Pollution pattern of underground river in karst area of the Southwest China

Investigation of groundwater pollution has been carried out on multiple typical karst underground river systems in recent years in order to reveal the characteristics and mechanism of underground river pollution. Through the summary of the survey results, five characteristics of underground river pollution have been revealed, including directionality, weak hysteresis, easier for reversibility, linear and intermittent(or seasonal); combining with karst geomorphic types, pollution sources(primordial, secondary pollution and compound), pollution ways and pollution receptors, three basic pollution patterns of the underground river were depicted: Recharge area pollution, runoff area pollution and discharge area pollution. At the same time, the study discloses the reality of the underground river pollution is the three basic patterns and their subgenera in combination with super imposition on the space and time. And from the angle of the hydrogeological model, the study expounds the process of underground river pollution. Finally, the study gives naming rules of pollution pattern of the underground river and sets up PISAB method of pattern recognition. The results provide scientific basis for pollution repair and management of underground river in the southwest karst region.

Particle Size Characteristics of Soil in Karst Area with Different Land Use Pattern—A Case Study of Shuifang Spring,Jinfo Mt.,Chongqing

This paper tried to analyze the particle size characteristics of the soil samples in Shuifang Spring catchment area,Jinfo Mt.,Chongqing with different land use patterns that are horse race grassland, rhododendron bush,bamboos,and the grassland near the Shuifang spring.The different land usepattern in karst area is of great affection to the particle size characteristics of soil.The median diameter of the karst surface layer soil becomes gradually smaller and smaller in following sequence:horse race grassland,grassland near the Shuifang Spring,

不同作物种植模式下坡耕地产流产沙的模拟研究

产流产沙是坡耕地水土流失的主要形式,为探讨不同种植模式对坡耕地产流产沙的影响,采用室内人工模拟降雨试验方法,在同一坡度、3种雨强下对坡耕地7种种植模式进行模拟试验。结果表明:1)不同种植模式下坡面产流量随雨强增大而增大,初始产流时间随雨强增大而缩短。坡面产流量趋势为先逐渐增大,之后(10 min左右)逐渐趋于稳定。C单种模式减流效果最差;A-B-C套种模式减流效果最好;低矮作物单种及参与的套种模式能更好促进降雨入渗。2)不同种植模式下坡面产沙量与雨强呈正相关,低矮作物参与的种植模式径流含沙量变化幅度较小,中、高单种或套种模式径流含沙量变化复杂。小、中雨强下,A-B-C套种模式减沙效果最好;大雨强下,A-B套种模式减沙效果最好。低矮作物参与的种植模式减沙效果优于中、高作物单种其套种模式。3)不同种植模式下产流量和雨强均呈极显著正相关。B、C单种模式与A-B-C套种模式产沙量与雨强有相关关系,其余模式与雨强的相关性不显著。综上,低矮作物单种及低矮作物参与的套种模式能有效减流、保土,因此坡耕地在进行农作物种植时应考虑增加低矮作物参与种植,避免造成大量水土流失。

喀斯特山地城市景观格局对城市内涝的影响研究——以贵阳市为例

全球气候变化背景下,随着城镇化高速发展,城市内涝灾害愈加明显,已成为造成喀斯特地区损失较为严重的灾害之一。选择西南喀斯特山地城市——贵阳市为研究区,基于2016—2020年实测和调查的内涝灾害数据,运用空间自相关和相关分析方法,探究景观格局对城市内涝的影响。结果表明:1)2016—2020年贵阳市主城区内涝频发,且空间分布差异性显著,呈现显著的空间自相关和集聚分布特征。2)不透水面、绿地与内涝频次的相关性显著,分别呈正、负相关。3)内涝周边500 m缓冲区内景观由少数聚集程度大的斑块构成,优势度较高,景观中的优势斑块类型仅有一种或少量几种;不同土地利用类型的景观格局空间聚集情况差异显著,其中铁路与道路、房屋建筑的景观指数空间聚类较为显著。4)内涝与土地利用类型面积的关系不显著,但与土地利用类型的景观指数有显著相关性,且不同土地利用景观格局对内涝的影响差异较大。研究结果为喀斯特城市内涝防治和景观格局规划管理提供重要参考和借鉴意义。

北热带喀斯特季节性雨林随机体的分布特征及其影响因素

基于弄岗15-hm2喀斯特季节性雨林动态监测样地2021年的野外复查数据,本研究对林分整体和优势种的随机体分布特征进行分析,并从生活型和环境因子角度探讨随机体的影响因素。结果显示,无论是林分整体还是优势种的角尺度分布中,随机体频率均最高,在0.5以上。林分整体和优势种角尺度分布均为随机分布。乔木分布格局为随机分布,灌木为聚集分布,且随机体比例均超过55%。原有植株个体数、平均胸径、平均海拔、地形湿润度指数和坡度对随机体的解释率较高。综上所述,我们认为,随机体在喀斯特天然林中占据主导地位,其分布受林木生活型、生物因素以及复杂地形条件的共同影响。

基于高分辨率数据的农村居民点分布格局及影响因素研究

[目的]剖析高分辨率视角下西南农村居民点大区域分布特征,探讨不同因素对农村居民点空间分布的影响,为农村居民点空间发展提供科学依据。[方法]针对当前研究中“区域性规律”和“内部精细结构”难以兼顾的不足,基于高分辨率农村居民点数据,采用核密度、空间热点探测、可达性分析和地理探测器等方法,从全域和斑块尺度研究了广西农村居民点空间分布特征,进一步分析自然因素、区位因素和社会经济因素对农村居民点空间分布的影响。[结果](1)研究区农村居民点整体分布呈显著集聚型,以小规模、低密度、复杂形状为主要分布特征。全省农村居民点平均密度为5.59个/km^(2),规模和形状均呈现显著高值聚集特征。(2)农村居民点分布具有显著分异性,随着高程和坡度的增加,以及耕地、道路和水域可达性的减小,农村居民点总面积、规模和密度呈现递减趋势。不同地质背景居民点空间分布差异较大,喀斯特区农村居民点分布总面积少但规模较大,形状更复杂、密度更低。(3)自然、区位和社会经济等不同因素对农村居民点分布的影响具有明显的差异性,社会经济因素对农村居民点分布总面积具有较强的“决定力”,区位因素特别是耕地与道路对农村居民点分布规模和形状具有主导作用,而对农村居民点分布密度影响最重要的是自然因素。[结论]广西农村居民点空间分布地域差异性显著,不同因子对农村居民点产生显著效果。

喀斯特区乡村景观格局特征及优化思路研究

以产业兴旺、生态宜居等各方面协同推进为总要求的乡村振兴战略的实施,对于生态环境脆弱且发展落后问题突出的西南喀斯特广大乡村地区具有重要意义。合理的景观格局是乡村振兴的基础。以贵州典型喀斯特石漠化乡村为研究区,从类型和景观两个尺度选取11个景观格局指数,对研究区的景观类型分布、景观破碎度空间分布、景观多样性空间分布等展开研究,探明了研究区景观格局特征。在此基础上结合生态学理论和乡村振兴总体要求,提出研究区乡村景观优化思路。结果表明:(1)研究区景观类型可分为水田、坡耕地、有林地、疏林地、经果林、石漠化灌丛等10类,其中坡耕地和石漠化灌丛是主要景观类型,石漠化灌丛是优势景观类型,道路、水系和居民点景观面积占比较小。(2)研究区西北部和西南部以人工景观的分布为主,景观破碎化程度高;北部石漠化景观集中连片分布,景观多样性和异质性指数较低。(3)从景观格局优化、产业结构调整两个角度对研究区乡村景观进行了优化,优化后形成了较为完善的生态网络格局,生态系统稳定性提升;种植结构的调整提升了景观结构复杂程度和土地利用价值,也优化了研究区的生态环境,为乡村旅游业的发展创造了条件。结果可为喀斯特地区乡村振兴规划及实施提供理论参考。

基于生态安全格局的岩溶山地国土空间生态修复关键区识别——以贵州省关岭县为例

为识别县域国土空间生态修复关键区,以滇黔桂石漠化片区的贵州省关岭县为例,选取2020年国土变更调查数据、“三区三线”划定成果、高程DEM等数据,利用MSPA、景观连通性指数、电路理论等方法,通过构建生态安全格局,识别生态夹点、生态障碍点等作为生态修复关键区。结果表明:(1)识别关岭县37块生态源地(449.78 km^(2)),其受不同石漠化程度影响呈现东西部集中成片、中部零星离散的空间分布特征;(2)提取74条生态廊道(140.775 km)有效连接零散分布的源地,等级较高的生态廊道多分布在石漠化程度较低区域。共识别36处生态夹点和14处生态障碍点作为国土空间生态修复关键区,构建出“三区、两轴、多点”的国土空间生态修复格局以提高生态修复成效;(3)确定生态夹点区的生态修复面积为757.84 hm^(2),主要分布在研究区中部的低阻力区域,确定的生态障碍点区的生态修复面积为364.48 hm^(2),主要集中在研究区中部的人类活动密集区,其分布范围受人类活动与大面积、深程度石漠化的双重干扰;(4)生态修复措施需结合实际石漠化治理成效及修复成本科学推进,并根据胁迫因子的差异性提出有利于关岭县生态修复与岩溶地区环境保护的规划布局。

滇东南喀斯特山区生态安全格局构建——以文山州为例

构建生态安全格局是优化区域国土空间布局的重要举措。以滇东南典型喀斯特地区——文山州为研究区,基于生态系统服务重要性评估结果识别生态源地,利用生态环境敏感性评估结果修正基础阻力面,通过电路理论提取生态廊道与生态节点,并提出区域生态安全格局优化建议。结果表明:1)文山州生态源地面积总计11435.22 km^(2),占全市总面积的36.34%,主要土地利用类型为林地。2)共提取出95条生态廊道,生态廊道累计长达1423.91 km,平均长度为14.98 km,长生态廊道多位于研究区西部的丘北县、砚山县、文山市。3)识别生态夹点39处,面积125.34 km^(2);识别低障碍区15处,面积9.60 km^(2);识别高障碍区28处,总面积36.23 km^(2)。研究结果可为文山州土地资源可持续利用和区域生态保护修复工作提供借鉴参考。

喀斯特湖泊-河流系统溶解性有机质光谱特征

为探索喀斯特湖泊-河流系统溶解性有机质(DOM)光谱特征空间格局,该研究以我国贵州红枫湖、百花湖和老马河为对象,分析了表层水体DOM紫外参数(SUVA_(254)、SUVA_(280)、S_(275—295)、S_(350—400)、S_(R)和E2/E3),利用三维荧光-平行因子(EEM-PARAFAC)解析DOM主要成分,同时基于荧光参数(HIX、FI、BIX和β∶α)揭示其来源信息。该研究运用Spearman相关性分析及主成分分析(PCA)方法,揭示DOM参数的内在联系及重要组分贡献。结果显示,红枫湖、百花湖和老马河SUVA_(254)和SUVA_(280)值较低,而E2/E3、S_(275—295)和S_(350—400)值较高,说明芳香类成分占比较少且DOM整体分子量较小。水体DOM主要成分为:红枫湖/百花湖(C1:微生物代谢类腐殖质;C2:可见光范围腐殖质;C3:色氨酸),老马河(C1:色氨酸;C2:富里酸;C3:陆源类腐殖质)。水体BIX范围在0.77—1.12之间,说明生物源和陆源输入共同贡献DOM。红枫湖与百花湖FI值小于1.4,而老马河在1.4—1.9间,说明河流内源DOM贡献率高于湖泊。水体β∶α值范围在0.73—1.10之间,说明新生DOM具有显著贡献。湖泊与河流HIX值低于4,表明水体腐殖化程度低。老马河HIX与S_(R)和S_(275—295)呈正相关(P<0.05)且与FI呈负相关(P<0.05),说明DOM腐殖化程度与分子大小和来源密切联系。芳香类DOM的同质性导致SUVA_(254)和SUVA_(280)相互耦合。研究发现新生DOM多具有生物降解性,表现为BIX和β∶α强相关。相对于激流系统,湖泊具有更多的水力停留时间,这可能进一步促进内源微生物的代谢,导致生物驱动的有机质快速循环,因此不同DOM生物讯号相互耦合。研究阐明了喀斯特湖泊-河流系统DOM成分与来源特征,有望为研究全球碳循环过程提供数据支撑。

喀斯特弃耕地草本植物根茎叶经济型谱间协调及其对极端降雨的响应

植物功能性状之间的关系是反映植物在资源获取和资源保守策略之间权衡的有力指标。喀斯特是全球最脆弱的陆地生态系统之一,其中的植被长期遭受干旱的胁迫,对极端天气和极端降水高度敏感。在降雨极端化的背景下,喀斯特地区植物生态策略的变化还不得而知。以西南喀斯特弃耕地演替初期群落中12种草本植物为对象,通过保持年降水量不变,人为控制单次降水量以及降水频率,以自然降雨为对照组(CK),设置中雨频率增强处理组(T10),大雨频率增强处理组(T25)和暴雨频率增强处理组(T50)3个处理组。模拟在全球变化导致的降雨极端化情境下,研究植物根茎叶功能性状的响应特征及经济型谱之间的关系。主要结果如下:(1)根茎叶的功能性状对降雨极端化的响应不同,其中根的理论导水率随着降雨极端化增强而增加,而茎和叶的理论导水率仅在T25增加,根茎叶三种器官中对降雨极端化最敏感的是茎;(2)根茎叶各器官均有自身稳定的“快-慢”经济型谱。降雨极端化仅T50的植物会选择介于资源获取和资源保守策略之间稳定的经济型谱;(3)不同植物器官之间的经济型谱的协调并不一致,其中茎根经济型谱之间的相关系数在三个处理组中均变大,而叶根经济型谱之间的相关系数仅在T25变大,叶茎经济型谱之间的相关系数仅在T10变大。总之,喀斯特弃耕地演替初期群落中草本植物的根茎叶有自身稳定的经济型谱,降雨极端化导致了以根茎叶经济型谱所反映的植物地上和地下资源保存和获取策略的解耦;本研究中的植物最容易发生功能性状变异的器官是茎。本研究提高了对植物不同器官各功能性状之间关系和植物地上与地下部分关联性的理解,揭示了植物不同器官的“快-慢”植物经济型谱以及由此反映的植物适应能力的差异和功能策略的多样性,促进了对植物资源获取与环境响应策略的深入认识,为预测未来气候变化背景下喀斯特弃耕地草本植物的适应趋势和响应策略提供了新见解。

喀斯特栎类老龄林的空间结构分析

[目的]研究喀斯特栎类老龄林的分布格局、空间关联和标记特征,探明垂直分层在喀斯特森林生物多样性维系中的作用。[方法]在中国西南地区南盘江流域的喀斯特老龄林(>300 a)中建立1块面积为200 m×110 m的固定样地,依据树高和物种组分将树木划分为林分上层和林分下层,用负指数函数分析了径阶与物种多度和丰富度的数量关系,用双相关函数g(r)分析林分上层、林分下层以及它们各自主要种群的分布格局和空间关联,用标记相关函数kmm(r)分析树种和树木大小的空间分布。[结果](1)林分、林分上层和林分下层的径阶分布均呈倒J型,林分和林分下层的物种丰富度随径阶的增大而减小,而林分上层则呈先升后降的趋势;(2)林分上层在多数尺度上呈规则或随机分布,仅在小尺度(r=0~1 m、4~6 m)上表现为聚集分布,林分下层的聚集强度和尺度皆大于林分上层;(3)林分上层和林分下层之间,以及它们各自的主要种群之间均以随机关联为主,只有个别种间对在小尺度(r=0~2 m)上呈正关联或负关联;(4)林分和林分下层在所有观测尺度上表现为同种聚集,强度明显大于林分上层;林分和林分上层的个体大小分化明显,小径木聚集。林分下层的个体大小相近,在多数尺度上混生。[结论]垂直分层决定了林分上层、林分下层的物种组分、多度、分布格局和空间关联,在物种共存和多样性维持中扮演重要角色。

广州白云区岩溶发育规律统计分析

为了深入了解广州白云区的岩溶发育规律,本研究收集整理了该区3个毗邻项目的地质勘察报告。通过分析396个见可溶岩钻孔数据,揭示了溶洞的发育规律,包括岩洞的深度、规模及充填物类型等。研究发现,该区域岩溶以中风化至微风化带灰岩层为主导发育,溶洞多呈无填充或半填充状态,并伴随显著的地下水活动。岩溶发育深度近似正态分布或对数正态分布,发育规模差异显著。研究结果为区域基础设施建设的岩溶灾害防治提供了先验性的理论支持,并提出了在施工过程中降低岩溶风险的针对性建议。

喀斯特地区农业就业可达性的空间格局及其影响因素研究——以黄平县为例

精准衡量喀斯特地区农业就业供需空间格局及其影响因素,是实现区域就地就近就业的重要保障。以黄平县为例,运用改进高斯两步移动搜索法,依托实际交通路网,基于供需匹配,从行政村尺度,根据地块可供给就业岗位数量和居民点就业需求人数测算农业就业可达性,结合空间自相关分析和基尼系数探究可达性空间分异特征,并借助地理探测器探测空间分异的主要影响因素。研究表明:(1)黄平县各行政村农业就业的供需比差异大,供需不匹配显著;农业就业可达性呈现中部高可达集中,西北部一般可达围绕较高可达分布,东南部较低可达与低可达集中的特点;(2)黄平县农业就业可达性空间分异现象明显,分布呈现正相关性,居民点农业就业可达性均表现出差距较大或差距悬殊,内部不均衡性强;(3)耕地破碎程度对农业就业可达性空间分异影响力较大,同时经济发展、人口状况、地形地貌、耕地破碎程度和交通情况的交互作用对黄平县农业就业可达性空间分异影响较大。

喀斯特地貌城市物质文化遗产的时空演化特征——基于安顺市文物保护单位分析

喀斯特地貌的地理环境约束,使得城镇空间选择与区域体系发展都相对局促,而文物保护单位作为记录区域重要自然进程与人类社会活动的历史切片与时空物证,隐含着城镇及其关联体系的发展脉络和空间功能特性的关键信息。研究选取典型喀斯特地区安顺市域范围,以其文物保护单位为研究对象,基于其以明清时期为主、古建筑类型居多、集中分布于滇黔古道沿线的一般特征,从时间和空间两个维度运用核密度、最邻近指数、标准差椭圆等空间分析法,探究安顺物质文化遗产在不同历史阶段的空间分异和格局演化,揭示不同历史时期的重心变迁和方向性强弱变化。在此基础上,探究其中隐含的地域文明进程、城市空间演进规律、重大历史事件与城市环境文化建设的时代共生和历史呼应现象,为合理保护物质文化遗产以及在城市文明建设中协调、利用其文保价值提供启示。

“非典型”传统村落景观格局与生态旅游发展研究——以桂林喀斯特世界自然遗产地明村为例

“非典型”传统村落是指虽未纳入“历史文化名村”或“中国传统村落”名录保护,但仍具有特殊的历史文化和社会价值的村落。广西桂林明村地处喀斯特自然遗产地核心保护区,三面峰林环绕,一面贴近漓江,生态环境优越,历经数百年,荟萃了“非典型”传统村落的精华。其聚落选址布局、景观格局以及空间结构整体都具有传统村落很好的代表性,但城市化等外部冲击导致村落发展失序,主体缺位带来生态旅游发展停滞。藉此提出保护与更新村落环境,活化利用生态景观文化旅游廊道,展示农耕文化,营造田园诗意等生态旅游发展策略。

川东褶皱带石柱向斜区岩溶发育特征及地下水循环模式初析

川东隔挡式构造带沿褶皱轴部及两翼可溶岩与非可溶岩条带间布,影响岩溶地貌演化与岩溶地下水运移。通过分析川东石柱向斜区中段与南段典型岩溶地貌类型、规模、高程与分布,掌握各段岩溶发育特征差异。结合各段岩溶泉点氢氧同位素特征分析与水文地球化学反向模拟等,研究了石柱向斜岩溶发育特征及地下水循环规律。表明:川东石柱向斜地下水循环包含翼部顺层径流型、核部顺轴径流型与断层径流型三类;石柱向斜中段与南段岩溶发育具明显垂向分带特征,在海拔860~2000m以浅表岩溶洼地为主;海拔200~860m以深部溶洞为主。研究结果对水利工程选址与地下水资源开发利用有重要参考价值。

鄂尔多斯盆地周边岩溶地下水系统模式及特点

鄂尔多斯盆地周边岩溶分布区由22个汇水面积不等的岩溶地下水子系统组成。本文从区域构造与地貌背景条件出发,将这些子系统归结为具有相似岩溶地下水系统循环特征的5种模式,每一种模式在岩溶地下水富集规律、水资源循环以及环境地质问题等方面有着不同的特征表现。

古潮湿环境下碳酸盐岩缝洞型油气藏结构模式——以塔里木盆地奥陶系为例

岩溶发育的气候条件是决定碳酸盐岩油气田储集空间和运移通道类型的主要因素,溶缝和溶洞是古潮湿环境下塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩岩溶发育的产物。通过对塔里木盆地北缘奥陶系碳酸盐岩古风化壳岩溶发育特征的调查与分析,掌握了溶缝与溶洞的发育分布规律,认为溶洞与裂缝并不是孤立分布的,溶洞与周边有成因联系的影响带(裂缝密集发育带)一起共同组成一个有机的缝洞系统,从而构成了良好的缝洞型储集层。将溶洞与裂缝有机的结合起来,建立了碳酸盐岩风化壳储集体的非均质分布模型——缝洞型油气藏结构模式,并提出将裂缝和溶洞比较集中的彼此互相连通的区域作为油元来研究,有利于从宏观上认识缝洞型油气藏的实质。

塔中北斜坡奥陶系鹰山组岩溶储层特征及古岩溶发育模式

塔中北斜坡奥陶系鹰山组碳酸盐岩古岩溶发育,油气资源丰富,具有广阔的勘探开发前景。本次利用岩石化学分析、岩芯钻井、地震测井及成像测井资料,对岩溶储层发育规律及岩溶缝洞发育模式进行研究。认为：鹰一段和鹰二段发育质纯厚层灰岩地层,属强岩溶层组,溶蚀孔,溶蚀裂缝及溶洞均发育,后期古岩溶作用是该区油气聚集的主要场所。垂向岩溶缝洞系统主要发育在鹰山组顶面以下0-50 m及80-180 m范围。同时,溶洞在该区发育,洞穴型岩溶是该区优质岩溶储层,钻井过程常伴有放空、水漏失现象。结合古地貌特征,建立了ZG18-ZG22井区古岩溶缝洞系统发育模式,为岩溶储层预测及勘探开发井位部署提供地质依据。