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贵州喀斯特与非喀斯特农业生态地质环境质量对比研究任明强;张家德;卢正艳;罗明学;毕坤;陈蓉【期刊名称】《中国岩溶》【年(卷),期】2009(28)4【摘要】为寻求喀斯特地区农产品低劣的根源,通过调查和采样测试对比研究了贵州碳酸盐岩和非碳酸盐岩地质环境和农作物产品质量的差异.结果表明:(1)非碳酸盐岩的微量元素含量为10.894 2×10~(-3),而碳酸岩的为35.322 7×10~(-4);非碳酸盐岩地区耕作土中有效态微量元素含量为3.260 5×10~(-4),碳酸盐岩分布区的耕作土仅为1.014×10~(-4),彼此相差3倍;(2)优质农作物多产于非碳酸盐岩地区,随机调查贵州省内38个优质水稻产地,有33个位于非碳酸盐岩地区,仅有5个在碳酸盐岩区.茶叶、马铃薯、西瓜等也有此类规律.由此认为,喀斯特环境缺乏多种矿物营养元素,是形成其农作物质量低下的根本原因,也是贵州喀斯特农业生态环境脆弱的内在原因.【总页数】5页(P397-401)【作者】任明强;张家德;卢正艳;罗明学;毕坤;陈蓉【作者单位】贵州省地质矿产局,贵州,贵阳,550004;贵州省地质矿产局,贵州,贵阳,550004;贵州省地质矿产局,贵州,贵阳,550004;贵州省地质矿产局,贵州,贵阳,550004;贵州省地质矿产局,贵州,贵阳,550004;贵州大学矿业学院,贵州,贵阳550003【正文语种】中文【中图分类】S158【相关文献】1.喀斯特溶原坝地与喀斯特峰丛峡谷耕地生产潜力对比研究--以贵州清镇和花江为例 [J], 赵鑫;赵星;杨文禄;熊康宁2.喀斯特与非喀斯特区土壤含水量与植物叶片δ13C关系的对比研究——以贵州清镇市王家寨小流域为例 [J], 葛永罡;王世杰3.李家洋副院长视察环江喀斯特站并为中国科学院环江喀斯特农业生态系统观测研究站揭牌与广西区喀斯特生态合作研究进行座谈 [J], 无4.贵州喀斯特地区生态环境与经济发展的重要问题——关于贵州生态农业发展与建设的思考 [J], 马贤惠5.喀斯特和非喀斯特区农业景观格局变化及生态系统服务价值变化对比——以广西全州县为例 [J], 史莎娜;李晓青;谢炳庚;胡宝清;汤传勇;闫妍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
贵州水城地区岩溶水文与工程地质问题研究贵州水城地区是一个岩溶地貌发育的地区，该地区的岩溶特点决定了其水文地质和工程地质非常重要。
本文主要从水文地质与工程地质方面进行研究。
一、水文地质问题1.喀斯特地貌下的水文条件贵州水城地区处于喀斯特地貌下，该地区的水文条件是复杂的。
由于石灰岩等溶性岩石的存在，地下水往往会形成下渗漏洞、隐蔽溶洞和地下河流等地貌。
在喀斯特地形下，地下水常年存在，因此众多岩溶泉、地下河、瀑布、地洞等自然景观出现。
2.地下水资源问题由于地貌和水文条件的影响，贵州水城地区的地下水资源极为丰富，但是会出现地下水面下降、水质恶化等问题，尤其是城市化快速发展，大量的建筑和化肥等化学物质的排放等，使得地下水的水质下降。
3.地下水环境保护问题针对地下水环境保护问题，我们需要制定相关政策和行动计划，对于一些污染源需要加强监管，同时加强对地下水的保护意识，积极推进节水、垃圾分类等环保工作。
1.岩溶地质条件下的工程建设贵州水城地区岩溶地貌十分发达，建筑和交通工程建设在这样的环境下往往比较复杂。
由于石灰岩易溶，开挖、钻孔等工程难度较大，制订科学的施工方案，选择合适的开挖方案，可以有效解决这些问题。
针对建筑物和工程设施的岩溶地质保障问题，我们需要进行地质灾害评估，避免灾害发生。
针对建筑物的地基设计，需要充分考虑岩溶地质条件，选取适当的设施和建筑材料，保障基础的稳定性。
三、总结贵州水城地区的岩溶地貌赋予其丰富的水资源和自然景观，但是对于地下水资源的开发和保护、岩溶地质条件下的工程建设保障等问题，我们需要针对性地制定相应的政策和措施，逐步解决这些问题。
喀斯特小流域土壤质量变化及其对水环境质量的影响的开题报告1.研究背景喀斯特地区是全国重要的生态脆弱区域。
其特有的喀斯特地貌和高度依赖地下水资源的生态系统，决定了其土壤环境是生态系统的重要组成部分。
但是近年来，随着人类活动的不断加剧，喀斯特小流域土壤质量已经发生了明显变化，这些变化往往会直接影响水环境质量和生态安全。
2.研究内容本研究旨在探讨喀斯特小流域土壤质量变化及其对水环境质量的影响。
具体研究内容包括：（1）对喀斯特小流域的土壤进行采样，分析土壤中各种污染物（如重金属、有机物等）的含量及分布情况，探讨这些污染物对土壤质量的影响。
（2）分析不同类型的土地利用对土壤质量的影响，重点探讨人类活动对土壤质量的影响。
（3）通过分析土壤质量变化对水环境质量的影响，探讨喀斯特小流域中土壤污染物向水环境的迁移规律和影响程度。
3.研究意义喀斯特地区的生态系统和水环境一直受到人类活动的干扰和破坏。
本研究的目的是为了深入了解喀斯特小流域土壤质量变化和对水环境质量的影响，为防治土壤污染和水污染提供科学依据，指导相关政策制定。
此外，本研究还有助于提高人们对喀斯特地区生态环境的认识，保护喀斯特生态系统的可持续发展。
4.研究方法（1）采集喀斯特小流域不同土地利用类型的土壤样品，进行土壤质量检测和分析。
（2）通过地理信息系统（GIS）等工具对土壤质量进行空间分布分析。
（3）利用水文学原理研究土壤污染物向水环境迁移的规律和影响程度。
5.预期成果（1）明确喀斯特小流域土壤质量变化和对水环境的影响程度。
（2）发掘喀斯特地区土壤环境的本质特征，优化喀斯特生态系统的管理和保护方案。
（3）提供针对喀斯特小流域土壤、水环境污染的防治建议。
6.论文结构第一章绪论1.1课题研究背景及意义1.2国内外研究现状1.3研究内容和方法1.4研究进度1.5论文结构第二章喀斯特小流域土壤质量变化2.1 喀斯特小流域土壤类型2.2 土壤质量检测和分析2.3 土壤污染物对水环境的影响第三章土地利用对土壤质量的影响3.1 土地利用类型分类3.2 土地利用对土壤性质的影响3.3 土地利用对水环境质量的影响第四章土壤污染物的向水环境迁移4.1 水文学原理4.2 土壤污染物的迁移规律4.3 土壤污染物对水环境质量的影响第五章喀斯特小流域土壤污染治理建议5.1 根据土地利用类型制定污染防治策略5.2 加强土地管理和环境监测5.3 合理规划和开发土地资源第六章结论6.1 研究成果6.2 研究不足和展望参考文献。
喀斯特流域分布式水文模型及植被生态水文效应张志才,陈 喜,石 朋,魏玲娜(河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京 210098)摘要:根据喀斯特流域多孔介质与裂隙水流特征,建立了达西流、裂隙渗流与槽蓄汇流演算相结合的混合汇流演算模式,实现了对分布式水文 植被 土壤模型(DHSVM)的改进。
利用贵州普定喀斯特生态水文试验站陈旗小流域观测资料,对模型计算的流量过程及植被截流、蒸散发及土壤含水率时空分布进行验证。
结果表明,模型能较好地模拟喀斯特流域陡涨、陡落的流量过程。
同时,模型能模拟出土壤含水率、实际蒸散发与降雨、下垫面岩溶裂隙、植被覆盖的响应关系,对分析中国南方喀斯特地区下垫面变化条件下的生态水文效应具有重要意义。
关 键 词:喀斯特;分布式水文 植被 土壤模型;岩溶裂隙水;生态水文中图分类号:P641 1 文献标识码:A 文章编号:1001 6791(2009)06 0806 06收稿日期:2008 10 12基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2006CB403200);国家自然科学基金资助项目(50679025);教育部科学技术研究重大项目(308012)作者简介:张志才(1980-),男,河北邯郸人,博士研究生,主要从事流域水文模拟研究。
E mail:zhangzhicai -0@hhu edu cn 喀斯特地区土层薄、土壤贫瘠,持水能力差,生态环境脆弱。
表层岩溶带以及由溶隙、溶洞、管道等多重介质所构成的地下河系统发育,是地表水入渗和地下水储存、径流的良好通道,对雨洪产汇流起主导作用。
受岩溶裂隙影响,流域水文过程具有补给排泄迅速、水位流量季节变化剧烈等基本特点[1 2]。
受喀斯特地表、地下空间异质性影响,建立符合喀斯特流域水文地质特征的分布式水文模型存在较大困难,目前基于松散介质特性建立的分布式水文模型[4 7]无法直接应用于喀斯特地区。
本文利用华盛顿大学开发的分布式水文 土壤 植被模型(DHSVM)[8],根据计算单元内松散介质水流与裂隙水流双重介质体渗流原理,建立喀斯特流域浅层岩溶带产汇流计算方法;根据喀斯特流域裂隙、管道及地下暗河汇流系统特征,建立各计算单元之间的水力联系,实现对DHSVM 的改进,并应用于典型喀斯特小流域。
西南喀斯特流域与非喀斯特流域水文响应对比分析与非喀斯特流域相比，喀斯特流域在宏观流场上表现为一个二元形态结构，即喀斯特流域在整体上有调控流域水文过程的地表、地下两套地貌结构场，并形成地表、地下两个水系，地表、地下两个分水岭，地表、地下两个流域，在流场上这两个流域又长呈现复杂的边界不重合关系，但又通过水力联系构成一个密不可分的整体。
由于西南喀斯特流域地表水与地下水交换相当频繁且相当迅速，地表水、地下水耦合成一个复杂的系统，西南喀斯特流域的地表水系并不完整，往往是降雨产生的地表水通过天窗、漏斗、岩溶裂隙等渠道汇入地下河系，由地下河出口排泄出流域。
而在非喀斯特流域地表河系往往在水文响应过程中占主导地位，地下水主要通过垂向上与地表河进行水量交换，最后通过地表河排出流域。
因此西南喀斯特流域与非喀斯特流域在水文响应上是具有可比性的，同时二者又在许多因素的影响下不完全一致，我们对西南喀斯特流域与非喀斯特流域在水文响应上的对比，不仅为采用现代水文学方法解决西南岩溶石山地区地下河系统水资源量提供基础依据，而且为如何根据喀斯特地区的特点恰当的运用这些方法提供了支持。
本次对比分析选取了西南喀斯特地区的刁江流域（流域面积3320Km2）、地苏地下河系（流域面积1004km2）、木美流域（流域面积290.52km2）的资料，非喀斯特地区选取了巴水流域（流域面积2979km2）、漂水流域（流域面积1030km2）、夏铺河流域（流域面积351km2）的资料。
木美地下河流域位于云南省广南县东南部的八宝镇，云贵高原向桂西溶原过渡的斜坡地带，地理位臵为东经105o25’、北纬23o44’。
流域面积290.52km2，其中碳酸盐岩出露面积为275.66km2，占流域总面积的94.89％，出露地层为泥盆系～三叠系的灰岩和白云岩。
地貌类型主要为峰丛洼地。
地势西北高，东南低，境内海拔1100～1500m。
流域地处低纬度高原季风气候区，属中亚热带高原季风气候，年平均气温16.5℃，年平均降雨量1300mm。
流域内土壤以石灰土、红壤为主，水土流失较严重。
土地利用类型以灌木、疏林地、草地为主，其他类型甚少。
地苏地下河系，位于都安瑶族自治县的中西部。
经纬度四限为：东经107度29’18----108度41’23,北纬23度41’36——24度34’36。
地苏地下河主流长约20公里，呈北西向展布，流域面积1004km2。
研究区属亚热带型气候，年平均气温变幅16度。
历年极端最高温度是39度，极端最低温度是1.4度，年平均温度21.4度。
年最大降雨量为2171.8毫米，年最小降雨量为1312.1毫米，多年平均降雨量为1738.1毫米。
总降雨量虽大，但年内分配不均匀，雨量最多在六月，占年总降雨量的21.5％，雨量最少在元月，仅占年总降雨量的1.8％。
多年平均蒸发量为1209毫米，潮湿系数大于1。
刁江流域位于广西桂西北地区，行政区属南丹县、河池市、宜州市、都安县等四县（市）的14个乡镇，地理坐标为东经107°29′-108°30′，北纬24°02′-24°57′，面积约3600km2。
该区地势西北高南东低，地貌以岩溶峰丛谷地为主，地形相对高差达200-500米。
山多地少，山又以岩溶石山面积多，岩溶区面积3000km2，碎屑岩山地面积仅600km2；刁江流域属亚热带季风气候区。
流域从西北到东南，多年平均气温由18.6℃至20.6℃。
多年平均降雨量各地不一样，流域内降雨时空分布不均，5-8月一般占年降雨量的65％，易成涝灾。
巴水流域主要位于湖北省罗田县境内，地理坐标：115º15ˊ—115º30ˊ；北纬30º40ˊ—30º50ˊ，流域总面积2979km2。
东北为大别山山脉，西南为大洪山山脉，地势由两侧向中部逐渐变低，即中低山—低山—丘陵—河谷平原。
漂水流域位于湖北省随县境内，地理坐标东经113°15′-108°30′，北纬31°40′-31°50′，总面积约1030 km2 ，属低山丘陵与河谷平原地形，地势总体较缓，该区气候属亚热带季风湿润型山地气候，夏季多偏南风，冬季多偏北风，雨量充沛，雨热同季，立体气候特征十分显著。
低山区四季分明，气候温暖，年均无霜期260天，年均气温15.5℃；高山地带冬长夏短，春、秋无明显区别，气候冷凉湿润，年均无霜期203天，年均气温11.7℃。
夏铺河流域位于湖北省通山县，地理坐标为东经114º30ˊ—114º45ˊ，北纬29º30ˊ—29º40ˊ，总面积351 km2, 该区属亚热带湿润季风气候，四季分明，年平均气温16。
3℃，一月平均气温4℃，7月平均气温29℃；年平均降雨量1500ml ；平均霜日数152天.气候灾害主要是暴雨引起的洪涝，常发生在4—6月。
一、宏观水文特征对比喀斯特流域和非喀斯特流域的流量动态特征与流域面积上的降雨特征是密切相关的，将整个流域看作一个系统，输入是降雨特征，包括降雨量、降雨强度、降雨空间分布等；输出是出口端面流量过程。
下图是各个流域流量－降雨图：木美流域1986年降雨－流量图501001502002503001986-1-11986-3-21986-5-11986-6-301986-8-291986-10-281986-12-27时间降雨量（mm ）51015202530流量（m3/s ）地苏1981年降雨－流量图204060801001201401601802001981-1-11981-3-21981-5-11981-6-301981-8-291981-10-281981-12-27时间降雨量（mm ）-5050100150200250流量（m3/s ）刁江流域1982年降雨－流量图204060801001201401601982-1-11982-3-21982-5-11982-6-301982-8-291982-10-281982-12-27时间降雨量（mm ）-200-1000100200300400500600700流量（m3/s ）夏铺1980年流量－降雨图204060801001201401601802001980-1-11980-3-11980-4-301980-6-291980-8-281980-10-271980-12-26时间降雨mm-150-5050150250350450流量m3/s马家潭1980年流量－降雨图204060801001201401601802001980-1-11980-3-11980-4-301980-6-291980-8-281980-10-271980-12-26时间降雨mm-800-30020070012001700流量m3/s塔儿湾1980年流量－降雨图204060801001201401601802001980-1-11980-3-11980-4-301980-6-291980-8-281980-10-271980-12-26时间降雨mm-200-1000100200300400流量m3/s由图1可知，所选的6个流域出口断面流量过程对降雨的响应是比较灵敏的，宏观上流量对降雨的响应比较一致，表1的数据说明非喀斯特流域和喀斯特流域的流量与降雨密切相关，图中的流量都是随着大的降雨暴涨暴落，但是暴涨暴落的程度及流量过程形态是有差别的。
非喀斯特流域对大的暴雨响应比喀斯特流域更灵敏，暴涨暴落的程度更大，例如：1980年8月11日－8月12日马家潭有一次集中的大的降雨，雨量112.9mm ，在13日中午马家潭站的流量暴涨至1570m3/s ，在接下来3天之后流量降至200 m3/s ；而在流域面积相当的刁江流域1982年8月18－19日也有一次集中降雨，雨量为120.3mm （比马家潭降雨量略大），8月20日出现最大流量586 m3/s ，3天之后流量仍有246 m3/s ，经过8天无雨天气之后流量仍有93 m3/s 。
又如：1980年5月24日至25日中午集中降雨94.7 mm ，25日当天由2.71 m3/s 暴涨至最大流量111 m3/s ；而1986年9月6日在流域面积相当的木美流域降雨85.6 mm 后，流量由14.1m3/s 涨至18.8m3/s ，而且持续3天流量大于18 m3/s 。
表1 流域流量与降雨相关系数统计表导致差异出现的原因在于喀斯特流域与非喀斯特流域在对降水到出流过程中的水文功能存在差异。
—般来说，流域系统对输入的水体过程产生的作用通常表现为三种作用：即蓄水作用、滞水作用和导水作用。
如果输入水体在系统中停留时间的较长，且系统的输出以垂向上的运动为主，或长时间地侧向输出，则这种系统的水文功能主要表现为蓄水作用；如果输入水体在系统内停留的时间较短，且以侧向运动输出为主，则主要表现为导水作用；如果停留时间相对较长，但输出仍以侧向运动为主，则表现为滞水作用。
三种作用通过流量过程线的特征可以区别出来。
如图所示：图1 各流域流量－降雨图图2 三种水文功能流量曲线对比图木美、地苏、刁江均属于喀斯特峰丛洼地流域，在这些地区中，由于地表土层零星分布，且厚度极薄，地貌面状结构由凸状和凹状的表层溶蚀裂隙系统组成，由于表层溶蚀裂隙发育，入渗强度较大，降雨很快进入表层裂隙带，但又由于表层裂隙带厚度一般仅几米，裂隙向下以尖灭状形式出现，裂隙节理面底部的渗透量和渗漏量都较小，故表层裂隙层蓄水量较小，场降雨很容易蓄满而产生侧向的皮下水流，在石峰表层以辐射扩散流进行，而在洼地或谷地表层则以辐合汇集流进行。
最后进入地下管道并排出流域，即使是汇集在积水洼地底部的水体也将在几天左右的时间内排出流域。
积蓄在皮下裂隙层内的水体，雨后以垂向运动的形式向上蒸发和极少量地沿一些不均匀垂向裂隙缓慢渗透，因而喀斯特峰丛洼地流域以滞水作用为主，而蓄水作用相对较弱。
但当场降雨量较小时，滞水作用为主的功能就转换为以蓄水作用为主。
而在喀斯特峰林平原、峰林盆地等流域中，较为平缓的凹状平原、盆地上常常有一定厚度的土层覆盖，其下还发育有均匀溶蚀裂隙层，由于上层土壤下渗水具有较强的溶蚀力，这种覆盖裂隙层也较为发育，具有较大的蓄水能力，再加上土壤层的蓄水作用，其最大缺水量可达150-200 mm左右（杨明德等，喀斯特流域水文地貌系统），因而这种喀斯特流域水文功能表现为以蓄水作用为主。
夏铺河、巴水、漂水属于汉江、长江流域中的丘陵平原区，这些地区表层有土壤层及少量全新世松散堆积物，下面主要是大别山岩群的片麻岩及变粒岩相对不透水层，表层虽然具有一定的蓄水能力，但降雨发生时会产生临时饱和带，随降雨的继续，临时饱和带不断向上发展，达到地面以后降雨就形成了饱和地面径流，这部分流量由地表汇入河道直接快速排出流域，而临时饱和带的水则通过壤中流侧向排泄或向下渗透补给地下水，但是在这些流域的径流成分中饱和地面径流占主导地位，这些流域水文功能表现为以导水作用为主。
