贵州岩溶山地农业地质环境及其效应(1).pdf

2 ⋯⋯ ⋯ 贵 州岩溶 山地农 业地质环境及 其效应 、 } 杨 小 忠 邓 自民杨泊 1} I3 2 3 l2 |’ 贵州省水利机械化实业总公司 ， 贵阳5 5 0 0 0 2 贵州省山地资镏 c 研究所 ， 贵阳5 5 O O O 1 摘要贵州岩溶山地是山地中一种有代表性的特殊 山地类型。在地质历 史时期 中。 岩石 嚼衷 层的碳酸 盐岩 与 大气 圈、 生物 圈相 互耦 夸作 用 ， 彤成 了 一 个 以高原峡谷地貌 结构为特征 的裸 露型岩溶 山地 。它具有 驻特的农业地 质地理环境， 对农业生产发展有深刘的影响， 并产生不同的农业效应。 关键词 贵州 岩溶山地地质环境农业效应 特征 一 _～ _一--一 ～ 由地质、 地貌 、 气候 、 水文 、 土壤等地质地 理环境因素组成 的不 同类型的区域环境， 制 约着光、 热、 水、 土、 气等生态因素的组 合， 形 成不同的生态环境 。 并对一个地 区的经济发 展起着促进或阻碍作用。对于以土地为依托 的农业生产地区 ， 地质地理环境对它的影响 尤为突出。贵州是一个碳酸盐岩岩溶强烈发 育的省份， 在地质地理环境因素 的有机组合 下 ， 形成了个亚热带裸露型山地环境， 这种 特殊的地质地理环境对贵州的农业产生了不 同的正负效应 。 、 1 农业地质地理环境 1 1 以碳酸盐岩为主的岩石图表层物质实 体， 其碳酸盐岩不仅为岩溶发育奠定了物质 基础 ， 而且形 成 了成 土物质 缺乏 和岩溶 地貌 下土屡迁移的特殊性 ， 造成了岩溶山区土不 连续， 岩石裸露。贵州碳酸盐岩分 布面积 占 全省面积的 7 3 ％， 沉 积 总厚度 变 幅在 6 0 0～ 1 1 0 0 r l l 之 间。全省 9 5 ％的县 市有碳 酸盐岩 分布 ， 其中， 分 布面积 占所在县、 市土地面积 5 0 ％以 上 的 县、 市 。 占 了全 省 县、 市 数 的 7 5 ％。发育岩溶 的母岩面积分布之广、 厚度 之大 、 相对高差之悬殊 以及集中连片， 在全国 也是独一无二 的， 与世界其他国家相比也是 罕见的。由于碳酸盐岩分布广泛l 它构成 了 贵州省重要的地质环境省情。 1 ． 2 以喜马拉雅山运动为主造貌运动， 使贵 州抬升为一个从西向东倾斜的高原， 地势发 生差异、 侵蚀、 剥蚀、 溶蚀作用获得了新的动 能 。 形成 了岩溶高原峡谷地域地貔结构。地 势垂 直分异不 仅在 全省 范 围 内明 显 ， 就是在 局布范围内也十分明显 表 1 ⋯ 。全省地势 西高东低 ， 平均海拔 1 1 0 0 r i t ， 大部分地区在 6 0 0 --1 8 0 0 m之间 ， 相对高差 3 0 0 ～7 0 0 m。 境内最 高峰 2 9 0 0 r l l 韭菜 坪 ， 最低 点为 1 1 3 r l l 。在局布范围 内 ， 峰丛与洼地之 问 、 峰 表 l贵州 地势 垂直 分异 维普资讯 1 9 9 9年第 3期 贵州环保科技 Vo 1 ． 5 No 3 林与谷地之间高差 1 O 0 ～4 0 0 m， 峰林与盆地 之间高差 3 0 ～1 0 0 m。地势的这种分异导致 了光 、 热 、 水、 土、 气等生态因素的组合分异， 形成 了多种土地类型和多种生态环境 。 1 ． 3 地 理 位 置 使全 省 水 降 水 、 热 资 源 丰 富。贵州位于北 纬 2 4 。 3 1 ～2 9 1 3 之 间， 属 温湿多雨的亚热带气候， 光、 热、 水 同季。年 均降雨量为 s 5 0 ～1 6 0 0Ⅱ n ， 各地平均气温 在 8 ～2 O℃之间 ， 大部分地区在 1 5℃左右。 多数地区无霜期为 2 1 0 ～3 5 0天。日平均气 温稳定在 1 O ℃以上时期 ， 长选 8个月， 其间 的活动积温太多在 4 5 0 0 ～5 5 0 0℃之 间。 气候为贵州农业生产提供了有利条件。 1 ． 4 温湿多雨的亚热带气候与广泛分布的 碳酸盐岩导致贵州亚热带岩溶强烈发育 ， 不 但 发育 了一个 类型 齐全 的地表 岩溶 景 观 ， 而 且还发育了与地表岩溶密切联系的地下岩溶 景观。地表岩溶形态如洼地、 漏斗 、 峰林、 峰 丛等把已被流水侵蚀切割的高原面进一步再 造 ， 地表崎岖破碎 ， 形成了一个“ 地无三里平 的岩溶山地环境 ， 由于岩溶正形态面积远远 大于负形态面积 ， 导致山地广布。 1 ． 5 岩溶强烈发育的高原 、 峡谷地域地貌结 构形成了独特的区域水文环境 。太的河流流 经峡谷之中， 地下岩溶系统强烈发育 ， 形成了 岩溶山地特有的地下网络。由于地下水文 网 的存在， 地表水向地下水转化迅速 。小河流 特别是以溪流为主的地表水文网发育不 良， 而地下河 、 太泉却相 当发育。贵州 长度太于 5 k m 的地下河有 1 1 3 0条． 平常期流量太于 5 O L ／ S 的岩溶泉 1 7 1 0 个。虽然区域降水比 较丰富， 但因地表水沿溶隙向地下转化迅速 ， 造成地表可利用的水资源缺乏， 地表干旱仍 然严重。由于山高谷深 、 坡地广泛分布、 地表 水文网发育不 良、 地下水埋藏较深 、 岩溶太泉 和地下河多在峡谷与洼地边缘排泄， 加之岩 溶水开发利用的条件复杂等因素 ， 导致水、 土 资源空间配置失调。 2 岩溶 山地农业 特征 2 ． 1 光、 热、 水 降 水 、 气资源丰富， 有利于 雨育农业 的发展 。但 因降 水分布 不 均 ， 极 易 造成农业生产特别是粮食生产产量不稳定。 2 ． 2 山地 占绝对优势， 丘陵盆地少。垒省山 地 面积 占 8 7 ％， 丘陵 占 1 0 ％， 盆地为 3 ％ 土地 类型复 杂多 样 ， 仅黔 中地 区就有 8个 土 地类 ， 2 2个土 地 型 ， 7 7个 土 地亚 类 。土 地资 源垂直分异明显 ， 贵州土地资源具有水平分 布和垂直分布的双重性 。垂直分异为“ 立体 农业” 布局提供了 自然基础 。但是贵州坡地 多且坡度大 ， 中低等土地资源 比重大， 大 于 1 5 ‘ 的地 面 面 积 占全 省总 面积 的 6 9． 4 ％ 其 中 1 5 。 ～ 2 5 ‘ 的 占 3 4 ． 5 ％， 太 于 2 5 ‘ 的 达 3 4． 9 ％ 一 些岩溶峰林 峰丛 区 ， 山坡坡度 常在 3 8 。 ～4 7 。 之间。中下等耕地少 ， 且零星分散、 水域面窄。宜林、 宜牧地广阔。荒山荒地 包 括半石 山 及 裸露 石 山 比重 大 表 2 1 土层 薄而不连续 ， 再生能力极弱。严重水土流失 后易产生岩漠化 。 表 2 贵州 土地 资源 构成 2 ． 3 由于地下岩溶水文网的存在 ， 地表水向 地下水转化； 地表岩溶渗透严重， 地表干旱缺 水； 方便利用 的水资源缺乏； 加之 水低田高， 水、 土配置不协调 。这种农业水文环境． 不但 维普资讯 1 9 9 9年第 3 期 贵州环保科技 V o 1 ． 5 N o ． 3 形成 了一个岩溶干旱地面生态环境 ， 而且给 灌溉 农业 的发展带来 困难 。 3 地质地理 的农 业效应 从农业地质地理环境特征中可以看 出， 影响贵州岩溶山地农业生产的光、 热、 水、 土、 气诸要素中， 光、 热、 气、 水对农业是有利 的， 但土这一生态 因素却存 在许多缺陷， 诸因素 组合后的农业效应仍然是弊多利少。所谓土 地资源丰富， 主要表现在土地类型复杂多样。 而土地质量差却在很大程度上冲淡了土地资 源丰富这个概念。土地质量差是贵州农业生 产水平低、 发展速度缓慢的主要 自然因素， 它 制约着农业生 产发展和农业生产潜力 的显 现。农业地质地理环境对农业产生 的效应归 纳成有利因素和障碍因素两个方面。 3 ． 1 农业地质地理环境对农业生产的有利 因素有 良好 的气 候 ， 适 宜 于农业 的发 展 。省 内太部分地区年均气温在 1 5℃以上 。有效 积温高． 无霜期长， 太部分无霜期在 2 7 0 天以 上 ， 边缘河答地 区多达 3 0 0 --3 5 0天 。中部 山 地 区 2 7 0 --3 0 0天 ， 有利于发 展农业生 产。在 贵州省西部高寒地区无霜期也在 2 4 0天左 右 ， 日照多、 辐射强、 昼夜温差太， 有利于洋 芋、 苹果等作物生长。太部分地区年降水量 在 1 0 0 0 mm 以上， 而且 雨、 热 同季， 很适合 经济作物和林木、 牧草、 畜禽生长。 贵州地势分异 明显， 土地资源类型和生 态环境 类 型也 随 之 具 有垂 直 分布 明显 的特 性， 有利“ 立体农业” 布局， 发展多种经营。 贵州农用土地资源构成中， 适宜耕地面 积与宜林地、 宜牧地以及其他用地面积的比 铡可调整到 1 7 5 0 、 2 0 1 3 。这种立体类型结 构 比例为农 、 林 、 牧三太产业的全面发展提供 了 自然基 础。虽然 目前林 、 牧业在 农业 经 济 中的比重不 高， 但林 、 牧用地 面积广阔， 并有 4 5 3万 h r n 2 宜 林 地 和 1 1 7万 h r n 2牧地 尚未 利用 ， 林牧业开发潜力是很大的。 2 6 3 ． 2 农业地质地理对农业产生的障碍 因素 贵州岩溶山地除地势分异引起的土地资源 类型和生态环境出现垂 直分布外， 还受纬度 带的影响出现水平分布， 具有水平分布和垂 直分布的双重性， 导致 各种土地类型和生态 环境类型零散相间， 耕 地与林地、 牧地间杂， 在平面分布上形成带、 块、 点状格局。如零星 草地面积 小于 2 0 h m 0 多于成片草地 ， 成片 草地 太于 2 0 h m2 全省 共有 加 2 5 3块 ， 大 于 6 7 0 h m2 的仅有 2 2 0块 。种植 耕地 中的坝 地 约占全省面积的 3 ％， 其中 6 7 h m 2 以下的坝 子 占坝地 总面积 的 5 7 ． 4 7 ％， 6 7 -6 7 0 h mz 的 面积 占坝地总面积的 3 3 ． 9 6 ％， 6 7 0 h r n 2 以上 的仅 占 8 ． 5 7 ％。这种带 、 块、 点状分布格局 难以在较大区域 内实施专业化集 约经营 ， 而 是 出现太分散 ， 小 集中的格局 。 适宜耕地面积少、 质量差 ， 制约着粮食生 产。粮食生产 是农业生产 中重要 的基础产 业 ， 其生产量主要依赖 于耕地数量和耕地质 量。而贵州岩溶山地地质地理环境恰恰在耕 地数量和耕地质量上产生不 良效应 ， 制约着 粮 食生产 的发展 图 1 。 垒省现有耕地 3 8 2万 h m z ， 其中 2 5 。 以上 的坡 地 8 7万 h mz 。人 均 占有 耕 地 约 为 0 ． 0 6 5 h mz ， 人 均 实 有 基 本农 田 0 ． 0 3 5 h mz ， 陡 坡 地 退 耕 还 林 后 ， 全 省 适 宜 耕 地 仅 3 o 0 万 h m 2 。经多年垦殖后， 已无后备耕 地 资源。耕地面积少， 不仅限制了粮食总产量 ， 而且使提高单位面积产量成为发展粮食生产 的唯一途径。耕地中的障碍因素如耕地零星 分散、 坡地多、 土层薄， 自然肥力低、 岩溶干 早 冰 低 田高、 水 土空 间配置 量不 协调 等 ， 集 中起来造成 土地 质 量差 ， 进 而 降低单位 面积 产量， 最终影响粮食总产量。 林 地质 量影 响着 林业潜 在优 势 的显 现。 贵州是一个宜林的山区省份， 宜林地面积选 8 4 5万 h r n 2 ， 占垒省 面积的 4 8 ％． 具有用 地面 积优势 。但用地 面积优势并未显示出林业优 维普资讯 1 9 9 9年第 3 期 贵州环保科技 V o 1 ． 5 No 3 图 1 耕地障碍因素的农业效应 框图 势 ， 相反， 贵州仍然是一个贫林省。垒省现有 森林面积约 2 2 2万 ， 仅占宜林地总面积 的 2 6 ． 2 ％， 森林覆被率为 1 2 ． 6 ％。人均占有 森林 面 积 0 ． 0 7 6 h r n 2 ，占有 森 林 蓄 积 量 4 ． 7 。从森林分布来看 ， 绝大部分森林集 中在非岩溶区。贵州造林规模大 、 速度快， 但 保存率低， 约为 1 7 ％， 远低于全国 3 0 ％的水 平。从历 史 记 载看 ， 1 6 3 8年 徐 霞客 在 游黔 日记 中惊叹道“ 自人贵省， 山皆童然无木 ， 而 贵阳尤甚” 。可见在那时人 口不多， 对森林没 有大规模 破坏 的 时候 ， 岩溶 山地的森林 就 不 多。出现上述情况 ， 表明岩溶山地存在着森 林植被生长的 自然障碍因素。这一障碍因素 就是 由地质地理环境形成的宜林地质量差， 生境干早 ， 岩溶山地中的宜林地多在峰丛 、 峰 林区， 山高坡陡， 岩石 裸露， 土层薄， 肥力低 土层一般厚度在 3 0㈣ 左右， 只有在溶隙分 布处土层较厚。土 中亲生元素如 P 、 I 、 B 、 F 、 N等含量低 ， 是 一种 富钙 、 弱碱性 自然肥力低 的土壤， 加之地表岩溶渗漏 ， 地下水位深 ， 生 2 7 一 一 一 一 一 一 一 维普资讯 1 9 9 9年第 3期 贵州环保科技 Vo 1 ． 5 No ． 3 境干旱。这种恶劣的生境不利于乔木森林植 被的生长。严酷 的生境对植物种群严格选 择 ， 从而 出现 了耐旱性 、 喜钙性 和岩 生性植物 群 落 岩溶植被 。 在岩溶山地这种独特的生境下， 贵州森 林生产的潜在优势 ， 要靠大量进行人工造林 和封山育林、 加强幼苗期的管理 ， 才能显现出 来 。而一些生境恶劣的宜林岩溶山地难以作 为森林生产基地 。 贵州岩溶山地坡地分布广、 坡度陡、 土层 薄、 母岩成土缓慢等 自然因素给水土流失 创 造 了有利条件 。加上陡坡耕种、 毁坏、 毁造等 人为活动 ， 导 致 了严 重 的水 土流失 。土层 流 失之后 ， 岩 石裸露 ， 形 成大片 岩漠 。仅贵州 毕 节地区从 5 0年代到 8 O年代 ， 就 有 5 3 3 h m 2 耕地变 成裸露石山 ， 形 成耕地岩 漠化 。 农业开 发的投入量大 ， 产 出投入 比小 ， 岩 溶山地地质地理环境给土地资源造成很多先 天性 缺陷 ， 要 想从 这块 土地上 获取 更 多的农 业产品， 必须在劳力、 物资、 资金、 科技及生态 保护等方面进 行投入， 改造农业 生产条件。 与平地相 比 ， 山地 尤其 是 岩溶 山地 的 投入 量 应大得多。就拿发展粮食生产来说 ， 首先 就 必须进行农 田基本建设投入， 建设基本农 田， 仅农 田中的坡改梯和农 田水利配套建设就需 要巨额资金和众 多劳力 ， 工程量之浩 大 ， 非 几 年时间能够完 成 。如 果段 有这 种投入 ， 要想 生产有较 大的发 展是 困难的 。 参考文献 上接第 1 8 页 管网出现黄、 黑水， 同时还与 水的稳定性有关 。为 防治黄 、 黑水的产 生 ， 除 加强饮用 水源地 污染 防治 外 ， 还应改 进 水厂 现有水质净化工艺。贵阳市 自来水公司现已 实施水处理改进工艺， 出厂水取得了较好 的 水质 ， 1 9 9 5年 出 厂 水 水质 F e为 0 ． 0 2～ 0． 0 7 mg ／ L、 Mn为 0 ． 0 1 ～0 ． 0 5 mg ／ L， 完 全 符合饮用水标 准。另外 ， 自 来 水公司在段有 条件对已有管 网进行防腐处理时， 采取在用 水高峰到来之前 冲洗管道 ， 去除积聚在管 网 内的铁锰氧化物， 黄、 黑水现象基本 得到控 制。 参考文献 略 收 稿 日期 1 9 9 81 1 0 5 上接第 加 页 ． 的灵敏度， 一般不需要太多的样品量 ， 并且能 同时进行多种离子的测定， 有利于减轻分析 人员的工作量， 提高分析效率。用于测定土 壤中的可溶性盐分 ， 5次重 复试 验的相对标 准差小于 5 ％， 加标 回收率在 9 0 ％以上 ， 有 比 较 好的精密度和准确度 。 参考文献 1 王关 禄， 张国治 ．土壤知 识 与土壤普 查技 术 ． 北 京 水 利电 力 出版社 ． 1 9 8 3． 2 8 6 2 中国科学院南京土 壤研究所 ． 土壤理化分 析 ． 上 海 上海 科学 出版社 ． 1 9 7 8． 1 9 6 收稿 日期 1 9 9 81 卜 0 7 l 贵州省区域地理信息项目 领导小组 ． 贵州 上接第 2 3 页 省地理信息数据集 ． 贵 阳 贵州人民 出版社， 目前国家的节能和珂 ． 保政策鼓励和要求 1 9 9 6 ． 1 9 4 使用节能减污的先进工艺技术。在啤酒厂进 2 中国科学院． 国家计划委员会 ． 中国国土资 行的锅炉分层燃烧节能改造 ， 对于还有使用 灏蛇曙 j ． 北京 北京农科区划印刷厂． 1 9 9 0 ． 5 6 价值的老锅炉很有必要。如果建新锅炉， 资 收稿15 1 1 1 9 9 8 0 6 1 1 金允许的话 ， 不如直接选用节能降污的新型 锅炉 。 收 稿 15 1 期 1 9 9 01 02 8 2 8 维普资讯