑中铁离子被氧化形成Fe_(2)O_(3)进入沉积地层,奠定了地貌颜色;受岩相古地理的影响,早中奥陶世大湾期中上扬子地块自西向东岩相存在分带性,岩溶地貌仅出现在以武汉-松滋-松桃-黄平为中心的浅海陆棚碳酸盐岩弧形相带上;沉积微相决定碳酸盐岩孔隙大小与结构影响风化作用,岩石之间差异风化造就地貌凹凸形;米兰科维奇旋回导致牯牛潭组泥质灰岩与生物碎屑泥晶灰岩相互叠置,环潮坪型米级旋回造就出岩溶地貌的韵律性;灰岩中不溶残余物黏土矿物种类及含量暗示其沉积物源与埋藏史的差异,并影响岩层水化膨胀律和抗风化能力。

贵州碧江石林地质公园地质遗迹特征及其地学意义

贵州碧江石林地质公园是以石林喀斯特为主,溶洞、侵蚀峡谷、泉水溪流为辅,集地质剖面、地质构造、古油茶树等景观资源为一体的省级小型地质公园。公园处在贵州高原向湘西丘陵过渡的斜坡地带,地质遗迹资源较典型,且具观赏和美学价值,主要分为地质剖面、地质构造、地貌景观、水体景观4个大类,6个类,共30余处地质遗迹景点。在山顶斜坡相对封闭的独立喀斯特单元中,有限可溶地层发育了规模较大的石林喀斯特,代表了贵州高原晚新生代喀斯特地貌发育演化的典型范例,具有区域对比意义,在地质学、地貌学及地学旅游等领域具有重要的研究价值。研究结果对于系统认识公园地质遗迹状况、地质遗迹保护和开发、建立地学科普研学基地等具有一定参考和借鉴意义。

重庆金佛山喀斯特区域地理环境调查

金佛山区域喀斯特地貌分布广泛。本实践活动借助重庆市创新人才培养“雏鹰计划”平台,调查金佛山的地理环境及其受人类活动的影响状况,为该区域可持续发展建言献策。1.调查区概况金佛山位于重庆市南川区境内,山顶为波状起伏的古夷平面,四周陡峭,彷佛一张桌子,专家将其定性为“喀斯特桌山”。金佛山往来主城便利,游客络绎不绝,人类活动影响显著。2.调查过程(1)实践活动准备实践活动前期,利用知网等平台查阅喀斯特地貌相关资料(图1~图3),确定本次研究主题——调查重庆金佛山喀斯特区域地理环境现状及人类活动对其的影响,并提出发展建议。

喀斯特石漠化时空变化过程及其驱动因素——以广西来宾市为例

中国西南喀斯特地区石漠化现象日益突出,探究其背后驱动力对于解决该生态问题至关重要。以遥感数据为基础,运用特征空间模型提取2000—2020年典型喀斯特区域石漠化信息,采用地理探测器定量揭示长时间序列石漠化主导驱动因素。结果表明:2000—2020年,研究区石漠化演变呈现“先缓后快”的改善态势;空间上呈现“东西轻,南北重”的分布格局;植被覆盖度、人口密度、GDP和降水量是石漠化演变过程中的主导因子。

独特的“兴文式”岩溶地貌

提起喀斯特地貌,许多人会想到广西桂林、云南石林、张家界黄龙洞。然而,在我国还有一个以岩溶地貌为主要特色设立的国家地质公园--兴文世界地质公园,它被誉为“喀斯特地貌博物馆”“教科书式地质景观”。

漓江流域喀斯特综合干扰评价及其空间特征

喀斯特地区具有特殊的地质结构,生态环境脆弱性较高,辨识和量化人为、自然多重干扰是减少人类干扰影响及制定喀斯特景观管理政策的重要依据。基于漓江流域喀斯特发育地貌特征,旨在建立包括地貌、水文、气候、生物、社会5类因素以及15个具体干扰指标的喀斯特综合干扰指数,并通过空间相关分析探究地理因子对综合干扰解释力以及因子与指标间交互作用力的特征。结果显示:(1)漓江流域中游综合干扰指数高于上下游,自然地形地貌本底以及不同类型喀斯特景观分布的地带性是分异的主要原因;(2)干扰等级为显著干扰,综合干扰指数为0.336,空间上呈现出东部与北部低、西部与南部高的分布特征,具有明显的空间异质性;(3)地理环境和社会经济因素对综合干扰具有较强解释力,采石采矿、各类灾害、生产活动等多项干扰指标以及海拔高度具有较强空间关联关系。评估了漓江流域喀斯特综合干扰并分析其空间特征,研究结果对喀斯特生态环境保护及景观资源可持续发展政策制定具有重要参考价值。

云南省岩溶地区石漠化土地动态变化研究

将云南省岩溶地区第四次石漠化监测成果与第一次监测进行对比分析研究。结果表明,2006—2021年16年间,云南省石漠化土地面积减少116.86万hm^(2),减少40.56%,年均减少7.30万hm^(2),年均减少率为2.53%;云南省石漠化土地面积呈下降趋势,石漠化程度减轻趋势明显。国家和地方实施的石漠化综合治理工程、森林抚育工程、长江珠江防护林工程、生态公益林建设、退耕还林(草)工程等生态修复类工程在石漠化土地面积及程度变化中起到主要作用。

基于DEM的喀斯特峰丛洼地地貌信息提取及形态特征分析

文章以桂西南典型喀斯特地貌--峰丛洼地为研究对象,基于DEM数据采用水文法、鞍座法提取出峰丛洼地,在此基础上借助于空间分析方法、分形理论等对研究区的峰丛洼地结构形态特征、空间分布进行定量分析和研究。结果表明:(1)运用水文分析方法能有效提取鞍部点,有效识别出洼地凹陷,提取鞍部点精度为50.00%,而鞍座法提取鞍部点的精度为79.80%;(2)94%的峰丛洼地形态为盆形,小部分为深锥形和碟状形。研究区洼地斑块周长-面积的关系为y=0.5772x+0.2674,二者的相关系数R2=0.9462,周长-面积的分维数D=1.15,洼地图斑镶嵌结构较稳定;(3)80%的峰丛洼地分布于研究区南部、北部的石灰岩与白云岩互层地区和连续性石灰岩上,中部碎屑岩岩层上峰丛洼地发育不明显。

中、美喀斯特景观管理对比研究

喀斯特景观具有重要的经济、战略、美学、生态和科考价值,如何有效保护和管理复杂而脆弱的喀斯特景观生态系统逐渐成为国内外管理者和学者关注的议题。但国内在喀斯特景观管理的方法和体制等方面鲜有研究,特别是面临日益增加的人类活动压力情况下,开展中外喀斯特管理对比研究将为中国喀斯特可持续管理提供借鉴。采用历史分析、社会网络分析、比较研究等方法,探究中国与美国喀斯特景观保护和管理的历史进程、管理机构参与和管理方法。结果表明中美政府对喀斯特和洞穴管理投入存在差异,但目前在区域协调管理方面还都欠缺。管理过程都经历了从初步探索到不断成熟的阶段,关注的重点和议题在不断演进,从最初的喀斯特水文地质问题拓展到生态系统综合管理,从单一的环境问题到社会、经济、生态问题。所采用的方法和模型在不断发展,从利用传统的环境调查和监测方法发展到GIS、激光雷达、分子生物学、环境DNA等最新技术。管理方式从自上而下行政命令方式到政府、社会团体、公众合作管理模式。目前,鉴于喀斯特生态系统的复杂性和部门利益冲突,直接出台喀斯特管理的法规还存在很大障碍。最后,构建了一个可持续导向的喀斯特景观管理框架。本研究将管理者、研究者和公众3个维度进行连接,为推动喀斯特景观可持续性治理提供决策支撑,具有实用性和普遍意义。

气候变化和人类活动对贵州省石漠化区植被覆盖变化的影响

基于MODIS/NDVI数据和贵州省84个气象站点的地面气温和降水观测资料,估算了2000~2021年贵州省石漠化区内植被覆盖度(fractional vegetation cover, FVC),采用趋势分析、偏相关分析和残差分析等方法,研究气候变化和人类活动对石漠化区植被覆盖变化的影响。结果表明:近22年贵州省石漠化区FVC呈明显增加的趋势,增速为0.76/a,空间分布上除六盘水市西南部、安顺市北部和贵阳市南部等局地显著减少外,其余大部分地区均为显著增加。石漠化区内FVC与降水、气温的偏相关系数以正相关分布为主,其中显著正相关区分别占28.13%、60.65%。FVC的变化主要受气候变化和人类活动的共同驱动,两者对FVC变化的贡献率分别为18.59%、81.41%。人类活动是石漠化区植被变化的主导因素,对于植被恢复的地区,人类活动起主导作用的区域可达97.57%,近年来全省实施的石漠化综合治理工程对植被改善具有明显的促进作用。本研究有助于进一步理解贵州省石漠化区植被变化的驱动因素,为石漠化区的生态环境保护提供科学依据。

高原型喀斯特主要丘陵类型、形成机制与贵州喀斯特地貌分区刍议

喀斯特地貌类型和分区受气候、构造、地质背景等多种因素影响,仅以峰林、峰丛等形态组合为基础的地貌分区,难以完全反映贵州复杂的喀斯特地貌。以往的分区工作忽略了除典型锥峰、塔峰外大量分布的“馒头山”丘陵(穹丘)的重要性,其形态特征、空间分布以及形成演化机制等尚不清楚。本文根据贵州喀斯特地貌野外考察结果,结合室内资料综合分析,探讨了贵州不同喀斯特丘陵类型的空间分布规律、形成机制以及与气候、地质(岩性和岩相)等环境背景的内在联系,并结合已有石漠化分区方案,初步提出贵州高原喀斯特地貌分区方案。主要认识如下:(1)锥峰、塔峰、穹丘喀斯特丘陵和常态山非喀斯特丘陵是贵州高原主要的四种丘陵类型。(2)锥峰、塔峰的形成受表层岩溶带溶蚀机制控制,穹丘坡地形态与土壤蠕移有关。(3)贵州除非喀斯特区外,喀斯特区分为锥峰、塔峰喀斯特地貌区,穹丘喀斯特地貌区和喀斯特峡谷地貌区三个大区。(4)锥峰、塔峰喀斯特地貌区包含黔中西部北亚热带浅碟型峰丛(锥峰)洼地区和黔南南亚热带漏斗型峰丛(锥峰、塔峰)洼地区两个亚区。(5)穹丘喀斯特地貌区包含黔东北中亚热带褶皱构造穹丘槽谷区,黔北中亚热带不纯碳酸盐岩穹丘洼地区,黔西北暖温带穹丘洼地、盆地区,黔西西南季风常态山、穹丘洼地、盆地区,黔中东部北亚热带不纯碳酸盐岩穹丘-常态山洼地区五个亚区。(6)喀斯特峡谷地貌区为北盘江深切峡谷多丘陵形态立体分布区。本研究可为喀斯特地区生态建设、区域经济社会高质量可持续发展等提供科学依据。

基于信息量法的黔中岩溶区地下空间利用适宜性评价

在分析贵安新区花溪大学城典型岩溶区地质环境条件基础上,提出了地下空间利用地质模型,建立了地下空间利用适宜性评价体系和评价方法,采用专家-层次分析法确定了地下空间利用影响因子权重,利用ArcGIS平台实现了研究区分层地下空间利用适宜性评价。评价结果表明:采用的专家-层次分析法、多目标线性加权函数法及ArcGIS平台空间分析相结合的方法开展典型岩溶区地下空间利用适宜性评价,评价方法和评价结果合理可靠,具有较强的应用性和推广性;研究区半地下、浅层、次浅层适宜地下空间利用面积占比分别为75.51%、67.02%、53.78%,地下空间开发利用主要受断裂构造、岩石破碎程度、岩溶发育、地下水埋藏条件控制,研究区在垂向上从上到下开发利用难度逐步增大。评价结果为花溪大学城典型岩溶区地下空间利用规划、地质环境问题工程处置、合理有效利用地下空间资源、保护生态环境提供了科学依据。

不同植被下碳酸盐岩石发育形成土壤属性研究

为探究喀斯特地区不同植被条件下碳酸盐岩石发育土壤属性的分布特征及其影响因素,以贵阳市花溪区范围内的碳酸盐岩石(石灰岩、灰质白云岩和白云岩)发育土壤为研究对象,采集不同植被类型下0~40 cm土壤,分析不同植被类型、基岩类型、土层层次对土壤性质分布特征的影响。结果表明:基岩和植被类型是影响碳酸盐岩石发育成为土壤的主要影响因素,其次是土壤层次。在0~20 cm和20~40 cm土层中,石灰岩、灰质白云岩和白云岩发育土壤的肥力和颗粒均差异显著,而0~20 cm与20~40 cm土层间,除石灰岩发育土壤石砾含量(SLC)和细颗粒比(<0.002 mm),白云岩发育土壤速效磷(AP)和有机质(SOM)含量外,同类基岩发育土壤性质无显著差异;在0~40 cm土层,基岩类型显著影响土壤pH、AP、SLC、速效氮(AN)、全氮(TN)、SOM、0.2~0.25 mm和0.002~0.02 mm颗粒的分布;植被类型显著影响石灰岩发育土壤pH、AP、TN含量,白云岩形成土壤的pH、SLC、粗颗粒(0.25~2 mm)和细颗粒,灰质白云岩形成土壤的AN、SOM、粗颗粒和细颗粒;土壤层次显著影响石灰岩发育土壤的SLC、粗颗粒和细颗粒及白云岩发育土壤的AP的分布。研究区内荒草坡和草被下土壤,以及石灰岩发育的土壤可能正遭受侵蚀的破坏。因此,结合母岩岩性,改变植被种植结构,对提高土壤养分、改善土壤颗粒组成和增强土壤的抗侵蚀能力具有积极作用。