西南喀斯特坡地水土流失／漏失過(guò)程與機(jī)理研究進(jìn)展

　　摘要：西南喀斯特區(qū)坡耕地特殊的地表、地下雙層空間結(jié)構(gòu)，使得巖溶區(qū)的土壤侵蝕過(guò)程具有特殊性和復(fù)雜性，并產(chǎn)生了一系列特殊的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，如水土流失、旱澇、石漠化等。開展喀斯特坡地水土流失／漏失研究，主要是揭示喀斯特坡地水土流失／漏失過(guò)程及驅(qū)動(dòng)機(jī)制，為喀斯特石漠化的綜合治理及其石漠化生態(tài)恢復(fù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。同時(shí)，系統(tǒng)論述了我國(guó)西南喀斯特坡地地表侵蝕和地下漏失過(guò)程與機(jī)理的最新研究進(jìn)展，其中地表侵蝕過(guò)程與機(jī)理都進(jìn)行了定性和定量化的研究，而地下漏失過(guò)程與機(jī)理則處于定性描述和室內(nèi)模擬探索階段；喀斯特坡地有關(guān)的模擬和野外觀測(cè)研究均表明，喀斯特坡地的土壤侵蝕方式是一個(gè)從地下漏失到地表侵蝕的轉(zhuǎn)變過(guò)程，即小雨時(shí)以漏失為主，而暴雨時(shí)則以二者并重甚至以地表流失為主；此外，還深入分析了喀斯特區(qū)坡地水土流失阻控的研究動(dòng)態(tài)及研究不足，并指出該區(qū)水土漏失過(guò)程與機(jī)制在未來(lái)的研究方向和發(fā)展趨勢(shì)。

　　關(guān)鍵詞：地表侵蝕；地下漏失；坡耕地；喀斯特；研究進(jìn)展

　　我國(guó)“十三五”規(guī)劃明確指出，要推進(jìn)荒漠化、石漠化、水土流失綜合治理，以更好地改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)美麗。西南喀斯特區(qū)位于全球三大巖溶集中分布區(qū)之一的東亞片區(qū)核心地帶，是長(zhǎng)江珠江上游重要的生態(tài)屏障，同時(shí)也是生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域?？λ固厥俏覈?guó)西南地區(qū)最嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題［１］，已成為制約當(dāng)?shù)厣鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的核心問(wèn)題之一，是該地區(qū)人民貧窮落后的主要根源，嚴(yán)重威脅到人們的生存環(huán)境［２－３］。喀斯特地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，表現(xiàn)在土層淺薄、土壤總量少、貯水能力低、巖石滲漏性強(qiáng)，致使該區(qū)水文過(guò)程變化迅速，旱澇時(shí)常發(fā)生。長(zhǎng)期巖溶作用致使其內(nèi)部出現(xiàn)多級(jí)多處與水、土、巖和生物聯(lián)為一體的地表、地下雙層結(jié)構(gòu)，使巖溶區(qū)的水循環(huán)過(guò)程（含水的流失）和土壤侵蝕過(guò)程具有特殊性和復(fù)雜性［４］，產(chǎn)生一系列特殊的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，如水土流失、旱澇、石漠化、水源枯竭、地面沉降和塌陷等［５］。喀斯特地區(qū)水土流失是其生態(tài)環(huán)境退化的重要因素，嚴(yán)重制約著該區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，充分揭示喀斯特地區(qū)坡地水土流失發(fā)生、運(yùn)移機(jī)制是控制石漠化發(fā)展和緩解季節(jié)性干旱的關(guān)鍵。

　?。蓖寥狼治g研究目的

　　“二元”結(jié)構(gòu)的存在，使得喀斯特水文循環(huán)涉及生物圈、水圈、巖石圈、土壤圈和大氣圈的相互作用，是一個(gè)綜合復(fù)雜的系統(tǒng)科學(xué)問(wèn)題。由于巖溶區(qū)土壤總量有限，涵養(yǎng)水源能力低，淺層孔（裂）隙發(fā)育，大氣降水部分在坡面產(chǎn)生坡面流，部分沿喀斯特包氣帶的土壤（ｓｏｉｌ）、表層巖溶帶（ｅｐｉｋａｒｓｔｚｏｎｅ）和傳送帶（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｚｏｎｅ）垂直下滲［１１］，在低洼處通過(guò)豎井、管道和落水洞等進(jìn)入地下水系統(tǒng)。如此類型的水文循環(huán)模式?jīng)Q定了該區(qū)水土流失形式主要表現(xiàn)為降雨攜帶泥沙進(jìn)入地下孔（裂）隙、管道和地下河?？λ固厮难h(huán)中，水是造成土壤流失／漏失的傳輸介質(zhì)，其將覆蓋于巖石表面土壤帶入“二元”雙層水文網(wǎng)絡(luò)［１２］。地表水通過(guò)淺層孔（裂）隙、漏斗、落水洞等直接與地下水系統(tǒng)發(fā)生水力聯(lián)系，降水難以在地表滯留較長(zhǎng)時(shí)間，致使該地區(qū)水文過(guò)程變化迅速、旱澇時(shí)常發(fā)生，加上降水變率大、季節(jié)分配不均，水土流失／漏失加重。因此，從坡面、流域、區(qū)域不同尺度去開展喀斯特坡地土壤侵蝕的研究，其目的是揭示喀斯特坡地水土流失／漏失過(guò)程及驅(qū)動(dòng)機(jī)制，建立不同尺度下喀斯特地表和地下兩個(gè)方向流失總的土壤侵蝕模型，形成喀斯特特殊環(huán)境下的土壤侵蝕及阻控的理論與方法，豐富土壤侵蝕與水土保持學(xué)科的內(nèi)涵；通過(guò)探究喀斯特土壤侵蝕與全球變化的關(guān)系，有助于掌握我國(guó)西南喀斯特未來(lái)土壤侵蝕及其環(huán)境特征變化趨勢(shì)，為地球表層系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)（圖１）。

　?。惭芯楷F(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)

　　近年來(lái)，喀斯特區(qū)坡地水文過(guò)程及土壤侵蝕過(guò)程成為全球地理學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)和前沿，得到許多國(guó)際組織的高度重視［１３］。總結(jié)而言，目前關(guān)于喀斯特區(qū)土壤侵蝕的研究涉及水土流失環(huán)境介質(zhì)特征、地表侵蝕和地下漏失過(guò)程與機(jī)理、水土流失研究方法及水土流失／漏失阻控等。

　　３研究不足與展望

　　國(guó)內(nèi)針對(duì)喀斯特區(qū)水土流失的研究較多，包括侵蝕環(huán)境、類型、方式、特征、機(jī)制、水分運(yùn)移以及地下漏失等方面都取得了較好的研究成果，可為喀斯特區(qū)水土流失綜合治理提供一定的理論依據(jù)。然而，基于特殊地表和地下二元結(jié)構(gòu)的喀斯特坡地水土流失／漏失研究還存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

　?。ǎ保┯醒芯恳炎C實(shí)喀斯特區(qū)水土地下漏失的存在，然而對(duì)于喀斯特區(qū)侵蝕環(huán)境的研究?jī)H側(cè)重于地表系統(tǒng)，針對(duì)地下系統(tǒng)的侵蝕環(huán)境研究仍處于空白。因此，有必要對(duì)喀斯特坡地的地下侵蝕環(huán)境進(jìn)行探索研究，為進(jìn)一步揭示水土地下漏失機(jī)制奠定基礎(chǔ)。

　?。ǎ玻┛λ固仄碌厮诌\(yùn)移的研究還不夠深入，已有研究?jī)H著重于地表土壤入滲、土壤水分變化以及表層巖溶帶水文調(diào)蓄功能，而針對(duì)地表以下巖－土界面、淺層孔（裂）隙水流路徑以及水分運(yùn)移與水土流失的交叉研究缺乏，而這對(duì)系統(tǒng)揭示喀斯特坡地水土流失的水分驅(qū)動(dòng)作用具有重要意義。

　?。唇Y(jié)語(yǔ)

　　目前我國(guó)喀斯特區(qū)土壤侵蝕的研究還處于探索階段，其土壤流失／漏失方式爭(zhēng)議較大，不同區(qū)域的研究者有不同的研究結(jié)果，因此今后應(yīng)著重研究并揭示喀斯特區(qū)土壤流失／漏失原因、方式、機(jī)制以及各影響因子之間的相互作用、機(jī)制，初步形成喀斯特區(qū)水土流失／漏失的基本理論體系；同時(shí)，構(gòu)建喀斯特坡地水土漏失的阻控技術(shù)體系，為我國(guó)喀斯特石漠化綜合治理工程的實(shí)施及其生態(tài)恢復(fù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐?？λ固貐^(qū)坡地土壤漏失的研究涉及水文學(xué)、水力學(xué)、土壤學(xué)、地質(zhì)地貌學(xué)、生態(tài)學(xué)等方面內(nèi)容，因此進(jìn)行交叉學(xué)科的研究有助于推進(jìn)各學(xué)科的發(fā)展。

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　　彭旭東，戴全厚，李昌蘭

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