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典型喀斯特山區(qū)水資源安全利用研究--以貴州省為例 版權(quán)信息
- ISBN:9787030682734
- 條形碼:9787030682734 ; 978-7-03-068273-4
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù):暫無(wú)
- 重量:暫無(wú)
- 所屬分類:>
典型喀斯特山區(qū)水資源安全利用研究--以貴州省為例 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書針對(duì)喀斯特山區(qū)地表破碎、村落和耕地分散、地表水與地下水轉(zhuǎn)換頻繁等特點(diǎn)以及傳統(tǒng)的集中供水方式難以接近解決分散村戶用水需求等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,圍繞水資源安全和分散供水的需求,開展喀斯特山區(qū)“三水”轉(zhuǎn)換、水資源賦存類型特征、水資源安全影響因子等研究,從多視角、多時(shí)空尺度構(gòu)建喀斯特山區(qū)水資源安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,采用集對(duì)分析和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)等多種方法對(duì)典型喀斯特區(qū)域(流域)水資源安全性、敏感性進(jìn)行實(shí)證評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)分析;比較系統(tǒng)地研究和總結(jié)提煉喀斯特山區(qū)多樣化水資源開發(fā)利用的實(shí)用技術(shù)、模式及相應(yīng)對(duì)策等。
典型喀斯特山區(qū)水資源安全利用研究--以貴州省為例 目錄
第1章喀斯特地區(qū)生態(tài)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境1
1.1脆弱的多樣化生態(tài)環(huán)境1
1.2多元而相對(duì)滯后的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r5
1.2.1多民族聚集區(qū)、農(nóng)業(yè)人口占比大,增長(zhǎng)快,屬于典型的老少邊窮地區(qū)5
1.2.2城鄉(xiāng)發(fā)展差距大,人口城鎮(zhèn)化趨勢(shì)明顯6
1.2.3產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與發(fā)展質(zhì)量有待優(yōu)化6
1.2.4喀斯特相對(duì)貧困現(xiàn)象突出6
1.3區(qū)域水資源概況8
參考文獻(xiàn)8
第2章喀斯特地區(qū)水資源賦存特征9
2.1雨水資源的時(shí)空格局及變化9
2.1.1降雨空間特征9
2.1.2降水時(shí)序特征10
2.2地表徑流特征及變化13
2.3喀斯特地下水賦存類型、特征及開發(fā)利用條件14
2.3.1喀斯特地下水類型劃分及含水巖組狀況15
2.3.2水文地質(zhì)分區(qū)及水文地質(zhì)問(wèn)題15
2.3.3峰叢洼地水資源形成與水循環(huán)過(guò)程17
2.3.4喀斯特裂隙水的形成基礎(chǔ)、發(fā)育特征及控制因素19
2.3.5貴州喀斯特地區(qū)裂隙水評(píng)價(jià)24
參考文獻(xiàn)27
第3章喀斯特地區(qū)水資源安全影響因素分析29
3.1高原山地氣候條件29
3.2地形地貌條件31
3.2.1海拔地勢(shì)31
3.2.2坡度31
3.2.3地表破碎度32
3.2.4地貌組合類型32
3.3地質(zhì)條件33
3.3.1地層巖性33
3.3.2地質(zhì)構(gòu)造35
3.3.3不良地質(zhì)現(xiàn)象35
3.4生態(tài)環(huán)境條件36
3.4.1植被覆蓋率36
3.4.2石漠化38
3.4.3土壤條件39
3.5水利設(shè)施建設(shè)40
3.5.1大中型骨干水源工程難以全面覆蓋小城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)40
3.5.2水源工程布局不夠合理40
3.5.3水源工程效益相對(duì)低下、有效管理不到位41
3.6社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的壓力41
3.6.1水資源需求壓力41
3.6.2水體污染物的排放41
3.6.3人為活動(dòng)的不良干預(yù)42
參考文獻(xiàn)42
第4章喀斯特地區(qū)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題44
4.1喀斯特地區(qū)水資源利用現(xiàn)狀44
4.2喀斯特地區(qū)水資源開發(fā)利用存在的主要問(wèn)題50
4.2.1喀斯特地區(qū)“工程性缺水”問(wèn)題 50
4.2.2水資源開發(fā)利用關(guān)鍵及成套技術(shù)尚待完全解決52
4.2.3水利基礎(chǔ)設(shè)施過(guò)去欠賬較多且缺乏有效管理53
4.2.4地表水地下水污染問(wèn)題較突出54
4.2.5退化的生態(tài)環(huán)境影響水資源的高效持續(xù)利用56
4.2.6極端氣候變化對(duì)水資源的影響日趨突出58
4.2.7水資源市場(chǎng)化相關(guān)法律法規(guī)、水資源生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制等尚待完善60
參考文獻(xiàn)60
第5章喀斯特地區(qū)水資源安全評(píng)價(jià)62
5.1喀斯特地區(qū)水資源安全研究特點(diǎn)62
5.2喀斯特地區(qū)水資源安全評(píng)價(jià)方法64
5.2.1水資源安全評(píng)價(jià)法64
5.2.2水生態(tài)足跡評(píng)價(jià)法91
5.2.3水生態(tài)壓力指數(shù)法93
5.2.4水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)法95
5.3喀斯特地區(qū)水資源安全評(píng)價(jià)案例98
5.3.1喀斯特小流域水資源安全評(píng)價(jià)—以普定縣哪叭巖流域?yàn)槔?8
5.3.2基于DPSIRM模型水資源安全評(píng)價(jià)——以貴州省為例100
5.3.3基于熵權(quán)和PCA的水資源安全評(píng)價(jià)——以畢節(jié)市為例104
5.3.4基于集對(duì)分析與SD模型的水資源安全評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)——以貴州省為例109
5.3.5基于水服務(wù)功能的水生態(tài)占用評(píng)價(jià)——以貴州省為例130
5.3.6基于水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能修正的水資源環(huán)境系統(tǒng)價(jià)值評(píng)價(jià)——以貴州省為例136
5.3.7城市水資源承載力評(píng)價(jià)與情景模擬——以遵義市為例141
5.3.8城市水生態(tài)足跡評(píng)價(jià)——以貴陽(yáng)市為例155
5.3.9基于多目標(biāo)隸屬度函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的水資源安全評(píng)價(jià)方法——以貴州省為例159
參考文獻(xiàn)167
第6章喀斯特地區(qū)水資源安全開發(fā)利用技術(shù)與模式172
6.1喀斯特地區(qū)“三水”開發(fā)利用技術(shù)172
6.1.1喀斯特地區(qū)集水(集雨、集流)技術(shù)172
6.1.2喀斯特地區(qū)表層裂隙水開發(fā)利用技術(shù)175
6.1.3中深層管道水(地下河)提引開發(fā)利用技術(shù)178
6.1.4含水層水資源機(jī)井鉆探開發(fā)利用技術(shù)(潛水層、承壓水層)180
6.1.5喀斯特地區(qū)雨水、地表水與地下水聯(lián)合開發(fā)技術(shù)181
6.2喀斯特地區(qū)蓄水、保水技術(shù)體系182
6.2.1就地?cái)r蓄入滲技術(shù)182
6.2.2人造儲(chǔ)水層儲(chǔ)水技術(shù)182
6.2.3水利工程儲(chǔ)水技術(shù)183
6.2.4覆蓋抑制蒸發(fā)技術(shù)183
6.2.5防滲技術(shù)184
6.3喀斯特地區(qū)水質(zhì)保護(hù)與改善技術(shù)184
6.4喀斯特地區(qū)節(jié)水灌溉技術(shù)187
6.4.1工程節(jié)水技術(shù)187
6.4.2農(nóng)藝(耕種)節(jié)水技術(shù)189
6.4.3生物節(jié)水技術(shù)189
6.4.4化學(xué)抗旱節(jié)水技術(shù)190
6.4.5管理節(jié)水技術(shù)190
6.5水資源優(yōu)化調(diào)配與循環(huán)利用技術(shù)191
6.5.1地表水與地下水聯(lián)合調(diào)度技術(shù)191
6.5.2灌溉回歸水利用技術(shù)191
6.5.3多水源(“三水”)綜合利用技術(shù)191
6.5.4雨洪利用技術(shù)191
6.5.5生活、生產(chǎn)與生態(tài)用水的合理配置技術(shù)體系192
6.6喀斯特地區(qū)水資源安全開發(fā)利用模式194
6.6.1按供水方式劃分194
6.6.2按地貌類型劃分194
6.7喀斯特地區(qū)水資源利用技術(shù)模式體系202
6.7.1喀斯特地區(qū)水資源開發(fā)利用技術(shù)體系202
6.7.2峰叢洼地多樣化水資源開發(fā)利用技術(shù)模式集成202
6.8典型喀斯特地區(qū)水資源開發(fā)利用的綜合效益評(píng)價(jià)203
6.8.1喀斯特水資源開發(fā)利用效益評(píng)價(jià)原則及方法203
6.8.2典型案例區(qū)水資源開發(fā)利用綜合效益評(píng)價(jià)204
參考文獻(xiàn)205
第7章喀斯特地區(qū)水資源開發(fā)利用與管理對(duì)策 207
7.1加強(qiáng)水資源安全利用關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與示范207
7.1.1加強(qiáng)喀斯特地區(qū)水資源形成過(guò)程及賦存規(guī)律研究207
7.1.2加強(qiáng)喀斯特地區(qū)水資源安全開發(fā)利用的關(guān)鍵共性技術(shù)研究207
7.1.3因地制宜加大喀斯特地區(qū)水資源高效開發(fā)利用試驗(yàn)示范力度208
7.2推進(jìn)節(jié)水型產(chǎn)業(yè)體系的形成和發(fā)展209
7.3多渠道增加喀斯特地區(qū)水資源開發(fā)的資金投入209
7.4“開源與節(jié)流”并舉,多管齊下,提高水資源的利用效率209
7.5強(qiáng)化喀斯特地區(qū)水質(zhì)管理210
7.6加強(qiáng)水源涵養(yǎng)林建設(shè),守住集中飲水水源地的生態(tài)紅線210
7.7加大生態(tài)環(huán)境治理和水污染防治,提高水資源承載力211
7.8加強(qiáng)和完善應(yīng)急供水水源建設(shè)211
7.9完善相關(guān)法律法規(guī)、逐步推動(dòng)水資源價(jià)格市場(chǎng)化和生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的建立與實(shí)施212
7.10提高居民節(jié)水意識(shí)、倡導(dǎo)低碳生活212
7.11加強(qiáng)喀斯特地區(qū)重點(diǎn)區(qū)域水文水資源和水環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)213
參考文獻(xiàn)213
典型喀斯特山區(qū)水資源安全利用研究--以貴州省為例 節(jié)選
第1章 喀斯特地區(qū)生態(tài)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境 “喀斯特(Karst)”一詞源于前南斯拉夫西北部伊斯特拉半島碳酸鹽巖高原的名稱,意為巖石裸露的地方。“喀斯特地貌”因近代喀斯特研究發(fā)軔于該地而得名,指以碳酸鹽巖為主的可溶性巖石,在水和重力的作用下,經(jīng)過(guò)溶蝕、侵蝕(沖蝕)、搬運(yùn)和沉積作用形成的一種地面坎坷嶙峋的地貌形態(tài)。“喀斯特”一詞自1774年首次見(jiàn)于科學(xué)文獻(xiàn)以來(lái),其拼音和文字逐漸得到廣泛應(yīng)用(謝翠華,1981),現(xiàn)在已成為國(guó)際上通用的名稱。1961年,在中國(guó)科學(xué)院主持下召開的**次喀斯特學(xué)術(shù)會(huì)議上,對(duì)“喀斯特”一詞并無(wú)異議。1966年,在我國(guó)第二次喀斯特(廣西桂林)學(xué)術(shù)會(huì)議上,部分專家建議將“喀斯特”一詞改為“巖溶”,后來(lái)“喀斯特”與“巖溶”又幾經(jīng)反復(fù),現(xiàn)在國(guó)內(nèi)“喀斯特”和“巖溶”等同,可以通用。 喀斯特在世界上有廣泛分布,現(xiàn)代碳酸鹽巖在全球的分布面積達(dá)2200萬(wàn)km2,約占陸地面積的15%(袁道先,1997),中國(guó)西南及東南亞、地中海沿岸、加勒比海地區(qū)、澳大利亞、新西蘭、英國(guó)、北歐、美國(guó)中東部和東南部等區(qū)域喀斯特發(fā)育良好。中國(guó)是世界上喀斯特*發(fā)育的國(guó)家之一,中國(guó)喀斯特面積達(dá)346萬(wàn)km2,約占全球喀斯特總面積的15.78%(袁道先,2014),其中裸露型和(淺)覆蓋型喀斯特面積約為90萬(wàn)km2,接近國(guó)土面積的10%。中國(guó)喀斯特主要分布在南方的貴州、廣西、云南、四川、重慶、湖南、湖北以及北方的山西、河北、山東等省(區(qū)、市),居住人口超過(guò)1.5億人,人口密度約為180人/km2。其中,西南地區(qū)是世界上喀斯特集中連片面積**、類型*齊全、景觀*豐富、人地矛盾*突出的區(qū)域,按含可溶巖地層出露面積計(jì)算為78.3萬(wàn)km2,按可溶巖出露面積計(jì)算為46.9萬(wàn)km2,居住人口超過(guò)1億人,總體人口密度大于200人/km2。 喀斯特地區(qū)是一類重要的人居環(huán)境,也是一種特殊的地域環(huán)境單元,具有獨(dú)特的地表地下二元結(jié)構(gòu)(地表與地下地貌系統(tǒng)、水文系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)等)。西南地區(qū)分布廣泛的碳酸鹽巖抗風(fēng)化能力強(qiáng)、成土過(guò)程慢、土層瘠薄、山多坡陡、地表破碎、地表徑流與地下徑流轉(zhuǎn)換快、工程性缺水突出、水土流失(漏失)嚴(yán)重、石漠化問(wèn)題突出,屬于典型的生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū),與西北黃土高原區(qū)、沙漠邊緣區(qū)、農(nóng)牧交錯(cuò)帶、海陸交替帶等并稱為我國(guó)典型生態(tài)脆弱區(qū)(帶)。喀斯特區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相對(duì)滯后、少數(shù)民族分布集中,近年來(lái)一直是我國(guó)生態(tài)建設(shè)和扶貧開發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域,面臨著加快發(fā)展和保護(hù)生態(tài)的雙重壓力。 1.1脆弱的多樣化生態(tài)環(huán)境 西南喀斯特地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,碳酸鹽巖與碎屑巖交錯(cuò)分布,地貌形態(tài)多樣,包括高原、臺(tái)地、峰林、峰叢、峽谷、槽谷、盆地、洼地等類型,垂直氣候分布明顯,小生境多樣,生態(tài)系統(tǒng)異質(zhì)性強(qiáng)。桂林山水、黃果樹瀑布、路南石林、九寨溝、黃龍、武隆芙蓉洞、荔波小七孔、施秉云臺(tái)山、小寨天坑地縫等自然景觀和旅游資源豐富多樣,道地中藥材資源、水能資源和生物多樣性資源富集,自然生境優(yōu)美多樣,這是喀斯特地區(qū)巨大的后發(fā)優(yōu)勢(shì),但喀斯特地區(qū)生境本底脆弱、資源環(huán)境的承載力較低、生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性和敏感性強(qiáng)、易受破壞、恢復(fù)較難。 1.脆弱生境的地質(zhì)及水文地質(zhì)背景 西南喀斯特系多層組合結(jié)構(gòu)的碳酸鹽巖,覆蓋的地層從三疊系到前寒武系,碳酸鹽巖古老、堅(jiān)硬、質(zhì)純,抗風(fēng)化能力強(qiáng),成土過(guò)程緩慢,形成的喀斯特形態(tài)挺拔、陡峭,這是西南喀斯特地區(qū)生態(tài)脆弱和易出現(xiàn)石漠化的地質(zhì)背景(袁道先,2008)。西南碳酸鹽巖分布區(qū)受褶皺和斷裂作用影響,形成了以中、小型為主的裂隙-溶隙、溶隙-管道多重介質(zhì)組合的喀斯特含水介質(zhì)系統(tǒng)。該區(qū)域的地下水主要是管道流、溶洞水和地下河。受復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和氣候變化影響,喀斯特水動(dòng)態(tài)變化較大,從上到下依次出現(xiàn)包氣帶、季節(jié)變動(dòng)帶、水平流動(dòng)帶和深部滯留帶。常年潛水面以下的水平流動(dòng)帶地下水具有承壓性質(zhì),其溶蝕和沖蝕能力很強(qiáng),容易出現(xiàn)溶洞水、地下河。同時(shí),西南喀斯特地區(qū)受多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響,其巖性錯(cuò)綜復(fù)雜,含水巖組富水性極不均一,為該地區(qū)喀斯特地下水的研究及找水、配水和用水工程帶來(lái)了極大難度;而北方奧陶系灰?guī)r組成的地臺(tái)地區(qū),其地質(zhì)背景相對(duì)簡(jiǎn)單,為純碳酸鹽巖連續(xù)巨厚沉積并以構(gòu)造斷塊為主要形式的地區(qū),主要是裂隙水含水層(瑪 斯維婷和包浩生,1990;袁道先,1992;韓至鈞和金占省,1996)。此外,我國(guó)南、北方喀斯特泉的動(dòng)態(tài)也有明顯的地域差別。南方的喀斯特泉對(duì)降水反應(yīng)靈敏,流量隨季節(jié)變化大,**流量常比*小流量大幾十到上百倍,降水入滲常達(dá)降水量的80%以上;而北方的喀斯特大泉流量動(dòng)態(tài)則較穩(wěn)定,降水入滲量一般為40%~50%。 2.山多坡陡的地表結(jié)構(gòu),水土流失和石漠化比較嚴(yán)重 喀斯特地區(qū)大多地表崎嶇破碎、山地(丘陵、高原)分布廣、坡度陡、水土流失和石漠化比較嚴(yán)重。以貴州為例,全省主要以喀斯特化的山地高原地貌為主,地表切割密集,地塊小、土層瘠薄。貴州省內(nèi)有山地10.87萬(wàn)km2,占全省總面積的61.7%;丘陵5.42萬(wàn)km2,占全省總面積的30.8%,山間平壩區(qū)面積占7.5%,面積達(dá)到10km2的平壩共有285個(gè),總面積只有5539km2。全省**高差達(dá)2793m,**為黎平水口河(148m),**為赫章韭菜坪(2901m),全省地表平均坡度為17.8°,其中0~6°地區(qū)占全省總面積的13.5%,6°~15°的緩坡區(qū)占26.9%,15°~25°的陡坡區(qū)占38.4%,25°~35°的極陡坡區(qū)占15.9%,35°~90°的極強(qiáng)陡坡區(qū)占5.3%。喀斯特出露面積占全省土地總面積的61.9%,其余地區(qū)多與沙、頁(yè)巖相間分布,砂頁(yè)巖區(qū)是水土流失*嚴(yán)重的地區(qū)。根據(jù)《貴州省水土保持公報(bào)(2011~2015)》,2015年全省水土流失面積為48791.87km2,占土地總面積的27.71%,其中,輕度流失面積為26105.19km2,中度流失面積為13601.45km2,強(qiáng)烈流失面積為4841.21km2,極強(qiáng)烈流失面積為2711.16km2,劇烈流失面積為1532.86km2。侵蝕方式主要以溝蝕和崩塌侵蝕為主;從土地利用的角度看,水土流失主要發(fā)生在坡耕地、荒山荒坡、低覆蓋林地等地類和采礦區(qū);從空間分布來(lái)看,由黔西北的畢節(jié)、六盤水至黔東南地區(qū)逐漸減輕,西部六盤水、西北部畢節(jié)及東北部務(wù)川、正安、道真、沿河等水土流失*嚴(yán)重,強(qiáng)烈流失等級(jí)以上的水土流失主要分布在這一區(qū)域,西南部黔西南州、安順地區(qū)、黔南州、遵義地區(qū)次之,南部荔波、黔東南州變質(zhì)巖區(qū)森林覆蓋率高,屬于輕度流失區(qū);從流域來(lái)看,主要分布在赤水河上游、烏江上游(烏蒙山區(qū))與下游(武陵山區(qū))河流峽谷沿岸等地;從水土流失的方式看,既有與常態(tài)地貌區(qū)類似的地表流失方式,更有獨(dú)特的地下漏失途徑,在貴州典型的喀斯特峰叢山區(qū),通過(guò)地下漏失的方式流失的土壤量占比達(dá)50%以上,部分峰叢洼地的土壤流失基本上都是通過(guò)地下漏失途徑流走。從石漠化來(lái)看,根據(jù)國(guó)家林業(yè)和草原局公報(bào)資料,截至2016年底,西南喀斯特地區(qū)石漠化土地總面積為10.07萬(wàn)km2,占喀斯特面積的22.3%,占區(qū)域總面積的9.4%,涉及黔、桂、滇、川、渝、鄂、湘、粵8個(gè)省(區(qū)、市)和457個(gè)縣(市、區(qū)),其中貴州省石漠化土地面積**,為2.47萬(wàn)km2,約占西南地區(qū)石漠化土地總面積的1/4;按流域來(lái)看,長(zhǎng)江流域石漠化土地面積為5.993萬(wàn)km2,占石漠化土地總面積的59.5%;珠江流域石漠化土地面積為3.44萬(wàn)km2,占34.2%;紅河流域石漠化土地面積為0.459萬(wàn)km2,占4.6%;其余怒江流域和瀾滄江流域石漠化土地面積分別為0.123萬(wàn)km2、0.057萬(wàn)km2,分別占石漠化面積的1.2%、0.6%。水土流失(漏失)和石漠化,是西南喀斯特地區(qū)特殊生境和人類活動(dòng)共同作用的產(chǎn)物,也是西南喀斯特地區(qū)生態(tài)脆弱性的重要體現(xiàn)。 3.土壤瘠薄且缺乏連續(xù)性,土體剖面缺乏過(guò)渡層 土壤是在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代里,在物理、化學(xué)以及生物的作用下,由基巖風(fēng)化產(chǎn)物、各種松散沉積物發(fā)育形成的近地表自然介質(zhì)。其形成主要受母質(zhì)、氣候、地形、生物、時(shí)間5大成土因素控制,在人類歷史時(shí)期,還受人類活動(dòng)的影響,且各因素相互影響、相互制約,共同作用形成不同的土壤類型。碳酸鹽巖的抗風(fēng)化能力強(qiáng)、成土過(guò)程緩慢,據(jù)統(tǒng)計(jì),巖溶地區(qū)碳酸鹽溶蝕風(fēng)化形成1m厚的土層需要200~8000萬(wàn)年,黔桂地區(qū)碳酸鹽風(fēng)化成土速率大約為0.12~6.8g/m2 a,成土速率極慢。 從土壤的發(fā)育與分布看:碳酸鹽巖上覆土壤的連續(xù)分布與地貌形態(tài)及發(fā)育有較密切的關(guān)系,其中喀斯特地區(qū)只能見(jiàn)到局部保存的黑色石灰土,而厚層風(fēng)化殼只能形成于地貌起伏小、垂向喀斯特作用不活躍的條件之下,因此,從地理循環(huán)的角度來(lái)看,這樣的景觀就是地貌發(fā)育的*終階段——準(zhǔn)平原階段。當(dāng)?shù)貧らL(zhǎng)期相對(duì)穩(wěn)定時(shí),喀斯特地下水作用以水平作用方式為主,喀斯特作用以剝蝕夷平為主,喀斯特演化從溶洼向溶原方向發(fā)展,地下裂隙減少,土壤流失減弱,風(fēng)化殘積物開始在地表聚集,因此,逐漸形成較厚連續(xù)的紅色風(fēng)化殼。青藏高原紅色風(fēng)化殼在大的地貌部位上與主夷平面是一致的,在局部的緩丘或山頂上連續(xù)分布。云貴高原紅色風(fēng)化殼較連續(xù),厚度一般在3~5m。湘桂丘陵紅色風(fēng)化殼主要位于喀斯特平原、盆地上(如桂林、永州等地)。這些地區(qū)的喀斯特風(fēng)化殼主體基本上都與開闊平坦的地貌聯(lián)系在一起。紅色風(fēng)化殼的剝落程度從青藏高原的完全剝落,到云貴高原逐漸演變?yōu)榫植窟B續(xù),到湘、桂等地逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆采w。喀斯特地貌制約石灰土的類型及分布,并延緩其地帶性土壤演化。在熱帶、亞熱帶濕潤(rùn)喀斯特地區(qū),石灰土經(jīng)長(zhǎng)期的淋溶過(guò)程,逐漸向地帶性磚紅壤、紅壤或黃壤演化。 西南喀斯特的核心區(qū)——貴州省喀斯特,發(fā)育典型,具有耕地質(zhì)量差、生產(chǎn)力低、人口密度大等特點(diǎn)。20世紀(jì)90年代以前,為維持溫飽,毀林開荒現(xiàn)象嚴(yán)重,地塊分割、土層瘠薄質(zhì)量差的坡耕地占比不斷增大。在國(guó)家實(shí)施大規(guī)模的退耕還林還草政策前,貴州省境內(nèi)坡度大于25°的陡坡耕地面積多達(dá)73萬(wàn)hm2,占耕地總面積的17.2%,其中大于35°的陡坡耕地占耕地總面積的10%。進(jìn)入20世紀(jì)90年代中后期,隨著外出務(wù)工人員增加,單塊坡耕地由于規(guī)模小且分散、耕種成本高、產(chǎn)量低且不穩(wěn),許多地方坡耕地處于一邊棄耕一邊開墾的惡性循環(huán),更加劇了水土流失,致使土層變得更加瘠薄。 在喀斯特地區(qū)土體剖面構(gòu)型中,土層和下伏基巖(母巖)之間通常缺乏過(guò)渡層。一旦遇到下雨,地表徑流侵入土石之間,其潤(rùn)滑作用加劇了母巖石上土層的流失,增加了生態(tài)脆弱性。 據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,喀斯特平壩區(qū)土層厚度較大,常達(dá)100cm以上,耕作層厚30cm;坡耕地則土層瘠薄,整個(gè)土層均為70~80cm,耕作層僅厚10cm左右;在石漠化嚴(yán)重的坡地上,耕地多屬石旮旯地,巖石裸露率在70%以上,土壤僅殘存在溶隙和溶溝之中,土層更薄;因此,土層田間的持水能力特別低。據(jù)貴州普定峰叢洼地區(qū)的長(zhǎng)觀站水文資料分析研究,田間持水量大多為10~30mm,*少的僅為5mm(普定縣母豬洞水庫(kù)的峰叢洼地區(qū)),遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于非喀斯特濕潤(rùn)區(qū)100~130mm的田間持水量,“土壤水庫(kù)”作用難以發(fā)揮。可見(jiàn),喀斯特地區(qū)雨量雖多,但由于土薄、持水量低、數(shù)日不雨,即可出現(xiàn)“喀斯特旱情”,甚至釀成旱災(zāi)。 4.植被群落及其生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性低、生物生產(chǎn)力低、種間差異大 西南喀斯特地區(qū)主要的植被類型有:裸巖地、草叢、灌草叢、灌叢和喬木林等,這些植被類型的形成與發(fā)展主要受巖性、氣候、地貌、土壤、水文等自然因素及人類活動(dòng)的制約,各因素綜合作用下發(fā)育的植被類型乃至植物個(gè)體、種群,具有一定的空間選擇性和喜鈣、耐旱、石生等特點(diǎn)。其次,喀斯特地區(qū)由于地表土層薄、水分下滲嚴(yán)重,植物無(wú)法獲得充足的養(yǎng)分和水分,植被的生長(zhǎng)發(fā)育受到限制。因此,與相似氣候條件的非喀斯特區(qū)相比,喀斯特種群生態(tài)系統(tǒng)的樹木胸徑、樹高具有生長(zhǎng)速率慢、絕對(duì)生長(zhǎng)量小等特點(diǎn);同時(shí)喀斯特地區(qū)的巖-水-土-氣循環(huán)系統(tǒng),因其豐富的鈣離子及水土資源匹配性差,導(dǎo)致生境異質(zhì)性高,具有種間、個(gè)體間生長(zhǎng)過(guò)程差異較大等特征
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