中國(guó)巖溶生態(tài)地質(zhì)研究資料

中國(guó)巖溶生態(tài)地質(zhì)探討郭純青，王莉，王洪濤目錄引言中國(guó)巖溶與發(fā)育特征巖溶多重介質(zhì)環(huán)境巖溶生態(tài)地質(zhì)探討的核心內(nèi)容巖溶生態(tài)地質(zhì)探討方案結(jié)語(yǔ)引言“巖溶”或稱“喀斯特（Karst）”，主要指水對(duì)可溶性巖石——碳酸鹽類（石灰?guī)r、白云巖等）、硫酸巖（石膏等）和鹵化物巖（巖鹽等）的溶蝕作用，并伴有水流侵蝕、沖蝕和重力倒塌等次生作用，形成多種地表、地下奇異的景觀與現(xiàn)象組合。因此，“巖溶”可概括為以巖石化學(xué)溶解作用為主的地質(zhì)作用及其結(jié)果現(xiàn)象的總體?！翱λ固亍币辉~起源于前南斯拉夫的伊斯特里亞（Istria）石灰?guī)r高原的地理專名，至今“喀斯特”一詞已成為世界通用的特地術(shù)語(yǔ)。1966年5月在中國(guó)其次次全國(guó)巖溶學(xué)術(shù)會(huì)議上將“喀斯特”以“巖溶”作為中國(guó)的通用術(shù)語(yǔ)。而在中國(guó)民間，明代《徐霞客記》中，就把湘、桂、黔、滇地區(qū)的地形和自然環(huán)境分為“石山”和“土山”兩大類，“石山”主要是指中國(guó)西南部袒露地面的可溶巖（主要是碳酸鹽巖）所分布的地區(qū)，可理解為各類巖溶地貌分布區(qū)，至今各地還習(xí)慣沿用?！皫r溶”是地學(xué)中的一個(gè)分支，其本質(zhì)是“富鈣巖石圈”（不連續(xù)，構(gòu)成土壤的不行溶物質(zhì)不超過10%）通過碳、水、鈣的物質(zhì)能量交換而形成“地表和地下多重復(fù)合結(jié)構(gòu)”，以及“成土條件極差”兩大特點(diǎn)，從而引發(fā)一系列特殊的巖溶環(huán)境地質(zhì)問題，如水源漏失、旱澇交迭、土壤薄瘠、石漠化、地面塌陷、山體倒塌、滑坡、礦坑突水突泥、地裂等，構(gòu)成類似于沙漠邊緣一樣的脆弱生態(tài)環(huán)境帶（區(qū)）。因此，世界各國(guó)地質(zhì)與環(huán)境科學(xué)家已把“巖溶”作為世界性難題賜予極大的關(guān)注。返回書目1中國(guó)巖溶與發(fā)育特征

全球巖溶地區(qū)面積2200萬km2，居住著約10億人口。中國(guó)境內(nèi)碳酸鹽巖類巖層縱深橫廣，巖溶現(xiàn)象普遍，類型繁雜，形式多樣，發(fā)育猛烈。中國(guó)巖溶地區(qū)若按含可溶巖的地層分布面積計(jì)，可達(dá)344.4萬km2，已占國(guó)土面積的1/3；若按碳酸鹽巖的出露面積計(jì)，則為90.7萬km2，也接近國(guó)土面積的1/10；基本分布于天山——陰山構(gòu)造帶以南，即大致在北緯42°—43°以南，此線以北僅有小面積的碳酸鹽巖零星分布。如以北緯34°的秦嶺為界，分為北方干旱、半干旱、溫帶與南方潮濕、亞熱帶兩大巖溶區(qū)。中國(guó)南方巖溶區(qū)主要分布于滇、黔、桂、川、渝、鄂、湘、粵一帶；中國(guó)北方巖溶區(qū)主要位于晉、魯、豫、冀一帶。中國(guó)碳酸鹽類巖層從太古代至近代都有沉積，晚古生代分布面積最大，早古生代次之。新生代海相沉積僅見于西藏及北回來線以南的海岸、陸棚和海洋之中。中國(guó)南方巖溶區(qū)從古生代至三疊紀(jì)有巨厚（3000m—10000m）的碳酸鹽類巖層分布。它包括揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)和華南地槽褶皺系。第四紀(jì)以來，該巖溶區(qū)是上升區(qū)，碳酸鹽巖出露面積廣而大，且連成一片。目前，中國(guó)南方巖溶區(qū)處于熱帶——亞熱帶、潮濕氣候條件下，年平均氣溫為15℃—20℃，年降雨量800mm—2000mm；干燥度小于1，溶蝕速度大于20mm/ka，巖溶作用以溶蝕和侵蝕為主。中國(guó)北方巖溶區(qū)主要分布于中朝準(zhǔn)地臺(tái)區(qū)。該巖溶區(qū)碳酸鹽巖雖干脆出露面積不是很廣，但隱伏狀態(tài)下則是大片相連。目前，中國(guó)北方巖溶區(qū)處于暖溫帶、半干旱——亞潮濕氣候條件下，年平均氣溫6℃—14℃，降雨量200mm—900mm；干燥度大于1，溶蝕速度一般小于20mm/ka（存在個(gè)別大于20mm/ka的地區(qū)），巖溶作用以侵蝕為主。巖溶按其空間展布的位置可劃分為三大類型，即袒露型、覆蓋型和埋藏型。中國(guó)南方巖溶區(qū)巖溶以袒露型與覆蓋型為主，且受氣候和地質(zhì)條件的影響，發(fā)育猛烈；中國(guó)北方巖溶區(qū)巖溶以埋藏型和覆蓋型為主，且受氣候和地質(zhì)條件的影響，發(fā)育遠(yuǎn)不及中國(guó)南方巖溶區(qū)（見表1）。因此，中國(guó)巖溶區(qū)巖溶生態(tài)地質(zhì)探討的重點(diǎn)應(yīng)放在中國(guó)南方巖溶區(qū)。表1中國(guó)南北方巖溶發(fā)育綜合形態(tài)對(duì)比地區(qū)地表地下包氣帶（過渡區(qū)）飽水帶南方（調(diào)和型）峰叢山區(qū)、峰林平原、高低洼地、深淺洼地、落水洞、豎井、溶潭、天窗、溶溝、溶痕、溶盤、腳洞及大量洞穴垂向和斜向的管道、裂隙、裂縫和洞穴巖溶孔隙、裂隙、裂縫、管道和溶洞多重組合北方（單調(diào)型）常態(tài)山、干谷、干溝、陷落柱、少量淺洼地、溶痕和洞穴垂向和斜向的裂隙及少量的裂縫和洞穴以巖溶孔隙、裂縫為主，存在溶洞和少量的巖溶管道和裂縫返回書目2巖溶多重介質(zhì)環(huán)境2.1巖溶多重介質(zhì)環(huán)境的基本特點(diǎn)2.2巖溶多重介質(zhì)環(huán)境主要資源優(yōu)勢(shì)與幾個(gè)癥結(jié)問題農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展問題是全球共同關(guān)注的焦點(diǎn)問題。巖溶地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展已是中國(guó)西部大開發(fā)過程中引人關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。因自然地理?xiàng)l件特殊，中國(guó)南方巖溶區(qū)形成組構(gòu)相對(duì)脆弱的巖溶多重介質(zhì)環(huán)境。加上不適當(dāng)?shù)娜藶楦蓴_，使巖溶多重介質(zhì)環(huán)境遭遇嚴(yán)峻破壞，導(dǎo)致各類物種資源急劇削減或消逝。尤其是水土流失問題日趨嚴(yán)峻，其面積已達(dá)該區(qū)國(guó)土面積的44.5%（初略估計(jì)）。部分巖溶山區(qū)石漠化問題更為突出，以水力侵蝕為主，伴隨有大量的重力侵蝕，并有擴(kuò)大趨勢(shì)，而巖溶災(zāi)難亦時(shí)有發(fā)生。中國(guó)南方巖溶區(qū)主要是由于巖溶多重介質(zhì)環(huán)境脆弱和承災(zāi)易損，致使當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢，人民生活水平相對(duì)較低。2.1巖溶多重介質(zhì)環(huán)境的基本特點(diǎn)巖溶多重介質(zhì)環(huán)境是一個(gè)特殊困難的系統(tǒng)，系指巖溶地區(qū)的水體（大氣水、地表水、地下水）、碳酸鹽巖（巖溶化程度不同的地表和地下結(jié)構(gòu)）、土體、生物及其它物質(zhì)組成的困難體系。巖溶多重介質(zhì)環(huán)境富鈣，在地殼運(yùn)動(dòng)和巖溶的雙重作用下，使其內(nèi)的巖體、水體、土體、生物群落具有層次結(jié)構(gòu)，形成了特殊的巖溶——水文——地貌——生態(tài)系統(tǒng)。(1)巖溶作用猛烈，地表、地下巖溶形態(tài)多重組合與復(fù)合，構(gòu)建了巖溶多重介質(zhì)環(huán)境生態(tài)脆弱的基礎(chǔ)。中國(guó)南方巖溶區(qū)地處亞熱帶，水熱條件較好，水巖作用猛烈，碳酸鹽巖空隙空間發(fā)育強(qiáng)度大且困難多變。(2)降水豐沛，降水歷時(shí)長(zhǎng)，強(qiáng)度大。因下墊面透水性強(qiáng)，加上巖溶多重介質(zhì)環(huán)境內(nèi)廣泛發(fā)育巖溶地下河系，且?guī)r溶地下河系多以地表江河為排泄基準(zhǔn)，致使巖溶多重介質(zhì)環(huán)境內(nèi)巖溶水文過程分為地表與地下兩大部分，通常地下巖溶水文過程占主導(dǎo)地位。(3)巖溶地貌景觀奇異，多類峰體（塔狀、錐狀）、多級(jí)（中學(xué)低位）凹地、多層次化洞窟、谷地、平原等形態(tài)組合困難，類型配置多樣。(4)碳酸鹽巖質(zhì)地較純，不溶成分少，成壤實(shí)力低，土層薄而貧瘠，且分布零星。因特殊的地質(zhì)、水文和氣候條件組合，使巖溶多重介質(zhì)環(huán)境中“水——土——石”呈多元結(jié)構(gòu)，大多互為分層，相互獨(dú)立，造成石多土少，水源漏失，水分和土壤的可獲性嚴(yán)峻制約著植物的分布和覆蓋度，使生態(tài)系統(tǒng)功能有限，生產(chǎn)力低下，承災(zāi)易損，且難復(fù)原。2.2巖溶多重介質(zhì)環(huán)境主要資源優(yōu)勢(shì)

與幾個(gè)癥結(jié)問題巖溶地區(qū)是一種適于資源開發(fā)的區(qū)域，其環(huán)境資源優(yōu)勢(shì)明顯表現(xiàn)在：（1）有可持續(xù)開發(fā)的水力資源與巖溶地下水資源。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)南方巖溶區(qū)內(nèi)擁有巖溶地下河系3000多個(gè)，總長(zhǎng)度近14000km，總流量達(dá)1500m3/s，其水資源潛力巨大。（2）旅游資源豐富，地表、地下均有可供開發(fā)的迷人的巖溶景觀。（3）礦產(chǎn)資源多，且分布廣。尤其非金屬礦（碳酸鹽巖）隱藏量巨大，易于開采，用途極廣。（4）氣候溫煦潮濕，且具垂直分帶性，特殊是巖溶山區(qū)多呈“島嶼”小氣候，生物多樣性明顯，具有發(fā)展農(nóng)林牧副業(yè)的廣袤空間，適宜培育和開發(fā)不同種屬的植物群落及名特優(yōu)經(jīng)濟(jì)作物。困擾中國(guó)南方巖溶區(qū)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”主要是巖溶多重介質(zhì)環(huán)境中的幾項(xiàng)癥結(jié)問題：（1）森林覆蓋率低，水利工程保水性差，水土流失嚴(yán)峻，石漠化速度快。（2）通行不便，信息閉塞。（3）巖溶災(zāi)難（塌陷、滑坡、旱澇、浸沒內(nèi)澇等）頻繁發(fā)生，酸雨危害面積較大。返回書目3巖溶生態(tài)地質(zhì)探討的核心內(nèi)容3.1巖溶多重介質(zhì)環(huán)境脆弱性探討3.2巖溶多重介質(zhì)環(huán)境水資源合理開發(fā)利用探討3.3巖溶多重介質(zhì)環(huán)境土壤質(zhì)量探討3.4巖溶多重介質(zhì)環(huán)境生態(tài)承載力探討3.5巖溶多重介質(zhì)環(huán)境地球化學(xué)元素存留、富集、遷移演化規(guī)律探討3.6人類參變作用的強(qiáng)度與方式巖溶生態(tài)地質(zhì)探討內(nèi)容可分為六部分：一是探討構(gòu)成巖溶多重介質(zhì)環(huán)境的各種因子的性質(zhì)、特征及其整體行為和功能，即其自身的脆弱性；二是探討構(gòu)成巖溶多重介質(zhì)環(huán)境主要組成部分之一的水體開發(fā)利用的選擇、調(diào)蓄、配置和疼惜，以滿足巖溶生態(tài)平安的須要，即其水資源合理開發(fā)利用探討；三是巖溶多重介質(zhì)環(huán)境中土壤的形成與演化，即其土壤的質(zhì)量；四是巖溶多重介質(zhì)環(huán)境中巖溶植被生態(tài)特征與演替，即其生態(tài)承載力；五是巖溶多重介質(zhì)環(huán)境中地球化學(xué)元素與生物的相關(guān)關(guān)系，即其內(nèi)地球化學(xué)元素存留、富集與遷移規(guī)律；六是人類參變作用強(qiáng)度與方式。3.1巖溶多重介質(zhì)環(huán)境脆弱性探討巖溶多重介質(zhì)環(huán)境的脆弱性是因巖溶與大氣、水體聯(lián)系甚密，又與生物、有機(jī)質(zhì)關(guān)聯(lián)過深，導(dǎo)致其環(huán)境容量低，自穩(wěn)定實(shí)力小，自身的變更呈振蕩性。巖溶多重介質(zhì)環(huán)境脆弱性在時(shí)間尺度上，其變更表現(xiàn)為突變和漸變；在空間尺度上，其變更的范圍和規(guī)模多是從點(diǎn)到線再到面，從部分到部分再到整體。在特定的規(guī)律制約下，其脆弱性的屬性以巖溶災(zāi)難——巖溶氣象災(zāi)難、巖溶地質(zhì)災(zāi)難和巖溶區(qū)人類地質(zhì)作用綜合集成的形式表現(xiàn)，其承災(zāi)易損性和難復(fù)原性是其脆弱性的組成和內(nèi)涵。巖溶多重介質(zhì)環(huán)境脆弱性的地學(xué)因素，主要是碳酸鹽巖性質(zhì)、構(gòu)造活動(dòng)、水巖作用、地形地貌、氣候影響、巖溶化作用生成的地表地下多重復(fù)合結(jié)構(gòu)（特殊是負(fù)的地形和空隙空間體）——凹凸位凹地和谷地、落水洞、腳洞、孔隙、裂隙、洞窟、裂縫和管道等。巖溶多重介質(zhì)環(huán)境脆弱性通常以水流運(yùn)動(dòng)形式貫穿其中，在其內(nèi)形成多個(gè)動(dòng)態(tài)的、呈等級(jí)的、分層次的、可反饋的、相對(duì)獨(dú)立的脆弱體（帶）。3.2巖溶多重介質(zhì)環(huán)境水資源合理

開發(fā)利用探討巖溶多重介質(zhì)環(huán)境的地表巖溶形態(tài)組合、地下巖溶空隙空間結(jié)構(gòu)、地表地下巖溶水系發(fā)育、“三水”（大氣降水、地表水、地下水）間的轉(zhuǎn)化等均構(gòu)成其水資源變更特殊規(guī)律（見表2）。把握巖溶多重介質(zhì)環(huán)境水資源形成演化規(guī)律，合理配置雨水集蓄工程、地表水?dāng)r蓄工程和地下水提蓄工程，是有效利用和合理疼惜巖溶水資源，保證巖溶區(qū)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。表2巖溶多重介質(zhì)環(huán)境水資源的四大基本特性特性宏觀表述微觀表述1特殊的地表巖溶形態(tài)組合，形成特殊的地表輸蓄水空間。環(huán)境內(nèi)，地表巖溶正負(fù)地形多為峰叢山區(qū)、峰林平原、高低和深淺洼地、各類谷地、落水洞、豎井、溶潭、天窗、溶溝、溶痕、溶盤、腳洞及大量層次化洞穴等，系統(tǒng)形成了峰叢山區(qū)匯水——谷地——輸水——洼地、溶潭蓄水——落水洞、豎井、天窗漏水（排水）的地表水循環(huán)的組合模式。2特殊的地下巖溶含水介質(zhì)體，構(gòu)成特殊的地下輸蓄水空隙空間。據(jù)巖溶含水介質(zhì)形態(tài)組合的復(fù)雜多變性，按介質(zhì)空隙空間的連通程度與空隙空間的大小及輸蓄水能力，巖溶含水介質(zhì)組合功能可分三種類型：（1）蓄水介質(zhì)，主要由巖溶孔隙、巖溶裂隙和巖溶洞穴組成，有很大的蓄水空間，但連通性多受控于巖溶裂隙，一般占環(huán)境地下巖溶含水介質(zhì)體總空間的大部分（約占60%～70%）。（2）輸蓄水介質(zhì)，具有一定的蓄水空間和輸水能力，包括巖溶洞穴和巖溶裂隙之間的組合及少量的巖溶管道等，主要指在季節(jié)變動(dòng)帶（含巖溶表層帶）附近的巖溶含水介質(zhì)體。（3）輸水介質(zhì)，包括巖溶大裂縫、巖溶主管道和相互連通的巖溶洞穴等，一般占環(huán)境地下含水介質(zhì)總空隙空間的小部分（15%～20%），主要作用是匯水和輸水，有時(shí)僅起輸水作用。以上三類功能介質(zhì)的空間配置，使環(huán)境地下巖溶含水介質(zhì)體產(chǎn)生“微型水庫(kù)”群與地下河系組合的“管——庫(kù)”輸蓄水功效。3特殊的地質(zhì)、水文和氣候條件組合，產(chǎn)生特殊的“三水”界面物質(zhì)交換方式，形成特殊的水資源類型環(huán)境內(nèi)，降水——徑流（地表、地下）——調(diào)蓄效應(yīng)，形成雨水資源、地表水資源、地下水資源循環(huán)過程的量變與質(zhì)變這一主線，并產(chǎn)生三位一體化，致使三類水資源相互作用，引發(fā)環(huán)境水資源控制與利用的風(fēng)險(xiǎn)性。4特殊的4維時(shí)空組構(gòu)，決定了環(huán)境水資源時(shí)空分布的特殊性環(huán)境內(nèi)，水資源補(bǔ)給域時(shí)空分布的不穩(wěn)定性，補(bǔ)給量時(shí)空變化的隨機(jī)性，補(bǔ)給方式時(shí)空配置的特殊性和多樣性（“點(diǎn)”、“面”、“線”、“快”、“慢”、“滲”、“流”、“灌”、等方式），決定環(huán)境水資源“源”的時(shí)空分布的特殊性。水資源傳輸方式的時(shí)空分異性，構(gòu)成其傳輸有“匯流”（地表河流、地下河流、河谷流、管流等）和“散流”（坡面流、滲流）之分，并存在“穿跨”、“懸托”和“改造”等現(xiàn)象，決定環(huán)境水資源“流”的時(shí)空分布的特殊性。水資源儲(chǔ)存空間與組成部分的時(shí)空不均勻性，產(chǎn)生資源組分和存在狀態(tài)有“快速”、“中速”、“慢速”、承壓、無壓、連續(xù)、非連續(xù)及多相之分，致使其水力參數(shù)有漸變、突變、線性和非線性等多種性質(zhì)，決定水資源“場(chǎng)”、“效應(yīng)”時(shí)空分布的特殊性。3.3巖溶多重介質(zhì)環(huán)境土壤質(zhì)量探討在巖溶多重介質(zhì)環(huán)境中，地表基質(zhì)是由可溶性礦物和少量酸性不溶物組成的石灰?guī)r、白云巖等碳酸鹽巖類巖石。碳酸鹽巖風(fēng)化成土作用是中國(guó)南方巖溶區(qū)土壤資源的一種重要成土機(jī)制。因碳酸鹽巖中可溶性礦物一般占90%以上，而酸性不溶物僅占不到10%，致使土壤的物質(zhì)來源少，巖溶地區(qū)成土過程緩慢。又因碳酸鹽巖成土主要為化學(xué)風(fēng)化作用，土壤穩(wěn)定性差，易成上、下兩層，上層質(zhì)地松軟，孔隙度大；下層質(zhì)地粘重，孔隙度小；加之碳酸鹽巖母巖與土層間缺少過渡層，造成土巖間附著力弱，在雨季極易引發(fā)水土流失和滑坡等巖溶災(zāi)難。受巖溶多重介質(zhì)環(huán)境的綜合影響，其內(nèi)土壤一般呈弱堿性，類型困難，富鈣且土壤多屬幼年期，相對(duì)缺乏有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷及鉀等，土壤肥力低下。加之地形等因素限制，巖溶山地土層薄，巖溶谷地和平原區(qū)土層較厚。巖溶多重介質(zhì)環(huán)境土壤質(zhì)量是巖溶地區(qū)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展和生態(tài)平安的基礎(chǔ)保障。因此，探討巖溶多重介質(zhì)環(huán)境土壤形成演化規(guī)律、質(zhì)量變更趨勢(shì)及人類地質(zhì)作用等，是巖溶生態(tài)地質(zhì)探討中的一個(gè)重要部分。3.4巖溶多重介質(zhì)環(huán)境生態(tài)承載力探討巖溶多重介質(zhì)環(huán)境對(duì)其內(nèi)生存的植物種類成分有猛烈的選擇性——喜鈣性、耐旱性、石生性及混雜性的植物種群，并存有常綠闊葉林、落葉闊葉林廣泛分布（例如茂蘭國(guó)家級(jí)疼惜區(qū)巖溶森林）。森林植被發(fā)育可提高其生產(chǎn)量，有益于動(dòng)物種類發(fā)展，致使生物多樣性得以長(zhǎng)期保存。因巖溶多重介質(zhì)環(huán)境脆弱性，加之人類地質(zhì)作用強(qiáng)度加大，致使巖溶多重介質(zhì)環(huán)境內(nèi)森林植被削減，生物多樣性降低，發(fā)生生態(tài)退化問題。巖溶多重介質(zhì)環(huán)境猶如生命體一樣，具有自維持和自調(diào)整功能。當(dāng)巖溶多重介質(zhì)環(huán)境處于穩(wěn)定態(tài)時(shí)，其內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)保持平衡；當(dāng)巖溶多重介質(zhì)環(huán)境處于非穩(wěn)定態(tài)時(shí)，其內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)就失去了平衡。為進(jìn)一步更深刻了解巖溶多重介質(zhì)環(huán)境這一復(fù)合系統(tǒng)間物能轉(zhuǎn)換及其形成規(guī)律和維護(hù)其生態(tài)系統(tǒng)所必需的周期之間的聯(lián)系，界定人類對(duì)巖溶多重介質(zhì)環(huán)境干擾的臨界點(diǎn)，避開導(dǎo)致生態(tài)退化和生態(tài)債務(wù)，必需查清巖溶多重介質(zhì)環(huán)境生態(tài)承載力區(qū)域差異性、動(dòng)態(tài)性與在特定時(shí)間內(nèi)其量值的變更區(qū)間。因巖溶多重介質(zhì)環(huán)境生態(tài)承載力＝“水－土－巖”（基礎(chǔ)資源承載力部分）＋“氣候－巖溶地貌類型－人類參變作用”（環(huán)境承載力部分）＋“特殊的巖溶地區(qū)植物群落”（生態(tài)彈性力部分），合理確定其資源承載力、環(huán)境承載力和生態(tài)彈性力，并將它們綜合集成探討，是解決問題的關(guān)鍵。3.5巖溶多重介質(zhì)環(huán)境地球化學(xué)元素存留、

富集、遷移演化規(guī)律探討巖溶多重介質(zhì)環(huán)境內(nèi)的地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、環(huán)境科學(xué)和生命科學(xué)的相互作用和相互聯(lián)系主要是通過元素在巖溶多重介質(zhì)環(huán)境的地球化學(xué)行為和存留、富集、遷移來實(shí)現(xiàn)的，這是巖溶生態(tài)地質(zhì)探討的重要內(nèi)容之一。巖溶地區(qū)的生物與其賴以生存的巖溶多重介質(zhì)環(huán)境親密相關(guān)，并以地球化學(xué)元素傳輸為主鏈，通過在巖溶多重介質(zhì)環(huán)境中的“水——土-——巖——生物”系統(tǒng)中的存留、富集、遷移，最終對(duì)生物的生理生化作用產(chǎn)生影響。因此，將地質(zhì)學(xué)和地球化學(xué)的一些理論和方法聯(lián)合運(yùn)用，并以地球系統(tǒng)科學(xué)為基礎(chǔ)，因地因時(shí)選擇合理的理論、技術(shù)和方法體系，將巖溶多重介質(zhì)環(huán)境中巖石、水系沉積物和土壤中的元素地球化學(xué)異樣，作為有機(jī)生物體系中某個(gè)（或幾個(gè)）元素豐度的背景，用以研討生物個(gè)體或群體（特殊是農(nóng)作物）對(duì)該元素的吸取和代謝功能，及其在食物鏈中的傳輸作用，以求巖溶多重介質(zhì)環(huán)境農(nóng)業(yè)與食品平安之目的。組成生物體的化學(xué)物質(zhì)與巖溶多重介質(zhì)環(huán)境整體保持著動(dòng)態(tài)平衡，并隨之演化而發(fā)生變更。在巖溶多重介質(zhì)環(huán)境中，各處地球化學(xué)元素的分布是非勻整的，致使不同地區(qū)的地球化學(xué)背景值存有差異，對(duì)生物生長(zhǎng)發(fā)育的影響亦不盡相同。要探討巖溶多重介質(zhì)環(huán)境中的化學(xué)元素，特殊是與生物個(gè)體和群體生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)的特殊元素，它們的種類、數(shù)量、形態(tài)與傳輸條件，以及元素間的協(xié)和或拮抗關(guān)系，影響生物體的機(jī)理等等。3.6人類參變作用的強(qiáng)度與方式巖溶多重介質(zhì)環(huán)境與巖溶地區(qū)特有的人文環(huán)境構(gòu)成獨(dú)特的人地復(fù)合系統(tǒng)，二者相互作用是引發(fā)巖溶多重介質(zhì)環(huán)境退化與災(zāi)難的主要因素。中國(guó)南方巖溶區(qū)這一特有的人地復(fù)合系統(tǒng)的獨(dú)特性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（１）耕地少且質(zhì)量差，糧食短缺，毀林?jǐn)U墾坡耕地，致使水土流失加劇和生態(tài)破壞，并造成巖溶多重介質(zhì)環(huán)境破壞，難修復(fù)。（２）人口數(shù)量過多，農(nóng)業(yè)人口比重大，農(nóng)業(yè)科技與資金不足，在確定程度上制約“三農(nóng)”經(jīng)濟(jì)發(fā)展．（３）資源缺乏合理充分利用，沒能完全把資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，并存在資源開發(fā)的環(huán)境問題。中國(guó)南方巖溶地區(qū)人口——資源——環(huán)境的沖突特殊突出，使得探討人類參變作用已成為巖溶生態(tài)地質(zhì)探討的一個(gè)必不行少的組成部分，確定人類參變作用最佳方式和巖溶區(qū)人口——資源——環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的科學(xué)對(duì)策，是當(dāng)務(wù)之急的重要工作。返回書目4巖溶生態(tài)地質(zhì)探討方案4.1劃分巖溶多重介質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)與功能區(qū)4.2巖溶生態(tài)地質(zhì)探討的技術(shù)與方法4.1劃分巖溶多重介質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)與功能區(qū)巖溶多重介質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)與功能分區(qū)的目的是：（１）在系統(tǒng)探討中國(guó)南方巖溶區(qū)巖溶多重介質(zhì)環(huán)境各環(huán)境介質(zhì)的空間分異、演化規(guī)律和承載力，探討生態(tài)資產(chǎn)的空間分布，探討不同元素地球化學(xué)行為和生態(tài)過程對(duì)人類活動(dòng)脅迫反應(yīng)的敏感性的基礎(chǔ)上，建立中國(guó)南方巖溶區(qū)巖溶多重介質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)與功能綜合區(qū)劃的原則、方法和指標(biāo)體系，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)與功能分區(qū)。（２）以巖溶多重介質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)與功能區(qū)劃為基礎(chǔ)，揭示中國(guó)南方巖溶區(qū)巖溶多重介質(zhì)環(huán)境問題的形成機(jī)制，提出綜合整治對(duì)策，為區(qū)域資源開發(fā)、農(nóng)業(yè)發(fā)展與環(huán)境疼惜供應(yīng)決策依據(jù)，為中國(guó)巖溶區(qū)生態(tài)地質(zhì)探討與環(huán)境整治服務(wù)。巖溶生態(tài)地質(zhì)探討的關(guān)鍵是更新觀念，進(jìn)行理論與技術(shù)方法體系創(chuàng)新。巖溶多重介質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)與功能區(qū)劃的技術(shù)關(guān)鍵主要有：（1）將巖溶多重介質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)區(qū)劃（或特征區(qū)劃）與功能區(qū)劃有機(jī)結(jié)合，既要統(tǒng)一考慮地質(zhì)、氣象、水文、生態(tài)與人類活動(dòng)諸多因素的特征，如水分、熱量、土壤、元素地球化學(xué)、植被、地貌等特征和區(qū)劃分異，又要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的功能，如生態(tài)敏感性、生態(tài)脅迫過程和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。（2）中國(guó)南方巖溶區(qū)碳酸鹽巖賜予巖溶多重介質(zhì)環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)具富鈣性和偏堿性，又受氣候條件與人群數(shù)量、生活習(xí)性和素養(yǎng)的影響，自然環(huán)境特征與人類地質(zhì)作用相結(jié)合，要將人類地質(zhì)作用與人口分布作為區(qū)劃的重要因素，并探討不同類型的巖溶生態(tài)系統(tǒng)與人類地質(zhì)作用之間的因果關(guān)系。（3）中國(guó)南方巖溶區(qū)碳酸鹽巖出露特點(diǎn)是以巖溶縣區(qū)分布為主，已構(gòu)成獨(dú)特巖溶縣區(qū)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展模式，巖溶生態(tài)與巖溶縣區(qū)經(jīng)濟(jì)相結(jié)合，依據(jù)各縣區(qū)巖溶多重介質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)及其功能的地域分異規(guī)律，進(jìn)行地域劃分，并將經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)疼惜、生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益綜合集成，建立若干“生態(tài)和經(jīng)濟(jì)”指標(biāo)，解決生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的沖突。4.2巖溶生態(tài)地質(zhì)探討的技術(shù)與方法從上世紀(jì)初以來，特殊是近30年來國(guó)內(nèi)外巖溶探討的狀況分析，對(duì)巖溶多重介質(zhì)環(huán)境時(shí)空演化規(guī)律和巖溶生態(tài)疼惜與資源開發(fā)利用的相識(shí)深化，須要巖溶生態(tài)系統(tǒng)形成條件與機(jī)理、實(shí)地疼惜與利用過程、后期管理等方面探討的有機(jī)結(jié)合，協(xié)同創(chuàng)新，并有賴于新的學(xué)術(shù)思想和現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)、生物學(xué)、環(huán)境學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)及計(jì)算機(jī)等方面的新理論、新技術(shù)、新方法的引入和工程技術(shù)手段的革新與推廣，跨巖溶地區(qū)（省區(qū)）和全球巖溶對(duì)比，及長(zhǎng)期定點(diǎn)、定時(shí)、定位觀測(cè)來實(shí)現(xiàn)。目前，中國(guó)巖溶生態(tài)地質(zhì)探討與國(guó)際水平并無大差距，在某些方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平，并具有原始性創(chuàng)新的基礎(chǔ)?？v觀國(guó)內(nèi)外有關(guān)巖溶生態(tài)地質(zhì)的探討，主要存在以下幾方面的問題：（1）巖溶生態(tài)地質(zhì)缺乏探討與實(shí)地示范工程的連續(xù)性，理論探討大于工程實(shí)踐。（2）中國(guó)南方巖溶區(qū)內(nèi)多數(shù)省市縣（區(qū)）在其社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的科學(xué)規(guī)劃與可行性探討中，大都未考慮巖溶生態(tài)地質(zhì)特殊性與巖溶生態(tài)系統(tǒng)的平安性，隱患甚多。（3）在巖溶區(qū)水、土、巖、礦產(chǎn)資源開發(fā)利用過程中，對(duì)巖溶災(zāi)難防治相識(shí)不足，時(shí)常引發(fā)或誘導(dǎo)各種巖溶災(zāi)難群發(fā)或相繼發(fā)生。（4）巖溶多重介質(zhì)環(huán)境具很高的脆弱性，致使其破壞后，其內(nèi)各環(huán)境介質(zhì)均受影響，其整體結(jié)構(gòu)與功能很難復(fù)原。針對(duì)上述問題，以巖溶多重介質(zhì)環(huán)境平安為主題，論證巖溶生態(tài)系統(tǒng)時(shí)空變更的困難性與多樣性，基于地球系統(tǒng)科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)與方法，建立巖溶生態(tài)地質(zhì)探討系統(tǒng)理論框架和好用技術(shù)方法庫(kù)，使巖溶生態(tài)地質(zhì)探討走上科學(xué)、合理、平安、永續(xù)的軌道。以中國(guó)南方巖溶區(qū)巖溶多重介質(zhì)環(huán)境為主要依托背景，以其生態(tài)系統(tǒng)平安為綱，以地球系統(tǒng)科學(xué)和系統(tǒng)方法為經(jīng)，以“巖溶——生態(tài)——經(jīng)濟(jì)——社會(huì)”的困難關(guān)系為緯，建立其探討方法體系。（1）將區(qū)域資料和信息收集、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查和室內(nèi)分析及模擬試驗(yàn)等探討方法和技術(shù)手段集成，更深化的探討巖溶生態(tài)地質(zhì)的形成演化規(guī)律。（2）重視巖溶多重介質(zhì)環(huán)境內(nèi)“水——土——巖——生物”間的質(zhì)能傳輸，對(duì)它們內(nèi)部元素的組成及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的耦合作用，用地球系統(tǒng)科學(xué)的理論與方法，輔之生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)的原理與方法，從區(qū)域地質(zhì)條件分析、地球化學(xué)勘查、水文地質(zhì)和地貌調(diào)查與試驗(yàn)、水文氣象觀測(cè)與測(cè)量、工程勘探、生態(tài)調(diào)查與監(jiān)測(cè)等項(xiàng)資料、數(shù)據(jù)樣品和信息入手，分析和確定巖溶多重介質(zhì)環(huán)境組構(gòu)、其內(nèi)物質(zhì)流和能量流傳輸機(jī)制及其內(nèi)各環(huán)境介質(zhì)的“資源——環(huán)境——生態(tài)”承載力。（3）重視“3S（RS、GPS、GIS）”相結(jié)合的野外監(jiān)測(cè)、調(diào)查與室內(nèi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析、處理的新技術(shù)、新方法的引入、開發(fā)和應(yīng)用。以巖溶生態(tài)系統(tǒng)平安利用為主，對(duì)類巖溶區(qū)水、土、巖、各類礦產(chǎn)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工