广西热带岩溶研究 (平装)

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出版者:广西师范大学出版社
作者:刘金荣
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:
价格:20.0
装帧:平装
isbn号码:9787563343911
丛书系列:
图书标签:
  • 广西
  • 热带岩溶
  • 地质学
  • 喀斯特地貌
  • 地理学
  • 岩溶地貌
  • 广西地质
  • 科学研究
  • 平装
  • 学术著作
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具体描述

一、 广西热带岩溶地貌的形成与演变 广西,这片被誉为“山水甲天下”的土地,其独特的地貌景观——热带岩溶,不仅是自然鬼斧神工的杰作,更是地球演化历程的生动写照。广西的热带岩溶地貌,是以喀斯特地貌为基础,并受到热带气候、植被、水文等多种因素共同作用而形成的复杂地貌系统。它的形成和演变是一个漫长而动态的过程,涉及地质构造、岩石性质、气候变化、水文循环以及生物活动等多个层面。 1. 地质基础:石灰岩的“雕刻” 广西热带岩溶地貌的形成,首先依赖于其广泛分布的碳酸盐岩,主要是石灰岩。这些石灰岩通常形成于古海洋环境中,其主要成分是碳酸钙(CaCO3)。石灰岩的化学性质决定了它容易被酸性物质溶解,这是喀斯特地貌形成的关键。 岩石的溶解作用: 雨水在降落过程中会吸收大气中的二氧化碳,形成弱酸性的碳酸(H2CO3)。当这些酸性雨水渗入土壤,又会溶解土壤中有机质分解产生的有机酸,酸性进一步增强。这些含有酸性的水流流经石灰岩地层,会发生化学反应,溶解碳酸钙,形成可溶性的碳酸氢钙。这个过程在地下和地表同步进行,是塑造岩溶地貌的根本动力。 地质构造的影响: 广西地处中国与越南交界的地带,构造活动频繁。地壳的抬升、沉降、断裂和褶皱等构造运动,为岩溶的发育提供了有利条件。断裂带和节理发育的地方,水流更容易沿着裂隙渗透,加速了岩溶的发育。构造运动也导致了地表的高差变化,影响了地下水的流向和排泄,从而塑造了不同形态的岩溶地貌。 岩性差异: 尽管广义上都属于石灰岩,但不同区域的石灰岩在成分、纯度、颗粒大小、胶结程度等方面存在差异。这些岩性上的细微差别,会影响岩石的可溶性,从而导致了岩溶地貌形态的多样性。例如,纯度较高的石灰岩更容易形成典型的喀斯特地貌,而夹杂有页岩或白云岩的岩层,则可能形成过渡性的地貌类型。 2. 气候的“催化剂”:热带气候的烙印 广西地处亚热带季风气候区,南部更是属于热带季风气候。这种气候特点为岩溶地貌的形成和发育提供了重要的“催化剂”。 高温与高湿: 热带地区常年高温多雨,降水量充沛且季节性强。充足的水量为岩溶作用提供了必要的水源,高温则加速了化学反应速率。 植被的贡献: 热带雨林茂密,植被的生长和腐烂会产生大量的有机酸,这些有机酸进一步增强了水的酸性,加剧了对石灰岩的溶解。同时,茂密的植被还能保持土壤湿度,减少地表径流的冲刷,将水分更有效地渗透到地下,促进地下岩溶的发育。 风化与侵蚀: 高温高湿的环境也加速了岩石的风化作用,使岩石变得疏松,更容易被水流侵蚀。 3. 水文的“雕刻刀”:地下水与地表水的双重作用 水是岩溶地貌的塑造者。在广西,地下水和地表水共同演绎着岩溶地貌的形成与演变。 地下水的活动: 地下水是岩溶地貌形成的主力军。雨水和地表水通过岩石的裂隙和孔隙渗透到地下,在地下形成复杂的地下水系统。地下水沿着岩层中的薄弱带(如断层、裂隙)流动,不断溶解石灰岩,扩大地下溶洞,形成地下河、地下湖等。地下水的侵蚀和溶蚀作用,是塑造地下岩溶景观的主要力量。 地表水的冲刷: 地表水,如河流、溪流,在地表进行着侵蚀和搬运作用。在石灰岩地区,河流常常会沿着地表的断裂或低洼地带流淌,形成峡谷、干谷、漏斗等。当河流遇到地下溶洞时,水体可能会消失在地表,形成“消失的河流”或“地下河的入口”。 溶蚀洼地的形成: 地表水对石灰岩的溶解作用,导致地表形成各种形态的洼地。最初可能只是小的凹坑,随着时间的推移,逐渐扩大,形成漏斗(Sinkhole)。当相邻的漏斗连通或底部被溶蚀贯通时,则会形成 U 形谷或槽状洼地。 地表水与地下水的相互作用: 地表水与地下水之间存在复杂的相互作用。地表水补给地下水,地下水也可能通过泉水等地表出露。这种相互作用影响着地下水位、水流方向以及地下岩溶的发育。 4. 生物活动与地貌的共生 虽然化学和物理作用是岩溶地貌形成的主要驱动力,但生物活动也起着不可忽视的作用。 植被的固持与破坏: 茂密的植被可以固定土壤,减少水土流失,同时为地下岩溶的发育提供充足的水源。但某些植物的根系也可能侵蚀岩石,加速其风化。 微生物的作用: 土壤中的微生物分解有机物,产生酸性物质,增强了水的溶蚀能力。 人类活动的影响: 随着人类活动的增加,如过度放牧、不合理的开垦、水资源过度开发等,都可能对脆弱的岩溶生态系统造成破坏,加速水土流失,改变地下水循环,从而影响岩溶地貌的演变。 二、 广西热带岩溶地貌的典型形态与区域分布 广西的热带岩溶地貌以其复杂的地形、多样的形态以及独特的生态系统而闻名于世。这些地貌类型并非孤立存在,而是相互联系、相互演变,共同构成了广西壮丽的岩溶画卷。 1. 峰林与峰丛:岩溶地貌的标志性景观 峰林(Karst Pinnacle): 峰林是指孤立、高耸、形态各异的石灰岩尖峰,它们像雨后春笋般从平坦或微起伏的地面上拔地而起。广西的阳朔、桂林一带是典型的峰林景观,远眺如同“千帆竞发”、“万峰林立”。峰林的形成是地下水长期溶蚀地表岩石,并经受风化剥蚀作用的结果。当地下水沿着岩石中的节理缝隙溶蚀,形成地下暗河,随着地表剥蚀的加剧,地下暗河暴露,最终导致地表岩石被切割成孤立的石峰。 峰丛(Karst Cluster/Tower karst): 峰丛是指成片密集、形态相似的锥状或塔状石峰,它们相互之间距离较近,部分山体可能仍有连接。与峰林相比,峰丛地貌的溶蚀作用更强,地下水系更为发达。在广西,桂林、阳朔、荔浦、梧州等地都有发育良好的峰丛地貌。峰丛的形成,是在区域性溶蚀作用的控制下,大量岩石被侵蚀,仅留下残存的石峰。 2. 峰谷与平原岩溶:高差与平缓的对比 峰谷(Karst Valley): 峰谷是峰林或峰丛之间低洼的谷地。这些谷地可能是由地下暗河的塌陷、地表径流的冲刷或岩石风化剥蚀形成的。谷地中可能发育有河流、植被,是人类活动和动植物栖息的重要区域。 平原岩溶: 在相对平坦的区域,岩溶地貌同样发育。平原岩溶的特点是地表相对开阔,但地下却可能发育着复杂的溶洞系统。地表可能出现漏斗、洼地、干谷等。这种地貌类型在广西的平原地区,如南宁盆地边缘,也能见到。 3. 溶洞与地下河:岩溶地貌的地下王国 溶洞(Karst Cave): 溶洞是地下水长期溶解碳酸盐岩形成的地下空间。广西拥有数量庞大、形态各异的溶洞,如桂林的芦笛岩、七星岩,南宁的龙洞等。溶洞内部的钟乳石、石笋、石柱等,是地下水不断滴落、溶解、沉淀的结晶体,它们记录着地质变迁的痕迹。溶洞是研究岩溶演化、古气候、生物演化的重要场所。 地下河(Underground River): 地下河是流淌在地下溶洞系统中的河流。当雨水渗入地下,沿着岩石的裂隙和溶蚀通道汇聚,形成地下河。广西的地下河系统非常发达,如桂林的漓江部分河段就是由地下河构成。地下河不仅是岩溶地貌形成的重要雕刻者,也为当地居民提供了重要的水源。 4. 漏斗、洼地与天坑:地表陷落的痕迹 漏斗(Sinkhole/Dolines): 漏斗是地表岩石被水溶解或塌陷形成的碗状或漏斗状洼地。漏斗的形成是岩溶作用的直接体现,是地表水与地下水相互作用的结果。 洼地(Karst Basin/Uvala): 洼地是多个漏斗连通或扩大后形成的较大、较深的盆地状地形。洼地中可能积水形成季节性湖泊。 天坑(Giant Sinkhole/Uvalas): 天坑是规模巨大的漏斗,其深度和宽度都十分惊人,是极其罕见的岩溶地貌。广西的乐业天坑群是中国乃至世界上最著名的天坑群之一,这些天坑宛如大地裂开的“巨眼”,展示着岩溶地貌发育的极致。天坑的形成通常与地下河的塌陷有关,当地下河上方的岩层支撑不住时,就会发生大规模的塌陷,形成天坑。 5. 孤峰、残峰与石芽:溶蚀作用的精细雕琢 孤峰(Isolated Peak): 孤峰是经过强烈溶蚀作用后,单独保留下来的石灰岩残体,形态尖锐,独立于周围地貌。 残峰(Remnant Peak): 残峰是指在溶蚀过程中,地表上残留的石灰岩体,可能呈残缺的形状。 石芽(Karren/Grike): 石芽是地表石灰岩被雨水沿裂隙和表面侵蚀形成的瘦长、尖锐的石柱或石棱。石芽地貌通常出现在裸露的石灰岩表面,如山顶、坡面等,是中国南方岩溶地区常见的地貌类型,广西的许多地区都有发育。 区域分布特点: 广西的热带岩溶地貌分布广泛,集中在漓江流域、左右江流域以及桂东南地区。 桂林-阳朔-荔浦地区: 这是广西乃至中国最典型的岩溶地貌区,以发育完整的峰林、峰丛、峰谷地貌而闻名。漓江穿行其间,更增添了其秀美风光。 南宁盆地周边: 在南宁盆地边缘,也能见到一定规模的岩溶地貌,多以漏斗、洼地、溶洞为主,也伴有孤峰。 桂东南地区(如梧州、贺州): 此区域的岩溶地貌也十分发育,也以喀斯特地貌为主要特征,但可能在形态上与桂林地区略有差异,例如,可能存在更多发育的岩溶盆地。 乐业地区: 以其世界上罕见的天坑群而闻名,是研究巨型岩溶地貌形成与演变的宝贵之地。 这些多样的岩溶地貌形态,相互关联,共同构成了广西独具特色的自然景观。它们不仅是地质演变史的见证,也是生物多样性、水文循环以及人类文化的重要载体。 三、 广西热带岩溶生态系统的独特性与脆弱性 广西的热带岩溶地区,因其特殊的地质地貌条件,孕育了独具特色、但也极其脆弱的生态系统。这里不仅仅是岩石的王国,更是生命顽强生存的舞台。 1. 独特的生境与生物多样性 岩溶生境的挑战: 岩溶地貌的典型特征是地表水稀少、土壤层浅薄、养分贫瘠、石漠化严重。石灰岩的透水性强,导致地表水分容易流失,植物根系难以深入土壤获取水分和养分。此外,高温、强烈的日照以及季节性干旱,也对生物的生存构成严峻考验。 适应性强的植物群落: 尽管环境艰苦,广西的热带岩溶地区依然演化出了适应性极强的植物群落。这些植物通常具有发达的根系,能够深入石缝中吸收水分和养分;叶片多为革质、小形或针状,以减少水分蒸发;一些植物还能在干旱季节落叶休眠,或采取附生、攀缘等生活方式。常见的有石生植物、耐旱灌木、以及一些特有的草本植物。例如,在裸露的石山,可以看到顽强生长的草珊瑚、石斛等。 特有的动物种类: 独特的植物群落为一些特化的动物提供了栖息地。溶洞中生存着适应黑暗环境的蝙蝠、洞穴鱼类;石山灌丛中可能栖息着一些小型哺乳动物、爬行类和鸟类,它们也演化出了独特的生存策略。一些研究也表明,在岩溶地区,存在着一些特有的昆虫、两栖类和爬行类动物。 生物多样性的“热点”: 尽管整体生物量不高,但广西岩溶地区物种的独特性和特有性却很高。一些古老的孑遗物种,在岩溶地区得以保存,成为研究生物演化的重要依据。同时,由于地质隔离和生境分化,也促进了新物种的形成。 2. 生态系统的脆弱性与面临的挑战 石漠化: 石漠化是岩溶地区最突出的生态环境问题。由于不合理的土地利用、过度放牧、植被破坏等因素,石灰岩裸露面积不断扩大,土壤侵蚀加剧,形成“石山”景观。石漠化不仅破坏了地表植被,还导致土壤肥力下降,影响地下水补给,进一步加剧生态系统的退化。 水资源短缺与水土流失: 岩溶地区地下水循环特点是“漏斗多、地下河深、地表水少”。地表水径流不稳定,易发生季节性干旱。同时,由于石灰岩的透水性,地表水分极易下渗,造成地表水资源的流失。另一方面,在降雨量大的季节,裸露的石山也面临严重的水土流失问题,泥沙进入地下水系统,可能影响水质。 生态系统失衡: 随着人类活动的增加,岩溶地区的生态平衡容易被打破。例如,过度开发利用地下水可能导致地下水位下降,影响泉水出露和河流补给。过度砍伐林木则会加剧石漠化和水土流失。 气候变化的影响: 气候变化导致降雨模式改变,极端天气事件(如长期干旱、强降雨)增多,这对于本就脆弱的岩溶生态系统来说,无疑是雪上加霜。 3. 保护与可持续利用的策略 认识到广西热带岩溶生态系统的独特性与脆弱性,采取有效的保护与可持续利用策略至关重要。 退耕还林还草: 积极推广退耕还林还草政策,恢复地表植被,减少土壤侵蚀,改善地表涵养水源能力。 科学的水土保持: 推广梯田、等高线种植等水土保持措施,减少水土流失。 发展特色农业与生态旅游: 发展适合岩溶地区特点的特色农业,如发展耐旱经济作物、林下经济等。同时,利用独特的岩溶地貌资源,发展生态旅游,带动当地经济发展,但要严格控制旅游开发规模,避免对环境造成二次破坏。 加强地下水资源管理: 科学合理开发利用地下水,建立地下水监测网络,防止地下水位过度下降。 加强生态修复与治理: 针对已形成的石漠化区域,进行科学的生态修复和治理,如植树造林、封山育林等。 普及生态保护意识: 加强对当地居民的生态保护意识教育,引导他们参与到生态环境保护的行动中来。 科技支撑与监测: 利用现代科技手段,如遥感、GIS等,对岩溶生态系统进行监测和评估,为科学决策提供依据。 广西的热带岩溶生态系统是地球上宝贵的自然遗产,它的保护与可持续发展,不仅关乎当地人民的福祉,也对全球生态环境保护具有重要意义。 四、 广西热带岩溶地貌的科研价值与旅游意义 广西的热带岩溶地貌,以其独特的地质地貌特征、丰富的生物多样性以及深厚的文化底蕴,蕴含着巨大的科研价值和非凡的旅游意义。它不仅是地质学家、地理学家、生物学家探索的宝库,更是吸引全球游客观光体验的胜地。 1. 巨大的科研价值:解读地球的“活化石” 地质演化研究: 广西的热带岩溶地貌是地球数十万年乃至数百万年地质演变过程的“活化石”。通过对岩溶地貌形态、溶洞沉积物、地下水化学成分等的研究,科学家们可以揭示地质构造运动、气候变化、地表演替等过程。例如,溶洞中的石笋和石钟乳,其年轮般的层理结构记录了古降雨量、温度等信息,是研究古气候的重要依据。 喀斯特过程研究: 喀斯特地貌的形成是一个复杂的地质化学过程。广西丰富的岩溶现象,为科学家们提供了绝佳的研究场所,以深入理解碳酸盐岩的溶解机制、地下水动力学、岩溶地貌的形成模式和演变规律。特别是天坑、巨型溶洞等,可以帮助科学家们理解地下水系的大规模形成与演化。 生物演化与适应性研究: 岩溶地区的极端生境,促生了许多具有高度适应性的生物。研究这些生物的遗传、生理、行为等,可以为了解生物如何适应严酷环境、生物多样性形成机制以及寻找新的生物资源提供重要线索。例如,溶洞中的生物,如盲鱼、洞穴昆虫等,是研究生物对黑暗环境适应性的经典案例。 水文地质研究: 岩溶地区的水文地质条件非常特殊,地下水系统复杂,补给与排泄方式独特。对广西岩溶地区水文地质的研究,有助于理解地下水资源的管理与保护,以及预测和防治地下水污染。 生态学与环境科学研究: 岩溶地区的生态系统极具脆弱性,石漠化、水土流失等问题突出。对这些生态系统的研究,有助于认识岩溶生态系统的演替规律、退化机制,以及开发有效的生态修复和可持续利用模式。 2. 非凡的旅游意义:展示自然奇观与人文魅力 世界级的自然景观: 广西的热带岩溶地貌,以其“秀、奇、险、幽”的特点,被誉为“地球最美的伤痕”。桂林阳朔的峰林、荔浦的象鼻山、乐业的天坑群、南宁的地下暗河溶洞,都以其独特的形态和壮丽的景象吸引着世界各地的游客。这些自然奇观,为旅游业提供了得天独厚的资源。 推动地方经济发展: 蓬勃发展的岩溶旅游业,为当地居民提供了大量的就业机会,带动了餐饮、住宿、交通、手工艺品等相关产业的发展,显著改善了当地人民的生活水平。旅游收入也为岩溶地区的环境保护和基础设施建设提供了资金支持。 促进文化交流与理解: 游客在欣赏岩溶美景的同时,也能够接触和了解当地独特的壮族、瑶族等民族文化,感受岩溶地区的人文风情。这种文化交流有助于增进不同文化间的理解与尊重。 科普教育基地: 许多岩溶景区,如溶洞、天坑等,都成为了重要的科普教育基地。游客可以通过参观学习,直观地了解喀斯特地貌的形成过程,学习地质、地理、生物等相关知识,激发对自然科学的兴趣。 发展可持续旅游: 随着人们对环境保护意识的提高,岩溶地区的旅游发展也日益注重可持续性。发展生态旅游、乡村旅游、体验式旅游,强调环境保护与文化传承,力求在发展经济的同时,保护好珍贵的岩溶地貌和生态环境,实现旅游业与环境的和谐共生。 国际影响力: 广西的岩溶地貌,特别是桂林喀斯特,已经列入联合国教科文组织世界遗产名录,其国际影响力日益增强,吸引着越来越多的国际游客前来观光。 总而言之,广西的热带岩溶地貌不仅是研究地球科学的重要窗口,更是展示中国自然风光和文化魅力的重要名片。对它的深入研究和合理开发利用,将为科学发展和经济繁荣注入新的活力,同时,也需要我们以审慎的态度,保护好这份珍贵的自然遗产,让它造福子孙后代。

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