一种石漠区地表岩石裸露率测量方法

岩石裸露率是判定喀斯特石漠化等级最基础指标之一,其精度对判定石漠化分布区、划分等级、制订防治措施十分重要。传统机械布点法测量内容单一,无法满足日益严峻的石漠化治理需求。针对这一问题,本实验设计在小尺度不同粒径岩石裸露条件下,应用照片处理技术(拍照)获取岩石裸露率并分类径级的方法,并与传统机械布点测量方法进行比对。结果发现:拍照测量得到的岩石裸露率低于机械布点测量值,在拍照测量结果未达到石漠化(岩石裸露率30%)时两种方法之间的差异显著,超过此比例后两种测量结果的差异随着岩石裸露率的增加而逐渐减小;拍照测量岩石裸露率变异系数高于机械布点测量结果,说明拍照方法更能反映喀斯特石漠化岩石高异质性特性;拍照测得石漠化区和治理区的岩石分布密度分别为111个/m2和67. 4个/m2,两个样地岩石优势粒径均为75～250 mm,但综合来看,治理区样地的岩石粒径尺寸要高于石漠化区。机械布点测量简单、快捷,但数据内容单一,拍照测量不仅可以反映岩石裸露率,还可同时测量岩石粒径和分布密度,敏感度较机械布点测量高,能反映喀斯特石漠化地区更多的细节和变异,能更好地服务于石漠化治理。     

喀斯特石牙出露侵蚀地的相关土壤化学组成特性分析研究

为探讨石牙裸露地土壤化学性质的相关问题,在滇中石林镇天生桥大箐角的喀斯特石牙裸露侵蚀同一坡地,选取了石牙出露率不同的3个对比样地,采样分析了喀斯特石牙裸露侵蚀坡地的相关土壤化学组成特征。研究结果表明,该侵蚀地土壤化学组成特征受其石牙基岩的成土特性的继承关联性影响;石牙出露覆盖度不同的样地间,土壤剖面的部分化学成分值的变化幅度与变化趋势,均呈现出了明显差异性。原因可能与石牙出露过程中侵蚀环境因素导致对土壤性状影响有关。     

喀斯特高原峡谷与高原盆地区石漠化及变化特征对比

以贵州典型喀斯特峡谷和高原盆地区为研究对象,以5期卫星遥感影像为数据源,综合运用“3S”技术,辅以其他参考图件获得研究区不同时段石漠化图,通过对研究区石漠化状况及工程治理后动态变化特征作对比分析,探讨不同地貌类型区石漠化及其变化特征的差异性。研究表明：石漠化发生与演变和地貌类型存在一定相关性,花江喀斯特峡谷区和清镇喀斯特高原盆地区石漠化发生率分别为67.4％和31.6％,花江喀斯特峡谷区石漠化面积、石漠化发生率、石漠化强度明显地高于清镇高原盆地区。2000―2010年,花江喀斯特高原峡谷区和清镇喀斯特高原盆地区石漠化面积分别减少2.79和5.04 km²,石漠化年变化率分别为-0.91%和-2.78%,清镇喀斯特高原盆地区石漠化减少更明显。在监测时段内,花江喀斯特高原峡谷区石漠化年变化率先增加后逐渐减少,而清镇喀斯特高原盆地区则一直保持较高的石漠化年变化率,这在一定程度上说明石漠化越严重,治理越难,治理成效越不明显。当前开展的石漠化治理专项工程应根据不同地貌类型差异合理布设治理工程,先易后难,重点做好轻、中度石漠化地区的石漠化治理工作。     

喀斯特树轮记录的土壤侵蚀历史研究

在贵州中部典型喀斯特石漠化区选择2个试验样地进行树轮地貌学研究,通过对样地内计22对裸露和非裸露树根进行野外测定并取样进行室内测试,表明：喀斯特裸露根系记录了土壤侵蚀结果,裸露树根解剖结构显示土壤侵蚀发生时树根细胞生长发生明显变化,显示出年轮突然变窄、细胞明显减小、或者早材细胞数量减少等,同时,纤维面积、导管管胞面积也发生显著下降,多达70.66%,少则39.20%,而这种变化仅只与土壤侵蚀有关,结合树根年龄测定,得到土壤侵蚀发生的准确时间,并据此计算出样地尺度土壤侵蚀的动态过程,其中普定土壤侵蚀量发生在2002-2007年之间,平均侵蚀速率为每年0.484 t;贞丰土壤侵蚀发生在2005-2007年之间,平均侵蚀速率为每年0.051 t。树轮记录的土壤侵蚀不仅可以同一个物种进行测定,还可以多物种共同记录,这为以多物种阔叶混交林为主要植被的喀斯特土壤侵蚀记录的研究提供了强有力的方法;而树轮记录的土壤侵蚀量大大大于径流场监测的流失量,显示喀斯特地下流失为主,流失量占总土壤侵蚀量的2/3。     

喀斯特树轮记录的土壤侵蚀历史研究（英文）

在贵州中部典型喀斯特石漠化区选择2个试验样地进行树轮地貌学研究,通过对样地内计22对裸露和非裸露树根进行野外测定并取样进行室内测试,表明:喀斯特裸露根系记录了土壤侵蚀结果,裸露树根解剖结构显示土壤侵蚀发生时树根细胞生长发生明显变化,显示出年轮突然变窄、细胞明显减小、或者早材细胞数量减少等,同时,纤维面积、导管管胞面积也发生显著下降,多达70.66%,少则39.20%,而这种变化仅只与土壤侵蚀有关,结合树根年龄测定,得到土壤侵蚀发生的准确时间,并据此计算出样地尺度土壤侵蚀的动态过程,其中普定土壤侵蚀量发生在2002-2007年之间,平均侵蚀速率为每年0.484 t;贞丰土壤侵蚀发生在2005-2007年之间,平均侵蚀速率为每年0.051 t。树轮记录的土壤侵蚀不仅可以同一个物种进行测定,还可以多物种共同记录,这为以多物种阔叶混交林为主要植被的喀斯特土壤侵蚀记录的研究提供了强有力的方法;而树轮记录的土壤侵蚀量大大大于径流场监测的流失量,显示喀斯特地下流失为主,流失量占总土壤侵蚀量的2/3。     

内蒙古中北部白垩系下统固阳组（K1g）特征及其区域对比

固阳组在测区内分布广泛,主要出露在固阳盆地的昔连脑包,西河盆地的兴茂昌,塔林宫盆地的塔林宫、本布黑,园房子盆地的毛忽洞、园圃图,东红胜盆地的流通壕一带,出露面积1,823．4km2,其岩石组合、生物特征、沉积环境等方面都有可比性。     

广西中亚热带喀斯特区和非喀斯特区两类森林生物多样性的对比研究

天然喀斯特森林可以承载很高的生物多样性,但相同气候带的天然喀斯特森林与非喀斯特森林的生物多样差异还很少被人们了解。我们以广西木论喀斯特常绿落叶阔叶混交林1ha样地和非喀斯特的猫儿山常绿阔叶林1ha样地的所有胸高直径dbh≥1cm木本植物调查数据为基础,对广西中亚热带喀斯特区和非喀斯特区两类森林生物多样性进行对比。结果显示,喀斯特森林的物种丰富度（120种）高于非喀斯特森林（116种）,喀斯特森林的科、属多样性（44科,89属）高于非喀斯特森林（40科,75属）。种面积曲线的z值的变化表明,小尺度时（＜4000 m2）,木论样地的物种累积速率低于猫儿山样地,而尺度较大时,木论样地的物种累积速率要高于猫儿山样地。喀斯特森林的物种多度（5098）大于非喀斯特森林（4457）,稀有种的比例也是喀斯特森林（20%）高于非喀斯特森林（10.3%）,但喀斯特森林的胸高断面积（18.47 m2）明显小于非喀斯特森林（30.74 m2）。两种森林的径级结构没有表现出显著差异。两种森林中重要值排前10的优势科和属完全不同,重要值排前20的优势种也完全不同。以上结果表明,广西中亚热带森林可以承载较高的生物多样性,且生物多样性的空间变异程度较高,物种组成与非喀斯特森林差异较大。研究结果暗示我们,进行喀斯特植被恢复时,需要特别注意物种的筛选,应该参照当地天然林的物种组成,尽量选择优良的乡土适生植物。     

广西中亚热带喀斯特区和非喀斯特区两类森林生物多样性的对比研究（英文）

天然喀斯特森林可以承载很高的生物多样性,但相同气候带的天然喀斯特森林与非喀斯特森林的生物多样差异还很少被人们了解。我们以广西木论喀斯特常绿落叶阔叶混交林1ha样地和非喀斯特的猫儿山常绿阔叶林1ha样地的所有胸高直径dbh≥1cm木本植物调查数据为基础,对广西中亚热带喀斯特区和非喀斯特区两类森林生物多样性进行对比。结果显示,喀斯特森林的物种丰富度(120种)高于非喀斯特森林(116种),喀斯特森林的科、属多样性(44科,89属)高于非喀斯特森林(40科,75属)。种面积曲线的z值的变化表明,小尺度时(4000 m2),木论样地的物种累积速率低于猫儿山样地,而尺度较大时,木论样地的物种累积速率要高于猫儿山样地。喀斯特森林的物种多度(5098)大于非喀斯特森林(4457),稀有种的比例也是喀斯特森林(20%)高于非喀斯特森林(10.3%),但喀斯特森林的胸高断面积(18.47 m2)明显小于非喀斯特森林(30.74 m2)。两种森林的径级结构没有表现出显著差异。两种森林中重要值排前10的优势科和属完全不同,重要值排前20的优势种也完全不同。以上结果表明,广西中亚热带森林可以承载较高的生物多样性,且生物多样性的空间变异程度较高,物种组成与非喀斯特森林差异较大。研究结果暗示我们,进行喀斯特植被恢复时,需要特别注意物种的筛选,应该参照当地天然林的物种组成,尽量选择优良的乡土适生植物。     

应用线性光谱分离技术研究喀斯特地区土地覆被变化——以贵州省关岭县为例

喀斯特地区土地覆被主要类型除了和非喀斯特地区一样的植被和裸露土壤外,还存在一个广泛分布的裸露基岩,一般遥感处理方法不具备直接定量提取这三类土地覆被参数的能力。基于地物光谱线性混合模型的线性光谱分离技术,可以在亚象元的尺度上直接获取植被覆盖、裸露土壤和裸露基岩等在各象元区域内的比例,非常适合用于喀斯特地区的土地覆被变化的研究。本文利用1987年2月17日和1999年12月27日LandsatTM各6波段遥感影像,使用ENVI软件,分离出植被、裸露土壤、裸露岩石和阴影等土地覆被丰度和RMS的空间分布。对比结果表明,研究区1987～1999年,植被覆盖率上升593%,裸露土壤面积下降1215%,裸露基岩面积上升408%。表明研究区尽管植被在恢复、水土流失总量在减少,但石漠化面积在明显上升,生态形势依旧严峻。     

内蒙古中东部地区~(137)Cs背景值的确定

在137Cs环境示踪研究中,区域137Cs背景值(CRI)的获取存在许多困难和不确定性。在总结传统137Cs区域背景值获取方法基础上,本文提出了适用于大尺度区域和长距离路线考察的区域137Cs背景值获取技术路线,即在参考有关地理背景信息和长时间序列遥感信息、科学划分子区基础上,根据理论模型计算得到区域137Cs背景值潜在值域,并开展基于137Cs土壤剖面分布形态特征的蚀积过程分析,最终确定137Cs区域背景样地和区域背景值。以上述技术流程为指导,本文作者在内蒙古高平原中东部地区开展案例研究,结果表明:兴安盟东部、南部暗栗钙土研究区的CRI为2447 Bq·m-2,通辽市中部、南部和赤峰市东部风沙土研究区的CRI为2430 Bq·m-2,赤峰市西北部黑钙土研究区的CRI为2384 Bq·m-2,锡林郭勒盟南部栗钙土研究区的CRI为2368 Bq·m-2。     

中国西南喀斯特旅游景观区划研究

西南喀斯特集中分布在西南的广西、湖南、贵州、四川、云南、重庆等省、市、自治区,又以贵州高原、滇东高原和四川盆地南部和广西最具有代表性。根据区划理论的自然条件相似性与差异性原则、区域共轭性与景观整体性原则、综合主导性与简洁实用性原则,将西南喀斯特旅游景观划分为由滇东-东南高原山地喀斯特景观区、黔南-桂西北斜坡山地喀斯特景观区、黔中北高原山地喀斯特景观区、桂中盆地喀斯特景观区、渝东中山峡谷喀斯特景观区等5个喀斯特景观区,次一级的多个景观亚区、景观群、景观点构成的景观体系,并对各景观区组合特征进行了具体阐述。     

粤北岩溶山区土地石漠化治理与农业综合开发模式研究

粤北岩溶山区是广东省石漠化土地分布的主要区域,经过多年的治理,土地石漠化出现了逐步逆转的态势,但石漠化仍是当地生态环境改善和社会经济发展的主要制约因素。在分析石漠化现状的基础上,依据当地不同的自然、社会和经济发展条件,提出了粤北岩溶山区、高原石漠化防治与农业综合开发模式和粤北岩溶丘陵、洼地石漠化防治与农业综合开发模式。把石漠化治理与农业综合开发密切结合起来,通过发展经济带动石漠化的治理。     

广花盆地西北部赤坭镇岩溶发育规律

根据现场综合岩溶地质调查结果,分析了广花盆地西北部赤坭镇的自然地质环境条件、岩溶发育程度和地面塌陷分布特征,探讨了岩溶在水平面上及垂向上的分布特征及成因.结果表明:广花盆地西北部赤坭镇存在大面积的隐伏岩溶分布区,岩溶发育程度严重不均;区内岩溶发育往往受地形地貌、地层岩性、地质构造以及水文地质条件等多种因素控制;岩溶发育程度的差异是控制地面塌陷的主要因素.     

重庆市岩溶泉发育特征与流量控制机制分析

为给岩溶山区的经济发展和居民的生产生活提供水资源保障,论文以重庆市为例,通过查明重庆岩溶泉及其流量的发育规律和控制机制,利用1∶200000区域水文地质图和水文地质普查报告,运用水文地质勘查、统计分析和ArcGIS的空间分析等手段,在分析岩溶发育特征的基础上,分析地形地貌、地层岩性、地质构造和地表水系等因素对岩溶泉发育、分布及其流量的影响。结果表明：地势起伏度范围在0~200 m时最有利于岩溶泉的发育,随着地势起伏度的增加,岩溶泉平均流量开始逐渐减少;碳酸盐岩与碎屑岩岩组岩溶泉发育密度最大,其次为灰岩与白云岩互层岩组、灰岩岩组、白云岩岩组;构造复合部位、背斜缓翼、向斜轴部、断裂构造等地质构造部位均有利于岩溶泉发育;以岩溶水水动力特征及其与当地侵蚀基准面的相互关系为依据,将重庆市的岩溶大泉划分为以下3种类型：河床型、河岸型、河源型,而岩溶大泉分布数量由多到少分别为河岸型>河源型>河床型。     

喀斯特高原盆地聚落空间演变——以贵州省红枫湖水系盆地为例

贵州是我国喀斯特分布最广的地区,喀斯特高原盆地是贵州主要的人口聚集地。充分认识高原盆地聚落的空间分布及其演化态势,对区域城镇规划、社会主义新农村建设及可持续发展有重要意义。以红枫湖水系盆地为例,基于GIS技术及相关软件,主要利用景观格局指数、Moran’s I系数以及居民点数据与等高线数据的空间叠置及转换技术,从水平和垂直两个维度对案例地区聚落空间分布的变化进行研究。研究表明:喀斯特高原盆地聚落的空间分布和演变具有强烈的喀斯特地域基因,在喀斯特地貌的限制下聚落总体分布分散;近年来聚落规模不断增加,在局部有一定小规模集聚并随地形限制而表现出不同的集聚形式和集聚程度;而随着数量的增多和规模的增大,聚落形态更为复杂且景观趋于破碎,空间分布更加复杂;喀斯特地貌的垂直空间特点在决定聚落的垂直分布及演变规律的同时也加剧了聚落空间分布的复杂性。     

乌蒙山区岩溶景观特征及其旅游扶贫潜力分析和模式

在对乌蒙山区社会经济、扶贫现状、自然环境及区域地质背景和岩溶地质特征进行分析和研究的基础上,首先系统探讨了其岩溶景观的类型、发育和分布特征,然后从资源潜力、开发适宜性、区位特性、开发条件、市场潜力等方面探讨和分析其岩溶景观旅游扶贫潜力的大小及其与岩溶特征间的关系,认为：1）乌蒙山区拥有118处不同级别优势（78处省级、32处国家级、8处世界级）的岩溶景观单体或景观区,是全球高原岩溶景观的典型集中发育区和杰出范例,形成并表现出明显的类型、区域优势和特色;2）总体上,随着岩溶景观分布密度的依次降低,以及可溶性特征的减弱和景观区级别的降低,贵州、云南、四川三大岩溶片区以及各县域岩溶区、各类岩溶景观单体或景观区资源的优势性、聚集性、规模性及知名性依次降低,旅游扶贫潜力依次下降;3）观光体验和休闲度假,是乌蒙山区各岩溶区最适宜,且最具优势和开发潜力的旅游产品;4）乌蒙山区的区位特性、开发条件和市场潜力等则明显逊色于其他相似的岩溶地区。最后,在上述分析的基础上提出了观光休闲旅游、生态旅游、科学旅游、文化旅游、探险科考等5种乌蒙山区岩溶旅游扶贫模式,并从政府、基础设施、区域旅游发展、区域协作、发展理念等方面探讨了岩溶旅游扶贫的保障机制。     

Caves and karst of Ecuador – state-of-the-art and research perspectives

Current knowledge of caves and karst regions of Ecuador is scarce and broadly limited to discrete areas such as that of the Galápagos volcanokarst. In continental Ecuador, carbonate karst mostly outcrops in the Amazonian basin and accounts for 5–10% of the surface of the country. However, owing to the difficulties of access within the Amazonian rainforest, most surface and subterranean karst is yet to be revealed. In this review, we present an updated map of the solutional karst of Ecuador based on the most recent geological surveys and our own research. We describe the principal karst regions of Ecuador from the Amazonian basin (Napo and Santiago) as well as the Galápagos pseudokarst. We show that Ecuador karst research may be of considerable importance for both basic and applied research owing to its geographical position and intrinsic vulnerabilities. We discuss the main challenges of karst-related research in Ecuador, such as paleoclimatic studies, subterranean biodiversity, and archeology. We discuss the main vulnerabilities and hazards related to karst uses in Ecuador, considering the paramount importance of tourism for the country.     

喀斯特地貌演化与喀斯特含水层特性

本文根据喀斯特含水层的结构、喀斯特地貌发育的动力过程,探讨不同的喀斯特地貌演化阶段及其相应的喀斯特含水层特征。     

Carbon sequestration potential and its eco-service function in the karst area,China

The karst critical zone is an essential component of the carbon (C) pool, constituting the global C cycle. It is referred to as one of the “residual land sink” that remains largely indeterminate. Karst area (2.2×10⁷ km²) comprises 15% of the world’s land area, and karst area comprises 3.44×10⁶ km² of area in China. Due to the complexity of karst structure and its considerable heterogeneity, C sequestration rate estimations contain large inaccuracies, especially in relation to the different methods used in calculations. Therefore, we reevaluated rock weathering-related C sink estimations in China (approximately 4.74 Tg C yr^–1), which we calibrated from previous studies. Additionally, we stipulated that more comprehensive research on rock-soil-biology-atmosphere continuum C migration is essential to better understand C conversion mechanisms based on uncertainty analyses of C sink estimations. Moreover, we stressed that a collective confirmation of chemical methods and simulated models through a combined research effort could at least partially eliminate such uncertainty. Furthermore, integrated C cycling research need a long-term observation of the carbon flux of multi-interfaces. The enhanced capacity of ecosystem C and soil C pools remains an effective way of increasing C sink. Karst ecosystem health and security is crucial to human social development, accordingly, it is critical that we understand thresholds or potential C sink capacities in karst critical zones now and in the future.