（环境工程专业论文）贵州西部岩溶山区水土流失背景与生态环境治理对策分析.pdf

摘要 贵州是水土流失严重的省份，特别是在贵州西部岩溶山区，其结果将导致土 地石漠化。究其原因，主要是与岩溶山区自身特殊的地质地理背景和人类不合理 的生产活动有关。本文从贵州西部岩溶山区的气象、水文、地质、地形地貌、人 类活动等方面，讨论贵州西部岩溶山区水土流失背景，在此基础上，着重分析贵 州西部岩溶山区不同地貌类型区对水土流失程度的影响，同时提出了不同地貌类 型区的生态环境治理对策。通过分析与研究，得出以下认识： 1 、贵州西部地处副热带，气候温和，雨量充沛，光照适中，雨热同季，属 亚热带湿润季风气候区。由于区内地势高差大，地形复杂，因而气候具有复杂性 ，和多样性的特点，降水情况也有差异，常常暴雨频繁且强度大，易产生水土流失。 2 、贵州西部境内地表水系发育，各水系流程长、流域面积大，是水土流失 的载体，对水土保持产生危害。 3 、贵州西部主要发育了石炭系、二叠系和三叠系的碳酸盐岩，碳酸盐岩岩 溶作用的结果，导致岩溶面上岩土之间的粘结力差，保水保土能力差，易产生 水土流失。 4 、贵州地质构造运动频繁，岩层破碎和褶皱，地形起伏较大，致地表径流 易产生水土流失。 5 、贵州西部广布的碳酸盐岩形成各种岩溶地貌，不同的岩溶地貌对水土流 失程度影响不一。其中：岩溶盆地边缘、峰林谷地、峰丛浅洼、峰丛谷地和峰丛 山地等地区，水土流失程度多为微度一中度；峰丛深洼和峰丛峡谷区，水土流失 程度多为强一剧烈。在同一类型地貌区，年均水土流失量随坡长和坡度的增加而 增加；基岩为纯灰岩的土层较不纯灰岩( 如云灰岩、含泥质灰岩等) 的土层，其 水土流失量高。 6 、不合理的人为活动将会破坏生态平衡，是产生水土流失的一个重要因素。 7 、针对不同岩溶地貌类型区的自然和人为环境，提出了相应的生态环境治 理对策。 关键词：水土流失背景，生态环境治理对策，岩溶山区，贵州西部 t h e s u p e r f i c i a la n a l y s i so ft h eb a c k g r o u n d o ft h ew a t e ra n ds o i l c o n s e r v a t i o na n d p l a no nr e s u m i n ge c o l o g i c a le n v i r o n m e n t i nw e s t m o u n t a i na r e ao fg u iz h o u s u m m a r y w a t e ra n ds o i lc o n s e r v a t i o ni ss e r i o u si ng u i z h o up r o v i n c e s , e s p e c i a a yi nt h ew e s t e r nk a r s t m o u n t a i n o u sa r e a si ng u i z h o u a n dt h er e s u l t sw i l l l e a dt ol a n dd e s e r t i f i c a t i o n t h er e a s o ni s m a i n l yi nk a r s tm o u n t a i n o u sa r e a sw i t ht h e i ro w ns p e c i a lg e o l o g i c a la n dg e o g r a p h i c a lb a c k g r o u n d a n dt h ei r r a t i o n a lp r o d u c t i o no fh u m a na c t i v i t i e s t h i sa r t i c l ef i o mt h ew e s t e r ng u i z h o uk a r s t m o u n t a i nm e t e o r o l o g y ，h y d r o l o g y ，g e o l o g y ，t o p o g r a p h y ，a n do t h e rh u m a na c t i v i t i e s ，t od i s c u s st h e b a c k g r o u n do fk a r s tm o u n t a i n o u sa r e ao f w a t e rl o s sa n ds o i le r o s i o ni nw e s t e r nc g u z h o u p r o v i n c e ，o nt h eb a s i so ft h i sf o c u so na n a l y z i n gt h ew e s t e r ng u i z h o uk a r s tl a n d f o r m sd i f f e r e n t t y p e so fm o u n t a i na r e a st ot h ee x t e n to fs o f te r o s i o ni m p a c t , w h i l ead i f f e r e n tt y p eo fl a n d s c a p e a r e a so ft h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n tm a n a g e m e n tm e a s u r e s t h r o u g ha n a l y s i sa n dr e s e a r c h ，t h e f o l l o w i n gu n d e r s t a n d i n g ： 。 1 g u i z h o ui sl o c a t e di nt h ew e s t e r ns u b t r o p i c a l ，m i l dc l i m a t e ，a b u n d a n tr a i a f a l l ，l i g h tm o d e r a t e r a i no ft h es a m eq u a r t e r ，ah u m i ds u b t r o p i c a lm o n s o o nc l i m a t ez o n e t o p o g r a p h yo ft h er e g i o n d u et oh e i g h td i f f e r e n c e ，c o m p l e xt e r r a i n , c l i m a t ew h i c hh a sc o m p l e x i t ya n dd i v e r s i t yo f c h a r a c t e r i s t i c s ，t h e r ea r ca l s od i f f e r e n c e si nr a i n f a l l ，f r e q u e n ta n do f t e nh e a v yr a i ni n t e n s i t y ，e a s y t op r o d u c es o i le r o s i o n 9 2 w e s t e r ng u i z h o ui ns u r f a c ew a t e rs y s t e md e v e l o p m e n t ，t h ef l o wo fw a t e r ，d r a i n a g ea r e a ，i st h e c a r r i e ro fs o i le r o s i o n ，w a t e ra n ds o i lc o n s e r v a t i o no nah a z a r d 3 t h em a i nd e v e l o p m e n to ft h ew e s t e r ng u i z h o uc a r b o n i f e r o u s ，t h ep e r m i a na n dt r i a s s i c c a r b o n a t er o c k s ，c a r b o n a t er o c k st h er e s u l to fk a r a t ，r e s u l t i n gi nk a r s ts u r f a c er o c k s t h eb o n d b e t w e e nt h es o i lo fp o o rw a t e ra n ds o i li sp o o r a n de a s yt op r o d u c es o i le r o s i o n 。 4 g u i z h o uf r e q u e n tg e o l o g i c a lt e c t o n i cm o v e m e n t , r o c kc r u s h i n ga n df o l d ，m o r eu n d u l a t i n g t e r r a i n ，s u r f a c er u n o f fe a s i l yt os o i le r o s i o n 5 w e s t e r ng u i z h o uw i d e s p r e a dc a r b o n a t ef o r m a t i o no fv a r i o u sk a r s tl a n d s c a p e s ，d i f f e r e n tk a r s t l a n d f o r m so nt h ei m p a c to fv a r y i n gd e g r e e so fs o i le r o s i o n o fw h i c h ：k a r s tb a s i nm a r g i n ，p e a l 【 f o r e s tv a l l e y ，f e n g c o n gs h a l l o wd e p r e s s i o n ，f e n g c o n gf e n g c o n gv a l l e ya n dm o u n t a i na r e a s ， e r o s i o na n dm o r ef o rt h em i c r o - l e v e ld e g r e e s m o d e r a t e ；f e n g c o n gd e e pd e p r e s s i o na n d f e n g c o n gc a n y o na r e a ，t h ee x t e n to fs o i le r o s i o na n dm o r ef o rt h es t f o n g - i n t e n s e i nt h es a m e t y p eo fl a n d s c a p e ，w i t ha l la v e r a g ea n n u a le r o s i o no ft h es l o p ea n dt h es l o p el e n g t hi n c r e a s e d ；p u r e l i m e s t o n eb e d r o c kf o rt h em o r ei m p u r el i m e s t o n es o i l ( 1 i k ec l o u d sl i m e s t o n e ，s h a l e l i m e s t o n e ，e t c ) o ft h es o i ll a y e r , i t s 址曲v o l u m eo fs o i le r o s i o n 6 i r r a t i o n a lh u m a na c t i v i t i e sw i l ld i s r u p tt h ee c o l o g i c a lb a l a n c e ，g e n e r a t es o i le r o s i o ni sam a j o r f a c t o r 7 。f o rd i f f e r e n tt y p e so fk a r s tt o p o g r a p h ya r e a so fn a t u r a la n dm a l l m a d ee n v i r o n m e n t ，t h e c o r r e s p o n d i n ge c o - e n v i r o u m e n t a li m p r o v e m e n tm e a s u r e s k e yw o r d s ： b a c k g r o u n do fw a t e r a n ds o i lc o n s e r v a t i o n ，e n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n t m e a s u r e s ，k a r s tm o u n t a i n o u sa r e a s ，w e s t e r ng u i z h o u 6 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。 对本文的研究在做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确 方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解贵州大学有关保留、使用学位论文的规定，同 。意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅；本人授权贵州大学可以将本学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：推导师签名：罐日期：2 。& 年互月 1 1 选题的目的和意义 1 绪论 改革开放以来，我国各个方面均以惊人的速度向前发展、迈进，并取得了举 世瞩目的骄人成绩，对于我省而言，社会、经济、文化等方面也大步向前迈进， 人民生活水平不断提高。但是，与此同时，人类利用自然资源的数量和速度也以 惊人的表现呈现，这样，在我省广袤的土地上，由于自然背景因素和人为活动的 干扰，使得我省特别是省内西部岩溶山区，产生了许多自然灾害现象，特别是水 土流失与岩溶石漠化的问题，这些问题正日益威胁着岩溶地区民众的生存空间， 已构成灾害和贫困之源。全世界岩溶分布面积近2 2 0 0 万k m 2 ，约占陆地面积的 1 5 ，居住人口约1 0 亿，主要分布在低纬度地区。集中连片的岩溶主要分布在 欧洲中南部、北美东部和中国西南部地区，而中国西南部地区岩溶连续分布面积 尤以贵州省内的分布面积最大，全省国土面积1 7 6 万k m 2 ，岩溶面积达 3 2 4 7 6 7 3 k m 2 ，占全省国土面积的1 8 5 ，占贵州省出露的碳酸盐岩总面积的 2 5 0 6 【1 1 ，岩溶地区表层泥土很薄，一旦植被遭到破坏，必然导致水土流失，岩 石裸露。据前入对岩溶地区岩石成土分析，碳酸盐岩风化成l c m 土层，约需1 2 万为2 万年时间l l j ，由此可见岩溶地区成土极其艰难。因此，水土流失不仅破坏 生态环境，使土地生产力衰减，而且严重影响农、林、牧业生产，甚至危及到人 类生存。近年来，岩溶山区水土流失、生态系统退化已引起我国政府的高度重视， 在中国2 1 世纪议程中，已公开点名岩溶山区水土流失的综合防治列入国家 的“十五 计划，它成为西部大开发成败的关键和最紧迫的任务之一。2 0 0 4 年， 由贵州省发展与改革委员会牵头而发起的贵州省7 0 余个具有岩溶石漠化分布的 县市，编制了石漠化( 即水土流失结果) 治理规划及其综合治理项目建议书，为 后期的岩溶地区水土流失综合治理提供科学依据。由此可见，贵州岩溶山区水土 流失治理工作正在紧锣密鼓之中进行。 导致岩溶山区水土流失的因素中，有自然的和人为的因素，但是在目前已实 施的治理工程( 坡改梯工程、封山育林、营造水土保持林草，兴修畜水池和排水 沟渠以及沉沙凼等) 措施中，多局限于针对人为因素引起的水土流失治理，忽视 7 了自然因素，特别是地质因素的作用，因而在一些地区( 地质因素产生的水土流 失) 治理效果不尽人意或治理失败。 贵州西部属岩溶强烈发育区，水土流失严重，石漠化现象较普遍，农业生态 环境十分脆弱并难以恢复。由于岩溶山区水土流失规律是受多重因子胁迫的结 ， 果，多重因子包括气象、水文、地层岩性、地质构造、地形地貌特征等内因和人 类生存与工农业活动干扰破坏等外因两方面，使岩溶山区分割成若干不同小单 元，其各单元水土资源时空配置规律各异，水土流失速率差异很大，在遭受人为 活动干扰破坏后，生态环境治理的难易程度也是大相庭径。如何根据国情及省情， 在有限财力支持下使岩溶地区水土流失程度得到相对有效遏制，使农业生态环境 有明显改善，必须在防治之前，对产生岩溶地区水土流失的背景有科学认识，才 能将有限财力投入到易于生态环境治理的地点，使生态重建达到一定的良好效 果，使这种生态重建走上良性发展道路上，是本论文选题的核心所在。为此，本 人以“贵州西部岩溶山区水土流失背景与生态环境治理对策分析为题，从环境 地质学角度出发，通过收集调查和研究西部岩溶地区相关资料，在此基础上，着 重对西部岩溶山区的气象、水文、地层岩性、地质构造、地形地貌特征等地质地 理背景进行研究，找出不同的岩溶山区水土流失特征，针对不同的岩溶山区地貌 特点采取不同的生态环境治理方法。 本论文的研究希望能对我省岩溶山区水土流失治理与生态环境恢复治理工 作有所帮助，对不同岩溶地区和不同的生态背景区引起的水土流失，采取相应的 治理方法，并预期能达到一定的治理效果。对因为地质背景而“无法治理或者治 理成本太高 的岩溶地区，提出放弃治理的建议，以避免人力、物力及财力的浪 费。故本论文的选题将对岩溶地区的经济、社会和环境产生一定的积极意义。拓 宽环境学科知识，寻找环境科学与地质科学的结合点，并把两者有机地结合起来 、 解决一些实际问题，为人类社会的发展和生态环境保护服务，是本论文编写的目 的。 1 2 国内外研究现状 岩溶山区的水土流失和生态系统退化等环境效应问题，它己成为当今环境地 学及其相关学科研究的热点之一。该领域的研究兴起于2 0 世纪6 0 7 0 年代，首 先是美国对岩溶地区进行系统水文地质调查，揭示了岩溶山区生态环境的脆弱 性，在美国及世界产生了广泛的影响( 1 _ a m o r e a u x ，p h i l i p e 1 9 9 1 ) 。以水土流 失、物种多样性锐减，生产量低，人民生活困难为特征的岩溶地区生态脆弱性， 是个全球性问题【2 1 。1 9 8 3 年5 月美国底特律召开的美国科学促进会( a a a s ) 第 1 4 9 届年会上，正式将岩溶环境和沙漠边缘地区一样列为脆弱环境，即一旦遭到 破坏就很难恢复的环境【3 l 。1 9 8 8 年成立了岩溶地区环境变化研究组，1 9 9 0 实施 了国际地科联和联合国教科文组织支持的国际地质相关计划( i g c p ) 2 9 9 项目， 地质、气候、水文与岩溶以及国际地圈一生物圈计划( i g b p ) 中的全球变化研 究计划中的岩溶项目【4 1 。这些国际合作项目揭示了岩溶地区生态系统的基本特 性表现为多孔、易干旱，其脆弱性容量特点类似于荒漠边缘【列。1 9 9 8 年1 0 月， 国土资源部岩溶地质研究所及中国地质学会岩溶地质专业委员会组织了全国岩 溶生态环境专家对“岩溶石山地区资源、环境与可持续发展 作了深入而广泛地 。 研讨，与国外对岩溶生态环境的认识是同步的【2 1 。从1 9 9 3 年起，中国科学院地 球化学研究所以万国江、王云鹏、白占国、朱立军、李彬、陈福等一批国内知名 的教授、博士、博士后对“碳酸盐岩与环境”进行了较深入研究，着重讨论碳酸 盐岩地区区域表层岩溶带与相邻圈层的碳循环的相互影响及岩石、土壤及植物的 地物遥感光谱特征。近年来，先后有不同地质、地理和生态环境学者，分别对岩 溶地区的驱动因子分析【6 】、内在影响因素分析1 7 、生态地质环境问题【8 1 、岩溶地 区地貌与原始森林关系f 9 1 、岩溶地区岩溶石漠化地质背景【捌、喀斯特地区石漠化 与地层岩性关系分析【1 1 】、岩溶地区石漠化的遥感w g i s 研究【1 2 】、3 s 研究【1 3 1 、岩 溶山区水土流失及其治理【体1 7 1 等进行研究和探讨。此外，还有不少学者、专家针 对石漠化的治理做了多方面的研究【1 溜1 ，其中我校李明琴和张竹如教授等，从岩 溶石漠化形成机理及生态重建等方面进行过多项研究【肄2 7 1 ，前人的这些研究成果 从不同的角度，概述了岩溶山区水土流失的基本原因及生态系统退化规律，在此 基础上，提出了一些治理方案。以上说明我国与全球对岩溶生态脆弱环境的高度 重视，但对于岩溶地区水土流失成因机制尚处于讨论阶段，对产生水土流失的因 素认识不够清楚而全面，仅有高华端从地质背景方面研究了贵州地区水土流失的 特征【2 8 五9 1 ，因而在治理上多局限于针对已经产生的恶化环境进行修复的治理措施 ( 坡改梯工程、封山育林、营造水土保持林草，兴修畜水池和排水沟渠以及沉沙 9 凼等) 。 随着近十余年来治理结果的不断验证，逐渐使人们认识到，仅从地形地貌、 地表水等浅表特征讨论岩溶地区水土流失，远远没有认识到岩溶地区生态脆弱性 的核心实质，只有科学地将地球看成一个完整系统，全面深刻地认识自然，才能 改造自然。 1 3 研究方法和手段 本文所指的西部，是指赫章纳雍平坝惠水罗甸一线以西的地区。 1 3 1 系统收集贵州西部岩溶山区的气象、水文、地质、地形地貌等自然背 景资料； 1 3 2 选取贵州西部岩溶山区不同地貌类型区，即岩溶盆地边缘区；峰丛深 洼区；峰丛峡谷区；峰林谷地、峰丛谷地、峰丛浅洼及峰丛山地等岩溶地貌区作 为研究重点，对其水土流失背景进行水文、地质、地貌、人为活动、土被厚度、 植被覆盖率等的现状调查； 1 3 3 综合分析及总结：从气象、水文、主要地层及其岩石、地质构造、地 形地貌及人为活动等几个方面分析和阐述贵州西部岩溶山区水土流失背景，在此 基础上，着重从地貌类型方面研究其对水土流失的影响，从而讨论不同岩溶地貌 类型区生态环境治理对策。 1 4 研究主要内容 贵州是中国亚热湿润带水土流失严重的省份，由于气象、水文、地层岩性、 地质构造、地貌特征等的差异，不同岩溶山区对诸多地质营力及人为干扰的反响 有较大的差异，导致水土流失程度千差万别，石山上生态物种及环境迥异，生态 环境治理的可能性和途径各异。在对贵州西部岩溶山区几个典型岩溶地貌区水土 流失背景调查的基础上，探讨引起岩溶山区水土流失的自然和人为因素，在此基 础上，对不同的影响因素所产生的水土流失，提出生态环境治理对策。 1 0 1 5 本次工作概况 本次工作具体完成的工作量： 1 5 1 查阅和收集了贵州西部的气象、水文、地质、地貌及其相关资料和图 件； 1 5 2 查阅和收集前人关于岩溶山区水土流失、生态环境治理等方面的研究 资料；在收集上述资料的基础上，具体地对贵州西部地区以下线路进行野外第一 手资料调查； 1 5 3 对贵阳黔西大方赫章威宁水城一线的水文、地质、地貌、人为活 动、土被厚度、植被覆盖率等的野外调查； 1 5 4 对贵阳清镇平坝安顺镇宁关岭兴仁兴义广线的水文、地质、地貌、 人为活动、土被厚度、植被覆盖率等的野外调查； 1 5 5 对贵阳长顺贞丰安龙一线的水文、地质、地貌、人为活动、土被厚 度、植被覆盖率等的野外调查； 1 5 5 对贵阳罗甸望谟册亨一线的水文、地质、地貌、人为活动、土被厚 度、植被覆盖率等的野外调查； 1 5 6 完成毕业论文贵州西部岩溶山区水土流失背景与生态环境治理对策 浅析编写，计3 0 4 6 2 字，其中照片2 1 张，附图6 幅。 1 l 2 贵州岩溶山区水土流失现状 水是生命之源，土是生存之本。水和土是人类赖以生存和发展的基本条件， 是不可替代的基本资源，在自然条件下，生成l e n a 厚的土层平均需要1 2 0 - 4 0 0 年时间，而在水土流失严重的地区，每年流失的土层厚度均在l c m 以上。因此， 水土流失问题已引起了世界各国的普遍关注，联合国也将水土流失列为全球三大 环境问题之一。据资料，1 9 5 4 年，贵州的水土流失面积2 5 万平方公里，占全省 土地总面积的1 4 1 9 ，5 0 年代后期增加到2 0 ，8 0 年代上升到2 8 4 ，1 9 9 4 年进一步扩大到7 6 6 万平方公里，占全省总面积的4 4 。到了1 9 9 7 年土壤流失 面积有所下降，为全省土地总面积的4 1 6 ，虽然土地流失总面积由于近年来的 治理，从1 9 9 4 的4 3 5 下降到1 9 9 7 年的4 1 6 ，但总体趋势仍很严峻，现土壤 流失量达2 8 5 6 6 万吨年，相当于每年有2 m m 的表土层被冲刷剥失掉。2 0 0 6 年1 月1 8 日中国水土保持生态环境建设网发布：贵州省水利厅2 0 0 5 年1 2 月2 8 日发 布贵州省水土流失总面积为7 3 1 7 9 o l k m 2 ，占土地总面积的4 1 5 4 ，其中长江流 域水土流失面积为5 1 6 4 6 8 2 k i n 2 ，占其土地总面积的4 4 6 2 ：珠江流域水土流失 面积为2 1 5 3 2 1 9k m 2 ，占其土地总面积的3 5 6 4 。全省年土壤流失量2 5 2 1 5 3 8 万t ，年均土壤侵蚀模数1 4 3 2 f f ( k m z a ) 。从水土流失分布状况来看，我省西部、 西北部及东北部水土流失最为严重，水土流失面积占国土面积比例大于5 0 的县 ( 市、区) 有1 8 个，包括六盘水、毕节、黔西南、黔南、铜仁等地( 州、市) 的大部分县( 市) 以及遵义市北部的部分县( 市) ；中部地区次之，流失面积占 国土面积的比例一般在3 0 - - 5 0 之间，包括贵阳、安顺2 个地级市以及遵义市 的大部分县( 市、区) ；东南部地区主要为轻度流失，流失面积一般在2 0 左右， 主要为黔东南自治州。 目前，我省因水土流失形成的石漠化面积为3 2 4 2 7 x1 0 6 h m 2 ，占全省总面积 的1 9 3 ，占喀斯特区总面积的3 1 3 8 。据统计，贵州已经石漠化的土地面积 达3 5 9 2 0 平方公里，占贵州省国土总面积的2 0 3 9 ，如再加上潜在石漠化的土 地，面积可以达到全省国土面积的4 5 2 0 ，而且每年还在以9 0 0 平方公里的速 度快速扩展，造成荒漠化生态难民，人类的生存与发展受到严重的威胁【3 1 】。目 前，珠江上游石灰岩出露面积达1 3 3 万平方公里，占土地总面积的5 5 ，石漠 1 2 化、半石漠化面积4 万平方公里，占总土地面积的1 6 3 ，且尚有3 6 2 万平方公 里的潜在石漠化面积。贵州是中国南方石漠化集中连片区的核心地带，从1 9 7 5 到1 9 9 9 年间，全省石漠化面积每年以6 6 6 平方公里的速度推进，相当于一个中 等县的面积。全国水土流失总面积3 6 0 多万平方公里中，西部地区占8 0 。从水 利厅获悉：我省每年因铁路、公路施工造成的新增水土流失面积超过2 0 0 平方公 里，工程性水土流失已成为贵州生态环境保护中不容忽视的问题。据最新的卫星 遥感影像显示，我省近年来水土流失量虽逐年减少，但退耕还林、天然林保护等 重点工程的效益被新增的水土流失抵消，每年土壤侵蚀量高达2 亿多吨，水土流 失7 0 0 0 多万吨。每年要花费6 0 0 0 多万元才能治理8 0 0 多平方公里，而铁路、公 路施工造成的新增水土流失面积就达2 0 0 多平方公里。从土壤流失程度看，全省 各地的情况有所不同，流失面积大于6 0 的“重度侵蚀县”主要分布于黔西北、 次为黔东北的山高、坡陡，切割深、坡耕地面积大的地区；土壤流失面积在5 0 6 0 的“次重度侵蚀县”主要分布在贵州西、北和东北部切割深的山地峡谷区；流失 面积在4 0 5 0 的“中度侵蚀县”主要分布于贵州中部丘陵山地性高原地区，这 些地区的碳酸盐岩分布面积大，坡度偏小；而流失面积小于4 0 的“轻度侵蚀县” 主要分布在地势起伏小、岩溶分布面积广的黔中，其次为人口密度相对较小、森 林面积大的黔东南土山区【1 6 l 。“十五”期以来，在国家的大力支持和帮助下， 全省相继实施了“长治”工程、“珠治”工程、“国债水保”工程以及南、北盘 江上游石漠化治理试点工程等一批国家重点水保工程建设项目。通过采取以小流 域为单元综合治理，水土流失严重的状况得到了有效控制，治理区生态环境和生 产条件得到了明显改善。截至2 0 0 4 年底，全省已完成综合治理水土流失面积 2 2 2 3 0 1 5 k m 2 ；依照中华人民共和国水土保持法和贵州省实施 办法的规定，开展了水土保持预防监督执法工作，建立了省、 市、县、乡四级水土保持执法体系，实施了开发建设项目水土保持方案编报审批 制度，有效地遏制了人为新的水土流失；初步建立了以贵州省水土保持监测站为 中心，9 个市( 州、地) 水土保持监测分站及各典型监测点为基本构架的贵州省 水土保持监测网络和信息系统( 贵州省水利厅2 0 0 5 年1 2 月2 8 日发布) ( 中国 c ， 水土保持生态环境建设网) 。2 0 0 1 年一2 0 0 5 年，贵州加快水土流失治理速度， 治理水土流失面积近5 0 0 0 平方公里。但治理速度仍然缓慢，水土流失严重、生 态环境恶化的趋势尚未得到根本遏制。 3 贵州西部岩溶山区水土流失背景 贵州西部岩溶山区的气象、水文、地质、地形地貌等自然背景资料，大部分 是从参考文献 3 0 】中收集，此外，部分由实地野外实习收集及导师给予的资料得 到。 3 1 气象 贵州西部地处副热带，气候温和，雨量充沛，光照适中，雨热同季，属亚热 带湿润季风气候。但由于研究区内地势高差大，地形复杂，因而气候也具有复杂 性和多样性的特点，高原山地和深切河谷地带，气候垂直变化非常明显，降水情 况也有差异，冬半年由北部入侵的冷空气，常由于高地阻滞而在中部分水岭地带 形成静止锋，锋前天气晴朗，锋后阴雨连绵；夏半年由于西太平洋副热带高压控 制，常常暴雨频繁。 3 1 1 气温 贵卅l 西部年平均气温等值线介于1 2 1 8 之间，以7 月最高，1 月最低，极 端最低气温一般不到一1 0 ，最低是西部威宁为一1 5 ( 1 9 9 7 年2 月9 日) ， 极端最高气温在3 4 c 以上。 3 1 2 降水 贵州西部雨日多，夏半年( 5 1 0 月) 降水集中，各地降水量占年总水量7 5 以上，为阵性降水，暴雨多，强度大。冬半年( 1 1 4 月) 降水量明显减少，多 小雨，以冬季( 1 2 2 月) 降水量最少，在年降水量的5 以下。贵州西部年降水 量的多年平均值在8 5 0 1 6 0 0 m m 之间，是国内降水量比较丰沛的地区。( 见图 3 1 贵卅i 西部多年平均降雨量等值线图) 1 4 贵“8 。5 童薹皇当墨；恒4 9 图3 1 贵州西部多年平均降雨量等值线圈1 3 1 3 湿度、蒸发量和干旱指数 相对湿度较大是贵州西部气候的特点之一。蒸发量以7 月份最大。1 月份最 小，分布的等值线介于6 5 0 - - 1 3 0 0 m m 之问。西部高原晴天多、风力强，是蒸发量 较大的地带。干旱指数等值线的分布趋势是由南向北，由西向东递减，其值在 1 4 1 加4 6 之间。贵州处于我国云量分布的高值区。因此，云量多，太阳辐射总 量和日照少，形成贵州气候一大特色，全年太阳辐射量最大的地区在省内西部和 西南边缘，呈向东北运渐递减之势。 综上所述，贵，f i 西部气候温和雨量充沛，光照适中。雨热同季，暴雨频繁 且强度大等特征是其产生水土流失的气象因素。 3 2 水文 责卅河流分属长扛、璩江两大流域，苗岭为省内一级分水蛉，以北属长江流 域，以南属珠江流域。长江流域面积1 1 5 7 4 7 1 血2 ，占全省总面积的6 5 7 缸璩扛 流域面积6 0 3 8 1k m 2 ，占全省总面积的3 4 j 。全省河罔密布长度l o k m 以上 的河流共9 8 4 条，长度在i o - 一5 0 k m 之间，麸有9 0 2 条，它们共占河流总数的 i ， 9 1 6 7 。贵州主要河流多发源于西部高原，水流方向受地势与地质构造条件制约， 由我国第二级地势阶梯分别向东及南、北方向呈扇形展布。多数河流上游河谷开 阔，比降平缓，中游束放相间，水流湍急，下游河谷狭窄，急流深切。境内碳酸 盐岩广布，岩溶发育，约6 0 的河流穿行其间，在河流的中游，常见明、暗流( 伏 流) 交替出现，地表水与地下水互相转化补给，而中游以下则主要是地下水补给 地表水。贵州西部岩溶山区分属长江、珠江两大流域内。 3 2 1 水系 贵州西部境内河流分属长江流域牛栏江一横江水系和乌江水系、珠江流域南 盘江、北盘江和红水河等五个水系( 见表3 1 和图3 2 贵州西部水系分布图) 。 各流域水系特征简述如下： 表3 1 贵州西部水系分布表 流域水系 牛栏江一横江水系 。 长江流域 乌江水系 南盘江水系 珠江流域北盘江水系 。 红水河水系 1 6 瓜佘一 一 圈3 2 贵州西部水系分布圈【l j 32 1 1 长江流域 ( 1 ) 牛栏扛一横江水系 牛栏江源于云南蒿明县杨林海流域面积1 1 4 0 5 k m 2 ，其中省内流域面积为 1 8 8 7 k m 2 。横江源于威宁县凉山东麓流域面积为3 0 8 3 k m 2 。 ( 2 ) 乌江水系 乌江是贵州最大河流。主源于省内乌蒙山麓香炉山。境内流域面积为 6 6 8 4 9 k m 2 ，干流总长为8 7 42 k m ，天然落差为2 0 3 6 m ，坡降23 3 o ，两岸悬崖峭 壁，河床滩多，水流湍急。中游段长3 6 6 8 k m ，天然落差5 0 37 m ，河谷深切，两 岸多绝壁，河床险滩多，水流湍急。下游除蛱谷滩多流急外，其余河段水流平缓。 3 2 12 珠江流域 ( 1 ) 南盘江水系 发源于云南粘益马雄南麓，省境流程长2 6 3 5 k m ，天然落差4 2 5 m ，河段两 岸山岭重叠，河床深切，滩多水急，具有丰富的水能资源。 ( 2 ) 北盘江水系 糊r 氰一 源于云南粘益马雄北麓，省境流程长3 2 7 7 k i n ，天然落差1 0 0 6 m ，坡降3 1 。流域面积2 0 9 3 7 k m 2 ，滩多水急，具有丰富的水能资源。 ( 3 ) 红水河水系 省内流程长l o o k m ，天然落差6 6 m 。流域面积为1 5 7 7 k m 2 。主要包括蒙江、 曹渡河、六硐河等支流。 蒙江：源于贵阳南郊桐木岭附近，全长2 1 9 6 k m ，由涟江、格必河和格梭河 等支流汇合而成，系为珠江水系上游红水河的一条支流。流域面积8 3 2 0 k m 2 ，坡 降3 7 。该河上游地形起伏不大，河流切割浅，下游河谷深切，多呈明、暗流 相间的典型河流。 曹渡河：主源于贵定云雾山，流域面积2 1 3 0 k m 2 ，坡降4 7 。该河流上游 地形起伏不大，河谷切割浅，下游河谷深切，明、暗流交替。 3 2 2 地表径流 0 贵州西部河流都是雨源性河流，地表径流主要靠降雨补给，地表径流量的变 化分布基本与降雨量变化分布趋势一致。径流的年际变化比降雨量大，年径流变 差系数大部分地区在0 2 5 - - 0 3 5 之间，年径流量最大与最小比值为2 ；- 3 ，个别高 达4 。径流在年内分配极不均衡，多年平均丰水期连续4 个月径流量占全年径流 总量的5 6 7 3 。径流量在时间上的变化规律与降水量基本相似，但各地丰水期 出现时间不一。 综上，贵州西部境内地表水系发育，各水系流程长、流域面积大，河谷深切， 水流湍急，坡降大，是流域内水土流失的载体，对水土保持产生不利的影响。 3 3 主要地层及其岩石 贵州西部主要发育的地层有石炭系、二叠系和三叠系，其岩性主要为碳酸盐 岩，少量陆源碎屑岩和火山岩。( 见表3 2 和图3 3 贵州各地区主要碳酸盐岩岩 层时代及所占地层垂直厚度百分比图) 表3 2 贵州西部岩溶山区主要地层及其岩性简表【1 1 界 系统地层厚度( m ) 岩性及其岩性组合特征 中生界三叠系上统 5 0 2 0 0碎屑岩沉积 中统 1 6 7 2 8 5碳酸盐岩沉积 1 8 下统2 8 0 4 7 5碳酸盐岩沉积 二叠系上统0 3 8 0碳酸盐岩与碎屑岩互层、玄武岩 古生界 下统 1 6 5 2 9 0碳酸盐岩沉积、碳酸盐岩与碎屑岩 互层 石炭系中统0 1 2 0碳酸盐岩沉积 下统 0 1 7 6暗色碳酸盐岩沉积 3 3 1 石炭系 区内分布较广，发育良好，层序连续，以碳酸盐岩为主。尚可分为三个分区： 独山一威宁分区是石炭系主体，地层发育完整，以台地相浅色碳酸盐岩为主，厚 4 8 1 - 2 7 9 0 m ：郎岱一罗甸分区，主要是暗色碳酸盐岩及硅质岩沉积，出露最大厚 度1 5 5 0 m ；普安一痔尾分区，下统与朗岱一罗甸分区相似，为暗色碳酸盐岩及硅 质岩，上统为浅色碳酸盐岩，最大厚度2 0 7 0 m 。 3 3 2 二叠系 分布广泛，发育完整，沉积类型多样。下统主要为碳酸盐岩，上统主要为碎 屑岩和石灰岩。下二叠统在研究区内岩性和厚度变化均大，中上部为厚数百米的 碳酸盐岩，下部为碎屑岩及碳酸盐岩互层。上二叠统则分为四个分区：苗岭区发 育齐全，主要由海相碳酸盐岩组成，厚2 0 0 3 0 0 m ；三岔河区主要为海陆交互相 含煤碎屑岩质灰岩，局部有玄武岩，厚8 1 1 5 0 0 m ；乌蒙山区由大陆溢流拉斑玄 武岩，过渡相及陆相含煤碎屑岩组成，厚3 0 0 1 0 6 3 m ；南盘江区为海相深水碎屑 岩夹少量碳酸盐岩，厚1 3 0 1 6 5 0 m 。 基 匝 区 熟 捌餐 窿泰 罄犁嫣豫 袢 实毫稚 l- l 、t ：，： o 世l 黪弹麓1 。警；， 需艄l塑j堂、蜷f孵霄窿j，二ig：、?枣一 删愿筐囊三1 挑弧t 差二置是一 晕_ 。 辞7，瓮 jjf 山甲 j j 6 暑 t二 键 l 嘏一j 。芎薹委 r i 1 一若 一， a 一 臻“。”一 图3 3贵州各地区主要碳酸盐岩岩层时代及所占地层垂直厚度百分比刚3 1 l 粱 蕊 磐 长 星 始 吝 窭 磐 匦基尔阻莓f宣f删脚嗵黉衄餐隧半莒蛊嗵求求辎管答雕州凶碧啦善船 3 3 3 三叠系 分布广泛，发育良好，岩相复杂，以海相沉积为主，主要为浅水碳酸盐岩沉 积，总厚达5 6 0 0 m 以上。但晚三叠世晚期以上地层则主要为碎屑岩。 3 3 4 碳酸盐岩岩石特征对水土流失的影响 岩石的物质成分和结构构造决定了岩石的物理、化学性质，从而决定了岩石 风化后形成的风化面特征及其对保水保土能力的影响。碳酸盐岩属可溶性岩石， 其中的物质组成和结构构造特征是岩溶地区产生水土流失，继而出现岩溶石漠化 现象的主要内在影响因素，该作用的机制在于碳酸盐岩遭受化学风化，即岩溶作 用之后形成的岩溶面形态，即岩溶微地貌对保水保土性能的影响。 ，- 口 。 岩溶作用是水岩之间的一种相互作用，是水对碳酸盐岩以化学作用( 溶解 和沉淀) 为主的破坏与改造作用过程，其所形成的岩溶微地貌，因其中的物质组 成及结构构造的不同而出现差异，该岩溶微地貌的差异将对水土保持程度有影 响。而岩溶微地貌的不同是由各碳酸盐岩的岩溶作用差异性所引起。 前已述及，贵州西部主要发育石炭系、二叠系和三叠系地层，其主要岩性为 碳酸盐岩，具体为石炭系中统黄龙群( c h ) 、二叠系中统茅口组( p 2 m ) 、三叠 系中统坡段组( t 勾) 和杨柳井组( t ，) 等的灰岩以及三叠系下统安顺组( t t a ) 的自云岩等。 3 3 4 1 各碳酸盐岩岩石特征 3 3 4 1 1 石炭系中统黄龙群灰岩 经分析，黄龙群灰岩的主要化学成分为：c a o - 4 1 0 6 ，m g o - 4 1 2 ，s i o ，_ - 7 6 3 ，a 1 2 0 3 ：3 2 5 ，f e 2 0 3 ：1 5 1 。据资料【3 1 ，该灰岩几乎全由方解石组成， ，含极少量的石英、粘土矿物和有机质。具有藻鲕粒和生物( 碎屑) 结构、块状构 造。其风化面较光滑，仅发育小的溶孔、溶窝及浅的溶隙等岩溶微地貌。( 见照 片3 1 ) 2 1 照片3i 黄龙群灰岩岩溶面上具有小的溶孔、辖寓及浅的溶隙等岩溶微地貌 地点：威宁一承城之间 33 4 l2 二叠系中统茅口组荻岩 经分析，茅口组扶岩的主要化学成分为：c a o ：5 47 8 - 5 50 6 ，m 9 0 ： 011 15 0 ，s i 0 2 ：04 4 _ 15 9 - a l ：z 0 3 ：0 0 2 1 00 4 ，f e 2 0 3 ：0 仇3 - 01 7 。据 资料i 埘，该扶岩几乎全由方解石组成，含极少量的粘土矿物和有机质。具有生 物( 碎屑) 、球粒和藻团块等结构，块状构造。岩石风化面上发育溶窝、溶隙等 岩溶微地貌。( 见照片3 2 ) 照片3 2 茅口组灰岩风化面具有溶窝、溶裂等岩溶微地貌 地点：贞丰坡稿 3 3 41 3 三叠系中统坡段组灰岩 经分析，该组灰岩的主要化学成分为：c a o ：5 3 7 7 ，m g o ：0 6 6 ，s i t h ： 11 0 ，a b 0 3 ：0 7 7