安吉平++王濟(jì)++蔡雄飛++段志斌++顏蒙蒙
摘要:系統(tǒng)梳理了西南喀斯特二元結(jié)構(gòu)下土壤流失的研究進(jìn)展,結(jié)果表明喀斯特山區(qū)土壤侵蝕研究總體起步晚,基礎(chǔ)研究落后,已有研究成果多集中在地表侵蝕現(xiàn)狀、成因、治理措施等方面??λ固囟Y(jié)構(gòu)背景下存在地下土壤流失的觀點(diǎn)已經(jīng)得到多數(shù)學(xué)者的認(rèn)可,然而受限于研究技術(shù)方法,缺乏觀測數(shù)據(jù),地下流失途徑、流失量及其危害仍不清楚。因此,尋求必要的技術(shù)手段,從流失途徑和過程開展野外觀測是今后喀斯特二元結(jié)構(gòu)下土壤流失研究的重點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:喀斯特;二元結(jié)構(gòu);地表土壤侵蝕;地下土壤流失
中圖分類號:S157 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:0439-8114(2017)09-1605-06
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.09.002
Research Progress of Soil Loss under the Dual Structure of Southwest Karst
AN Ji-ping,WANG Ji,CAI Xiong-fei,DUAN Zhi-bin,YAN Meng-meng
(Guizhou Normal University, Guiyang 550001,China)
Abstract: This paper systematically studies the progress of soil loss under the dual structure of southwest karst, the results show that the research of the soil erosion in karst mountainous started late, and the basic research is lagging. The existing research results have focused on the present situation of surface erosion, causes and control measures. The view of underground soil loss in the context of karst diploid structure has been recognized by most scholars. However, limited to the research methods and the lack of observational data, the way of underground soil loss, the amount of loss and its harm are still unclear. Therefore, seeking the necessary technical means to carry out the necessary field observation from the way and process of loss is the focus of the study of soil loss under karst structure in the future.
Key words: karst; dualistic structure; surface soil erosion; underground soil loss
喀斯特地區(qū)土壤流失的研究總體起步晚,基礎(chǔ)研究落后,可選取的技術(shù)方法有限,通過CNKI期刊網(wǎng)的篇名對“喀斯特/巖溶與土壤流失”進(jìn)行檢索,得出已發(fā)表的文章共18篇,最早在2004年涉及1篇。雖然近年來喀斯特地區(qū)土壤流失問題逐漸被引出,地下巖―土―水―生物作用機(jī)理與多尺度土壤流失過程已備受關(guān)注,部分學(xué)者開始把研究方向逐漸由地表轉(zhuǎn)向地下,并提出了喀斯特地區(qū)特殊的地下土壤流失方式[1-5]。但是由于喀斯特獨(dú)特的二元結(jié)構(gòu)背景,使目前的研究內(nèi)容主要側(cè)重于侵蝕現(xiàn)狀的宏觀性或定量分析評價(jià),而基于侵蝕量、過程、流失途徑等方面的觀測和試驗(yàn)研究較少,不能客觀揭示喀斯特山區(qū)復(fù)雜地理?xiàng)l件(二元結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的三維空間)下的土壤流失機(jī)理。本文通過對已有研究成果的梳理,分析喀斯特二元結(jié)構(gòu)下土壤流失研究已取得的主要研究成果和存在的主要問題,提出對未來研究的建議,旨在引起同行及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)對喀斯特二元結(jié)構(gòu)下土壤流失機(jī)理的更多關(guān)注。
1 喀斯特二元結(jié)構(gòu)及其對土壤流失的影響
1.1 喀斯特二元結(jié)構(gòu)
特殊的地質(zhì)與氣候等條件構(gòu)造了南方喀斯特地區(qū)地表和地下的不同形態(tài),宏觀和微觀的多孔介質(zhì)(裂隙和洞穴)以及地表、地下各種蝕余、堆積形態(tài)組成了不均勻的“二元結(jié)構(gòu)”[6,7](圖1)。巖溶地質(zhì)地貌和巖溶水共同塑造了喀斯特二元結(jié)構(gòu),二元結(jié)構(gòu)的發(fā)育又產(chǎn)生了喀斯特獨(dú)特的巖溶地貌,也為巖溶水的存儲(chǔ)和流動(dòng)提供了場所。
1.2 二元結(jié)構(gòu)及其對土壤流失的影響
西南喀斯特地表的地貌陡峻而破碎,有較大的地表切割度和地形坡度,為水土流失提供了動(dòng)力潛能[8],其裸露巖面還能形成一種特殊的產(chǎn)流、匯流機(jī)制[9]。此外,喀斯特獨(dú)特的二元結(jié)構(gòu),使該地區(qū)存在特有的地下土壤流失方式[2]。降雨和地表徑流使坡地表土被剝蝕,地表會(huì)產(chǎn)生面狀侵蝕(包括濺蝕、片蝕和細(xì)溝侵蝕)和溝狀侵蝕[10]。此外,由于地表徑流夾帶被侵蝕的土壤會(huì)沿著巖溶裂隙、管道、落水洞等向地下流失,導(dǎo)致地表土壤流失量很小,形態(tài)上主要有淺溝和切溝,而沖溝較少發(fā)育[11],不足以構(gòu)成黃土高原似的千溝萬壑的景觀。在部分人眼中的山清水秀的喀斯特地貌,也因獨(dú)特的二元結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了該地區(qū)嚴(yán)重的石漠化問題。
2 喀斯特地表土壤侵蝕研究
2.1 喀斯特地表土壤侵蝕現(xiàn)狀
陳曉平[11]認(rèn)為滇東南喀斯特區(qū)土壤侵蝕已處于極嚴(yán)重的潛在危險(xiǎn)程度,以中、強(qiáng)度侵蝕為主。林昌虎等[12]認(rèn)為貴州喀斯特山區(qū)的土壤侵蝕主要是因?yàn)椴缓侠淼耐恋乩?,再加之外部的地質(zhì)、地貌、降水等諸因素所致。蘇維詞[13]將貴州喀斯特地區(qū)的土壤侵蝕劃分為石漠化、土壤貧瘠化、土壤結(jié)構(gòu)性惡化3種類型。彭建等[14]采用埋樁、修建沉沙池等方法,發(fā)現(xiàn)了花江喀斯特峽谷區(qū)的土壤侵蝕量遠(yuǎn)小于大多數(shù)喀斯特地區(qū),并認(rèn)為該地區(qū)水土流失已瀕臨無土可流、生態(tài)環(huán)境極其惡化的地步。蔡雄飛等[15]指出喀斯特地區(qū)地形復(fù)雜,山高坡陡,河流深切,加上過度的人類活動(dòng),導(dǎo)致嚴(yán)重的土壤侵蝕問題。由于長期受強(qiáng)烈的碳酸鹽巖化學(xué)溶蝕作用,導(dǎo)致喀斯特地區(qū)地表―地下二元結(jié)構(gòu)的發(fā)育,強(qiáng)降雨會(huì)加深土壤侵蝕強(qiáng)度并伴隨土壤流失[16]。
從上述研究可以看出,由于喀斯特地區(qū)自然條件的復(fù)雜性和多樣性,以及人為活動(dòng)的影響,導(dǎo)致西南喀斯特地區(qū)土壤侵蝕問題已十分嚴(yán)重,雖然已有學(xué)者對其產(chǎn)生的因素、危害、治理措施等方面都做了研究,并且“越窮越耕、越耕越窮”的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)方式正在向現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變,但是由于尖銳的“人―地”矛盾存在已久,以及喀斯特獨(dú)特的二元結(jié)構(gòu)使被破壞的生態(tài)系統(tǒng)難以迅速恢復(fù),故有關(guān)土壤侵蝕的問題仍有待更深入的研究。
2.2 喀斯特地表土壤侵蝕的影響因素
2.2.1 地質(zhì)地貌 第三紀(jì)以來的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)奠定了層面多、坡度大、切割深、垂向喀斯特發(fā)育劇烈的碳酸鹽巖山地環(huán)境,該環(huán)境中高山深谷、峰叢、洼地的正負(fù)地形格局顯著,增大了土壤的局部聚集和廣泛分散的程度,為土壤侵蝕提供了動(dòng)力潛能[17-21]。此外,喀斯特地區(qū)巖溶發(fā)育程度和地層組成可以決定土壤侵蝕發(fā)生的強(qiáng)度[22-25]。
2.2.2 氣候條件 中國南方喀斯特屬于亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候,夏季降雨量大且集中,明顯的季節(jié)性干濕交替特征不僅為土壤侵蝕提供了動(dòng)力條件,還加大了碳酸鹽巖地區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度,促進(jìn)了喀斯特地區(qū)二元結(jié)構(gòu)的發(fā)育,使可溶性巖石的孔、裂隙增大,相同的土壤進(jìn)入擴(kuò)大的“篩孔”時(shí),會(huì)使喀斯特土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低,抗蝕性減弱[26,27]。此外,大部分土粒隨降雨地表徑流作局部空間位移,淀積于低洼部位,表現(xiàn)為土壤逐漸向裂隙、溶洼地集聚,使得巖溶地區(qū)土壤分布極不均勻,土層厚度懸殊[28,29]。
2.2.3 植被因素 曾有學(xué)者指出植被是影響土壤侵蝕的重要因素,并揭示了其與土壤侵蝕的內(nèi)在規(guī)律[30-34]??λ固氐貐^(qū)土壤貧瘠、地表水漏失及其富鈣偏堿的環(huán)境,導(dǎo)致其植被具有喜鈣性、耐旱性和石生性,許多喜酸、喜濕、喜肥的植物在這里都難以生長[35]。此外,喀斯特地區(qū)森林植被覆蓋率較低,也降低了森林植被―土壤系統(tǒng)的涵養(yǎng)水源、保持水土的功能[36,37],該區(qū)域的植被一旦被破壞,生態(tài)環(huán)境就會(huì)迅速逆轉(zhuǎn),很難恢復(fù),這也體現(xiàn)了喀斯特環(huán)境的脆弱性[38-40]。
2.2.4 有機(jī)質(zhì) 有機(jī)質(zhì)含量越低,土壤抗蝕性越弱。由于石灰土表層集中了土體絕大部分的有機(jī)質(zhì),表層以下土壤有機(jī)質(zhì)含量迅速降低,一旦富含有機(jī)質(zhì)和植物養(yǎng)分的表土層被剝蝕,土壤抗蝕抗沖能力將明顯下降,其保水保肥性能也會(huì)減弱[19,41]。
2.2.5 人類活動(dòng) 人類對土地資源的不合理利用(如過度的開墾用于耕種、道路建設(shè)、城市建設(shè)等),超過了土地承載力,破壞了生態(tài)系統(tǒng),導(dǎo)致了嚴(yán)重的土壤侵蝕問題。如王亞紅等[42]2006年通過對貴州石板橋水庫沉積物的礦物磁性特征的解譯得出結(jié)論,在1960-2002年間,人類活動(dòng)是影響這一水庫流域內(nèi)的土壤侵蝕的最重要的因素。當(dāng)今社會(huì),越來越多的生態(tài)環(huán)境問題引起了人們的關(guān)注與反思,人類活動(dòng)的干擾加重了喀斯特地區(qū)土壤侵蝕程度,巖石裸露使水力侵蝕作用更大,二元結(jié)構(gòu)更為突出。
西南喀斯特地區(qū)的土壤侵蝕影響因素諸多,包括地質(zhì)地貌、氣候、水文、植被、人類活動(dòng)等。這些因素相互影響,其中地質(zhì)和氣候因素共同控制了該地區(qū)的地貌、水文、植被等自然因素,而這些自然因素又相互影響,進(jìn)一步?jīng)Q定了該地區(qū)脆弱的自然環(huán)境。此外,這種脆弱的自然環(huán)境和當(dāng)?shù)氐娜祟惢顒?dòng)相互作用,最終導(dǎo)致了該地區(qū)嚴(yán)重的土壤侵蝕問題[43]。
2.3 喀斯特地表土壤侵蝕的治理措施
蘇維詞[44]在結(jié)合西南巖溶山區(qū)的自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)際情況的基礎(chǔ)上,提出了要高效合理利用有限的水土資源,通過大力發(fā)展勞務(wù)輸出和第三產(chǎn)業(yè)來加強(qiáng)農(nóng)村小城鎮(zhèn)和市場的建設(shè),以便降低對土地資源的人口壓力;其次是開通綠色產(chǎn)品加工業(yè),以便提高經(jīng)濟(jì)收入量和提供更多就業(yè)崗位;然后是開發(fā)特色旅游業(yè)(如洞穴、峽谷、石林等自然風(fēng)景點(diǎn)及少數(shù)民族風(fēng)情),以便豐富經(jīng)濟(jì)來源。高漸飛等[45]提出采取生物與工程措施治理,坡耕地“林―草”、“林―糧”、“糧―草”間作及輪作復(fù)合經(jīng)營和建立城郊型混農(nóng)林草牧(禽)業(yè)模式,初步形成引領(lǐng)小流域農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生態(tài)產(chǎn)業(yè)。顏萍等[16]提出了以地表水系為中心的小流域綜合治理模式、典型脆弱生態(tài)環(huán)境綜合治理模式、生態(tài)移民治理模式,為進(jìn)一步實(shí)施水土保持措施提供科學(xué)依據(jù)。
總之,面對日益嚴(yán)重的喀斯特生態(tài)問題,人們已經(jīng)采取了一系列的防治措施,并取得了一定的進(jìn)展。即嚴(yán)格按照“預(yù)防為主,全面規(guī)劃,綜合治理,因地制宜,加強(qiáng)管理,注重效益”的基本方針,結(jié)合工程措施、生物措施和農(nóng)業(yè)技術(shù)措施等,努力提高水土資源的利用效率和不斷增加經(jīng)濟(jì)效益。但喀斯特地區(qū)不僅僅是土壤侵蝕問題,其獨(dú)特的二元結(jié)構(gòu)下造成的地下土壤流失問題也是該地區(qū)生態(tài)恢復(fù)緩慢的重要因素。因此,對于地下土壤流失問題及治理措施也需要更多學(xué)者們的關(guān)注。
3 地下土壤流失研究
3.1 地下土壤流失研究現(xiàn)狀
劉志剛[46]于1963年提出了廣西都安縣石灰?guī)r地區(qū)特殊的地下水土流失方式。Jones[47]通過地衣測年證明土壤沿溶溝消失。Bell等[48]通過考古研究工作提供了灰?guī)r區(qū)土層丟失的證據(jù)。肖佐文[49]把粵北喀斯特地區(qū)水土流失形式分為地表的坡面溶蝕面狀流失和地下的洞穴溶巖流失,并認(rèn)為后者通常是一種被人們所忽視的隱患流失形式。張信寶等[50]在2007年的研究中提出了喀斯特坡地的流失方式不僅有地面流失,還有地下漏失。據(jù)2009年周念清等[5]的研究成果顯示,喀斯特地區(qū)漏失以水和懸移質(zhì)為主,推移質(zhì)很大部分進(jìn)入了河流,也有部分通過溶洞或落水洞漏失到地下暗河,在地下運(yùn)移或沉積。曹建華等[51]認(rèn)為,在喀斯特坡地的碳酸鹽巖層面、節(jié)理等地方容易被水侵蝕形成孔、裂隙,會(huì)造成少量的土壤流失,其大部分是通過短距離的坡面運(yùn)移至低洼處的落水洞、漏斗,然后匯入地下河。嚴(yán)冬春等[52]通過對巖溶丘陵坡地土壤剖面中的137Cs的分布研究,發(fā)現(xiàn)在取樣點(diǎn)2、3的10 cm深處137Cs質(zhì)量比活度突然降低,說明在該處存在土壤顆粒向下滲漏現(xiàn)象。
近幾年已有部分學(xué)者開始關(guān)注對地下土壤流失的研究,他們提出了地下土壤漏失的概念以及土壤流失的途徑是沿著孔、裂隙以及漏斗和落水洞進(jìn)行的。但是由于喀斯特地下土壤流失的研究起步太晚,而且在其二元結(jié)構(gòu)的特殊背景下,相關(guān)研究的開展還存在很多的局限,導(dǎo)致目前的研究數(shù)據(jù)匱乏、技術(shù)落后、成果甚少,故還需要更多的學(xué)者去關(guān)注。
3.2 喀斯特地區(qū)二元結(jié)構(gòu)地下土壤流失因素
3.2.1 巖性 地層巖性不僅決定著土壤理化性質(zhì)、抗蝕性、土壤剖面特征等,而且對水土流失強(qiáng)度及石漠化有著直接的影響[53]。西南地區(qū)是中國碳酸鹽巖分布最集中、喀斯特發(fā)育最典型的地區(qū),碳酸鹽巖風(fēng)化成土作用是喀斯特山區(qū)土壤資源的一種重要成土機(jī)制[2]。
3.2.2 地質(zhì)地貌 地質(zhì)構(gòu)造會(huì)加大對巖石的風(fēng)化和侵蝕切割作用,使地表大面積被切割,以及所產(chǎn)生不同坡向和不同坡度的地形,為土壤流失提供了動(dòng)力潛能。在宏觀方面決定了大地貌的類型和特征,進(jìn)而影響了地表物質(zhì)和地表徑流的產(chǎn)生與分配,導(dǎo)致了土壤流失;在微觀上直接影響巖溶孔(裂)隙介質(zhì)的發(fā)生與拓展,加速由于巖溶等地質(zhì)作用引起的地下水土流失[2]。
3.2.3 土壤因子 土壤是土壤流失發(fā)生的主體,是被侵蝕和被流失的對象[54]。喀斯特地區(qū)成土速率低,土層薄且分布不均,土壤剖面多為A-B-D型,缺乏C層,碳酸鹽巖母巖與土壤之間存在明顯的硬軟界面,使巖土之間的粘著力差,一遇較大降水,或是地表水下滲以后,很快在這一接觸面上產(chǎn)生側(cè)向徑流,使得土層更加松散,極易產(chǎn)生水土流失和塊體滑移,其中土壤細(xì)小顆粒隨水流進(jìn)入地下,導(dǎo)致地下土壤流失[2,38,47,55,56]。
3.2.4 降水因子 降雨強(qiáng)度和降雨時(shí)長皆對地下土壤流失有影響。根據(jù)水力作用所導(dǎo)致地表物質(zhì)形成的不同侵蝕形態(tài),分別為濺蝕、面蝕、細(xì)溝侵蝕、淺溝侵蝕和切溝侵蝕等。因巖溶下墊面透水性強(qiáng),加上巖溶多重介質(zhì)環(huán)境內(nèi)廣泛發(fā)育巖溶孔隙以及地下河網(wǎng),致使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[39]。巖溶地下水一方面溶蝕、侵蝕或拓寬空穴介質(zhì),使灰?guī)r溶蝕殘余物以及上覆土壤隨地表水進(jìn)入并殘積于空間介質(zhì)中;另一方面,又?jǐn)y帶搬運(yùn)它們,不斷讓出新的空間,使土壤流失過程不斷進(jìn)行[56]。
3.2.5 植被 由于喀斯特生態(tài)環(huán)境中土壤貧瘠、地下水發(fā)育、旱澇頻繁和其富鈣偏堿的環(huán)境等,導(dǎo)致該地區(qū)植被生長緩慢,群落的自我調(diào)控力弱[2,43]。此外,植被退化加劇了降水在時(shí)空分布上的不均勻性,降低了土壤水穩(wěn)性,從而在一定程度上促進(jìn)了水土流失的不斷進(jìn)行。解明曙[57]對白榆林根系的研究表明,植物根系在土壤中交織穿插,增強(qiáng)了土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,提高了土壤的抗沖能力,可抑制地下水土流失的發(fā)生??梢?,良好的植被覆蓋是防治地下水土流失的關(guān)鍵。
由于喀斯特二元結(jié)構(gòu)的特殊性,其地下土壤流失的過程與影響因素目前還無法詳細(xì)地觀察與描述,只能在別人的研究基礎(chǔ)上理性地分析。對于喀斯特地下土壤流失因素的研究還需要更多的技術(shù)去支撐實(shí)驗(yàn)研究,然后得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)去證明。
3.3 喀斯特地下土壤流失特點(diǎn)
3.3.1 間斷性和突發(fā)性 喀斯特地區(qū)土壤總量少,土層淺薄,受季節(jié)性降雨、流水侵蝕、重力勢能等作用的影響,地表水夾帶松散的土壤滲入裂隙、管道、落水洞等具有間斷性和突發(fā)性。
3.3.2 危害的多樣性和潛在性 地下土壤流失可能會(huì)堵塞巖溶裂隙或管道,從而引起洼地與盆地澇災(zāi)。其次,地下土壤流失還可能會(huì)造成地下河流的污染,難于治理。第三,地下土壤流失會(huì)促使巖溶地下地貌的發(fā)育,使地表塌陷,造成危害和損失等。
3.3.3 流失的多樣性 水土資源從地表滲入地下空間后的土壤由地下流失進(jìn)入洞穴的方式有3種:土壤沿彼此相通的裂隙和管道進(jìn)入洞穴;土壤由洞口直接被水流沖入洞穴;土壤隨地下河帶入洞穴并沉積[58]。
3.4 地下土壤流失危害
3.4.1 引起洼地和盆地澇災(zāi) 地下土壤流失可能會(huì)堵塞巖溶裂隙或管道,雨季時(shí),強(qiáng)大的雨水無法通過管道或落水洞及時(shí)匯入地下,從而引起洼地與盆地的澇災(zāi)。此外,被堵塞的管道也有可能改變地下水文系統(tǒng),導(dǎo)致原有泉水?dāng)嗔鳎斐扇藗兊娘嬎щy。
3.4.2 造成地下河流的污染 地表徑流夾帶被侵蝕的碎屑物或土壤向地下流失過程中,地表土壤中的重金屬污染物、有機(jī)污染物、無機(jī)污染物、固體廢物等,通過溶于水或吸附于土壤表面的方式匯入地下河,從而造成地下河流的污染,并且在喀斯特獨(dú)特的二元結(jié)構(gòu)下,以目前國內(nèi)外的科學(xué)技術(shù)水平,難以對其進(jìn)行有效的治理。
3.4.3 縮短地下水利工程使用年限 由于喀斯特獨(dú)特的二元結(jié)構(gòu)下,地表難以存儲(chǔ)水,并且在一寸土地一寸金的情況下,地下水利工程被不斷引用,巨資修建了一系列地下水庫,解決了當(dāng)?shù)赜盟щy的問題,但是地下土壤流失會(huì)使土壤或泥沙不斷地堆積,從而減短地下水庫的使用壽命,影響人們的正常生活。此外,地下土壤流失也可能會(huì)磨損和影響地下水利工程。
3.4.4 加重生態(tài)環(huán)境問題 地下土壤流失不僅使地表土壤更稀缺,還使地表植被率更低,導(dǎo)致人們可利用的水土資源也越來越少,石漠化的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,生態(tài)恢復(fù)越來越困難。這是一種無止境的、可怕的惡性循環(huán)。
4 主要問題與建議
一是研究技術(shù)方法單一,缺乏觀測數(shù)據(jù),無法計(jì)算地下流失量。目前針對地下土壤流失的監(jiān)測方法較少,雖然GIS、遙感、同位素示蹤等相關(guān)技術(shù)都已逐步被運(yùn)用,也取得了一些成果[43,52,59-61],有關(guān)喀斯特地區(qū)的相關(guān)研究中均有提及特殊的二元結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了地下土壤漏失或地下水土流失,并指出土壤沿巖溶孔(裂)隙、管道、落水洞、地下河等途徑流失,但都缺乏實(shí)測數(shù)據(jù)去支撐,由于喀斯特地下的隱蔽性和復(fù)雜性,使地下土壤流失的研究工作開展受到了巨大的局限性,這些研究方法與技術(shù)都存在許多問題,目前還沒有一套完整的方法與技術(shù)能適合整個(gè)喀斯特地區(qū)地表和地下的土壤流失監(jiān)測。此外,特殊的地下土壤流失方式是加重巖溶地區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化的重要因素之一,但是目前對于地下土壤流失量占總的土壤流失量的比例、地下水土流失的土壤侵蝕模數(shù)以及地下土壤流失測量的具體模型的研究都極少。這方面的定量研究將是今后的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。因此,在已有研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)與針對性的研究方法才能突破喀斯特二元結(jié)構(gòu)的局限性,得到更多更有效的研究成果。
二是地下流失途徑尚不清楚。由于巖性特征、巖層分布特征、孔(裂)隙的發(fā)育程度以及地下河分布特征等多樣性與不確定性,導(dǎo)致地下土壤流失的途徑尚不明確,以目前的技術(shù)水平難以準(zhǔn)確判斷,也就無法采取相應(yīng)的防治措施。李晉等[62]通過王小寨小流域的小廟山地下河斷面的連續(xù)監(jiān)測結(jié)果得出,在2009-2010年,該流域的土壤地下流失速率為0.42 t/km2,僅占地表―地下土壤流失總量的0.81%。由于王家寨小流域受到了人為干擾,落水洞旁的擋墻阻止了土壤的流入,導(dǎo)致了該地區(qū)的土壤流失量很小。因此,地下流失途徑的研究也十分重要。此外,落水洞是導(dǎo)致土壤向地下流失影響最大、最直接的因素,故對于落水洞的防治措施應(yīng)該是研究的重點(diǎn)。
三是地下土壤流失的危害??λ固氐貐^(qū)地下土壤流失不管是對生態(tài)環(huán)境還是人類生活都存在一定的危害性,但是目前對于地下土壤流失危害的研究甚少,人們對其的重視程度和對生態(tài)環(huán)境保護(hù)的自覺性都不夠高,故提高人們保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意識也是防治的關(guān)鍵,希望能有更多的學(xué)者關(guān)注到這個(gè)問題,并且給出相應(yīng)的治理措施。
參考文獻(xiàn):
[1] 王 魁,馬祖陸,蔡德所,等.我國巖溶地區(qū)水土流失研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J].中國水土保持,2011(9):30-32.
[2] 王恒松,熊康寧,劉 云.喀斯特區(qū)地下水土流失機(jī)理研究[J].中國水土保持,2009(8):11-14.
[3] 岳坤前,顧再柯,李 瑞.喀斯特石漠化地區(qū)地下水土流失研究進(jìn)展與展望[J].中國水土保持,2015(5):58-61.
[4] 陸冠堯,李 森,魏興琥,等.粵北石漠化地區(qū)土壤退化過程研究[J].水土保持學(xué)報(bào),2013,27(2):20-25.
[5] 周念清,李彩霞,江思珉,等.普定巖溶區(qū)水土流失與土壤漏失模式研究[J].水土保持通報(bào),2009,29(1):7-11.
[6] 張殿發(fā),王世杰,周德全,等.貴州省喀斯特地區(qū)土地石漠化的內(nèi)動(dòng)力作用機(jī)制[J].水土保持通報(bào),2001,21(4):1-5.
[7] 袁道先.中國巖溶學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社,1993.
[8] 張殿發(fā),王世杰,周德全,等.土地石漠化的生態(tài)地質(zhì)環(huán)境背景及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制——以貴州省喀斯特山區(qū)為例[J].農(nóng)村生態(tài)環(huán)境, 2002,18(1):6-10.
[9] 李陽兵,王世杰,李瑞玲,等.花江喀斯特峽谷地區(qū)石漠化成因初探[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2004,31(6):37-42.
[10] 岳樹堂,申萬明,喬光建.河北省土壤侵蝕類型及時(shí)空分布特征分析[J].南水北調(diào)與水利科技,2010,8(3):83-87.
[11] 陳曉平.喀斯特山區(qū)環(huán)境土壤侵蝕特性的分析研究[J].土壤侵蝕與水土保持學(xué)報(bào),1997,3(4):31-36.
[12] 林昌虎,朱安國.貴州喀斯特山區(qū)土壤侵蝕與防治[J].水土保持研究,1999,6(2):109-113.
[13] 蘇維詞.貴州喀斯特山區(qū)的土壤侵蝕性退化及防治[J].中國巖溶,2001,20(3):217-223.
[14] 彭 建,楊明德.貴州花江喀斯特峽谷水土流失狀態(tài)分析[J].山地學(xué)報(bào),2001,19(6):511-515.
[15] 蔡雄飛,王 濟(jì),雷 麗,等.中國西南喀斯特山區(qū)土壤侵蝕研究進(jìn)展[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(3):81-84.
[16] 顏 萍,熊康寧,王恒松,等.喀斯特地區(qū)水土流失與水土保持研究進(jìn)展[J].中國水土保持,2016(1):54-58.
[17] 熊康寧.新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對貴州錐狀喀斯特發(fā)育的影響[J].貴州地質(zhì),1996,13(2):181-186.
[18] 袁丙華,毛 郁.西南巖溶石山地區(qū)地下水資源[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2001,(5):46-47.
[19] 何永彬,張信寶,文安邦.西南喀斯特山地的土壤侵蝕研究探討[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2009,18(6):2393-2398.
[20] 中國科學(xué)院地質(zhì)研究所巖溶研究組.中國巖溶研究[M].北京:科學(xué)出版社,1987.
[21] 盧耀如.中國喀斯特地貌的演化模式[J].地理研究,1986,5(4):25-34.
[22] 曹建華,袁道先,裴建國.受地質(zhì)條件制約的中國西南巖溶生態(tài)系統(tǒng)[M].北京:地質(zhì)出版社,2005.
[23] 李瑞玲,王世杰,周德全,等.貴州巖溶地區(qū)巖性與土地石漠化的空間相關(guān)分析[J].地理學(xué)報(bào),2003,58(2):314-320.
[24] 孫承興,王世杰,周德全,等.碳酸鹽巖差異風(fēng)化成土特征及其對石漠化形成的影響[J].礦物學(xué)報(bào),2002,22(4):308-31.
[25] 姚 智,張 樸,劉愛明.喀斯特區(qū)域地貌與原始森林關(guān)系的討論-以貴州荔波茂蘭、望謨麻山為例[J].貴州地質(zhì),2002,19(2):99-102.
[26] 白占國,萬國江.貴州碳酸鹽巖區(qū)域的侵蝕速率及環(huán)境效應(yīng)研究[J].土壤侵蝕與水土保持學(xué)報(bào),1998,4(1):1-8.
[27] 蔣忠誠.中國南方表層巖溶帶的特征及形成機(jī)理[J].熱帶地理,1998,18(4):34-39.
[28] 鄭永春,王世杰.貴州山區(qū)石灰土侵蝕及石漠化的地質(zhì)原因分析[J].長江流域資源與環(huán)境,2002,11(5):461-465.
[29] 周游游,時(shí) 堅(jiān),劉德深.峰叢洼地的基巖物質(zhì)組成與土地退化差異分析[J].中國巖溶,2001,20(1):35-39.
[30] BU C F,WU S F,YANG K B. Effects of physical soil crusts on infiltration and splash erosion in three typical Chinese soils[J].International Journal of Sediment Research,2014,29(4):491-500.
[31] ZHANG G H,LIU G B,ZHANG P C,et al. Influence of vegetation parameters on runoff and sediment characteristics in patterned Artemisia capillaris plots[J].Journal of Arid Land,2014,6(3):352-360.
[32] ZHAO L S,LIANG XL,WU F Q. Soil surface roughness change and its effect on runoff and erosion on the Loess Plateau of China[J].Journal of Arid Land,2014,6(4):400-409.
[33] CARGUELLES A C,JUNG M,BMALLARI K J,et al. Evaluation of an erosion-sediment transport model for a hillslope using laboratory flume data[J].Journal of Arid Land,2014,6(6):647-655.
[34] IGWE C A,UDEGBUNAM O N. Soil properties influencing water-dispersible clay and silt in an Ultisol in southern Nigeria[J].International Agrophysics,2008,22(4):319-325.
[35] 李德文,崔之久,劉耕年,等.巖溶風(fēng)化殼形成演化及其循環(huán)意義[J].中國巖溶,2001,20(3):183-188.
[36] 孫承興,王世杰,周德全,等.碳酸鹽巖差異風(fēng)化成土特征及其對石漠化形成的影響[J].礦物學(xué)報(bào),2002,22(4):308-314.
[37] 曹建華,袁道先,潘根興.巖溶生態(tài)系統(tǒng)中的土壤[J].地球科學(xué)進(jìn)展,2003,18(1):37-44.
[38] 楊明德.論喀斯特環(huán)境的脆弱性[J].云南地理環(huán)境研究,1990, 2(1):21-29.
[39] 韋啟璠,陳鴻昭,吳志東,等.廣西弄崗自然保護(hù)區(qū)石灰土的地球化學(xué)特征[J].土壤學(xué)報(bào),1983,20(1):30-42.
[40] 李 坡.喀斯特地區(qū)的土地資源特性[J].貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1990(2):35-37.
[41] 唐益群,張曉暉,周 潔,等.喀斯特石漠化地區(qū)土壤地下漏失的機(jī)理研究:以貴州普定縣陳旗小流域?yàn)槔齕J].中國巖溶,2010, 29(2):121-127.
[42] 王亞紅,霍豫英,吳秀芹,等.貴州石板橋水庫沉積物的礦物磁性特征及其土壤侵蝕意義[J].地理研究,2006,25(5):865-876.
[43] 李 晉,熊康寧,李曉娜.中國南方喀斯特地區(qū)水土流失特殊性研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2011,27(23):227-233.
[44] 蘇維詞.中國西南巖溶山區(qū)石漠化的現(xiàn)狀成因及治理的優(yōu)化模式[J].水土保持學(xué)報(bào),2002,16(2):29-32.
[45] 高漸飛,熊康寧,蘇孝良.喀斯特小流域石漠化綜合治理技術(shù)研究——以貴州省畢節(jié)市石橋小流域?yàn)槔齕J].水土保持通報(bào),2011, 31(2):117-121.
[46] 劉志剛.廣西都安縣石灰?guī)r地區(qū)土壤侵蝕的特點(diǎn)和水土保持工作的意見[J].林業(yè)科學(xué),1963,8(4):354-360.
[47] JONES R J. Aspects of the biological weathering of limestone pavements[J].Proceedings of Geologists′ Association,1965,76(4):421-434.
[48] BELL M,LIMBREY S. Archaeological aspects of woodland ecology[J].BAR International Series,1982,146(2):115-127.
[49] 肖佐文.論粵北喀斯特地區(qū)水土流失問題[J].廣東水利水電,1992(4):31-37.
[50] 張信寶,王世杰,賀秀斌,等.碳酸鹽巖風(fēng)化殼中的土壤蠕滑與巖溶坡地的土壤地下漏失[J].地球與環(huán)境,2007,35(3):202-206.
[51] 曹建華,蔣忠誠,楊德生,等.中國西南巖溶區(qū)土壤允許流失量及防治對策[J].中國水土保持,2008(12):40-45.
[52] 嚴(yán)冬春,文安邦,鮑玉海,等.黔中高原巖溶丘陵坡地土壤中的
137Cs分布[J].地球與環(huán)境,2008,36(4):342-347.
[53] 張信寶.造林困難地區(qū)植被恢復(fù)的科學(xué)檢討及建議[J].人民長江,2004,35(10):6-7.
[54] 凡非得,王克林,熊 鷹,等.西南喀斯特區(qū)域水土流失敏感性評價(jià)及其空間分異特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2011,31(21):6353-6361.
[55] 李陽兵,王世杰,魏朝富,等.貴州省碳酸鹽巖地區(qū)土壤允許流失量的空間分布[J].地球與環(huán)境,2006,34(4):36-40.
[56] 張冬青,林昌虎,何騰兵.貴州喀斯特環(huán)境特征與石漠化的形成[J].水土保持研究,2006,13(1):77-79.
[57] 解明曙.林木根系固坡力學(xué)機(jī)制研究[J].水土保持學(xué)報(bào),1990, 4(3):7-14.
[58] 李 晉,熊康寧.巖溶洞穴土壤顆粒分析及其對水土流失的研究意義[J].貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào),2011,29(2):16-18.
[59] 魏興萍,袁道先,謝世友.運(yùn)用137Cs與土壤營養(yǎng)元素探討重慶巖溶槽谷區(qū)山坡土壤的流失和漏失[J].水土保持學(xué)報(bào),2010, 24(6):16-19.
[60] 李 豪,張信寶,白曉永,等.桂西北喀斯特丘陵區(qū)峰叢洼地小流域泥沙堆積的137Cs示蹤研究[J].泥沙研究,2010(1):17-24.
[61] 白曉永,王世杰,陳起偉,等.貴州土地石漠化類型時(shí)空演變過程及其評價(jià)[J].地理學(xué)報(bào),2009,64(5):519-618.
[62] 李 晉,熊康寧.喀斯特小流域地下水土流失觀測研究[J].中國水土保持,2012(6):38-40.