Spatio-temporal Dynamic Simulation of Urban Land Use in Karst Areas Based on CLUE-S Model——A Case Study of Dahua Yao Nationality Autonomous County in Guangxi Zhuang Autonomous Region

This article uses TM images in 1999 and 2006 in Dahua County,selects the driving factors having great impact on urban land use change,and conducts data processing using GIS software.It then uses CLUE-S model to simulate land use change pattern in 2006,and uses land use map in 2006 to test the simulation results.The results show that the simulation achieves good effect,indicating that we can use CLUE-S model to simulate the future urban land use change in karst areas,to provide scientific decision-making support for sustainable development of land use.

山地城市轨道交通工程岩溶勘察模式浅析

[目的]在贵阳城市轨道交通工程勘察中,岩溶是具有普遍性的不良地质,是地质上面临的首要问题。当今岩溶问题的勘察模式同贵阳城市轨道建设的需求是不相匹配的,故必须探索一种适用于岩溶山地城市轨道交通建设的岩溶勘察模式。[方法]从岩溶危害出发,总结分析岩溶勘察的技术手段、规范约束和贵阳市的实际经验共三个方面的内容后,明确指出现阶段采用的“工程地质调绘先行,工程钻探为主,工程物探为辅”的岩溶勘察模式是历史所形成的,并论述了当前轨道交通山地岩溶勘察的主要矛盾是对岩溶勘察的高分辨率要求与勘察方法的低分辨率水平之间的矛盾。[结果及结论]从现阶段岩溶勘察的主要矛盾出发,根据岩溶勘察技术手段的发展,结合具体案例分析,经研究提出:“工程地质调绘先行,工程钻探为主,工程物探为辅”的岩溶勘察模式必将走向“从工程需要出发,以地质思维为指导,地质调绘先行,地面物探普查,钻探和钻孔物探为补充和验证,多方法综合”的新勘察模式。

贵安新区生态新城岩溶区地下空间利用适宜性评价

以贵安新区生态新城为例,在分析研究区地质环境条件基础上,提出了地下空间利用概念模型,建立了基于地下水系统单元的分区、分层地下空间利用适宜性评价体系和评价方法,利用ArcGIS平台对典型岩溶区进行了地下空间利用适宜性评价,提出了针对性的地下空间利用建议。结果表明:(1)地下空间适宜性较好以上面积半地下占36.11%、浅层占44.06%、次浅层占43.94%,半地下空间利用主要受地形起伏程度、地层岩性破碎程度影响,浅层地下空间利用主要受地质构造、地层岩性、地表水系、岩溶发育程度、地下工程建筑影响,次浅层地下空间利用受地下水、岩溶发育程度和构造影响;(2)基于地下水系统单元和ArcGIS平台建立评价方法较为方便实用,评价结果经验证较为可靠;(3)地下空间开发利用过程中应准确划分地下水系统,查清地下水动态,重视涌水、岩溶塌陷等灾害。建立的评价方法及评价结果为典型岩溶区地下空间利用、国土空间规划、地质灾害防治提供借鉴和指导。

基于AHP和GIS技术的桂林规划城区工程建设适宜性评价

文章采用AHP方法赋权计算桂林市规划城区工程建设适宜性的评价指标权重,基于地理信息系统平台利用多因素综合法计算其工程建设适宜性指数,使用GIS空间分析技术对桂林规划区工程建设适宜性进行分区可视化评价。结果表明:桂林规划城区的工程建设适宜性整体较好,以适宜、较适宜为主,其中适宜区与较适宜区分别占总面积的3.1%和48.3%,适宜性差区为11.4%,不适宜区为37.2%。建议桂林规划城区建设选址应在适宜区和较适宜区,避免适宜性差区,重大建设选址避开不适宜区;在适宜性差区应注意现有地质灾害和可能诱发的地质灾害、地基不均匀沉降等问题的防治;不适宜区建议规划为生态用地,作为桂林旅游城市的生态屏障。

广西石漠化与城镇化耦合协调的时空异质性

石漠化是西南喀斯特地区的典型生态环境问题。如何正确认识石漠化与城镇化的耦合关系,是制订石漠化治理政策和指导城镇可持续发展的必要条件。基于Google Earth Engine调用Landsat影像构建石漠化程度评价模型并计算综合石漠化指数。利用熵值法与线性加权法计算综合城镇化指数,借助耦合协调度模型探究2000—2020年石漠化与城镇化耦合协调度演化的时空特征。结果表明:1)石漠化程度呈下降趋势,但区域差异明显,重度和极重度石漠化集中分布在中部和西南部地区。城镇化水平快速发展,东部地区的城镇化水平高于西部地区;2)石漠化与城镇化的耦合协调度不断提高,从2000年的“不协调发展,城镇化滞后”逐步过渡到2020年的“转型发展,石漠化滞后”;3)城镇化水平提升越快的县(区),其石漠化治理效果越明显,相应的耦合协调度越高。研究结果可为当地政府制订可持续发展的城镇化方案、更好地处理城镇化与生态环境保护的关系提供参考。

城市轨道交通隧道综合岩溶勘察技术创新应用

为控制岩溶发育地区城市轨道交通工程施工过程中的地质风险,准确查明隧道洞身区域岩溶发育程度及特点至关重要。若仅采用在隧道结构线外侧实施钻探的方法,存在隧道范围内岩溶无法准确查明等不足。针对此问题,以贵阳市城市轨道交通3号线一期工程区间隧道为例,针对不同平面位置、深度岩溶的发育特点,在调查获取相关勘察资料基础上,采用地质雷达、微动、高精度瞬变电磁等地面物探方法,逐步圈定岩溶发育的重点区域,再通过在隧道中线位置实施钻探进行验证,并对溶洞充填物进行原位测试及室内试验,最后利用钻孔开展跨孔CT和管波测试。物探推断197处岩溶发育,有34处与钻孔揭露溶洞相吻合,70%的洞径小于2 m;94%溶洞分布于底板埋深以上,其中29%分布于隧道洞身范围内;55%以上钻孔揭露溶洞为无充填类型。本次岩溶勘察查明了岩溶类型及形态、岩溶空间分布特征、岩溶与隧道结构关系、溶洞充填情况等信息,为该项目设计施工提供翔实、准确的地质资料。

弹性波CT法在岩溶勘察中的应用研究

发育于灰岩地区的地下隐伏岩溶给城市工程建设带来了极大的安全隐患,常规物探手段难以满足城市工程对岩溶病害的高精度探测要求。介绍一种弹性波CT技术,可以对工程场地地下结构进行高精度成像,依据岩溶与其周围围岩之间存在的物性差异,结合场地其他地质资料对场区岩溶的形态、规模进行准确预测。工程实践表明,弹性波CT法能够准确识别地下隐伏岩溶,与地质钻探资料相吻合。

电磁波CT技术在城市隧道岩溶勘查工程中的应用

随着城市发展过程越来越快,交通与环境的矛盾日益突出,为了保全地面建筑物,采用隧道方案也越来越多。城市岩溶探测以钻探为主,再辅以高密度电法、浅层地震反射法等传统物探方法,这些方法效率低,且受场地条件限制,很难实施。电磁波CT技术作为近些年发展起来的地球物理探测技术,具有分辨率高、野外作业便利等优势,可以较好的揭露地下岩溶发育规模及特征。本文在传统的数据处理基础上,运用电磁波CT探测技术,通过反演设置最低限值、选用反射投影结果作为初始模型、利用低通滤波和角度限制技术和采取连续测线模式架构程序进行归一化计算处理等处理技术方法,大大提高电磁波CT资料解译的精确度。研究表明,电磁波CT探测技术在岩溶勘查中有很好的应用效果,探测结果对于城市隧道工程建设具有较大的指导意义。

贵阳城市轨道交通工程勘察的岩溶问题及其探察方案探讨

贵阳市是西南地区典型的岩溶山地城市,岩溶问题严重困扰着该市轨道交通建设。这里以贵阳城市轨道交通建设中矿山法、盾构法和明挖法施工遇到的岩溶问题为例,剖析总结了在初勘、详勘以及施工各阶段针对具体岩溶问题的探查技术方案。综合大量岩溶探查成果,提出针对岩溶风险应遵循“早发现,精勘探,适当超前处置”的技术思路,具体探查方案的科学实施应遵循“先地面物探探测岩溶的位置、范围、埋深等,后钻探验证和补充,最后跨孔CT精细刻画形态”的工作原则。

基于高密度电法的城市复杂环境岩溶探查研究--以贵港市北环新村为例

近年来,贵港市北环新村地表岩溶塌陷频发,严重威胁到当地居民的生命财产安全。本文使用高密度电法获取研究区域岩溶分布特征,并对地下水强径流带进行圈定,为岩溶塌陷治理工作提供指导。本文首先进行数值模拟,根据模拟结果指导现场探测方案,并对现场实测结果分析提供参考。然后对北环新村浅层地下水径流带进行探查,根据探测结果圈定出11处潜在岩溶塌陷区,并推断1条主要径流带和3条次要径流带。最后将探测剖面与钻孔记录进行对比验证,结果表明高密度电法探测精度较高、成果可靠性强,在城市地表岩溶塌陷勘查中能起到重要作用。

多尺度下西南喀斯特山地城市内涝空间分布特征与驱动力分析:以贵阳市为例

【目的】针对现有城市内涝空间格局及驱动因素研究多集中于平原地区,难以为喀斯特山地城市提供参考这一问题,【方法】以贵阳市为研究区,建立2016—2020年内涝数据集,运用核密度估计法、标准差椭圆法和全局空间自相关探究内涝空间分布特征,并运用Spearman相关分析和地理探测器在多尺度上(即250 m、500 m和1 000 m)揭示贵阳市内涝的驱动机制。【结果】结果表明:(1)贵阳市内涝具有集聚效应,集聚中心位于云岩区和南明区,内涝分布方向经历了由“南-北”向“东南-西北”的转变;(2)城市空间结构、土地利用类型、地形和人口密度是内涝的主要驱动因子,特别是城市空间结构中容积率对内涝的驱动力最强,q值为0.374;(3)各驱动因子之间的交互作用类型以双因子增强为主,其中容积率∩建筑拥挤度的协同作用对内涝的影响最显著,q值为0.574;(4)内涝与城市空间结构、土地利用类型、地形间的相关性随研究尺度的增加而减弱,而土壤和地质则相反。【结论】内涝多集聚于云岩区和南明区;影响内涝发生的主要因素是城市空间结构、土地利用类型、地形和人口;内涝影响因素具有较强的尺度效应,因此结合研究区特点确定适当的尺度,可以更准确地识别内涝的主要驱动因素。

喀斯特地区不同土地利用类型土壤节肢动物的群落结构:以贵阳市为例

【目的】探明土壤节肢动物对喀斯特地区不同土地利用类型的响应,为城市土地规划利用及退化生态系统的恢复提供科学资料。【方法】2020年7—8月采用手捡法和干漏斗法对贵阳市南明区公路、校园绿地、农田和森林4种土地利用类型的土壤节肢动物进行调查,再采用重复测量方差分析结合主成分分析(PCA)检验土地利用类型和采样时间及其交互作用对土壤节肢动物群落结构的影响。【结果】从调查区获得土壤节肢动物1223头,隶属10纲28目114科。优势类群为杆棱甲螨科(Mochlozetidae)和等节跳科(Isotomidae),分别占总密度的24.19%和13.42%。7月和8月公路的土壤节肢动物类群数(4.07个和4.33个)和Shannon-Wiener多样性指数(1.14和1.21)显著低于森林(7.80个和6.27个,1.76和1.60),但密度(4561.02 ind/m^(2)和7411.41 ind/m^(2))与森林(7233.21 ind/m^(2)和8025.58 ind/m^(2))无显著差异;校园绿地、农田的类群数(5.67个、5.80个和6.73个、4.40个)、密度(10508.55 ind/m^(2)、5810.75 ind/m^(2)和5072.45 ind/m^(2)、8800.87 ind/m^(2))和Shannon-Wiener多样性指数(1.43、1.43和1.78、1.22)与森林无显著差异。森林与农田、公路的土壤节肢动物优势类群物种组成差异明显,公路、校园绿地和农田土壤节肢动物常见类群和稀有类群组成与森林明显不同。【结论】农业耕作能明显改变土壤节肢动物群落组成,而交通活动不仅能改变群落组成,还能显著降低土壤节肢动物多样性。

黔中城市群水资源空间均衡状态分析

为揭示长江上游典型喀斯特地区城市群水资源空间均衡性变化特征,以黔中城市群为研究区,采用基尼系数法分析2011~2020年研究区水资源-人口、水资源-GDP、水资源-耕地的空间分布均衡性,并结合水资源负载指数对水资源的开发利用程度和潜力进行评价。结果显示:①研究区水资源-人口、水资源-GDP空间分布整体上呈现出不均衡的状态,其中中部区域为城市群核心区,由于水资源量较少,且承载了较多的人口和GDP,因此水资源、人口、GDP三者空间均衡状态较差;北部和南部区域,由于水资源量较为丰富,承载的人口和GDP较少,因此均衡状态优于中部区域。各区域均呈现出较好的水资源-耕地均衡状态。②研究区水资源负载指数在空间上呈现中部高、南北低的特点;在时间变化上,中部区域呈现出一定的降低趋势,北部区域则呈现出上升的趋势,南部区域略有提升但基本处于稳定状态。研究成果有助于长江上游喀斯特地区城市群制定社会经济发展和水资源开发利用政策。

岩溶山地城市轨道交通工程勘察新模式

在贵阳城市轨道交通工程建设中,岩溶作为普遍性不良地质作用,成为地质勘察面临的首要问题。通过总结贵阳市城市轨道交通岩溶勘察经验,分析现阶段岩溶勘察存在的问题和主要矛盾后,从岩溶特点和轨道交通特点出发,创新性地提出“地质调绘先行、综合物探普查、工程钻探验证、施工过程复核修正”的岩溶勘察新模式。

喀斯特山区城乡人类活动强度及其效应时空演变研究

[目的]探究城镇与乡村人类活动强度,以及城镇与乡村地区人类活动的经济效应、生态效应的时空演变,为全面定量评估城乡人类活动机制、生态文明建设与社会经济发展等提供一定理论支撑和决策指引。[方法]通过构建城镇与乡村地区的人类活动强度指数、人类活动强度阈值及人类活动效应等模型方法,对贵州省各地市城乡人类活动强度及阈值演变进行了研究。[结果]2010—2018年,贵州省各地市乡村人类活动强度减弱(降低7.57%~28.57%),城镇人类活动强度增强(增加22.72%~124.83%),城镇人类活动强度大于乡村人类活动强度。各地市乡村人类活动强度最低与最高阈值总体呈降低变化,但多数地市超过最高阈值(1.02~1.62倍),山区土地系统承受较高乡村人类活动强度影响。各地市城镇人类活动强度阈值呈增加变化,2018年城镇人类活动强度趋近最高阈值(0.940~0.997倍),城镇人地系统承受着较大压力。各地市单位城镇人类活动经济效应与单位乡村人类活动生态效应均呈增长变化(年均增长率8.60%~13.53%),单位乡村人类活动生态效应比城镇人类活动经济效应更显著(2.24~14.84倍)。[结论]尽管贵州省乡村人类活动强度呈减弱变化,城镇人类强度及阈值均呈增加变化,但其土地系统承受人类活动强度均较高,单位乡村和城镇人类活动经济与生态效应均增长变化,未来应该继续深入探究城镇与乡村人类活动强度测算方法体系。

复杂工况条件下天然源面波方法的探测效果研究

天然源面波方法因其抗干扰能力强、安全环保、探测深度深、分辨率高等特点,正广泛运用于城市强干扰背景、藏区脆弱环境等复杂工况的物探工作中,在岩土体细致分层、深部目标体探测等方面皆有不错的探测效果.该文旨在剖析典型复杂工况下的天然源面波方法岩土体分层和深部岩溶探测案例,分析其探测效果,总结可供工程借鉴的规律.

喀斯特城市杨树人工林微量元素的生物循环

对喀斯特城市25年生杨树人工林内Cu、Fe、Zn、Mn、Ni、Pb、Co、Cd微量元素的含量、积累、空间分配和生物循环进行了研究。结果表明,林地土壤中,微量元素含量Fe最高,Mn次之,Cd最低,且呈现随土层深度增加而减少的垂直分布规律。在枯枝落叶层的分解过程中,Pb、Ni、Mn、Cd、Cu、Co、Zn分解速度比Fe快。林木各器官微量元素含量为细根>树叶>粗根>树皮>树枝>大根>根桩>干材,Cu在叶中高于其他器官。林分微量元素的总贮量为14.086 kg/hm2,微量元素在各器官中贮存量排序为Mn>Zn>Cu>Fe>Cd>Co>Pb>Ni,树干和树皮的贮存量最多,占总贮存量的43.4%。林分微量元素的年吸收量为3.079kg/hm2,年归还量为2.663 kg/hm2,年存留量为0.417 kg/hm2,总利用系数为0.219,循环系数为0.865,周转期为5.29 a,林分对土壤中Cd的吸收能力强,微量元素的生物分解率均高于生物迁移率。杨树林分中微量元素具有较大的循环速率和较短的周转期,而且林分对养分的稳定性、自我调节能力和培肥土壤的能力强,有利于林地生产力维持。

贵州城市化进程中的生态环境问题研究

为促进贵州城市化进程中的生态环境重建,结合我国21世纪的主题和全面建设小康社会、构建和谐社会等宏伟目标和经济可持续发展的思想,借鉴国内外城市化与生态环境协调发展模式,对贵州城市化进程中存在的土地、水、大气、生活垃圾、人口和光污染等生态环境问题进行了分析,提出贵州城市化与生态环境协调发展的对策。

喀斯特城市杨树人工林生态系统生物量的层次结构

采用现场实测的方法,对喀斯特城市——贵阳市的杨树人工林生态系统不同层次的生物量进行了研究。结果表明:25年生杨树单株生物量为189.50kg,以树干生物量最高,占林木总生物量的57%;林分生物量为105.36t.hm-2,地上部分生物量为88.01t.hm-2,占林分总生物量的83.5%;林分生产力为12.12t.hm-2a-1,各器官生产力大小排序为树叶>树干>树根>树皮>树枝,树叶生产力最高,为8.24t.hm-2.a-1,占林分总生产力的68%;林下灌木层生物量为7 264.13kg.hm-2,以油茶生物量最高,为2 549.52kg.hm-2,占灌木层总生物量的35%;草本层生物量为556.49kg.hm-2,以白茅最多,生物量为213.06t.hm-2,占草本层生物量的38%;死地被物层生物量为5 733.52kg.hm-2,以未分解层生物量最多,为2 434.14kg.hm-2,占死地被物层总生物量的42%。研究结果可为喀斯特城市森林改善生态环境、碳平衡准确计量及森林保护提供科学依据。

岩溶区地下水微生物污染特征及来源——以重庆南山老龙洞流域为例

文章选取老龙洞地下河流域10个地下水点采集样品,分析水样中的水化学指标和三种重要微生物指标,以了解城市化进程对老龙洞地下河流域水质的影响,探究该地区微生物污染的主要来源。结合岩溶区独特的水文地质条件,利用粪大肠杆菌（FC）与粪链球菌（FS）比值法,初步分析得到该地区微生物污染程度和污染来源。研究结果表明：（1）老龙洞流域地下水存在严重的微生物污染,地下水总细菌数、大肠菌群远超过国家地下水标准规定,分别是国家地下水标准规定的2.3×10^2~5.5×10^4倍、0.8×10^4~0.9×10^6倍,粪大肠菌群数量为100~4.38×10^6 CFU·L^-1;（2）4#、6#采样点微生物污染主要来源于温血动物,1#、7#、8#采样点地下水受城市化进程的影响大;（3）微生物污染主要来源于人类粪便,同时SO2-4、PO3-4、NO-3含量高且与微生物污染相关性密切,说明生活污水引起的次生微生物污染较严重,2#、3#、5#、10#采样点受生活污水和禽畜粪便影响较小,属于单纯的NO-3农业污染型地下水,微生物污染较轻。