西南地区石漠化发生_演变时空特征及成因分析_钱铭杰

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　资源开发与市场Res ource Development &Market 200824(8) ・资源与环境・

西南地区石漠化发生、演变时空特征及成因分析

钱铭杰1, 吴芳芳2, 童立强3, 袁　春1

(1. 中国地质大学土地科学技术学院, 北京100083;2. 中国石油技术开发公司, 北京100009;3. 中国国土资源航空物探遥感中心, 北京100083)

　　摘要:采用GIS 技术对我国西南喀斯特地区石漠化数据进行空间叠加分析, 、岩性、地貌、区域经济等时空特征, 并对我国西南喀斯特地区石漠化成因机理作了初步探讨。, 石漠化发生; 其发生及加剧区域主要分布在较适宜人类活动的峰丛洼地、峰林洼地中。因此, 石漠化治理必须根据石漠化发生和演变的区域、。

关键词:石漠化; 喀斯特; 时空特征; 成因

中图分类号:P642125217　　) 08-0700-04

R and R eason of R ocky Desertification Occurrence and

Evolution in K arst Areas of Southw estern China

QI AN M ing -jie 1,W U Fang -fang 2,T ONGLi -qiang 3,Y UAN Chun 1

(1. School of Land Sciences and T echnology ,China University of G eosciences ,Beijing 100083,China ;2. China Petroleum T echnology and Development C orporation ,Beijing 100009,China ;3. China Aero G eophysical Survey and Rem ote Sensing Center ,Beijing 100083,China ) Abstract :K arst rocky desertification was a kind of land degradation which occured in a fragile karst m ountain ecosystem in S outhwest China. Based on GIS technology and the data from the rem ote sensing survey ,this paper researched mainly the spatial -tem poral characteristics of rocky de 2sertification occurrence and ev olution in karst areas ,including extensity ,lithology ,physiognomy ,economic development and s o on ,and analyzed the oc 2currence ev olution reas ons of rocky desertification lands. I t was thought that there were many factors that made rocky desertification w orsen ,including the natural factors and human im pacts ,and the extent and distribution of rock desertification were related to land form ,space time ,lithology ,physiogno 2my and economic development in the karst region. Therefore ,the control of rocky desertification was a systematic engineering ,should adjust measures to local conditions according to the rocky desertification characteristics of extensity ,lithology ,physiognomy ,economic development.

K ey w ords :rock desertification ;karst region ;spatial -tem poral characteristics ;reas on

1　引言

大根本性的地域环境问题。石漠化加剧水土流失, 导致生态环境恶化, 严重威胁人类生存环境, 已成为当地农民贫困的主要根源, 是当地经济社会可持续发展的主要障碍。在我国的“十五政府工作报告”中已明确指出要“加快推进西南喀斯特石漠化的综合整治”, 它对构筑长江、珠江两大流域上游的生态屏障和实现本地区持续发展具有紧迫性和重要的现实意义[1-5]。本文采用GIS 技术对中国地质调查局2003年完成的74万km 2西南喀斯特地区1987年、1999年两期石漠化遥感

石漠化是荒漠化的一种, 即在湿润—半湿润气候

条件下, 由水蚀作用引起的石质荒漠化, 主要发生在岩溶分布地区或以岩溶分布为主的地区。石漠化的基本过程为气候变异和人类活动而导致的地表森林植被破坏、土壤侵蚀加剧、土层变薄, 基岩逐步裸露, 地表呈现荒漠景观。其结果是直接导致耕地锐减、农业减产和以谷物与畜产品为原料的工业崩溃, 造成区域经济衰退, 严重威胁到社会的稳定与经济的可持续发展。显然, 石漠化的概念包括动态和静态两层含义, 动态上指的是石漠化由发生、发展到成熟的演化过程, 而静态上则指的是演化结果, 即各类石漠化生态景观。

我国是世界三大喀斯特地貌集中分布区之一, 以贵州为中心的西南喀斯特山区的土地石漠化与西北地区的沙漠化是我国实施西部大开发战略中所面临的两

　　收稿日期:2008-06-27; 修订日期:2008-07-17

基金项目:中国地质调查局地质调查项目(编号:[1**********]1) ; 国家科技支撑计划课题(编号:2006BAB15B03) 。

第一作者简介:钱铭杰(1980-) , 男, 湖北省襄樊人, 讲师, 主要从事土地利用动态监测、土地开发整理等方面的教学与科研工作。

调查数据进行空间叠加分析, 重点研究了石漠化发生及演变分布、岩性、地貌、区域经济等时空特征, 进而对我国西南喀斯特地区石漠化成因机理等问题进行了初步探讨。

2　我国喀斯特地区主要分布在以贵州高原为中心的贵州、云南、广西、四川、重庆、湖南、湖北及广东8省

(市、区) , 并集中分布在贵州、云南和广西3省区。据中国地质调查局公布的数据

, 到上世纪末, 在74万km 2喀斯特地貌区内石漠化面积达10. 51万km 2, 占区

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域面积的14. 2%, 占出露碳酸盐岩区面积的23. 94%。其中, 轻度石漠化面积达4万km 2, 中度石漠化面积为3. 92万km 2, 重度石漠化面积为2. 59万km 22. 1　石漠化发生空间特征分析

在西南岩溶石山地区8省(市、区) 中, 石漠化主要发生在滇、黔、桂3省。据统计, 滇、黔、桂3省研究区面积49. 65万km 2, 占西南岩溶石山地区的65. 33%; 出露碳酸盐岩面积28. 25万km 2, 占西南岩溶石山地区出露碳酸盐岩面积的67. 27%;3省石漠化面积总和为8. 81万km 2, 占总石漠化面积的83. 85%, 占区面积的17. 74%, 占3省出积31. 17%, 8) 的平均水平(表1) 。、黔西南、黔西北, 、乌江上游的三岔河及六冲河分布; 云南省石漠化集中连片分布, 主要发生在滇南、滇西南, 省内自北向南石漠化发生逐渐增多, 程度加重, 海拔1300—2200m 的峰丛洼(谷) 地和广大岩溶缓丘地区、盆地边缘分布最广; 广西壮族自治区石漠化分布较分散, 主要分布在桂西、桂中等地。

表1　西南喀斯特地区各省石漠化面积及比重

省份

石漠化面积(万km 2) 所占比例(%)

贵州云南广西湖南四川重庆湖北广东合计

3. 252. 832. 730. 5130. 9226. 9325. 974. 85

0. 383. 62

0. 312. 95

0. 272. 57

0. 2310. 512. 19100

岩溶峡谷、岩溶平原、岩溶丘陵、岩溶断盆等8种岩溶地貌组合。岩溶地貌主要受碳酸盐岩成份、岩石结构、地质构造、气候条件、地形因素等的影响, 因此它们在空间上有一定的分布规律。统计表明, 西南喀斯特地区岩溶丘陵分布最多, 其次为峰丛洼地、岩溶山地、峰林洼地。通过石漠化现状与地貌类型的空间叠加分析发现, 石漠化平均发生率为23. 94%, 但是各地貌类型。石漠化较易发, 它%和44%; 其次是, 发生率为20%; 岩溶14%、15%和17%(图1) 。

图1　各地貌类型的石漠化发生率比较图

2. 4　石漠化发生区域经济特征分析

2. 2　石漠化发生的岩性特征分析

西南地区碳酸盐岩非常发育, 主要分布在以贵州

为中心的云南、四川、广西、湖南、湖北、广东及重庆等地区, 出露碳酸盐岩面积以贵州、广西、云南最大, 其次为四川、湖南。据统计, 出露碳酸盐岩占调查区面积的55%, 其中纯碳酸盐岩分布面积为28. 23万km 2, 占调查区面积的37%, 占出露碳酸盐岩面积的67. 55%。出露碳酸盐岩中以纯灰岩型为主, 次为灰岩与白云岩互层型、碳酸盐岩夹碎屑岩型和碳酸盐岩与碎屑岩互层型, 而纯白云岩型和碎屑岩夹碳酸盐岩型不太发育。由石漠化现状与出露碳酸盐岩分布的空间分析可知, 西南岩溶石山地区石漠化在各类型碳酸盐岩中的分布及比例不尽相同。其中, 云南省石漠化发生率最高, 占其出露碳酸盐岩面积的42. 46%, 广西、贵州、广东分列第二、三、四位, 湖南最低为9. 18%(表2) 。

表2　西南喀斯特地区各类碳酸盐岩中石漠化面积及比重岩石类型石漠化面积(万km 2) 所占比例(%)

纯灰岩

5. 2149. 63

西南喀斯特地区经济总体落后, 人民生活贫困。区域内共有152个国家级贫困县, 约1000万人没有越过“温饱线”, 约占全国贫困人口的1/2。据对270个县、19个市1999年的统计资料, 该地区人均国内生产总值水平(1999年地区人均国内生产总值/1999年全国人均国内生产总值×100%) 为45. 4%, 农民人均纯收入水平(1999年地区农民人均纯收入/1999年全国农民人均纯收入×100%) 为65. 8%, 都低于全国平均水平。石漠化面积前100位的县的人均国内生产总值水平为32. 4%, 农民人均纯收入水平为58. 7%, 均低于该地区平均水平。图2为1999年石漠化面积最大的20个县的石漠化面积与1999年农民人均纯收入水平的指数曲线。从图2中可见, 石漠化面积与农民人均纯收入水平呈反比, 石漠化面积越大, 农民人均纯收入水平就越低。图3为1999年石漠化发生率最大的50个县的石漠化发生率与1999年底农民人均收入水平的指数曲线, 农民人均收入水平与石漠化发生率呈反比, 石漠化发生率越高则农民人均收入水平就越低。3　我国石漠化演变特征分析

灰岩白云碳酸盐岩纯白碎屑岩夹碳酸盐岩与

合计

岩互层夹碎屑岩云岩碳酸盐岩碎屑岩互层

2. 1320. 22

1. 4613. 85

0. 636. 04

0. 625. 86

0. 464. 40

10. 51100

2. 3　石漠化发生的地貌特征分析

根据出露于地表部分地貌组合特征, 把西南喀斯特地区分为岩溶槽谷、岩溶山地、峰丛洼地、峰林洼地、

据调查数据统计显示,1987—1999年西南喀斯特

地区的石漠化在总体上呈恶化增加趋势, 局部地区有

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所改善, 石漠化加剧和改善面积的比为5. 13∶1。13年间西南喀斯特地区的石漠化面积从8. 29万km 2增加

到10. 51万km 2, 石漠化净增2. 22万km 2, 平均每年净增0. 17万km 2, 平均增长率为2%。石漠化的年均增长率=[(20世纪90年代末石漠化面积/20世纪80年代末石漠化面积) 1/12-1]×100%

。

48个, 大于20%的县市有8个。通过石漠化演变数据

与岩性分布的空间叠加分析发现, 区域石漠化加剧率

在各碳酸盐岩类型中也不尽相同, 灰岩与白云岩互层的石漠化加剧程度最高, 为6. 90%; 其次是纯灰岩和碳酸盐岩夹碎屑岩, 它们的石漠化加剧程度分别为6. 54%和6. 42%; 纯白云岩的石漠化加剧程度为5. 75%; 碎屑岩夹碳酸盐岩和碳酸盐岩与碎屑岩互层的

石漠化加剧程度分别为3. 862. 35%(表5) 。

表4省份

(km ()

图2　

广西云南四川广东湖北平均值

553576. 99208. 30184. 40175. 5573. 474869. 0543. 5717. 5313. 8711. 854. 283. 793. 611. 51

100

表5　西南喀斯特地区各碳酸盐岩类型石漠化加剧率对比岩石类型石漠化加剧率(%)

与平均值比较(%)

灰岩白云岩互层

6. 900. 96

纯灰碳酸盐岩纯白碎屑岩夹碳酸盐岩与平均岩夹碎屑岩云岩碳酸盐岩碎屑岩互层值

6. 540. 6

6. 420. 48

5. 75-0. 19

3. 86-2. 08

2. 35-3. 59

5. 940. 00

3. 3　石漠化演变地貌特征分析

通过石漠化演变数据与各类地貌分布空间叠加分析发现, 各地貌类型的石漠化加剧程度也不一样, 峰丛

图3　石漠化发生率与农民人均纯收入水平的指数关系曲线

洼地和峰林洼地的石漠化加剧程度高于全区平均值, 分别为9. 8%和8. 18%; 岩溶丘陵、岩溶峡谷等其它几

种地貌类型的加剧程度均小于全区平均值(表6) 。

表6　西南喀斯特地区各地貌类型石漠化加剧率对比

地貌类型石漠化加剧率(%)

与平均值比较(%)

峰丛峰林岩溶岩溶岩溶岩溶岩溶岩溶

平均值

洼地洼地丘陵峡谷平原山地断盆槽谷

9. 803. 86

8. 18

5. 13

4. 75

4. 60

4. 46

4. 24

3. 39

5. 940. 00

2. 24-0. 81-1. 19-1. 34-1. 48-1. 70-2. 55

3. 1　石漠化演变空间特征分析

西南岩溶石山地区石漠化面积增加主要集中在贵州和广西2省, 云南和重庆的石漠化加剧面积也较大, 其它省市的石漠化增加较少。石漠化面积增加居前10位的县市是贵州省六盘水市、贵州省大方县、贵州省盘县特区、广西壮族自治区都安瑶族自治县、广西壮族自治区大化瑶族自治县、广西壮族自治区马山县、贵州省毕节市、贵州省贵阳市、广西壮族自治区忻城县和贵州省兴义市。但就石漠化的年增长率来说, 重庆市的石漠化年增长率最高, 其次是湖北省、贵州省, 石漠化增长率处在第四位的是广西壮族自治区, 云南省、四川省、湖南省、广东省分列五至八位(表3) 。分析石漠化改善区域分布发现,1987—1999年整个西南喀斯特地区石漠化的改善面积及程度均小于石漠化的加剧情况, 其空间分布也呈零星和分散型。各省石漠化改善面积见表4, 广西石漠化改善的面积最多, 居全区首位, 其次是云南、贵州和湖南; 重庆、四川、广东和湖北分列五至八位。

表3　西南喀斯特地区各省石漠化增长率对比

省份

石漠化增长率(%) 与平均值比较(%)

重庆湖北贵州广西云南四川湖南广东平均值

4. 002. 00

3. 651. 65

3. 441. 44

2. 26

0. 63

0. 63

0. 52

0. 42

2. 000. 00

0. 26-1. 37-1. 37-1. 48-1. 58

4　结论和讨论

通过对我国西南地区喀斯特石漠化地区1987—1999年的发生及演变时空特征分析, 得出以下几点结论:①我国西南地区喀斯特石漠化在区域上分布严重不均, 石漠化演变总体上呈严重恶化趋势; 各省区石漠化面积增加有较大差异, 加剧区域主要集中在贵州和广西两省区; 石漠化年增长速度最快的是重庆市, 其次是湖北省、贵州省, 湖南省、广东省增长速度最慢, 重庆市、湖北省石漠化的发展速度应引起重视。②石漠化的改善面积及程度均小于石漠化的加剧情况, 其空间分布呈零星和分散型; 峰林洼地的石漠化改善率最高, 其次是峰丛洼地。广西石漠化改善的面积最多, 居喀斯特地区首位, 其次是云南、贵州和湖南。③石漠化发生、演变与碳酸盐岩岩性密切相关, 石漠化主要发生在纯碳酸盐岩中, 在灰岩与白云岩互层和纯灰岩中较易发生; 石漠化改善在纯灰岩中的发生率最高, 其次为碎屑岩夹碳酸盐岩和碳酸盐岩夹碎屑岩; 石漠化加剧受岩性控制不明显。④石漠化发生及加剧区域主要分布

3. 2　石漠化演变岩性特征分析

据统计, 我国西南喀斯特地区总体石漠化加剧率

(石漠化加剧面积/碳酸盐岩面积×100%) 为5. 94%, 大于此平均水平的县市有102个, 大于10%的县市有・702・

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在较适宜人类活动的峰丛洼地、峰林洼地中; 相反, 在坡度最陡的岩溶峡谷地带, 由于人类活动较少, 石漠化发生及加剧率均低于平均水平。石漠化发生、加剧程度与农民人均纯收入水平呈反相关。上述分析结果进一步证明, 我国西南喀斯特地区石漠化形势已很严峻, 石漠化的发生和发展既有自然方面的原因, 也有人为的原因。人为因素是对自然因素的二次诱发和放大, 其主要作用是对石漠化的发育起到加速作用[6]。西南喀斯特地区陡峻而破碎的地貌格局、碳酸盐岩的广泛分布与岩溶石山的强烈发育以及岩石的破碎和地形的陡峻, 是石漠化的发生和发展的地质环境因素; 雨、; 口增长过快、、缺乏燃料能源供应、掠夺式的土地利用方式、陡坡耕作及地区工业活动加速了土地资源和生态环境的破坏, 是石漠化发生和加剧的重要原因。自然条件为石漠化的发生和发展提供了必要的物质基础, 但它的影响始终是缓慢的。石漠化问题主要是因为人口的增长和生产的发展超过了环境的容许极限而产生的[7], 其演替模式可表述为:人口过快增长和掠夺式的农业生产方式—森林、土地和水资源(上接第676页)

破坏—水土流失—生态环境恶化—区域气候变异—水旱、泥石流、风雹灾害频发—土地石漠化。因此, 对整

个西南区域性的石漠化治理关键是“治水”, 只有以岩溶水资源开发为龙头, 才能带动经济发展和生态建设, 但具体措施需要根据石漠化发生、演变的区域、岩性和地貌特征、经济发展以及石漠化程度等条件因地制宜地开展治理, 不能搞“一刀切”; 治理应以岩溶小流域为单元, ], 彭宏祥, 等. 广西石山区土地石漠化的成因及防治

[J].资源开发与市场,2003,19(3) ∶154-156.

[2]苏维词, 杨华, 李晴, 等. 我国西南喀斯特山区土地石漠化成因及防

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云南农业大学学报,2005,20(2) ∶269-278.

成的空隙较均匀, 而且堆积密度不及柱状炭大, 空隙率

相对较大, 因此当气流通过时, 床层压降就小; 蜂窝状活性炭还具有开孔率高和壁薄的特点, 堆积密度越小, 蜂窝活性炭压降最小, 但H AC —72的压降比H AC —36要大, 这可能是因为H AC —72的孔密度很大, 通道的孔径就小, 导致床层压降反而较高, 由此可知蜂窝活性炭的压降与其孔密度有很大的关系[6]。此外, 从图13和图14中发现, 球形活性炭、柱状活性炭的压降随着气速的增加几乎成线形变化, 但蜂窝活性炭随着气速的变大, 压降的变化不成线形变化, 而且当气速增大到一定程度时, 压降的变化不大。3　结论

量150ml/min 。②蜂窝活性炭H AC —72的脱硫效率和

累积脱硫量比球形活性炭和柱状活性炭高, 而蜂窝活性炭H AC —36的脱硫效率和累积脱硫量比球形活性炭和柱状活性炭稍低。③蜂窝活性炭与其它类型的活性炭相比, 压降较低, 且压降大小与蜂窝活性炭的孔密度有关。④对蜂窝活性炭的最佳孔密度尚需从产品脱硫性能、结构强度、压降等方面做进一步的研究。

参考文献:

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在炭化得到蜂窝炭化产品的基础上, 选择活化温

度、活化时间、C O 2流量作为影响蜂窝活性炭制备的主要条件, 以蜂窝活性炭产品得率、脱硫率和累计脱硫量作为主要的衡量指标, 并辅以产品的比表面积、孔径分布分析, 研究得出:①C O 2活化制备蜂窝活性炭的最佳制备条件是活化温度850℃、活化时间150min 、C O 2流

技术中的应用[J].环境科学研究,2000,13(5) ∶27-30.

[4]G adkaree K P ,Jaroniec M. P ore S tructure Development in Activated Carbon H oneycombs[J].Carbon ,2000, (38) ∶983-993.

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西南地区石漠化发生、演变时空特征及成因分析

钱铭杰1, 吴芳芳2, 童立强3, 袁　春1

(1. 中国地质大学土地科学技术学院, 北京100083;2. 中国石油技术开发公司, 北京100009;3. 中国国土资源航空物探遥感中心, 北京100083)

　　摘要:采用GIS 技术对我国西南喀斯特地区石漠化数据进行空间叠加分析, 、岩性、地貌、区域经济等时空特征, 并对我国西南喀斯特地区石漠化成因机理作了初步探讨。, 石漠化发生; 其发生及加剧区域主要分布在较适宜人类活动的峰丛洼地、峰林洼地中。因此, 石漠化治理必须根据石漠化发生和演变的区域、。

关键词:石漠化; 喀斯特; 时空特征; 成因

中图分类号:P642125217　　) 08-0700-04

R and R eason of R ocky Desertification Occurrence and

Evolution in K arst Areas of Southw estern China

QI AN M ing -jie 1,W U Fang -fang 2,T ONGLi -qiang 3,Y UAN Chun 1

(1. School of Land Sciences and T echnology ,China University of G eosciences ,Beijing 100083,China ;2. China Petroleum T echnology and Development C orporation ,Beijing 100009,China ;3. China Aero G eophysical Survey and Rem ote Sensing Center ,Beijing 100083,China ) Abstract :K arst rocky desertification was a kind of land degradation which occured in a fragile karst m ountain ecosystem in S outhwest China. Based on GIS technology and the data from the rem ote sensing survey ,this paper researched mainly the spatial -tem poral characteristics of rocky de 2sertification occurrence and ev olution in karst areas ,including extensity ,lithology ,physiognomy ,economic development and s o on ,and analyzed the oc 2currence ev olution reas ons of rocky desertification lands. I t was thought that there were many factors that made rocky desertification w orsen ,including the natural factors and human im pacts ,and the extent and distribution of rock desertification were related to land form ,space time ,lithology ,physiogno 2my and economic development in the karst region. Therefore ,the control of rocky desertification was a systematic engineering ,should adjust measures to local conditions according to the rocky desertification characteristics of extensity ,lithology ,physiognomy ,economic development.

K ey w ords :rock desertification ;karst region ;spatial -tem poral characteristics ;reas on

1　引言

大根本性的地域环境问题。石漠化加剧水土流失, 导致生态环境恶化, 严重威胁人类生存环境, 已成为当地农民贫困的主要根源, 是当地经济社会可持续发展的主要障碍。在我国的“十五政府工作报告”中已明确指出要“加快推进西南喀斯特石漠化的综合整治”, 它对构筑长江、珠江两大流域上游的生态屏障和实现本地区持续发展具有紧迫性和重要的现实意义[1-5]。本文采用GIS 技术对中国地质调查局2003年完成的74万km 2西南喀斯特地区1987年、1999年两期石漠化遥感

石漠化是荒漠化的一种, 即在湿润—半湿润气候

条件下, 由水蚀作用引起的石质荒漠化, 主要发生在岩溶分布地区或以岩溶分布为主的地区。石漠化的基本过程为气候变异和人类活动而导致的地表森林植被破坏、土壤侵蚀加剧、土层变薄, 基岩逐步裸露, 地表呈现荒漠景观。其结果是直接导致耕地锐减、农业减产和以谷物与畜产品为原料的工业崩溃, 造成区域经济衰退, 严重威胁到社会的稳定与经济的可持续发展。显然, 石漠化的概念包括动态和静态两层含义, 动态上指的是石漠化由发生、发展到成熟的演化过程, 而静态上则指的是演化结果, 即各类石漠化生态景观。

我国是世界三大喀斯特地貌集中分布区之一, 以贵州为中心的西南喀斯特山区的土地石漠化与西北地区的沙漠化是我国实施西部大开发战略中所面临的两

　　收稿日期:2008-06-27; 修订日期:2008-07-17

基金项目:中国地质调查局地质调查项目(编号:[1**********]1) ; 国家科技支撑计划课题(编号:2006BAB15B03) 。

第一作者简介:钱铭杰(1980-) , 男, 湖北省襄樊人, 讲师, 主要从事土地利用动态监测、土地开发整理等方面的教学与科研工作。

调查数据进行空间叠加分析, 重点研究了石漠化发生及演变分布、岩性、地貌、区域经济等时空特征, 进而对我国西南喀斯特地区石漠化成因机理等问题进行了初步探讨。

2　我国喀斯特地区主要分布在以贵州高原为中心的贵州、云南、广西、四川、重庆、湖南、湖北及广东8省

(市、区) , 并集中分布在贵州、云南和广西3省区。据中国地质调查局公布的数据

, 到上世纪末, 在74万km 2喀斯特地貌区内石漠化面积达10. 51万km 2, 占区

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域面积的14. 2%, 占出露碳酸盐岩区面积的23. 94%。其中, 轻度石漠化面积达4万km 2, 中度石漠化面积为3. 92万km 2, 重度石漠化面积为2. 59万km 22. 1　石漠化发生空间特征分析

在西南岩溶石山地区8省(市、区) 中, 石漠化主要发生在滇、黔、桂3省。据统计, 滇、黔、桂3省研究区面积49. 65万km 2, 占西南岩溶石山地区的65. 33%; 出露碳酸盐岩面积28. 25万km 2, 占西南岩溶石山地区出露碳酸盐岩面积的67. 27%;3省石漠化面积总和为8. 81万km 2, 占总石漠化面积的83. 85%, 占区面积的17. 74%, 占3省出积31. 17%, 8) 的平均水平(表1) 。、黔西南、黔西北, 、乌江上游的三岔河及六冲河分布; 云南省石漠化集中连片分布, 主要发生在滇南、滇西南, 省内自北向南石漠化发生逐渐增多, 程度加重, 海拔1300—2200m 的峰丛洼(谷) 地和广大岩溶缓丘地区、盆地边缘分布最广; 广西壮族自治区石漠化分布较分散, 主要分布在桂西、桂中等地。

表1　西南喀斯特地区各省石漠化面积及比重

省份

石漠化面积(万km 2) 所占比例(%)

贵州云南广西湖南四川重庆湖北广东合计

3. 252. 832. 730. 5130. 9226. 9325. 974. 85

0. 383. 62

0. 312. 95

0. 272. 57

0. 2310. 512. 19100

岩溶峡谷、岩溶平原、岩溶丘陵、岩溶断盆等8种岩溶地貌组合。岩溶地貌主要受碳酸盐岩成份、岩石结构、地质构造、气候条件、地形因素等的影响, 因此它们在空间上有一定的分布规律。统计表明, 西南喀斯特地区岩溶丘陵分布最多, 其次为峰丛洼地、岩溶山地、峰林洼地。通过石漠化现状与地貌类型的空间叠加分析发现, 石漠化平均发生率为23. 94%, 但是各地貌类型。石漠化较易发, 它%和44%; 其次是, 发生率为20%; 岩溶14%、15%和17%(图1) 。

图1　各地貌类型的石漠化发生率比较图

2. 4　石漠化发生区域经济特征分析

2. 2　石漠化发生的岩性特征分析

西南地区碳酸盐岩非常发育, 主要分布在以贵州

为中心的云南、四川、广西、湖南、湖北、广东及重庆等地区, 出露碳酸盐岩面积以贵州、广西、云南最大, 其次为四川、湖南。据统计, 出露碳酸盐岩占调查区面积的55%, 其中纯碳酸盐岩分布面积为28. 23万km 2, 占调查区面积的37%, 占出露碳酸盐岩面积的67. 55%。出露碳酸盐岩中以纯灰岩型为主, 次为灰岩与白云岩互层型、碳酸盐岩夹碎屑岩型和碳酸盐岩与碎屑岩互层型, 而纯白云岩型和碎屑岩夹碳酸盐岩型不太发育。由石漠化现状与出露碳酸盐岩分布的空间分析可知, 西南岩溶石山地区石漠化在各类型碳酸盐岩中的分布及比例不尽相同。其中, 云南省石漠化发生率最高, 占其出露碳酸盐岩面积的42. 46%, 广西、贵州、广东分列第二、三、四位, 湖南最低为9. 18%(表2) 。

表2　西南喀斯特地区各类碳酸盐岩中石漠化面积及比重岩石类型石漠化面积(万km 2) 所占比例(%)

纯灰岩

5. 2149. 63

西南喀斯特地区经济总体落后, 人民生活贫困。区域内共有152个国家级贫困县, 约1000万人没有越过“温饱线”, 约占全国贫困人口的1/2。据对270个县、19个市1999年的统计资料, 该地区人均国内生产总值水平(1999年地区人均国内生产总值/1999年全国人均国内生产总值×100%) 为45. 4%, 农民人均纯收入水平(1999年地区农民人均纯收入/1999年全国农民人均纯收入×100%) 为65. 8%, 都低于全国平均水平。石漠化面积前100位的县的人均国内生产总值水平为32. 4%, 农民人均纯收入水平为58. 7%, 均低于该地区平均水平。图2为1999年石漠化面积最大的20个县的石漠化面积与1999年农民人均纯收入水平的指数曲线。从图2中可见, 石漠化面积与农民人均纯收入水平呈反比, 石漠化面积越大, 农民人均纯收入水平就越低。图3为1999年石漠化发生率最大的50个县的石漠化发生率与1999年底农民人均收入水平的指数曲线, 农民人均收入水平与石漠化发生率呈反比, 石漠化发生率越高则农民人均收入水平就越低。3　我国石漠化演变特征分析

灰岩白云碳酸盐岩纯白碎屑岩夹碳酸盐岩与

合计

岩互层夹碎屑岩云岩碳酸盐岩碎屑岩互层

2. 1320. 22

1. 4613. 85

0. 636. 04

0. 625. 86

0. 464. 40

10. 51100

2. 3　石漠化发生的地貌特征分析

根据出露于地表部分地貌组合特征, 把西南喀斯特地区分为岩溶槽谷、岩溶山地、峰丛洼地、峰林洼地、

据调查数据统计显示,1987—1999年西南喀斯特

地区的石漠化在总体上呈恶化增加趋势, 局部地区有

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所改善, 石漠化加剧和改善面积的比为5. 13∶1。13年间西南喀斯特地区的石漠化面积从8. 29万km 2增加

到10. 51万km 2, 石漠化净增2. 22万km 2, 平均每年净增0. 17万km 2, 平均增长率为2%。石漠化的年均增长率=[(20世纪90年代末石漠化面积/20世纪80年代末石漠化面积) 1/12-1]×100%

。

48个, 大于20%的县市有8个。通过石漠化演变数据

与岩性分布的空间叠加分析发现, 区域石漠化加剧率

在各碳酸盐岩类型中也不尽相同, 灰岩与白云岩互层的石漠化加剧程度最高, 为6. 90%; 其次是纯灰岩和碳酸盐岩夹碎屑岩, 它们的石漠化加剧程度分别为6. 54%和6. 42%; 纯白云岩的石漠化加剧程度为5. 75%; 碎屑岩夹碳酸盐岩和碳酸盐岩与碎屑岩互层的

石漠化加剧程度分别为3. 862. 35%(表5) 。

表4省份

(km ()

图2　

广西云南四川广东湖北平均值

553576. 99208. 30184. 40175. 5573. 474869. 0543. 5717. 5313. 8711. 854. 283. 793. 611. 51

100

表5　西南喀斯特地区各碳酸盐岩类型石漠化加剧率对比岩石类型石漠化加剧率(%)

与平均值比较(%)

灰岩白云岩互层

6. 900. 96

纯灰碳酸盐岩纯白碎屑岩夹碳酸盐岩与平均岩夹碎屑岩云岩碳酸盐岩碎屑岩互层值

6. 540. 6

6. 420. 48

5. 75-0. 19

3. 86-2. 08

2. 35-3. 59

5. 940. 00

3. 3　石漠化演变地貌特征分析

通过石漠化演变数据与各类地貌分布空间叠加分析发现, 各地貌类型的石漠化加剧程度也不一样, 峰丛

图3　石漠化发生率与农民人均纯收入水平的指数关系曲线

洼地和峰林洼地的石漠化加剧程度高于全区平均值, 分别为9. 8%和8. 18%; 岩溶丘陵、岩溶峡谷等其它几

种地貌类型的加剧程度均小于全区平均值(表6) 。

表6　西南喀斯特地区各地貌类型石漠化加剧率对比

地貌类型石漠化加剧率(%)

与平均值比较(%)

峰丛峰林岩溶岩溶岩溶岩溶岩溶岩溶

平均值

洼地洼地丘陵峡谷平原山地断盆槽谷

9. 803. 86

8. 18

5. 13

4. 75

4. 60

4. 46

4. 24

3. 39

5. 940. 00

2. 24-0. 81-1. 19-1. 34-1. 48-1. 70-2. 55

3. 1　石漠化演变空间特征分析

西南岩溶石山地区石漠化面积增加主要集中在贵州和广西2省, 云南和重庆的石漠化加剧面积也较大, 其它省市的石漠化增加较少。石漠化面积增加居前10位的县市是贵州省六盘水市、贵州省大方县、贵州省盘县特区、广西壮族自治区都安瑶族自治县、广西壮族自治区大化瑶族自治县、广西壮族自治区马山县、贵州省毕节市、贵州省贵阳市、广西壮族自治区忻城县和贵州省兴义市。但就石漠化的年增长率来说, 重庆市的石漠化年增长率最高, 其次是湖北省、贵州省, 石漠化增长率处在第四位的是广西壮族自治区, 云南省、四川省、湖南省、广东省分列五至八位(表3) 。分析石漠化改善区域分布发现,1987—1999年整个西南喀斯特地区石漠化的改善面积及程度均小于石漠化的加剧情况, 其空间分布也呈零星和分散型。各省石漠化改善面积见表4, 广西石漠化改善的面积最多, 居全区首位, 其次是云南、贵州和湖南; 重庆、四川、广东和湖北分列五至八位。

表3　西南喀斯特地区各省石漠化增长率对比

省份

石漠化增长率(%) 与平均值比较(%)

重庆湖北贵州广西云南四川湖南广东平均值

4. 002. 00

3. 651. 65

3. 441. 44

2. 26

0. 63

0. 63

0. 52

0. 42

2. 000. 00

0. 26-1. 37-1. 37-1. 48-1. 58

4　结论和讨论

通过对我国西南地区喀斯特石漠化地区1987—1999年的发生及演变时空特征分析, 得出以下几点结论:①我国西南地区喀斯特石漠化在区域上分布严重不均, 石漠化演变总体上呈严重恶化趋势; 各省区石漠化面积增加有较大差异, 加剧区域主要集中在贵州和广西两省区; 石漠化年增长速度最快的是重庆市, 其次是湖北省、贵州省, 湖南省、广东省增长速度最慢, 重庆市、湖北省石漠化的发展速度应引起重视。②石漠化的改善面积及程度均小于石漠化的加剧情况, 其空间分布呈零星和分散型; 峰林洼地的石漠化改善率最高, 其次是峰丛洼地。广西石漠化改善的面积最多, 居喀斯特地区首位, 其次是云南、贵州和湖南。③石漠化发生、演变与碳酸盐岩岩性密切相关, 石漠化主要发生在纯碳酸盐岩中, 在灰岩与白云岩互层和纯灰岩中较易发生; 石漠化改善在纯灰岩中的发生率最高, 其次为碎屑岩夹碳酸盐岩和碳酸盐岩夹碎屑岩; 石漠化加剧受岩性控制不明显。④石漠化发生及加剧区域主要分布

3. 2　石漠化演变岩性特征分析

据统计, 我国西南喀斯特地区总体石漠化加剧率

(石漠化加剧面积/碳酸盐岩面积×100%) 为5. 94%, 大于此平均水平的县市有102个, 大于10%的县市有・702・

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在较适宜人类活动的峰丛洼地、峰林洼地中; 相反, 在坡度最陡的岩溶峡谷地带, 由于人类活动较少, 石漠化发生及加剧率均低于平均水平。石漠化发生、加剧程度与农民人均纯收入水平呈反相关。上述分析结果进一步证明, 我国西南喀斯特地区石漠化形势已很严峻, 石漠化的发生和发展既有自然方面的原因, 也有人为的原因。人为因素是对自然因素的二次诱发和放大, 其主要作用是对石漠化的发育起到加速作用[6]。西南喀斯特地区陡峻而破碎的地貌格局、碳酸盐岩的广泛分布与岩溶石山的强烈发育以及岩石的破碎和地形的陡峻, 是石漠化的发生和发展的地质环境因素; 雨、; 口增长过快、、缺乏燃料能源供应、掠夺式的土地利用方式、陡坡耕作及地区工业活动加速了土地资源和生态环境的破坏, 是石漠化发生和加剧的重要原因。自然条件为石漠化的发生和发展提供了必要的物质基础, 但它的影响始终是缓慢的。石漠化问题主要是因为人口的增长和生产的发展超过了环境的容许极限而产生的[7], 其演替模式可表述为:人口过快增长和掠夺式的农业生产方式—森林、土地和水资源(上接第676页)

破坏—水土流失—生态环境恶化—区域气候变异—水旱、泥石流、风雹灾害频发—土地石漠化。因此, 对整

个西南区域性的石漠化治理关键是“治水”, 只有以岩溶水资源开发为龙头, 才能带动经济发展和生态建设, 但具体措施需要根据石漠化发生、演变的区域、岩性和地貌特征、经济发展以及石漠化程度等条件因地制宜地开展治理, 不能搞“一刀切”; 治理应以岩溶小流域为单元, ], 彭宏祥, 等. 广西石山区土地石漠化的成因及防治

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成的空隙较均匀, 而且堆积密度不及柱状炭大, 空隙率

相对较大, 因此当气流通过时, 床层压降就小; 蜂窝状活性炭还具有开孔率高和壁薄的特点, 堆积密度越小, 蜂窝活性炭压降最小, 但H AC —72的压降比H AC —36要大, 这可能是因为H AC —72的孔密度很大, 通道的孔径就小, 导致床层压降反而较高, 由此可知蜂窝活性炭的压降与其孔密度有很大的关系[6]。此外, 从图13和图14中发现, 球形活性炭、柱状活性炭的压降随着气速的增加几乎成线形变化, 但蜂窝活性炭随着气速的变大, 压降的变化不成线形变化, 而且当气速增大到一定程度时, 压降的变化不大。3　结论

量150ml/min 。②蜂窝活性炭H AC —72的脱硫效率和

累积脱硫量比球形活性炭和柱状活性炭高, 而蜂窝活性炭H AC —36的脱硫效率和累积脱硫量比球形活性炭和柱状活性炭稍低。③蜂窝活性炭与其它类型的活性炭相比, 压降较低, 且压降大小与蜂窝活性炭的孔密度有关。④对蜂窝活性炭的最佳孔密度尚需从产品脱硫性能、结构强度、压降等方面做进一步的研究。

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在炭化得到蜂窝炭化产品的基础上, 选择活化温

度、活化时间、C O 2流量作为影响蜂窝活性炭制备的主要条件, 以蜂窝活性炭产品得率、脱硫率和累计脱硫量作为主要的衡量指标, 并辅以产品的比表面积、孔径分布分析, 研究得出:①C O 2活化制备蜂窝活性炭的最佳制备条件是活化温度850℃、活化时间150min 、C O 2流

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