普定水源地夜郎湖

科研人员进行生物量测定

陈家寨流域石漠化治理试验示范区

普定站主站全貌 普定站供图

2010年，中科院战略性科技先导专项“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”立项，中科院贵阳地化所副所长王世杰研究员主持的“典型石漠化地区生态恢复和增汇技术试验示范”课题列入专项的“典型区域固碳增汇技术体系及示范”项目。我参加了此课题，做一些参谋咨询工作。该课题原计划开展岩溶高原、岩溶峡谷和峰丛洼地等3个石漠化类型区的石漠化治理的试验示范工作。4月份北京汇报时，丁仲礼副院长要求增加一个断陷盆地区。回贵阳后，王世杰要我协助断陷盆地区的试验示范区的选点。

　　断陷盆地区主要分布在云南和与云南接壤的贵州西部，不同于以东的岩溶高原区广泛发育的锥峰组成的峰丛地貌，区内无峰丛地貌发育，多为覆盖型喀斯特，坡地土层较厚，丘顶时有石芽、石笋出露，如著名的云南路南石林。以前一直用任美锷先生的地貌发育期理论解释断陷盆地区和岩溶高原区的喀斯特地貌差异，认为云南石林和贵州峰丛分别是幼年期和青年期的喀斯特地貌。选点考察时，我注意到断陷盆地区的松树为云南松，而岩溶高原区为马尾松，这是为什么？我对西南地区的气候和植被有一定的了解，云南松分布于昆明准静止锋以西的西南季风气候区，马尾松分布于以东的东亚季风气候区。我提出断陷盆地区和岩溶高原区的喀斯特地貌差异可能与气候有关，用地貌发育期理论解释未必合理的观点。

　　王世杰认识到气候影响西南喀斯特地貌发育的观点重要性，8月份组织了一次10余位专家参加的路线考察（贵阳—曲靖—昆明—蒙自—师宗—罗平—兴义—贵阳）。考察中，大家对是否存在喀斯特地貌空间分布与气候有关的现象进行了热烈的讨论，“实践是检验真理的唯一标准”， 通过考察，大家对喀斯特地貌与气候相关的现象的存在取得了共识。一路上，我也在思考气候影响西南喀斯特地貌发育的机理。前人早已认识到喀斯特地貌的区域分布受到气候的控制，锥峰和塔峰等热带喀斯特地貌仅仅分布于南方喀斯特区，北方喀斯特区没有此类地貌发育，但没有给出锥峰和塔峰等热带喀斯特地貌形成的动力学机制。

　　上世纪80年代以来，表层岩溶带在喀斯特坡地水循环中的重要性逐渐为人们所认识，但并没有用以解释喀斯特地貌的形成。我隐约感到表层岩溶带可能是解开谜底的钥匙，通过一路的思考，终于形成了“表层岩溶带径流溶蚀控制岩溶坡地发育的动力学机制”的初步观点。在蒙自的茶馆晚上喝茶时，我向河海大学的陈喜教授和地化所的刘再华研究员谈了我的初步观点，他们非常赞同，后来我们三人和王世杰共同署名在《山地学报》发表了《锥峰和塔峰溶丘地貌的表层岩溶带径流溶蚀形成机制》一文。

　　表层岩溶带顺坡径流深大，有利于锥峰和塔峰热带喀斯特地貌的形成，因此此类喀斯特地貌仅分布于气候湿润的岩溶高原区（东亚季风气候区），不分布于相对干旱的断陷盆地区（西南季风气候区）。这一机制还可以较好地解释岩层组构对喀斯特地貌的影响，如产状水平的厚层碳酸盐岩层，不利于垂向裂隙的发育，垂向入渗径流深比例小，表层岩溶带顺坡径流深比例大，有利于锥峰和塔峰地貌的形成；其他类型的碳酸盐岩层，利于表层岩溶带内的径流向下入渗，表层岩溶带顺坡径流量小，不利于此类地貌的形成。滇东高原、贵州高原和广西丘陵平原的岩性和大地构造条件差异不大，气候是这三地溶丘形态差异的主要原因：滇东高原为西南季风气候区，降水量较低，表层岩溶带顺坡径流量小，溶丘地貌以常态山为主；其余两地为东亚季风气候区，降水量较高，表层岩溶带顺坡径流量大，溶丘地貌以锥峰和塔峰为主，其中，广西丘陵平原的降水量大于贵州高原，前者溶丘地貌以塔峰为主，后者以锥峰为主。（本文节选自《100个科研故事——发现问题,认识问题，解决问题》）

本篇文章原载于 《中国科学报》 (2014-08-11 第8版 平台) | 作者 张信宝

转载于中国科学院网站, 链接：http://www.cas.cn/xw/cmsm/201408/t20140811_4172442.shtml