岩溶化山地土地退化的等级划分与植被恢复初步研究——以湘西洛塔河流域坡耕地为例

通过专题研究及抽样调查 ,对岩溶化山地的资源环境及景观特征、土地退化原因和程度的划分、植被可恢复性及其土地持续利用等问题进行研究。

水布垭大坝坝址左岸岩溶化地层三维计算机模拟

详尽地阐述了由多个椭球洞体生成复杂溶蚀孔洞的原理、三维随机洞体的数学模型以及确定性洞体的数学描述和计算机显示方法,为岩溶化岩体的溶蚀率和渗透特性的研究提供了计算机模拟手段。根据野外现场调查资料、平面地质图、灌浆帷幕剖面图,提取了水布垭大坝坝址左岸岩溶化地层的有关数据,得到了岩溶化地层的三维地质图和沿灌浆帷幕线的剖面图。

贵州岩溶化山地浅埋基础设计应注意的几个问题

贵州山地由于特殊的地质构造 ,决定了贵州的浅基础设计比常见的浅基础设计更为复杂 .作者分析了贵州山地不同的地基地质条件 ,提出了相应经济合理。

变岩溶化岩体为裂隙性岩体理论的工程实践

湖北清江水布垭水利枢纽坝址区局部地段岩溶极其发育,特别是在左坝肩350～407 m高程,地质勘察已揭示出在帷幕线上及其附近存在多个大型溶洞群,为解决帷幕在该部位的灌浆问题,利用"变岩溶化岩体为裂隙性岩体理论",并首次在水布垭工程中进行了实践。对变岩溶化岩体为裂隙性岩体理论、实际应用的施工方法、工程和经济效果进行了简述。

岩溶化围岩隧道的工程地质特征

以宜万铁路榔坪2号隧道岩溶化围岩为例,分析了岩溶化地层的产生环境、分布规律,阐述了岩溶化围岩的工程地质特征,并提出了防护意见。

岩溶化覆盖型石灰岩矿床开采问题的探讨

我国南方发展水泥工业经常遇到岩溶化覆盖型石灰石矿床,由于缺乏勘探和生产经验,使一些工厂在建设中走了弯路。本文对此类矿床的勘探和开采提出了意见,可供参考。

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。

水布垭工程岩溶研究与帷幕优化

水布垭水电站位于清江中游河段,大坝为混凝土面板堆石坝,地下式引水发电系统,装机1 840 MW,大坝正常蓄水位400 m,相应库容43.28亿m3,最大坝高233 m,坝高居世界同类坝首位。该电站是一个石灰岩坝址,岩溶化程度很高,坝基及绕坝渗漏问题十分突出,计算表明,如果坝址不作防渗处理,其渗漏量可达7 m3/s,水量及电能损失严重,还将对坝基中的剪切带产生冲刷破坏,埋藏在坝基下的多条岩溶管道系统在洪水期将直接冲刷大坝的堆石体。为此需要设置一条总长2 588.3 m,面积达44.14万m2,钻灌总进尺达39.2万m的地下帷幕工程。防渗帷幕初期采用了全封闭方案,投资4.76亿元(与大坝投资相当)。经大量的地质科学研究,包括岩溶发育规律、控制因素及岩体渗透特性等;提出了Ⅰ号岩溶管道具有独立的补、迳、排系统,邹家沟一带存在“弱岩溶化地块”,该地块隔断Ⅰ号岩溶系统与库水的联系;对于帷幕线上的强岩溶发育区通过封堵岩溶洞穴可以实现“变岩溶化岩体为裂隙性岩体”,同时提出了在复杂岩溶地区帷幕优化的原则和类型。水布垭工程按地质提出的帷幕优化图形实施后,钻灌进尺将小于30万m,初步估算可节省投资近亿元。

岩溶石漠化区不同植被恢复模式土壤无机磷形态特征及影响因素

为分析岩溶石漠化区不同植被恢复模式土壤无机磷的形态特征,评价植被恢复的土壤供磷潜力,阐明有机碳及钙素在无机磷形态转化中的作用,选取研究区内8种有代表性的样地,采用蒋柏藩无机磷分级方法对土壤无机磷形态特征及影响因素进行研究。结果表明:研究区土壤全磷与速效磷含量分别在0.25—1.35 g/kg、1.05—53.01 mg/kg范围,无机磷总量在123.94—934.61 mg/kg,耕地与退耕地以及各退耕地之间全磷、速效磷、各形态无机磷含量水平差异明显,各退耕地磷素含量水平介于耕地与次生马尾松林地之间,退耕地中桃林地、花椒林地磷素含量水平较高、樟树林地、柳杉林地、撂荒草地次之、撂荒灌丛地较低。各样地土壤无机磷占全磷比例在51.2%—72.4%,不同形态的无机磷含量表现为O-P>Fe-P>Ca-P>Al-P,其中Ca2-P、Al-P对速效磷的贡献率大,Fe-P、Ca8-P贡献较小,O-P、Ca10-P献率最小。不同活性土壤有机碳与不同形态钙素对各形态无机磷在总无机磷中比例的影响较大,p H、容重、粘粒含量、含水量等其它理化性质影响较小。

岩溶石漠化区四种牧草植物光合生理适应性特征

以类玉米、紫花苜蓿、菊苣和杂交狼尾草4种牧草植物为研究对象,通过测定其叶片结构性状、光合生理特征以及土壤理化特性,研究其对岩溶石漠化环境的生理适应性的差异。结果表明,4种牧草植物的叶面积(LA)、叶干重(DW)、叶绿素含量(Chl)和比叶面积(SLA)差异显著,反映出4种牧草植物叶片结构性状差异种间较大;同科植物类玉米和杂交狼尾草光合能力相近,而不同科植物如菊苣和紫花苜蓿光合能力差异较大,但其水分利用效率(WUE)和潜在水分利用效率(WUEi)相近;相比较而言,类玉米和杂交狼尾草具有较强的光合能力和较高的水分利用效率,而菊苣和紫花苜蓿的光合能力和水分利用效率相对较低。4种牧草对0～10和10～20cm土层土壤含水量的影响差异不大,但对土壤容重的影响存在差异。相关分析表明,4种牧草植物蒸腾速率(Tr)与0～10cm土层土壤含水量为显著的正相关关系,而10～20cm土层土壤含水量对大气饱和蒸汽压亏缺(Vpdl)影响较大。相比较而言,类玉米和杂交狼尾草具有较高的Pn,WUE和WUEi,对岩溶环境具有良好的适应性。

我国南方岩溶山区石漠化基本问题研究进展

通过参考国内研究的相关文献,运用比较分析方法,从岩溶石漠化概念的内涵、分布格局和量化分级、成因分析和演化过程、综合治理和效益评价等基本问题回顾了我国南方岩溶山区石漠化研究进展:岩溶石漠化的概念和成因已取得了较为一致的认识;石漠化等级评价指标相差甚远,需要建立统一调查研究方法、分级标准和评价指标体系;已探索出了一些较好的治理模式和方法,但治理建设仍然存在很大困难;目前没有成熟的石漠化治理效益评价体系和方法,严重影响了石漠化治理措施的修订和完善。指出了我国岩溶石漠化问题研究应从如下几方面加强:不断创新岩溶石漠化的研究方法;把握岩溶石漠化与人类活动相互作用关系;深入开展岩溶石漠化过程模拟与调控研究;推广和完善岩溶石漠化综合治理技术和模式;重视地球系统科学在岩溶石漠化研究中的运用。在岩溶石漠化与人类活动相互作用关系方面,特别要注意加强石漠化地区土地的生产力和人口承载力的定量研究;实施岩溶山区人类经济活动影响预报和经济社会后果预报,建立岩溶山区生态安全监控预警系统;加强不同时空尺度下岩溶石漠化人文驱动机制研究;确定自然因素和人文作用对石漠化过程的正负面影响和各自的贡献率,建立相应的概念模型和数学模型等。

南洞地下河流域南部岩溶石漠化空间分布特征分析

基于2013年9月29日GF-1号WFV遥感数据对南洞地下河流域蒙自幅、个旧幅、新安幅和鸣鹫幅进行岩溶石漠化遥感解译,通过归一化植被指数(NDVI)和植被覆盖度(FVC)提取研究区域内石漠化信息,得到其空间分布规律。研究区岩溶石漠化发生率74.55%,属石漠化高发地区,其中中度石漠化最为发育,占全区石漠化的32.63%,重度石漠化最少,占17.59%。基于岩性、高程、坡向和坡度等4个影响因素与岩溶石漠化进行相关性分析,对不同因素中石漠化发生率的变化规律进行分析,结果表明南洞地下河流域南部区域岩溶石漠化在低海拔、缓坡度和纯碳酸盐岩中较为发育,在不同坡向中岩溶石漠化发育程度则较为相似。

岩溶石漠化区牧草植物地上部分生物量的动态变化

以菊苣Cichoriumintybus、杂交狼尾草Pennisetumamericanun×P.pureum、类玉米Zea diploperennis、混播牧草(菊苣、杂交狼尾草和柱花草Stylosanthes guianensiscv.Reyan No.2)、黑麦草Loliumperenn、紫花苜蓿Medicagosativa和白三叶Trrifoliumrepens为对象,研究了其地上部分生物量的动态变化以及刈割时株高与产量大小的关系,旨在为岩溶石漠化区选择适宜的牧草种类以及牧草的合理种植提供科学依据。结果表明,刈割高度对杂交狼尾草、类玉米、黑麦草和白三叶产量均有显著影响,而对菊苣、混播牧草和紫花苜蓿的影响较小。不同刈割时期牧草鲜、干草产量有显著差异,表明各种牧草无论是鲜草产量还是干草产量均有明显的季节变化。杂交狼尾草适于在牧草高产季节用于青贮,是解决冬季缺草的有效途径之一。仅刈割了3次的类玉米除7月鲜、干草产量与菊苣和杂交狼尾草差异不大,8月与10月鲜、干草产量仅为菊苣和杂交狼尾草的50%和30%。与单播牧草相比,混播牧草具有产量较为稳定的优势。类玉米死亡后轮作的黑麦草、混播牧草死亡后轮作的紫花苜蓿以及同期种植的白三叶均可以作为轮作牧草,不仅可以充分提高土地的利用价值,而且可以丰富牧草种类,是春秋季畜禽的良好草质资源。

典型岩溶石漠化区根系生境及其类型研究

在贵州岩溶石漠化区,根据碳酸盐岩分布、地貌类型及岩石类型分布情况,共计调查152个根系生境剖面,利用岩性、产状、根系分布范围内的岩石斑块数、土层深度、裂缝宽度、垂直剖面土壤分布范围、植物根系分布的长宽幅度等指标,采用RDA排序方法,分析根系生长空间类型及其特征;采用定性和定量分析相结合的方法进行快速聚类,划分植物根系生境类型,并进行生境类型命名及类型特征描述。结果表明:1)石漠化区植物根系生长空间分为表层空间、单层空间、多层空间3种类型,植物根系对多层空间类型利用最多;2)贵州岩溶石漠化区根系生境分为18个类型,各类型特征不同。研究成果加深了对岩溶石漠化区植物根系生境的认识,对植物生态修复与石漠化治理均具有重要的意义。

基于地学信息图谱的重庆岩溶石漠化植被恢复演替研究

重庆岩溶石漠化区的植被恢复演替动态变化研究对于该地区的石漠化治理和生态恢复具有十分重要的指导意义。而多时相的遥感数据和地学图谱分析法为植被恢复的研究提供了一种动态性和综合性的研究方法。以重庆市中梁山的典型植被恢复区为例,在基于1996、2001、2007和2013年4期遥感影像解译分类的基础上,采用"空间代替时间"的生态学植被演替研究方法,建立重庆市中梁山区退耕还林前后的植被恢复演替图谱,并结合地学图谱的相关分析方法,得到该区的植被恢复演替动态格局演变规律,体现了空间信息科学技术、生态学方法和地学信息图谱分析法在植被恢复演替研究中的有效结合。结果表明:(1)运用BP神经网络和BP算法进行分类,分类精度达到87.42%,比传统监督分类提高了5.57%。(2)自2002年全国范围内的"退耕还林(草)"工程全面启动后,该区域植被恢复演变特征明显,耕地面积明显减少而植被面积明显增加。(3)从2001—2013年,植被演替在该时期内依然存在着进展演替和逆向演替两个方向。虽然逆向演替比例仅占到18.63%,但它却使该区的演替研究变得复杂。(4)质心反映了各植被类型在恢复演替过程中的聚散与迁移,1996—2013年,马尾松群落和落叶阔叶林群落的质心变化较小,其他植被群落的质心都有很明显的变化。

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。

岩溶石漠化地区生态系统服务价值评价——以金沙县为例

为建立针对于岩溶区生态服务价值的评价方法,进而为国家石漠化综合治理工程效益评价提供数据参考,在大量阅读国内外关于岩溶区生态服务价值文献的基础上,以金沙县为例,构建了岩溶地区生态服务价值评估体系,并以林地生态系统、耕地生态系统、草地生态系统和未利用地生态系统为研究对象,选取生产有机质、固碳释氧、保持水土和景观游憩文化4个主导功能来估算区域的生态服务价值。研究结果显示:金沙县2005年到2010年4大生态系统总服务价值平均每平方公里减少1.62万元,总减少量3 607万元(占全县2010年GDP的0.42%)。其中生产有机质服务功能减少3 232万元,固碳释氧功能减少2 325万元,保持水土功能增加1 615万元,景观游憩文化功能增加335万元。

我国西南地区岩溶石漠化趋势及可持续发展研究

阐述了我国西南地区岩溶石漠化的趋势、过程和结果,介绍了岩溶石漠化地区可持续发展的概况及其存在的问题,并提出了岩溶石漠化地区可持续发展的途径。