文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 亚喀斯特概念与景观特征的初步探讨--以贵州为例

亚喀斯特概念与景观特征的初步探讨--以贵州为例

地理研究

GEOGRAPHICAL RESEARCH

第34卷第8期2015年8月

V ol.34,No.8August,2015

“亚喀斯特”概念与景观特征的初步探讨

——以贵州为例胡锋1,2,安裕伦1,2,许璟1,2

(1.贵州师范大学地理与环境科学学院,贵阳550001;2.贵州省山地资源与环境遥感应用重点实验室,贵阳550001)

摘要:“亚喀斯特”作为贵州等地喀斯特生态环境的特殊组成部分,属典型的生态脆弱区,理清其概念内涵及景观特征是认识这一特殊环境的重要途径,本文拟对其概念内涵、景观特征进行初步探讨。分析认为,亚喀斯特是介于一般典型喀斯特与非喀斯特间的另一种地貌景观,三者在岩层特性、地貌发育、景观特征及生态环境效应若干方面均存在显著差异。构成亚喀斯特的岩性主要是不纯碳酸盐岩(如泥质白云岩、泥质灰岩)及碳酸盐岩与非碳酸盐岩组合的夹层,岩石含泥质成分高,洞穴分布极少,地下水资源模数较大;地貌以丘陵谷地、浅中丘、浅切割低中山为主,地形起伏较缓;成土母质丰富,土层较厚,宜农耕地较多,农用价值相对较大,但同等条件下土壤侵蚀量较高;植被生长茂盛、覆盖度高,生态环境相对较好。关键词:亚喀斯特;景观特征;典型喀斯特;贵州;综合自然地理DOI:10.11821/dlyj201508014

1引言

中国西南喀斯特地区是世界上最大的喀斯特集中连片分布带[1],分布在以贵州为中心的滇黔桂湘鄂川渝地区,面积约55万km 2,占全国喀斯特面积的15.97%[2]。贵州喀斯特作为典型的代表,其发育强烈,碳酸盐岩出露面积广,厚度大,结构复杂,地貌类型多样,是典型的生态环境脆弱区,1983年美国促进协会第149届年会把喀斯特视为一种和沙漠边缘一样的脆弱环境来加以讨论[3],其脆弱性特征表现为生态系统变异敏感度高,灾变承受能力低,环境容量小[4]。加之典型喀斯特地区贫困人口集中,人地矛盾尖锐,致使生态环境遭到破坏,出现了一系列的生态环境问题,面临人口超载和社会经济落后的双重压力[5],典型喀斯特地区陷入“生态脆弱—贫困—掠夺式土地利用—资源环境退化—进一步贫困”的恶性循环[6]。近年来,众多的学者与研究组织对贵州典型喀斯特地区进行了大量研究,主要内容包括:典型喀斯特的发育特点、地貌结构及演化规律[7,8],生态环境的脆弱性[4,9-11],人地关系之间的突出矛盾[12-15],石漠化成因及其动态演变[16-18],土地退化[19-21]

,水土侵蚀[23,24],土地利用变化[25-27]及生态重建治理模式[28-30]等。

但是,随着研究的深入,传统喀斯特研究的理论和结论,对某类地区而言出现了明显的局限,即这些地区出现了与典型喀斯特景观差异较大的情况:表现在地貌类型喀斯特发育程度不高,形态上相对低缓,有较厚的土层覆盖,水分含量较高,因而其影响下的自然植被景观外貌较茂密,喀斯特山区常见的岩生性、旱生性、喜钙性等特征不显

收稿日期:2015-01-12;修订日期:2015-05-27基金项目:国家自然科学基金项目(41161002);贵州省省长基金项目(黔省专合字(2011)46号)作者简介:胡锋(1990-),男,硕士,研究方向为地理信息系统与遥感应用。E-mail:hufengdxzy@https://www.wendangku.net/doc/3617056895.html, 通讯作者:安裕伦(1957-),男,教授,研究方向为自然地理学、GIS 和环境遥感。E-mail:anyulun@https://www.wendangku.net/doc/3617056895.html,

1569-1580页

地理研究34卷1570

著。同时,土地农用价值较大,具有较高的生产能力,在植被覆盖不够好的坡地条件下,实际土壤侵蚀模数较大,以基岩裸露为特征的石漠化现象少见。由于上述景观与典型喀斯特景观相比,无论从哪方面都存在显著差异,传统源于典型喀斯特地区的规律也在这里不适用,更重要的是其人为影响的作用方式和效果、资源开发利用潜力和环境保护途径都存在明显不同,需要引起足够重视和区别对待。为此,这类处于广义喀斯特地区但由于地表组成物质不同的自然景观可称之为“亚喀斯特”景观,本文试图以综合自然地理、景观生态学的学科思想为指导,借助遥感和地理信息空间分析对其概念内涵及景观特征进行初步探讨。

2“亚喀斯特”概念的科学内涵探讨

喀斯特是指地下水与地表水对可溶性岩石的溶蚀与沉淀,侵蚀与沉积,以及重力崩塌、坍陷、堆积等作用形成的一种地貌形态[31],其中可溶性岩石主要指碳酸盐类岩石,包括石灰岩、白云岩、泥灰岩等,三者的溶解度依次递减。根据相关资料,贵州碳酸盐岩分布广泛,占全省总面积的73.6%以上[32](有的资料为61.9%[33]),按照影响喀斯特发育程度的岩石属性,其中有约34.58%的不纯碳酸盐岩,包括纯度不高的碳酸盐岩(如泥质石灰岩、泥质白云岩)及碳酸盐岩与非碳酸盐岩组合的夹层两类,这类地区岩石的溶蚀、侵蚀和剥蚀作用,水文地貌、土壤植被效应与传统定义的喀斯特环境不同。典型喀斯特地区主要是以溶蚀为主,且溶蚀速率较快,地表常形成峰丛、峰林、峰丘等地貌;而非喀斯特地区碳酸盐岩含量极少,以常态侵蚀剥蚀地貌为主。理清亚喀斯特的概念、景观特征和生态环境效应等问题,不仅对喀斯特的深入扩展研究具有重要意义,而且对石漠化防治、农业生产和生态建设也具有现实的指导意义。学者Cvijic在1926年出版的地貌学一书中将石灰岩的地貌形态分为完全喀斯特、半喀斯特和过渡喀斯特[34];安裕伦等[35]于2001年结合贵州的实际情况提出了不纯碳酸盐区石漠化程度划分指标,并指出在不纯碳酸盐岩石组成的“半喀斯特区”分布有较高的土被覆盖;贺中华等[36]于2004年提到“半喀斯特”低中山地貌类型;吕红梅等[37]于2009年提出半喀斯特景观,认为“从喀斯特、半喀斯特到非喀斯特,自然景观镶嵌结构越来越复杂且越来越不稳定,人为景观在喀斯特地区显得较为复杂。”根据以上研究导向,结合实地景观所表现的特征(图1a),笔者认为所谓的半喀斯特即为“亚喀斯特”。

亚喀斯特是发育在不纯碳酸盐岩及碳酸盐岩与非碳酸盐岩夹层之上的一种过渡地貌形态,整体而言,岩石含非碳酸质成分较高,溶蚀速率较典型喀斯特地区慢,它是介于典型喀斯特与非喀斯特之间的一种过渡形态。这种过渡形态特征表现为地貌效应、水文效应、土壤植被效应等不同于典型喀斯特地区(图1a、图1b),区域岩石节理张性不如典型喀斯特地区发育,夹层区因为透水、隔水层出现重复,局部地段地下水出露较多;成土母质相对丰富,土层较厚,土壤保水保肥性较强,植被生长较好,地表缺水干旱情况不如典型喀斯特区严重,同等条件下具有比典型喀斯特区相对高的生产能力,在山区能提供相对多的宜农耕地,这种情形在一定程度上可以缓解当地尖锐的人地矛盾。同时,在坡度较陡的“亚喀斯特”地区,由于长期人为干扰,垦殖率过高,水土流失、生态环境破坏的情况较为严峻。

亚喀斯特作为一种过渡形态,与典型喀斯特在岩性发育、地貌形成、水文复杂性、土壤侵蚀等方面拥有诸多的共同点,两者同属典型的敏感区和生态脆弱区,都发育在含碳酸盐类岩石之上,地貌发育既有溶蚀又有侵蚀,地下水文特征复杂,易发生水土流失

8期胡锋等:“亚喀斯特”概念与景观特征的初步探讨等,但是二者在度与量之间存在明显差别,表现在地貌发育、土层厚度、植被效应等方

面(图1a 、图1b )。亚喀斯特地区与非喀斯特地区差异也很明显,后者以常态地貌为主,岩性以砂岩、粘土岩、页岩等沉积岩和变质岩、火成岩为主,具有很厚的土被覆盖,地表不透水,洼地易积水,坡度适宜是宜农耕地的主要场所,且植被生长非常茂密(图1d ),生态系统可能敏感但不脆弱,稳定性较高,有较强的抗外界干扰的能力。而亚喀斯特地区生态系统脆弱,稳定性较差,对外界干扰很敏感,容易遭到破坏。因此,针对这类“亚喀斯特”地区,需要引起高度重视并加强研究,以便更好地合理利用资源,保护生态环境。

3典型“亚喀斯特”景观的基本特征

3.1亚喀斯特景观发育的岩性特征

贵州在大地构造上属扬子准地台,从晚远古代震旦纪到古生代及中生代的第三纪,每一个地质时期的地层都有不同面积和厚度的碳酸盐岩分布和出露,在湿热气候的外力作用下,大部分地区都有不同程度的喀斯特发育[10]。为了研究内容更具客观性、科学性,采取点、线、面相结合的调查方式(图2),参照贵州省1∶5万地形图,1∶20万岩性图、地质图及水文地质图,坡度图,土壤类型图,政区图,Landsat 8、ALOS 及SPOT 等较高分辨率遥感影像,进行了多次省内野外调查,并记录了典型样点的岩性、地层、地形地貌、土壤植被等信息(表1,表2),岩性构成主要是不纯碳酸盐岩及碳酸盐岩与非碳酸盐岩的夹层,前者包括泥质白云岩、泥质灰岩,后者则以大冶组(T 1d)、罗楼组(T 1l )、紫云组(T 1z )等互层为主。

不纯碳酸盐岩岩性特征。根据表1

的统计,不纯碳酸盐类岩石混杂有较多的泥质成

图1贵州亚喀斯特、典型喀斯特、非喀斯特林-灌植被及耕地景观

Fig.1The forest-shrub vegetation and cultivated landscape of semi-karst,typical karst,non-karst regions in Guizhou

1571

地理研究34卷

表1

典型“亚喀斯特”区岩性、地貌景观特征

Tab.1Lithologic and geomorphologic landscape features in the typical "Semi-Karst"region

调查样地安顺西秀下哨

贵阳市乌当区

观山湖区大关桥修文县丫叉田息烽林丰村采石厂息烽县康家寨遵义县阁老坝村遵义县任召桥

点号12

12345

111111

地理坐标106°2′38″E 26°9′47″N 106°2′36″E 26°10′07″N 106°46′38″E 26°38′23″N 106°47′46″E 26°38′56″N 106°49′18″E 26°39′34″N 106°49′58″E 26°39′55″N 106°49′57″E 26°39′33″N 106°40′05″E 26°38′14″N 106°47′27″E 26°55′28″N 106°42′50″E 27°05′38″N 106°43′05″E 27°05′38″N 106°47′58″E 27°25′46″N 106°53′16″E 27°35′17″N

地层紫云组罗楼组紫云组罗楼组关岭组大冶组关岭组关岭组关岭组关岭组关岭组关岭组关岭组关岭组关岭组

岩性结构碎屑灰岩,泥灰岩,灰岩夹粘土岩薄层灰岩夹页岩,泥质白云岩

白云岩夹粘土岩,底部为杂色页岩薄层灰岩,粘土岩,泥质灰岩泥质白云岩,炭质页岩白云岩夹粘土岩

上层为泥质白云岩,下层为页岩泥质灰岩,碎屑岩夹粘土岩泥质灰岩,白云岩夹粘土岩杂色白云岩夹粘土岩灰岩,白云岩夹黏土岩白云岩夹粘土岩白云岩夹粘土岩

地形地貌

丘陵谷地丘陵谷地、沟谷地貌

缓丘、洼地缓丘、盆地丘陵谷地

丘陵洼地、丘陵谷地缓丘、浅中丘、中盆地峰丛、丘陵、低中丘缓丘、盆地丘陵谷地、深中丘山地、低中山缓丘、缓中丘山地,陡坡地

坡度(o)122010~158~1010~1212~308~178~125~915~35181214

注:根据野外实地调查资料记录、整理。

图2

调查区地势地貌空间分布

Fig.2Spatial distribution of topography and geomorphology in the investigated region

1572

8期胡锋等:“亚喀斯特”概念与景观特征的初步探讨

分(图1c),酸不溶物含量高,溶蚀速率相对缓慢,成土速率较典型喀斯特地区快,调查区以关岭组(T2g)地层段发育最为明显,故这类地区土层相对较厚,土壤保水性、保肥性较好,植被生长良好,土地利用率高,致使生态环境相对较好(图1a),生态系统较为稳定。

碳酸盐岩与非碳酸盐岩的夹层岩性特征。这些互层段区域岩石主要包括碎屑灰岩,灰岩夹粘土岩,薄层灰岩夹页岩,白云岩夹粘土岩,碎屑岩夹粘土岩等,如大冶组、罗楼组的第二段中厚层泥灰岩与页岩、紫云组的第三段薄层泥质白云岩等。由于是互层段组合,岩石间掺杂较多的其他物质,因此,这类地区的岩石同样含有较高的泥质成分,在遵义地区分布较多,亚喀斯特景观分布也较为明显。

3.2亚喀斯特景观的地貌特征

3.2.1地表地貌特征亚喀斯特地区,地貌景观组合形态多样,发育成因主要受岩性、水动力条件控制,不同的地貌景观综合体,都拥有其各自的空间结构,在水平和垂直方向上表现不一。杨明德[38]认为喀斯特地貌是一个二元三维空间地域结构体,由地表和地下地貌景观单元组成,两者是一个既相互联系又相互制约的双重结构系统;俞遵典[37]认为喀斯特地貌景观的成因机制主要有岩石地层因素、地质构造环境、水化学及水动力条件、生物化学制导;李宗发[33]按成因和形态将贵州喀斯特分为三大成因类型和十六种地貌组合形态。

调查区地貌景观类型多样,组成结构复杂,高程相差较大(图2a)。从成因上有溶蚀、侵蚀—剥蚀、溶蚀—侵蚀地貌,从形态上有丘陵洼地、丘陵谷地、浅低丘、浅中丘、深中丘、盆地、浅切割低中山、中山等(表1、图2b)。根据表2统计,贵阳市亚喀斯特地区地貌以浅中丘和低中山为主,面积分别为739.97km2、662.59km2,占该区亚喀斯特总面积的36.84%、32.98%,且低中山切割深度在200~500m之间,地形起伏较缓,坡度大约在8o~25o之间;而中山相对较少,面积只有15.15km2。在遵义县等地,低中山面积为1107.47km2,占该区域亚喀斯特总面积的69.3%,其次是深中丘,面积为305.03 km2;而西秀/平坝,浅中丘面积达到了758.22km2,占地比例59.12%,其次是浅切割中山,面积为316.97km2。由此可见,亚喀斯特地区地貌类型主要是丘陵谷地,浅中丘、深中丘、浅切割低中山、洼地和中盆地,区域平均坡度大约在15o左右,地形起伏度相对较缓。这是因为亚喀斯特地区碳酸盐岩纯度不高,岩石含泥质成分(酸不溶物)较多,

表2典型亚喀斯特地区地貌类型及面积

Tab.2Geomorphy type and area of the typical semi-karst region(km2)

低中山浅中丘深中丘中盆地高台地浅低丘中山总计

贵阳市

图斑

(个)

58

30

40

9

2

-

13

152

面积

(km2)

662.59

739.97

516.49

55.17

19.45

-

15.15

2008.81

百分比

(%)

32.98

36.84

25.71

2.75

0.97

-

0.75

100.00

遵义县/红花岗/汇川

图斑

(个)

53

17

20

6

-

5

7

108

面积

(km2)

1107.47

66.17

305.03

12.94

-

17.84

74.20

1583.64

百分比

(%)

69.93

4.18

19.26

0.82

-

1.13

4.69

100.00

西秀/平坝

图斑

(个)

3

12

8

3

-

-

10

36

面积

(km2)

87.64

758.22

94.46

25.31

-

-

316.97

1282.60

百分比

(%)

6.83

59.12

7.36

1.97

-

-

24.71

100.00

注:百分比(%)为该地貌类型面积与该地区亚喀斯特总面积之比。

1573

地理研究34卷

不容易被溶蚀,地表受切割深度小,以致丘陵洼地分布见多,峰丛峰林不发育,与典型喀斯特区差异明显。

3.2.2地下地貌特征典型喀斯特地区由于碳酸盐岩纯度高,易于被溶蚀、侵蚀等,地貌发育强烈,故形成了诸多千姿百态的峰丛、峰林、洼地、槽谷、溶洞、暗河、竖井等喀斯特景观。但是,在岩石含泥质成分较高的“亚喀斯特”地区,由于酸不溶物含量高或受隔水层阻挡效应,碳酸盐岩不易被流水溶蚀带走,致使该地区喀斯特发育程度不及典型喀斯特地区,地下洞穴、漏斗、暗河等分布少见。在贵阳市1∶5万地形图上随机统计了92个洞穴的分布(不完全统计),其中典型喀斯特地区84个,亚喀斯特地区仅8个,而非喀斯特地区没有发现洞穴分布。可见亚喀斯特地区洞穴分布较少,地下岩石受溶蚀程度小,且洞穴在高度和长度上都要比典型喀斯特区要小,这再一次证明了亚喀斯特地区的特殊性。

3.3地表地下水文特征

由于碎屑岩和碳酸盐岩的交互成层,致使赋存的地下水分为岩溶水和裂隙水[39]。以贵阳市为例,通过ArcGIS 软件生成147个随机点,并统计各点所代表的水资源模数值,以此来衡量该区域地下水资源的储藏状况,结果如图3和表3所示。典型喀斯特地区有29个点所表示的地下水资源模数值大于50×104m 3/a ·km 2,有19个点所表示的模数值在40×104m 3/a ·km 2~50×104m 3/a ·km 2之间。而亚喀斯特地区,有17个点所在地的模数值大于50×104m 3/a ·km 2,有13个点所在地的模数值在30×104m 3/a ·km 2~40×104m 3/a ·km 2之间。非喀斯特地区则主要以基岩裂隙水分布较多。因此,典型喀斯特地区地下水资源丰富,地表相对缺水;非喀斯特地区地表水聚集较多,水量充足;而亚喀斯特地区地下水资源产水模数大多集中在30×104m 3/a ·km 2以上,水资源相对较为丰富,局部地段地下水出露较多,加之土壤与植被

的共同作用,因而该地区地表缺水情况不

如典型喀斯特地区严重。3.4亚喀斯特地区土壤特征

贵州贫困人口集中,土地乃生存之本,故对耕地的保护极为重要。而亚喀斯特地区由于成土母质丰富,岩石风化、植被枯枝落叶留下的残积物相对较多,成土速率较快,土层相对较厚,宜农耕地较多,因此了解该区域的土壤特性意义重大。

(1)土壤类型特征。从表4可以看出,亚喀斯特地区的土壤类型主要有黄壤、黄棕

壤、水稻土、黄色石灰土、粗骨土等。颗粒类型有壤土、黏土、砂土,壤土质地较均匀,

图3贵阳市地下水资源模数

Fig.3Modulus of groundwater resources in Guiyang city

表3

贵阳市地下水资源模数(104m 3/a ·km 2)

Tab.3Modulus of groundwater resources in Guiyang city (104m 3/a ·km 2)

模数值个数典型喀斯特区亚喀斯特区非喀斯特区合计

碳酸盐岩类岩溶水模数值10~203003

20~3074415

30~402113438

40~50195731

>502917349

基岩类裂隙水模数值

15~2570411

合计

863922147注:水资源径流模数数据来自2011年贵州省国土资源地图集。

1574

8期胡锋等:“亚喀斯特”概念与景观特征的初步探讨能保水、保肥、适合耕种;黏土土壤粉砂多,颗粒较细,质地较为黏重,保肥能力强,但

是透水、通气能力差;样本区土层厚度(指表土层)在30~100cm 之间(图4a ),其中黄壤、水稻土相对较厚,不同区域、坡度条件下,土壤厚度不一,个别地方相对较薄,有25cm 左右。所以,这类地区土壤类型多样,保水性、保肥性较好,不易发生大规模的水土侵蚀。

(2)

土壤剖面、酸碱性特征。亚喀斯特地区土壤质地较黏重,具有土石剖面结构。

图4贵州亚喀斯特地区土层厚度及耕地—植被景观Fig.4The soil thickness and cultivated-vegetation landscape of the semi-karst region in Guizhou

表4

典型“亚喀斯特”地区土壤植被特征

Tab.4The soil and vegetation characteristics of typical "Semi-Karst"region

调查样地安顺西秀下哨

贵阳市乌当区

观山湖区大关桥修文县丫叉田息烽林丰村采石厂息烽县康家寨遵义县阁老坝村遵义县任召桥

点号12

12345

111111

地理位置106°2′38″26°9′47″106°2′36″26°10′7″106°46′38″26°38′23″106°47′46″26°38′56″106°49′18″26°39′34″106°49′58″26°39′55″106°49′57″26°39′33″106°40′5″26°38′14″106°47′27″26°55′28″106°42′50″27°5′38″106°43′05″27°5′38″106°47′58″27°25′46″106°53′16″27°35′17″

土壤类型黄壤、

黄色石灰土黄壤、

黄色石灰土黄壤黄色石灰土水稻土、石灰土石灰土、黄棕壤水稻土、黄色石灰土黄壤、

黄色石灰土水稻土石灰土粗骨土、石灰土黄色、石灰土黄壤、水稻土

厚度(cm)30403538~5020~3525~454225~473043~4840~5030~5025~50

pH(A/B)

A:5.5B:6.0A:5.3B:6.2A:5.3B:5.8A:5.1B:6.4A:7.0B:6.0A:5.6B:7.3A:7.2B:6.4A:5.4B:6.2----A:6.2

B:5.6-

-A:5.5B:6.3植被类型及土被覆盖

常绿灌丛为主,小果蔷薇、火棘

灌丛,有针阔混交林,土被达80%

以针阔混交林为主,灌草丛次

之,土被覆盖在70%~80%之间

玉米、油(麦)为主的旱地植被马尾松林,森林覆盖率为60%,草坡地,大田作物人工植被为主,玉米、油(麦)为主的旱地植被植被以灌丛为主,乔木林为辅,有少量的马尾松林

植被以灌丛为主,乔木为辅,覆盖率30~40%针阔混交林,灌草丛,土被覆盖在60%左右,乔灌木高3~8m 乔木灌丛,小果蔷薇、火棘灌丛种玉米为主的旱地植被,森林,灌木林

针叶马尾松林,松柏树乔木林为主,灌草丛为辅,覆盖40%~70%

马尾松林,树高8米左右,覆盖

80%~90%,有枫香、白栎、盐肤木

土地利用类型坡耕旱地、林地

旱地、林地旱地、水田

坡耕地、少量水田

旱地、部分荒

草地

坡耕地、林地

荒草地、旱地

坡耕地、

林地、居民地

玉米、水稻为

主的耕地

旱地、林地旱地、林地农用水田、旱

地、林地

林地、灌木、旱地

注:根据野外实地调查资料记录、整理。

1575

地理研究34卷1576

部分岩石或其他物质经长期风化,形成一定厚度的土层堆积于岩石之上,在垂直剖面上呈现土层—岩石—土层结构。土壤在发育较好的地方分表土层(A层)、心土层(B 层)、底土层/母质层(C层)三层,经过实测,土壤的pH大多在5.1~7.2之间(表4),土壤主要偏酸性,部分显中性、碱性。在酸性土上通常生长着马尾松林、阔叶灌丛,土壤的pH在5.5~6.6之间;在偏中性或偏碱性的土壤上多生长柏树,土壤的pH在7.2左右。可见,该区土壤酸碱性适中,使得自然植被生长茂密,宜农耕地较多,生态环境效应好等特征。

3.5亚喀斯特地区植被特征

植被种类繁多,地域差异明显。在调查的亚喀斯特地区,植被类型以自然植被为主,人工植被为辅,自然植被以暖温性针叶林、暖性灌丛、阔叶林、针阔混交林、荒草地为主,针叶林代表有马尾松林(图4b)、柏树,少量华山松(Pinus Armandi);灌木次生性较强,灌丛有火棘(Pyracantha Fortuneana),小铁仔(Myrsine Africana),马桑(Coriaria Nepalensis),野漆树(Toxicodendron Succedaneum),白栎(Quercus Fabri)等。在耕地旁还生长一些狗尾草(Setaria Viridis),蒿多种(Artemisia Spp),马鞭草(Verbena Officinalis),求米草(Oplismenus Undulatifolius)等。

土被覆盖连续,植被覆盖度高。亚喀斯特区由于土层较厚,土壤酸碱性适中,植被生长茂密,所以土被覆盖率高,植被生态效应好。在以常绿阔叶林为主的西秀下哨村,土壤主要为黄壤、黄色石灰土,pH在5.5~6.0之间,土被覆盖度达到了70%~80%;在遵义县任召桥有大片的马尾松林,覆盖率达到了80%~90%,还有枫香、白栎和盐肤木等。在贵阳市乌当的某些耕地、荒草地,植被以灌草丛为主,乔木为辅,土被覆盖在40%左右(图4b)。可见,在人为干扰程度不强的条件下,亚喀斯特地区植被生长茂密,植被生态系统较稳定,同时,自我调节反馈能力也较强。

4结论与讨论

已有的研究主要集中在典型的喀斯特地区,而“亚喀斯特”作为喀斯特的一部分,有其独特的地理环境特征和景观效应,它与典型的喀斯特相比,在很多方面存在差异。本文从“亚喀斯特”的概念、景观特征、生态环境效应等方面进行了初步探讨,得出的主要结论如下:

(1)从喀斯特发育的程度上看,“亚喀斯特”主要发育在不纯碳酸盐岩及碳酸盐岩与非碳酸盐岩夹层之上,前者包括泥质白云岩、泥质石灰岩,地层以中三叠统时期关岭组最为典型;后者包括白云岩夹粘土岩、碎屑灰岩、灰岩夹粘土岩、碎屑岩夹粘土岩等,以紫云组、罗楼组互层段较为常见。岩石都含有较高的泥质成分,酸不溶物含量高,溶蚀速率相对较缓慢,成土速率较典型喀斯特地区快。因此,亚喀斯特地区往往拥有较厚的土层,土壤保水保肥性好,土被覆盖连续,自然植被生长较茂密,覆盖度高,宜农耕地多,土地利用价值大。

(2)从地貌景观上看,亚喀斯特地区地貌成因有溶蚀、侵蚀—剥蚀、溶蚀—侵蚀三种,从形态类型上包括缓丘洼地、丘陵谷地、浅低丘、浅中丘、深中丘、低中山及中山等。调查区贵阳市的浅中丘面积为739.97km2,低中丘为662.59km2,分别占该地区亚喀斯特面积的36.84%、32.98%;遵义等地低中山面积为1107.47km2,所占比例为69.3%,深中丘面积为305.03km2;而西秀平坝则以浅中丘为主,面积为758.22km2,占到59.12%。因此,亚喀斯特地区地表起伏度相对较缓,受切割程度较浅,坡度大约在8°~

8期胡锋等:“亚喀斯特”概念与景观特征的初步探讨

1577 35°之间不等,峰丛、峰林不发育。

(3)从喀斯特地下溶洞发育情况上看,由于亚喀斯特地区岩石本身固有的属性,地下洞穴发育程度不高、分布极少。在统计的贵阳市地下洞穴中,绝大部分洞穴分布在典型喀斯特区,而亚喀斯特地区分布甚少;同时,地下岩溶水以碳酸盐岩类岩溶水为主,产水模数相对较高,地下水资源较为丰富,地表干旱缺水情况不明显。

(4)从土壤植被效应上看,亚喀斯特地区拥有较厚的土层,土壤以黄壤和黄色石灰土为主,土壤酸碱性适中,植被生长茂密。在酸性土壤上多生长马尾松林,在偏碱性的土壤上多生长柏树。灌木林次生性较强,土被覆盖连续,植被覆盖度较高,宜农耕地多,土地农用价值较大。因此,这类地区有别于典型的喀斯特地区,生态效应积极作用比较明显,需要对其进行保护和专门研究。

(5)引起亚喀斯特与典型喀斯特景观区别的地域分异因素主要是岩性(包括纯度和夹层组合),分异的结果既体现在构成自然地理景观的每一个要素上,也综合体现在整个景观外貌和结构上。岩性不纯型亚喀斯特景观内部相对均一;夹层组合型亚喀斯特景观结构相对复杂,从较小尺度看其内部有异质性表现,而从较大尺度看则亚喀斯特景观效应表现明显。

在亚喀斯特的概念、景观特征和生态环境效应方面进行了初步研究,但没有具体确定出亚喀斯特区域的划分及敏感性脆弱性等指标。在今后的研究中,将针对亚喀斯特地貌效应、水文水资源效应、土壤植被效应、生态环境和生态功能效应等方面做进一步的研究。

参考文献(References)

[1]Sweeting M M.Reflections on the development of Karst geomorphology in Europe and a comparison with its develop-

ment in China.Zeitschrift für Geomorphologie,1993,37:127-138.

[2]李阳兵,侯建筠,谢德体.中国西南岩溶生态研究进展.地理科学,2002,22(3):365-370.[Li Yangbing,Hou Jianjun,

Xie Deti.The recent development of research on karst ecology in Southwest China.Scientia Geographica Sinica,2002, 22(3):365-370.]

[3]袁道先.我国西南岩溶石山的环境地质问题.世界科技研究与发展,1997,19(5):41-43.[Yuan Daoxian.On the envi-

ronment and geological problems of karst mountains and rocks in the south-west China.World Sci-Tech R&D,1997,19

(5):41-43.]

[4]彭建,蔡运龙,何钢,等.喀斯特生态脆弱区猫跳河流域土地利用/覆被变化研究.山地学报,2007,25(5):566-576.

[Peng Jian,Cai Yunlong,He Gang,et https://www.wendangku.net/doc/3617056895.html,nd Use/cover change in ecologically fragile karst areas:A case study in Mao-tiaohe River Basin,Guizhou,China.Journal of Mountain Science,2007,25(5):566-576.]

[5]李阳兵,邵景安,王世杰,等.岩溶生态系统脆弱性研究.地理科学进展,2006,25(5):1-9.[Li Yangbing,Shao Jing'an,

Wang Shijie,et al.A conceptual analysis of karst ecosystem fragility.Progress in Geography,2006,25(5):1-9.]

[6]蔡运龙.中国西南喀斯特山区的生态重建与农林牧业发展:研究现状与趋势.资源科学,1999,21(5):37-41.[Cai Yun-

long.ecological rehabilitation and development of agriculture,forestry and animal husbandry in karst mountain areas of Southwest China:Status quo and trend of study.Resources Science,1999,21(5):37-41.]

[7]杨明德.贵州喀斯特发育的一些特点.见:杨明德.喀斯特研究:杨明德论文选集.贵阳:贵州民族出版社,2003:1-

20.[Yang Mingde.Some features of karst development in guizhou.In:Yang Mingde.Collected Papers from the Karst

Research of Yang Mingde.Guiyang:Guizhou Nationalities Publishing House,2003:1-20.]

[8]杨明德.贵州高原喀斯特地貌结构及演化规律.见:杨明德.喀斯特研究:杨明德论文选集.贵阳:贵州民族出版社,

2003:20-33.[Yang Mingde.The structure and evolution of karst in guizhou.In:Yang Mingde.Collected Papers from the Karst Research of Yang Mingde.Guiyang:Guizhou Nationalities Publishing House,2003:20-33.]

[9]杨明德.论喀斯特环境的脆弱性.见:杨明德.喀斯特研究:杨明德论文选集.贵阳:贵州民族出版社,2003:226-237.

[Yang Mingde.Discussion on the vulnerability of karst environment.In:Yang Mingde.Collected Papers from the Karst Research of Yang Mingde.Guiyang:The Nationalities Publishing House of Guizhou,2003:226-237.]

[10]张殿发,王世杰,李瑞玲.贵州省喀斯特山区生态环境脆弱性研究.地理学与国土研究,2002,18(1):77-79.[Zhang

地理研究34卷1578

Dianfa,Wang Shijie,Li Ruiling.Study on the eco-environmental vulnerability in Guizhou karst mountains.Geography and Territorial Research,2002,18(1):77-79.]

[11]苏维词.贵州岩溶山区生态系统的脆弱性及其对策.中国水土保持科学,2004,2(3):64-69.[Su Weici.Main charac-

teristics of eco-system and corresponding countermeasures of karst mountain region in Guizhou.Science of Soil and Wa-ter Conservation,2004,2(3):64-69.]

[12]安裕伦.喀斯特人地关系地域系统的结构与功能刍议.中国岩溶,1994,13(2):153-159.[An Yulun.A tentative study

on structure and function of man-land relationship areal system in karst terrains.Carsologica Sinica,1994,13(2):153-159.] [13]安裕伦.贵州峰丛喀斯特多民族山区人地关系的思考:以贵州麻山、瑶山及北盘江河谷地区为例.贵州师范大学学

报:自然科学版,2000,18(3):8-12.[An Yulun.The relationship between haman and land in minority nationalities areas of Guizhou karst peak cluster region.Journal of Guizhou Normal University:Natural Science,2000,18(3):8-12.] [14]陈慧琳.南方岩溶区人地系统的基本地域分异探讨.地理研究,2000,19(1):73-79.[Chen Huilin.A study on basic ter-

ritorial differences in the man-land system in Karst Regions of South China.Geographical Research,2000,19(1):73-79.] [15]李阳兵,罗光杰,邵景安,等.岩溶山地聚落人口空间分布与演化模式.地理学报,2012,67(12):1666-1674.[Li Yang-

bing,Luo Guangjie,Shao Jing'an,et al.The evolving models of rural settlements and population distribution in karst mountains.Acta Geographica Sinica,2012,67(12):1666-1674.]

[16]李瑞玲,王世杰,周德全,等.贵州岩溶地区岩性与土地石漠化的相关分析.地理学报,2003,58(13):314-320.[Li

Ruiling,Wang Shijie,Zhou Dequan,et al.The correlation between rock desertification and lithology in karst area of Gui-zhou.Acta Geographica Sinica,2003,58(13):314-320.]

[17]安宏锋,安裕伦,袁士聪,等.贵州省石漠化敏感性的动态演变与模拟预测.中国农学通报,2010,26(13):388-395.

[An Hongfeng,An Yulun,Yuan Shicong,et al.Change and simulation and prediction of the karst rocky desertification sensitivity in Guizhou province.Chinese Agricultural Science Bulletin,2010,26(13):155-161.]

[18]王培彬,安裕伦.2000-2010年贵州喀斯特地区石漠化时空特征分析.贵州师范大学学报:自然科学版,2013,32(3):

10-15.[Wang Peibin,An Yunlun.Spatial-temporal analysis of rocky desertification in Guizhou province during2000-2010.Journal of Guizhou Normal University:Natural Science,2013,32(3):10-15.]

[19]万军,蔡运龙.喀斯特生态脆弱区的土地退化及生态重建:以贵州省关岭县为例.中国人口·资源与环境,2003,13

(2):50-56.[Wan Jun,Cai https://www.wendangku.net/doc/3617056895.html,nd degradation and eco-reconstruction in fragile karst ecosystem:The case of

guanling county,Guizhou province.China Population,Resources and Environment,2003,13(2):50-56.]

[20]李阳兵,姜丽,白晓永.亚热带喀斯特石漠化土地退化特征研究.长江流域资源与环境,2006,15(3):395-399.[LI

Yangbing,Jiang Li,Bai Xiaoyong.Characteristics of karst rocky desertification land in the subtropical zone in China.

Resources and Environment in the Yangtze Basin,2006,15(3):395-399.]

[21]王荣,蔡运龙.西南喀斯特地区退化生态系统整治模式.应用生态学报,2010,21(4):1070-1080.[Wang Rong,Cai

Yunlong.Management modes of degraded ecosystem in southwest karst area of China.Chinese Journal of Applied Ecol-ogy,2010,21(4):1070-1080.]

[22]张宏群,安裕伦.贵州省喀斯特山区水土流失遥感信息模型的建立.水土保持通报,2003,23(5):9-12.[Zhang Hon-

gqun,An Yulun.A design of remote sensing information model of soil and water loss in karst mountain region of Gui-zhou province.Bulletin of Soil and Water Conservation,2003,23(5):9-12.]

[23]杨胜天,王冰,王玉娟.喀斯特地区水土流失遥感监测现状与发展趋势.水土保持通报,2007,27(1):62-66.[Yang

Shengtian,Wang Bing,Wang Yujuan.Trend and state of RS monitoring of soil and water loss in karst region.Bulletin of Soil and Water Conservation,2007,27(1):62-66.]

[24]熊康宁,胡顺光.贵州喀斯特地区水土流失研究进展.贵州师范大学学报:自然科学版,2011,29(4):106-110.[Xiong

Kangning,Hu Shunguang.Evolution of soil and water loss in Guizhou karst area.Journal of Guizhou Normal Universi-ty:Natural Sciences,2011,29(4):106-110.]

[25]张跃红,安裕伦,马良瑞,等.1960-2010年贵州省喀斯特山区陡坡土地利用变化.地理科学进展,2010,21(7):878-

884.[Zhang Yuehong,An Yulun,Ma Liangrui,et https://www.wendangku.net/doc/3617056895.html,nd use change of slope land in karst mountainous regions,Gui-zhou province during1960-2010.Progress in Geography,2010,21(7):878-884.]

[26]李正,王军,白中科,等.喀斯特地区土地利用变化研:以贵州省为例.地域研究与开发,2011,30(2):143-148.[Li

Zheng,Wang Jun,Bai Zhongke,et al.Researches on karst area land use change:Taking Guizhou province for example.

Areal Research and Development,2011,30(2):143-148.]

[27]马士彬,张勇荣,安裕伦.山区城市土地利用动态空间分布特征:以贵州省六盘水为例.自然资源学报,2012,27(3):

489-496.[Ma Shibin,Zhang Yongrong,An Yulun.Spatial pattern of urban land use in the mountain area:A case study of liupanshui in Guizhou province.Journal of Natural Resources,2012,27(3):489-496.]

8期胡锋等:“亚喀斯特”概念与景观特征的初步探讨

1579 [28]万军.贵州省喀斯特地区土地退化与生态重建研究进展.地球科学进展,2003,18(3):447-453.[Wan https://www.wendangku.net/doc/3617056895.html,nd degra-

dation and ecological rehabilitation in karst areas of Guizhou province,Southweastern China.Advance in Earth Scienc-es,2003,18(3):447-453.]

[29]苏维词,朱文孝,滕建珍.喀斯特峡谷石漠化地区生态重建模式及其效应.生态环境,2004,13(1):57-60.[Su Weici,

Zhu Wenxiao,Teng Jianzhen.Eco-controlling models of rocky desertification in karst gorge region of Xingbei town in Guizhou province and its effects.Ecology and Environmental Sciences,2004,13(1):57-60.]

[30]王金乐,林昌虎,何腾兵.贵州喀斯特山区石漠化生态环境背景与生态重建.水土保持研究,2006,13(5):148-153.

[Wang Jinle,Lin Changhu,He Tengbing.Ecological environment of rocky desertification and ecological rehabilitation model in karst mountainous area of Guizhou.Research of Soil and Water Conservation,2006,13(5):148-153.]

[31]伍光和,王乃昂,胡双熙,等.自然地理学.北京:高等教育出版社,2008.[Wu Guanghe,Wang Nai'ang,Hu Shuangxi,

et al.Physical Geography.Beijing:Higher Education Press,2008.]

[32]杨明德.论贵州岩溶水赋存的地貌规律性.中国岩溶,1982,(2):85-91.[Yang Mingde.The geomorphological of karst

water occurences in Guizhou plateau.Carsologica Sinica,1982,(2):81-91.]

[33]李宗发.贵州喀斯特地貌分区.贵州地质,2011,28(3):177-181.[Li Zongfa.Division of karst landform in Guizhou.

Guizhou Geology,2011,28(3):177-181.]

[34]李玉辉.喀斯特的内涵的发展及喀斯特生态环境保护.中国岩溶,2000,19(3):260-267.[Li Yuhui.The evolution of

implication of karst and its environmental protection.Carsologica Sinica,2000,19(3):260-267.]

[35]安裕伦,吕涛,熊康宁,等.“3S”在贵州喀斯特石漠化现状研究中的应用探讨.见:水利部水土保持监测中心,中国水

土保持学会水土保持监测专业委员会.全国第一届水土保持监测学术研讨会论文集.北京:中国水利水电出版社, 2001:144-152.[An Yulun,Lv Tao,Xiong Kangning,et al.The study to karst-desertification in Guizhou with"3S".In: Monitoring Center of Soil and Water Conservation,Ministry of Water Resources,Chinese Society of Soil and Water Conservation,Professional Committee of soil and water conservation monitoring.Collected Papers from the First Aca-demic Conference on Water and Soil Conservation.Beijing:China Water&Power Press,2001:144-152.]

[36]贺中华,杨胜天,梁虹,等.基于GIS和RS的喀斯特流域枯水资源影响因素识别:以贵州省为例.中国岩溶,2004,23

(1):48-55.[He Zhonghua,Yang Shengtian,Liang Hong,et al.Identification for the factors that impact low-flow resourc-

es in karst basin by means of GIS and RS:A case in Guizhou province.Carsologica Sinica,2004,23(1):48-55.]

[37]吕红梅,安裕伦,杨广斌,等.喀斯特地区CBERS02植被覆盖度的分形研究:以贵州毕节地区为例.贵州师范大学学

报:自然科学版,2009,27(2):34-39.[Lv Hongmei,An Yulun,Yang Guangbin,et al.Fractal research on karst area CBERS02vegetation degree of coverage:Taking Guizhou Bijie prefecture as an example.Journal of Guizhou Normal University:Natural Sciences,2009,27(2):34-39.]

[38]杨明德.论喀斯特地貌地域结构及其环境效应.见:杨明德.喀斯特研究:杨明德论文选集.贵阳:贵州民族出版社,

2003:239-250.[Yang Mingde.The structure and environment effects of karst in Guizhou.In:Yang Mingde.Collected Pa-pers from the Karst Research of Yang Mingde.Guiyang:The Nationalities Publishing House of Guizhou,2003:239-250.] [39]俞遵典.论喀斯特地貌的成因与演化.云南地质,2003,22(1):1-15.[Yu Zundian.The origin and evolution of the karst

landscape.Yunnan Geology,2003,22(1):1-15.]

[40]贵州省国土资源厅.贵州省国土资源地图集.成都:成都地图出版社,2011.[Department of Land and Resources of

Guizhou Province.Atlas of Land and Resources of Guizhou Province.Chengdu:Chengdu Cartographic Publishing House,2011.]

地理研究34卷1580

Preliminary discussion on concept and landscape features of "Semi-Karst":A case study of Guizhou province

HU Feng1,2,AN Yulun1,2,XU Jing1,2

(1.School of Geographic and Environmental Science,Guizhou Normal University,Guiyang550001,China;

2.Guizhou Mountain Resources and Environmental Remote Sensing Application Laboratory,Guiyang550001,China;) Abstract:The"Semi-Karst",as a special part of karst ecological environment of Guizhou,is a typical ecological fragile zone.Clearly defining and fully understanding its concept and connotation,combined with analysis of characteristics of its landscape,is an important way to cognize this special landscape.In this paper,the concept of"Semi-Karst",as well as its landscape characteristics and ecological environmental effect,have been involved in a preliminary discussion.Analysis holds that"Semi-Karst"is a transitional landscape developing in impure carbonate rocks and the interlayer of carbonate rocks and non-carbonate rocks.It is another kind of karst landscape different from typical karst and non-karst in development of stratum and lithology,landscape characteristics and ecological environment effect."Semi-Karst"is mainly constituted by impure carbonate rocks and interlayer of carbonate rocks and non-carbonate rocks.Carbonate rocks mainly include the argillaceous dolomite and argillaceous limestone,with middle Triassic Guanling Formation(T2g)as most typical.And non-carbonate rocks mainly include interbedded reservoir of Daye Formation(T1d),Ziyun Formation(T1z),and Luolou Formation(T1l).In"Semi-Karst"regions,rocks mostly contain high argillaceous composition;karst development is not as good as in typical karst regions; landforms mainly include hill and valley,low and middle hill,shallow cutting low and middle mountain;terrain fluctuation and surface cutting level are relatively small;slope is nearly between8and35degrees;peak cluster and peak forest are rare,which are common in typical karst regions.At the same time,few underground karst caves can be found,and karst caves are relatively small on height and length;modulus of groundwater resources is big,and drought and surface water shortage are not as serious as in typical karst areas.Due to rock in"Semi-Karst"of high content of argillaceous rock composition and insoluble residues and low rate of dissolution,these regions are featured by rich soil parent material,fast soil formation rate,thick soil layer,and medium pH of soil."Semi-Karst"regions have a large amount of cultivated lands and high agricultural value,which can relieve the conflict between people and land to a certain extent.In addition,in"Semi-Karst"areas soil covers are continuously distributed, natural vegetation grows densely,Pinus massoniana and cypress are widely distributed,the ecological environment effect is good,and the ecosystem is relatively stable.However,due to factors such as human activities,the quantity of soil erosion in"Semi-Karst"area is larger than that in typical karst area under the same conditions.Therefore,more significance should be attached to"Semi-Karst"area and a lot of related researches are needed in the future. Keywords:Semi-Karst;landscape features;typical karst;Guizhou;Comprehensive Physical geography

相关文档