中國巖溶生態(tài)地質(zhì)研究.ppt

中國巖溶生態(tài)地質(zhì)研究,郭純青，王莉，王洪濤,目 錄,引言 中國巖溶與發(fā)育特征 巖溶多重介質(zhì)環(huán)境 巖溶生態(tài)地質(zhì)研究的核心內(nèi)容 巖溶生態(tài)地質(zhì)研究方案 結(jié)語,引 言,“巖溶”或稱“喀斯特（Karst）”，主要指水對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、沖蝕和重力崩塌等次生作用，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。“喀斯特”一詞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專門術(shù)語。1966年5月在中國第二次全國巖溶學(xué)術(shù)會議上將“喀斯特”以“巖溶”作為中國的通用術(shù)語。而在中國民間，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”主要是指中國西南部裸露地面的可溶巖（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。,“巖溶”是地學(xué)中的一個分支，其本質(zhì)是“富鈣巖石圈”（不連續(xù)，構(gòu)成土壤的不可溶物質(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，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、山體崩塌、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，世界各國地質(zhì)與環(huán)境科學(xué)家已把“巖溶”作為世界性難題給予極大的關(guān)注。,返回目錄,1 中國巖溶與發(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)育強烈。中國巖溶地區(qū)若按含可溶巖的地層分布面積計，可達(dá)344.4萬km2，已占國土面積的1/3；若按碳酸鹽巖的出露面積計，則為90.7萬km2，也接近國土面積的1/10；基本分布于天山陰山構(gòu)造帶以南，即大致在北緯4243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)。中國南方巖溶區(qū)主要分布于滇、黔、桂、川、渝、鄂、湘、粵一帶；中國北方巖溶區(qū)主要位于晉、魯、豫、冀一帶。,中國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歸線以南的海岸、陸棚和海洋之中。中國南方巖溶區(qū)從古生代至三疊紀(jì)有巨厚（3000m10000m）的碳酸鹽類巖層分布。它包括揚子準(zhǔn)地臺和華南地槽褶皺系。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，中國南方巖溶區(qū)處于熱帶亞熱帶、濕潤氣候條件下，年平均氣溫為1520，年降雨量800mm2000mm；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。中國北方巖溶區(qū)主要分布于中朝準(zhǔn)地臺區(qū)。該巖溶區(qū)碳酸鹽巖雖直接出露面積不是很廣，但隱伏狀態(tài)下則是大片相連。目前，中國北方巖溶區(qū)處于暖溫帶、半干旱亞濕潤氣候條件下，年平均氣溫614，降雨量200mm900mm；干燥度大于1，溶蝕速度一般小于20mm/ka（存在個別大于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，即裸露型、覆蓋型和埋藏型。中國南方巖溶區(qū)巖溶以裸露型與覆蓋型為主，且受氣候和地質(zhì)條件的影響，發(fā)育強烈；中國北方巖溶區(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)不及中國南方巖溶區(qū)（見表1）。因此，中國巖溶區(qū)巖溶生態(tài)地質(zhì)研究的重點應(yīng)放在中國南方巖溶區(qū)。,表1 中國南北方巖溶發(fā)育綜合形態(tài)對比,返回目錄,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 2.2 巖溶多重介質(zhì)環(huán)境主要資源優(yōu)勢與幾個 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)注的焦點問題。巖溶地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展已是中國西部大開發(fā)過程中引人關(guān)注的熱點問題之一。因自然地理條件特殊，中國南方巖溶區(qū)形成組構(gòu)相對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)境遭受嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致各類物種資源急劇減少或消失。尤其是水土流失問題日趨嚴(yán)峻，其面積已達(dá)該區(qū)國土面積的44.5%（初略估計）。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，并有擴大趨勢，而巖溶災(zāi)害亦時有發(fā)生。中國南方巖溶區(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)濟發(fā)展緩慢，人民生活水平相對較低。,2.1 巖溶多重介質(zhì)環(huán)境的基本特點,巖溶多重介質(zhì)環(huán)境是一個非常復(fù)雜的系統(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)組成的復(fù)雜體系。巖溶多重介質(zhì)環(huán)境富鈣，在地殼運動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) 巖溶作用強烈，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)。中國南方巖溶區(qū)地處亞熱帶，水熱條件較好，水巖作用強烈，碳酸鹽巖空隙空間發(fā)育強度大且復(fù)雜多變。 (2) 降水豐沛，降水歷時長，強度大。因下墊面透水性強，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) 巖溶地貌景觀奇特，多類峰體（塔狀、錐狀）、多級（高中低位）洼地、多層次化洞穴、谷地、平原等形態(tài)組合復(fù)雜，類型配置多樣。 (4) 碳酸鹽巖質(zhì)地較純，不溶成分少，成壤能力低，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，相互獨立，造成石多土少，水源漏失，水分和土壤的可獲性嚴(yán)重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，且難恢復(fù)。,2.2 巖溶多重介質(zhì)環(huán)境主要資源優(yōu)勢 與幾個癥結(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，中國南方巖溶區(qū)內(nèi)擁有巖溶地下河系3000多個，總長度近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)的誘人的巖溶景觀。 （3） 礦產(chǎn)資源多，且分布廣。尤其非金屬礦（碳酸鹽巖）蘊藏量巨大，易于開采，用途極廣。 （4） 氣候溫暖濕潤，且具垂直分帶性，特別是巖溶山區(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)的廣闊空間，適宜培育和開發(fā)不同種屬的植物群落及名特優(yōu)經(jīng)濟作物。,困擾中國南方巖溶區(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)重，石漠化速度快。 （2） 通行不便，信息閉塞。 （3） 巖溶災(zāi)害（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。,返回目錄,3 巖溶生態(tài)地質(zhì)研究的核心內(nèi)容,3.1 巖溶多重介質(zhì)環(huán)境脆弱性研究 3.2 巖溶多重介質(zhì)環(huán)境水資源合理開發(fā)利用研究 3.3 巖溶多重介質(zhì)環(huán)境土壤質(zhì)量研究 3.4 巖溶多重介質(zhì)環(huán)境生態(tài)承載力研究 3.5 巖溶多重介質(zhì)環(huán)境地球化學(xué)元素存留、富集、 遷移演變規(guī)律研究 3.6 人類參變作用的強度與方式,巖溶生態(tài)地質(zhì)研究內(nèi)容可分為六部分：一是研究構(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；二是研究構(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、配置和保護，以滿足巖溶生態(tài)安全的需要，即其水資源合理開發(fā)利用研究；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度與方式。,3.1 巖溶多重介質(zhì)環(huán)境脆弱性研究,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、有機質(zhì)關(guān)聯(lián)過深，導(dǎo)致其環(huán)境容量低，自穩(wěn)定能力小，自身的變化呈振蕩性。巖溶多重介質(zhì)環(huán)境脆弱性在時間尺度上，其變化表現(xiàn)為突變和漸變；在空間尺度上，其變化的范圍和規(guī)模多是從點到線再到面，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)害巖溶氣象災(zāi)害、巖溶地質(zhì)災(zāi)害和巖溶區(qū)人類地質(zhì)作用綜合集成的形式表現(xiàn)，其承災(zāi)易損性和難恢復(fù)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、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)（特別是負(fù)的地形和空隙空間體）高低位洼地和谷地、落水洞、腳洞、孔隙、裂隙、洞穴、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動形式貫穿其中，在其內(nèi)形成多個動態(tài)的、呈等級的、分層次的、可反饋的、相對獨立的脆弱體（帶）。,3.2 巖溶多重介質(zhì)環(huán)境水資源合理 開發(fā)利用研究,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)成其水資源變化特殊規(guī)律（見表2）。 把握巖溶多重介質(zhì)環(huán)境水資源形成演變規(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，是有效利用和合理保護巖溶水資源，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,3.3 巖溶多重介質(zhì)環(huán)境土壤質(zhì)量研究,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)化成土作用是中國南方巖溶區(qū)土壤資源的一種重要成土機制。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??；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)害。,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，類型復(fù)雜，富鈣且土壤多屬幼年期，相對缺乏有機質(zhì)、全氮、全磷及鉀等，土壤肥力低下。加之地形等因素控制，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)安全的基礎(chǔ)保障。因此，研究巖溶多重介質(zhì)環(huán)境土壤形成演變規(guī)律、質(zhì)量變化趨勢及人類地質(zhì)作用等，是巖溶生態(tài)地質(zhì)研究中的一個重要部分。,3.4 巖溶多重介質(zhì)環(huán)境生態(tài)承載力研究,巖溶多重介質(zhì)環(huán)境對其內(nèi)生存的植物種類成分有強烈的選擇性喜鈣性、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（例如茂蘭國家級保護區(qū)巖溶森林）。森林植被發(fā)育可提高其生產(chǎn)量，有益于動物種類發(fā)展，致使生物多樣性得以長期保存。因巖溶多重介質(zhì)環(huán)境脆弱性，加之人類地質(zhì)作用強度加大，致使巖溶多重介質(zhì)環(huán)境內(nèi)森林植被減少，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)境如同生命體一樣，具有自維持和自調(diào)節(jié)功能。當(dāng)巖溶多重介質(zhì)環(huán)境處于穩(wěn)定態(tài)時，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，其內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)就失去了平衡。為進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)律和維護其生態(tài)系統(tǒng)所必需的周期之間的聯(lián)系，界定人類對巖溶多重介質(zhì)環(huán)境干擾的臨界點，避免導(dǎo)致生態(tài)退化和生態(tài)債務(wù)，必須查清巖溶多重介質(zhì)環(huán)境生態(tài)承載力區(qū)域差異性、動態(tài)性與在特定時間內(nèi)其量值的變化區(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，并將它們綜合集成研究，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、遷移演變規(guī)律研究,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、遷移來實現(xiàn)的，這是巖溶生態(tài)地質(zhì)研究的重要內(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)境密切相關(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)合運用，并以地球系統(tǒng)科學(xué)為基礎(chǔ)，因地因時選擇合理的理論、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)異常，作為有機生物體系中某個（或幾個）元素豐度的背景，用以研討生物個體或群體（特別是農(nóng)作物）對該元素的吸收和代謝功能，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)與食品安全之目的。,組成生物體的化學(xué)物質(zhì)與巖溶多重介質(zhì)環(huán)境整體保持著動態(tài)平衡，并隨之演變而發(fā)生變化。在巖溶多重介質(zhì)環(huán)境中，各處地球化學(xué)元素的分布是非均勻的，致使不同地區(qū)的地球化學(xué)背景值存有差異，對生物生長發(fā)育的影響亦不盡相同。要研究巖溶多重介質(zhì)環(huán)境中的化學(xué)元素，特別是與生物個體和群體生長發(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，影響生物體的機理等等。,3.6 人類參變作用的強度與方式,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)害的主要因素。中國南方巖溶區(qū)這一特有的人地復(fù)合系統(tǒng)的獨特性主要表現(xiàn)在以下幾個方面： （） 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)。 （） 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，在一定程度上制約“三農(nóng)”經(jīng)濟發(fā)展 （） 資源缺乏合理充分利用，沒能完全把資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢，并存在資源開發(fā)的環(huán)境問題。 中國南方巖溶地區(qū)人口資源環(huán)境的矛盾十分突出，使得研究人類參變作用已成為巖溶生態(tài)地質(zhì)研究的一個必不可少的組成部分，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)對策，是當(dāng)務(wù)之急的重要工作。,返回目錄,4 巖溶生態(tài)地質(zhì)研究方案,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)研究的技術(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： （） 在系統(tǒng)研究中國南方巖溶區(qū)巖溶多重介質(zhì)環(huán)境各環(huán)境介質(zhì)的空間分異、演變規(guī)律和承載力，研究生態(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)過程對人類活動脅迫反應(yīng)的敏感性的基礎(chǔ)上，建立中國南方巖溶區(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，對其進行結(jié)構(gòu)與功能分區(qū)。 （） 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)，揭示中國南方巖溶區(qū)巖溶多重介質(zhì)環(huán)境問題的形成機制，提出綜合整治對策，為區(qū)域資源開發(fā)、農(nóng)業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護提供決策依據(jù)，為中國巖溶區(qū)生態(tài)地質(zhì)研究與環(huán)境整治服務(wù)。,巖溶生態(tài)地質(zhì)研究的關(guān)鍵是更新觀念，進行理論與技術(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） 中國南方巖溶區(qū)碳酸鹽巖賦予巖溶多重介質(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)性和素質(zhì)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，并研究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） 中國南方巖溶區(qū)碳酸鹽巖出露特點是以巖溶縣區(qū)分布為主，已構(gòu)成獨特巖溶縣區(qū)經(jīng)濟與社會發(fā)展模式，巖溶生態(tài)與巖溶縣區(qū)經(jīng)濟相結(jié)合，根據(jù)各縣區(qū)巖溶多重介質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)及其功能的地域分異規(guī)律，進行地域劃分，并將經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)保護、生態(tài)效益與經(jīng)濟效益綜合集成，建立若干“生態(tài)和經(jīng)濟”指標(biāo)，解決生態(tài)與經(jīng)濟的矛盾。,4.2 巖溶生態(tài)地質(zhì)研究的技術(shù)與方法,從上世紀(jì)初以來，特別是近30年來國內(nèi)外巖溶研究的情況分析，對巖溶多重介質(zhì)環(huán)境時空演變規(guī)律和巖溶生態(tài)保護與資源開發(fā)利用的認(rèn)識深化，需要巖溶生態(tài)系統(tǒng)形成條件與機理、實地保護與利用過程、后期管理等方面研究的有機結(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)及計算機等方面的新理論、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)）和全球巖溶對比，及長期定點、定時、定位觀測來實現(xiàn)。,目前，中國巖溶生態(tài)地質(zhì)研究與國際水平并無大差距，在某些方面處于國際領(lǐng)先水平，并具有原始性創(chuàng)新的基礎(chǔ)?？v觀國內(nèi)外有關(guān)巖溶生態(tài)地質(zhì)的研究，主要存在以下幾方面的問題： （1） 巖溶生態(tài)地質(zhì)缺乏研究與實地示范工程的連續(xù)性，理論研究大于工程實踐。 （2） 中國南方巖溶區(qū)內(nèi)多數(shù)省市縣（區(qū)）在其社會與經(jīng)濟發(fā)展的科學(xué)規(guī)劃與可行性研究中，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)的安全性，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，對巖溶災(zāi)害防治認(rèn)識不足，時常引發(fā)或誘導(dǎo)各種巖溶災(zāi)害群發(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)與功能很難恢復(fù)。,針對上述問題，以巖溶多重介質(zhì)環(huán)境安全為主題，論證巖溶生態(tài)系統(tǒng)時空變化的復(fù)雜性與多樣性，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)研究系統(tǒng)理論框架和實用技術(shù)方法庫，使巖溶生態(tài)地質(zhì)研究走上科學(xué)、合理、安全、永續(xù)的軌道。 以中國南方巖溶區(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)安全為綱，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)濟社會”的復(fù)雜關(guān)系為緯，建立其研究方法體系。,（1） 將區(qū)域資料和信息收集、現(xiàn)場實地調(diào)查和室內(nèi)分析及模擬試驗等研究方法和技術(shù)手段集成，更深入的研究巖溶生態(tài)地質(zhì)的形成演變規(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，對它們內(nèi)部元素的組成及其運動規(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、水文氣象觀測與測量、工程勘探、生態(tài)調(diào)查與監(jiān)測等項資料、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、調(diào)查與室內(nèi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計、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)安全利用為主，對類巖溶區(qū)水、土、巖、各類礦產(chǎn)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工程及多種巖溶區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展方式進行綜合分析，以“元素鏈”在巖溶多重介質(zhì)環(huán)境“水土巖生物”體系中的流通為基礎(chǔ)準(zhǔn)則，確定巖溶生態(tài)地質(zhì)研究評價指標(biāo)體系。 （4） 在上述基礎(chǔ)上，綜