中国西南岩溶关键带结构与物质循环特征

曹建华， 杨慧， 张春来， 吴夏， 白冰， 黄芬

(中国地质科学院岩溶地质研究所 自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室，桂林 541004；联合国教科文组织国际岩溶研究中心，桂林 541004)

0 引言

地球是人类赖以生存与发展的物质源泉和环境。人类社会的经济活动，尤其是近几个世代的时间里，对全球环境产生了明显的影响[1]。因此，针对地球整体观、系统观和多时空尺度研究的“地球系统科学”在20世纪80年代应运而生[2-3]。地球系统科学的提出不仅建立了地球科学的研究理论，更是人类社会可持续发展的科学基础。

21世纪地球系统科学理论的重大进展之一就是提出了“地球关键带”的研究思路，它为“地球系统科学”进入定量化找到了突破口[4-5]。地球关键带是指靠近地表的、有渗透性的且介于大气圈和岩石圈之间的地带，具体范围就是从树冠顶部至地下水深部间的地带。地球关键带具有垂向上的分层性、横向上的异质性和系统的完整性3个基本特征[6-7]。地球关键带的关键科学问题是阐明岩石圈-生物圈的相互作用过程中的物质交换和能量转移； 连接岩石圈、生物圈的作用过程是水文过程和生物地球化学过程[8]； 地球关键带的中心环节是土壤[9-10]。地球关键带调查研究方法体系的建立和不断完善[11]，为“地球系统科学”进入定量化研究找到了新的突破口。

对照组患者进行内瘘穿刺的总次数为1450次,其中共有110次出现穿刺点出血的情况,内瘘穿刺点渗血的发生率为7.58;观察组患者进行内瘘穿刺的总次数为1450次,其中共有51次出现穿刺点渗血的情况,内瘘穿刺点渗血发生率为3.52。经比较,观察组患者的穿刺点渗血发生率明显低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。

碳酸盐岩是岩溶发育的物质基础。碳酸盐岩的可溶性、岩溶作用对气候环境变化的敏感性，以及岩溶地球化学背景的特殊性，使得岩溶关键带成为揭示地球关键带结构、功能、服务等内在机制的典型类型。本文以中国西南岩溶区为例，总结了诸多学者的研究成果，从影响岩溶类型发育的地质、气候、水文等因素着手，初步分析该区岩溶关键带的结构和物质循环基本特征，并对其未来研究方向进行了展望。

1 中国西南岩溶关键带的结构

1.1 岩溶关键带垂向上的分层性及发育厚度

1.1.1 垂向分层性

地球关键带在垂向上通常分为5层： 即植被层、土壤层、风化壳层、包气带层和地下含水层。由于碳酸盐岩的可溶解性，岩溶关键带在结构分层和特征上具有其特殊性(表1)。

表1 碳酸盐岩区地球关键带结构特征

(2)土壤层浅薄或缺失，大量的植物直接殖居在岩石石峰中，土壤层中通常发育A层或AB层而缺失C层，坡地土壤层的稳定性差；

考虑多直流协调恢复的换相失败预测控制启动值优化方法//王玉,侯玉强,刘福锁,曹路,李威,薛峰,等//(22):85

(3)通常缺失风化壳层，取而代之的岩溶表层带发育，其主要特征表现为溶解裂隙化程度高、透水性与下部包气带有显著的不同，而形成一个独特的上部包气带层，溶解裂隙中通常有土壤充填；

(4)包气带层存在岩溶介质的不均一性，存在溶蚀裂隙、孔隙、管道和洞穴，更有连接地表与地下河(地下水)的落水洞、竖井和天坑等特殊地貌；

(5)地下含水层主要存在于有较大地下空间的地下河和地下排水网中，多出现集中排泄的紊流，且岩溶水文地质结构特征，尤其透水层和隔水层的空间分布格局，对岩溶地下排水网的结构特征影响很大。

(3)广西盆地。桂林市发育了最为典型的峰林平原和峰丛洼地岩溶地貌。峰林平原区高程140～160 m，石峰平均比平原高出75 m； 峰丛洼地区，洼地海拔平均301 m，山峰比洼地高出185 m，漓江水面高程在桂林水文站为140～147 m，在阳朔水文站则为102～110 m[16]。根据调查统计，桂林在高出地面40～60 m的范围内发育了5层岩溶洞穴，地下水埋深0.5～3.5 m[17]，岩溶关键带厚度可达200～300 m。

岩溶表层带是指在地表(或土壤层)与深层块状碳酸盐岩之间，因碳酸盐岩的快速溶解，发育了一层岩溶作用强烈、溶蚀裂隙化程度高、透水性强的过渡带。岩溶表层带位于包气带的上部，与下部包气带有显著的不同[36-37]，其发育的厚度实际上是雨水、外源水与碳酸盐岩发生水-岩相互作用的结果，换言之就是具有侵蚀力的运动水流，在失去侵蚀力(达到饱和)前所流过的路径(图8)[38-40]。

地球关键带发育厚度就是指从树冠顶部至地下水深部间的垂向深度。根据已有资料，中国西南岩溶发育深度基本与喜马拉雅运动导致的不同地区地壳抬升的幅度成正相关。

智慧商圈系统中商圈客流分析的核心是对商圈的静态数据和动态数据进行分析,分析的维度决定分析的价值。客流分析不仅仅是获取总客流量，还需根据各区域、各楼层的客流分布、变化情况和成交率[1]，通过正确的数据清洗和分析，利用专业的可视化分析工具得出对商圈有较高价值的数据结果。

(1)二级阶梯。重庆武隆天星—芙蓉洞岩溶系统[12-13]位于乌江下游峡谷两岸，乌江谷底海拔140～175 m，而最高山峰或山顶残留夷平面海拔为1 850～2 000 m。天星—芙蓉洞岩溶系统由56处垂向竖井和45个横向洞穴组成。该系统在400～480 m 区间标高上，洞穴系统出现明显的垂向—横向转换，即该区间以上为700～800 m 的铅垂竖井，以下至乌江水面( 175 m) 为4～5 层相互连通的横向洞穴，在纵剖面上构成“ L”图形。其中最为典型的是气坑洞上部的垂向竖井，深度达779 m； 下部横向通道可分为5层，层间落差在20～110 m之间，其洞穴发育的总厚度可达983 m(图1)。因此，根据地球关键带垂向分层的定义，该地区的岩溶关键带可达1 000 m左右。

图1 重庆武隆天星—芙蓉洞岩溶系统剖面示意图[12]

在地球关键带物质迁移、循环研究中，核心的科学问题是岩石圈-生物圈间的物质交换，即地质过程与生态过程的相互作用和相互影响。一方面是生物圈对岩石圈的作用和影响[33]； 另一方面是岩石圈对生物圈的作用和影响[34]。而沟通两者间的联系主要包括水文过程和生物地球化学过程，难点是如何在时间尺度和空间尺度上实现地质过程与生态过程的相互融合，成为有机的统一整体。

图2 广西乐业百朗地下河及天坑分布剖面示意图[14-15]

陈寿在《三国志》里给何晏立传，只有短短几十个字，说他“少以才秀知名，好老庄言，作《道德论》及诸文赋著述凡数十篇。”当然，陈寿也没忘记掰扯何晏犯的罪孽：拥戴曹爽，离间司马懿，侵占公田，谋取高位，挟私报复朝廷官员。

从冠岩地下河的发育特征可以看出因地壳抬升导致的地下河溯源侵蚀现象。冠岩地下河全长8.5 km，水位落差125 m，沿纵剖面从上游至下游出现2个水力坡度裂点(图3)。

图3 广西桂林冠岩地下河剖面示意图[18]

1.2 岩溶关键带横向上的异质性及主要类型

中国西南岩溶关键带横向的异质性，首先是受到大地构造运动的影响。印度板块、太平洋板块、西伯利亚板块的三向挤压不仅导致青藏高原整体抬升，中国三级阶梯形成[19]，同时，形成的地质构造体在西南岩溶区制约着岩溶发育的类型。

岩溶槽谷区主要位于重庆市、湘西、鄂西和黔东北地区，自西而东分布着万县复向斜带、方斗山高陡背斜带、石柱复向斜带、齐岳山高陡背斜带、利川复向斜带、中央背斜带、花果坪复向斜带、宜都—鹤峰背斜带及桑植—石门复向斜带9个地质构造单元，并以齐岳山高陡背斜带为界，西边形成“隔挡式褶皱”，东边形成“隔槽式褶皱”[20]。因此，岩溶槽谷的形成经过了构造运动与变形和风化剥蚀2个阶段。当碎屑岩被风化剥蚀后，出露了可溶性的碳酸盐岩，岩溶作用发生，岩溶槽谷地貌形成(图4)。

图4 重庆青木关岩溶槽谷地质剖面图[21]

岩溶断陷盆地主要分布在滇东、攀西地区。从板块运动看，该区处于东亚和南亚板块活动的交汇区，其西部是向北漂移的印度板块，东部是向西运动的扬子板块，西北是西藏板块。三大板块的碰撞挤压，使西藏板块受力变形，向东南方向挤压出一块流变断块，这就是康滇菱形断块[22]。康滇菱形断块的边界由一系列的斜滑活动断层束组成，这些断层束可看成是大陆上的转换断层，断层带上发育的盆地一般具有斜滑拉张的性质，在盆地的周围往往有断块隆升的山地，而盆地则是受断层斜滑错动下掉的地堑[23]。

中国西南岩溶的发育始于白垩纪(1.45～0.66亿年前)[24-25]。碳酸盐岩的风化溶解速度是硅酸盐岩的100倍[26]，中国西南岩溶发育，在横向上其类型存在多样性，除了上文已经提及的岩溶槽谷区、岩溶断陷盆地区外，还有峰丛洼地区、峰林平原区、丘丛洼地区，以及在强烈水文地质条件下，形成的岩溶峡谷和岩溶天坑(图5)。

图5 中国西南岩溶分布和岩溶类型区分布示意图

1.3 岩溶关键带系统的完整性及系统边界的确定

如桂林毛村岩溶流域中的背地坪岩溶泉，泉水中无机碳通量为87.36 t /(km2. a) (月碳通量变化为 315.19～18 062.5 kg/km2)。 通过化学计量方法，其中来自于岩石溶解或风化等作用(月碳通量为167.22～11 375.2 kg/km2)的碳占54.83%～62.95%，平均值58.52%； 来源于大气或土壤中的碳(月碳通量为141.92～7 690.5 kg/km2) 为38.26%～45.27%，平均值41.48%(图13(a))。通过岩溶泉水、碳酸盐岩和土壤CO2的δ13C值检测和两端员混合模型计算，碳酸盐岩碳库对背地坪泉水δ13CDIC的贡献比为32.38%～43.40%，平均值为37.65%，土壤CO2碳库对泉水δ13CDIC的贡献比为55.24%～67.61%，平均值为62.35%(图13(b))。

针对具体的岩溶地下河流域，最为重要的工作就是确定地下河流域的边界。现代地球物理探测技术在该领域有用武之地，如： 在桂林市海洋乡裸露岩溶区充电法对具有出口、进口或天窗的地下暗河定位追踪准确，效果明显； 可控源音频大地电磁法探测深度大，横向分辨率高，对寻找深部构造破碎带具有独特的优势[29]； 现代示踪剂技术的应用，不仅能揭示地下河的连通性，还能揭示不同时相地下水流滞留时间、流速、过水断面面积和等效直径等参数，为岩溶地下河流域的边界确定提供了有效的技术途径。

图6 广西岩溶区、非岩溶区地表河与地下河的空间分布[28]

广西都安县地苏地下河是西南岩溶区发育最大的地下河之一，由1个主干流、12个支流组成了巨型羽状地下河系统(图7)[31]，具明显的上、中、下游特征： 上游为单一管道，水力坡度11‰～13‰，管道呈裂隙状； 中游为羽脉状，下游为网络状管道，水力坡度1‰左右，形状呈拱状、圆筒状。支流常常以跌水形式汇入主流干道[30-32]。

图7 广西都安地苏地下河平面分布示意图[30]

地苏地下河总长241.1 km。主干长57.4 km，流域面积10 004 km2，平均流量38 m3/s，最大达544.9 m3/s，出口于清水河，集中排入红水河。

岩溶关键带的结构研究对大比例尺流域单元边界的确定至关重要，是开展岩溶关键带定量物质循环研究的前提和基础。

无独有偶，广东清远农村最近几年进行农村综合改革，其中有两项特别重要，一项是土地整合，一项是资金整合，两项改革的重点都是恢复村庄集体权力，前者是恢复村庄集体对土地的权力，后者试图将国家转移给农户的农业综合补贴通过农户转让形式集中到村社集体手上办大事，这个大事就是解决单家独户不好办、办不好和办起来不划算的公共事业。清远市农村综合改革的试验证实，土地整合和资金整合可以大幅度提高村社集体的能力，使村社集体有能力对接国家资源，并以此资源来回应农户需求。

2 岩溶关键带物质循环基本特征

(2)斜坡地带。百朗地下河流域位于云贵高原向广西盆地过渡的斜坡地带，广西乐业县境内, 海拔375～1 554 m。地下河在平面上的投影表明其明显受“S”型构造的控制。地貌属于高峰丛-深洼地岩溶地貌, 沿途发育有大石围天坑群, 其天坑的平均深度56～511 m，并与地下河相连通形成地表和地下双层结构的立体空间环境(图2，表2)。岩溶关键带厚度可达500～600 m。

2.1 垂向上岩溶关键带以土壤-表层带为中心环节

从陆地风化角度而言，岩石可分为碳酸盐岩和硅酸盐岩两大类。碳酸盐岩风化溶解的速度是硅酸盐岩的100倍，但其成土速度仅为硅酸盐岩的1/10～1/40，土壤覆盖明显不足，土层也明显浅薄[35]，如果把关键带物质循环最为活跃的部分定义为中心环节，那么土壤-岩溶表层带为岩溶关键带的中心环节。

1.1.2 发育厚度

图8 岩溶地表形态、表层岩溶带发育过程示意图[40]

岩溶表层带处于岩石圈、大气圈、生物圈、水圈交汇的地带[36]，每个圈层均能提供重要的岩溶动力条件。有资料显示，碳酸盐岩的水-岩相互作用60%～80%发生在岩溶表层带[39]。

岩溶表层带不仅对岩溶水具有一定的调蓄功能，形成岩溶表层泉[41-42]，而且碳酸盐岩风化溶解形成的土壤也优先富集在表层岩溶带的溶蚀裂隙中，裂隙中活跃的生物作用可使碳酸盐岩溶蚀速率提高数倍，同时也是植物发育、生长的最佳环境，这就构建了岩溶关键带特有的土-石结构。这一结构是岩溶关键带物质循环的中心环节。

2.2 横向上岩溶关键带呈“岛屿状”镶嵌

在热带、亚热带的季风气候区，岩溶关键带在横向上呈现出明显“岛屿状”镶嵌(图9)。

岩溶关键带在理化、生态属性上同样存在横向上“岛屿状”镶嵌特征。如广西岩溶主要分布在桂中、桂西和桂东北地区。而广西土壤pH值大于6.0的区域与岩溶分布存在很好的空间对应关系(图10)，导致这一现象的原因则是因为碳酸盐岩所具有的富钙性。碳酸盐岩快速溶解并向周边生态环境不断输送钙离子，使得土壤中的钙含量是非岩溶区土壤的1.5～2.0倍，岩溶水体中的钙离子含量是外源水的十几倍至几十倍，而生长在岩溶地区的植被与非岩溶地区的植被相比，具有高的灰分和钙镁含量，以及低的硅铝含量[35-43]。

图9 广西桂林毛村岩溶试验场影像图

土壤的碱度与盐基饱和度呈正相关，土壤盐基饱和度愈大，土壤碱度愈大，pH值愈高； 盐基饱和度愈小，土壤碱度愈小，pH值愈低[44]。Ca2+离子是碳酸盐岩风化形成的石灰土中的盐基，Ca2+在盐基离子中占据了90%以上，从而导致石灰土具有高的阳离子交换量和盐基饱和度(表3)。

表3 广西石灰土的钙镁交换量及盐基饱和度与地带性土壤的对比[45]

3 岩溶关键带碳循环案例

3.1 碳循环融合地质过程和生态过程

在桂林毛村流域有2个成对的碳酸盐岩和硅酸盐岩的小流域: 一个是中泥盆统东岗岭组石灰岩、白云岩构成的背地坪岩溶泉域，补给面积约1.5 km2； 另一个是相邻的由中泥盆统应堂组砂岩构成的小龙背地表溪，补给面积约2 km2。

(1)热带、亚热带地表岩溶形态以峰-洼镶嵌、地形破碎为特征，其植被层厚度在峰地形处较薄，而在洼地形处相对较厚；

背地坪岩溶泉水δ13CDIC值范围为-13.49‰～-16.14‰，平均值为-14.87‰； 小龙背地表溪流水δ13CDIC值范围为-4.01‰～-11.67‰，平均值为-8.68‰(图11)。

图11 桂林毛村岩溶泉域背地坪岩溶水和硅酸盐岩小溪流小龙背外源水无机碳同位素对比

通过岩溶泉水、碳酸盐岩和土壤CO2的δ13C值检测和两端员混合模型[47-48]计算，碳酸盐岩碳库对背地坪泉水δ13CDIC的贡献比为32.38%～43.40%，平均值为37.65%，土壤CO2碳库对泉水δ13CDIC的贡献比为55.24%～67.61%，平均值为62.35%。

化学计量方法与碳稳定同位素两端员混合法获得的结果虽然存在差异性，内在机理还需要进一步探索，但有一点是肯定的，岩溶碳循环过程融合了地质和生态两种过程。

3.2 碳汇效应

流域尺度岩溶碳循环及碳汇效应已经得到国际学术界的认可[49-54]。岩溶关键带碳循环产生的碳汇效应包含植物碳汇、土壤碳汇和岩溶碳汇。

(1)植物碳汇。王冰等[55]利用基于MODIS 数据的光能利用率模型估算了贵州省岩溶区的植被净初级生产力(net primary producivity,NPP)为407.18 t/(km2·a)，是非岩溶区(461.53 t/(km2·a))的88.22%。董丹等[56]基于SPOT NDVI遥感数据并结合数字高程模型、气象数据和植被参数,利用实测植被生产力计算和修正最大光能利用率,通过改进CASA过程模型,估算了中国西南喀斯特地区1999—2003年间的NPP平均值，为402.34 t/(km2·a)，变化范围为381.71～439.91 t/(km2·a)。

在陆地生态系统中，通过光合作用途径所固定的碳量称为植物总初级生产力(gross primary productivity，GPP)； GPP中扣除植物本身呼吸消耗的部分即为NPP，是植物固定和转化光合产物的效率； NPP减去异养生物呼吸消耗(主要是土壤呼吸)后，余下的部分，称为净生态系统生产力(net ecosystem productivity,NEP)[57]。

植物碳汇通常是指NEP部分，而现代遥感技术解译的大多是NPP，这就需要获取土壤呼吸的数据，但这一数据的精确性很难保障。从应用的文献看，针对中国陆地生态系统，从NPP到NEP的转化率为4.47%[58]和20.95%[59]。

如果取平均值12.71%，则西南岩溶生态系统的NEP为51.12t/(km2·a)。NEP包括植物碳汇和土壤碳汇。

(2)土壤碳汇。针对土壤碳汇的研究报道很少，主要集中在测算或估算土壤碳库及土壤碳密度上,且主要针对农田土壤。如黄耀和孙文娟[60]对近20 a年间中国耕作土壤有机碳储量的变化作了详细分析, 认为中国耕作土壤的平均碳汇为15～20 Tg/a。该值相当于中国年作物总生物量碳库的2.8%～3.7%。

普定后寨地下河流域，补给面积75 km2，岩溶分布面积91%，是贵州高原上典型岩溶流域。周运超等采用150 m×150 m 的网格布点方式，开展了土壤理化性质的调查，共挖2 755 个土壤剖面，采集23 536 个土壤样品。结果显示： 流域范围内有5种不同岩石，覆盖的土壤厚度依次为砂页岩厚度(90.78 cm) >第四纪黄黏土厚度(88.27 cm)>泥灰岩厚度(67.97 cm)>白云岩厚度(53.30 cm)>石灰岩厚度(51.08 cm)[61]； 流域内岩石裸露率29.22%～43.34%，土壤有机碳与岩石裸露率呈极显著正相关，而与土层厚度、土壤容重呈极显著负相关，流域土壤有机碳库储量5.39×105t[62]。这一结果仅为潘根兴等[63]采用公式估算结果(7.33×105t)的73.53%或王绍强等[64]采用公式估算结果(7.63×105t)的70.64%。

图5所示为苏打与钛渣质量比对酸浸产物中TiO2含量的影响，在同一焙烧条件下，随着苏打与钛渣的质量比在0～0.7提高, 苏打焙烧钛渣酸浸产物中TiO2含量呈线性上升,当苏打配比超过0.7后, 浸出产物的TiO2含量再无明显增加，说明苏打用量已过量。

方精云等[65]测算的1981—2000 年间中国陆地植被年均总碳汇为0.096～0.106 Pg/a, 其中森林碳汇年均碳汇为0.075 Pg/a，土壤碳汇为0.04～0.07 Pg/a，即土壤碳汇是陆地植被碳汇的41.67%～66.04%。Pacala 等[66]估算美国的土壤碳汇是植被碳汇的2/3左右。欧洲土壤碳汇约占陆地生态系统总碳汇的30%[67]。

鉴于以上分析，如果考虑土壤碳汇是植被的50%，岩溶区土壤碳汇是土壤平均碳汇的70%，则西南岩溶区土壤碳汇通量估算为11.93 t/(km2·a)。

第二，组织制订水利发展“十三五”规划。“十三五”时期是全面建成小康社会的攻坚时期，也是贯彻落实党的十八大精神、加快水利改革发展的重要机遇期。要准确把握水利面临的新形势和新要求，超前开展重大战略问题研究，抓紧谋划“十三五”水利改革发展的主攻方向和重点目标任务。同时，抓紧完成全国水资源保护规划、水利现代化规划纲要等一批重大规划编制和协调报批工作。

(3)岩溶碳汇。近年来，随着岩溶碳循环的路径及影响因子不断被发现，人们对岩溶碳循环的发生、碳汇的产生的认识不断深入，有学者提出了流域尺度岩溶碳循环及碳汇效应概念模型，在模型中岩溶碳循环过程主要存在3个阶段[68]： 水对碳酸盐岩溶解，将大气/土壤CO2转移到水中； 富含无机碳的岩溶水在岩溶含水介质中运移； 岩溶地下水出露地表成地表河时，水生植物光合作用，将岩溶水体中无机碳转化为有机碳，好氧不产氧光合细菌(aerobic anoxygenic phototrophic bacteria,AAPB)将溶解有机碳(dissolved organic carbon,DOC)转化为惰性溶解有机碳(recalcitrant dissolved organic carbon，RDOC)(图12)。

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图12 流域尺度岩溶碳循环及碳汇效应路线图

与此同时，还提出了4种人为干预，以增强岩溶碳循环和碳汇效应，即： 选择和培育适宜的植物品种； 土壤改良，提高土壤碳循环强度； 外源水的应用，增加岩溶碳循环； 水生植物的选择和培育，提高岩溶碳汇的稳定性。因此，岩溶碳循环及碳汇效应研究已成为应对全球气候变化，努力提高碳汇、缓解气候变暖的新方向。

根据流域尺度岩溶碳循环及碳汇效应的模式，覃小群等对珠江流域进行了调查和研究[69-71]：

(1)珠江流域45.26万km2，岩溶分布面积达16.44万km2，占流域总面积的36.32%。其中西江流域35.39万km2，岩溶分布面积达15.70万km2，占流域面积的44.38%，是我国南方典型的岩溶流域，岩溶主要分布在流域的中上游。

信息化时代给高校的思政教育工作带来了巨大的改变，使思政教育工作变得更加便捷，与此同时也使思想政治教育工作面临巨大挑战。

(2)珠江岩石风化溶解可将大气/土壤CO2转移到水体中，形成水体中1 167×104t/a的无机碳(CO2)，其中碳酸盐岩的贡献比例达80.46%。随着水流的过程，其中有31%的无机碳在水生植物光合作用下，转化为有机碳，15%无机碳转化为CO2，经过水-气界面释放到大气，5%的有机碳沉积在河流底部，80%最终流入海洋。

(3)根据流域尺度的岩溶碳循环过程，珠江流域岩溶碳汇通量为13.24 t/(km2·a)。

因此，西南岩溶关键带的碳汇通量为： 植物碳汇+土壤碳汇+岩溶碳汇，合计64.36 t/(km2·a)，是植物碳汇通量的38.85%、土壤碳汇通量的110.98%。

这一估算值存在一定的不确定性，但可以肯定的是，植物碳汇、土壤碳汇以及岩溶碳汇在同一数量级上。

4 岩溶关键带研究展望

4.1 岩溶关键带结构的调查与刻画

岩溶地质介质所具有的特点，使得岩溶成为认识、研究地球关键带的优势区域。根据最新岩溶地下水类型，西南岩溶区有地下河系统1 179个、岩溶泉系统1 152个、集中排泄带系统562个，以及分散排泄系统727个，尤以黔、桂、滇东最为发育[72-73]，急需在不同类型岩溶区开展典型调查和典型研究，划分不同类型岩溶关键带的地下河流域单元，并确定其边界。

在岩溶地下河边界清晰的基础上，利用现代地理信息系统技术绘制流域尺度三维透视岩溶关键带立体图，为揭示物质迁移过程、地表-地下相互作用、地质-生态相互作用和影响提供基础。

4.2 岩溶关键带元素迁移的来源、去向和相互作用

岩溶关键带物质循环研究，需要研发关键带碳水钙及生命元素迁移的来源、去向和相互作用监测和甄别的技术方法。

“地球关键带”是“地球系统科学”进入定量化的突破口和重要技术途径。这就要求在具体研究过程中，强调系统的完整性和边界的可确定性，强调调查研究的对象以流域为基本单元。岩溶流域以地下河系的积水系统为基本单元，有时还跨越到硅酸盐岩地区，地表、地下共同形成一个流域。如广西壮族自治区岩溶分布面积为9.87万km2，占全区土地总面积的41.57%[27]，而岩溶区地表河总长度约2.3万km，密度为0.23 km/km2，而非岩溶区总长度达4.7万km，密度为0.35 km/km2。据1∶20万水文地质调查结果，广西地下河长度大于2 km且独立存在的有435条，总长度超过1万km，密度0.1 km/km2(图6)。

(a) 化学计量方法计算结果 (b) 无机碳稳定同位素计算结果

图13背地坪岩溶泉水中无机碳来源的比例

Fig.13RatiooftheinorganiccarbonsourcesintheBeidipingkarstspring

化学计量方法与碳稳定同位素两端员混合法获得的结果存在差异性，内在机理还需要进一步探索。但有一点是肯定的，就是在岩溶关键带碳循环过程中，地质过程、生态过程提供了比例相当的碳来源。

4.3 岩溶关键带元素迁移对地表陆生、水生生态系统的影响

岩溶关键带元素迁移规律的研究，最终是要回答水分、养分的迁移过程、迁移方式和迁移通量对岩溶关键带的服务功能的支撑，回答岩溶关键带能为人类社会提供哪些服务、可持续程度怎样，如何在合理的人为活动下增强岩溶关键带的韧性,找到修度受损岩溶关键带的方法。破解以上科学问题，建议有两个途径：

缤果盒子创始人陈子林曾说过，无人便利店的价值在于，通过各种传感器，捕捉到客人进店后的一举一动，这些信息通过算法模型，可以得到许多非常有价值的市场结论。事实上，无人售货机在技术升级后同样可以做到这一点。众所周知，组合式的无人售货机在选址上要比便利店更加灵活，成本自然也更低。对比两者的成本，则不禁让人怀疑无人便利店的性价比。

苏维埃文学的成功，是由于社会主义建设的成功而成功的。它的成长，就是我们社会主义建设的成功和成绩的反映。我们的文学是各民族、各国家的文学中最年青的一种文学。然而它却是最有思想、最先进和最革命的文学。这种先进的、有思想的而又革命的文学，能够成为而且已经成为现实的，这就只有苏维埃的文学——这是苏联社会主义建设所产出来的骨肉。[1]

其一为目标导向。如何保障水安全、粮食安全和生态安全。如在水安全方面，在查明水资源总量的前提下，充分考虑生态需水量，根据区域经济社会发展对水资源在时间、空间上的需求，实施地表、地下水的高效利用和优化调控。

其二为问题导向。岩溶关键带碳水钙及生命元素迁移规律、相互作用，及对岩溶关键带功能发挥的支撑作用。如岩溶关键带富钙、富碳特性，引发岩溶区石灰土具高盐基离子饱和度高，土壤呈偏碱性，同时制约若干重金属的活泼性，在土壤中累积，形成土壤重金属地质高背景值的出现； 又比如，富钙、富碳的岩溶水不仅刺激水生植物的光合作用，同时还有利于贝类水生动物的滋生。

现在我是第一代身份证——没用啦，每天写写字，钻钻牛角尖，把自己整得像教授一样。那些年可忙坏啦，县里镇里是把我当典型来培养的，三四年功夫当到校长。嘿嘿，不过呢，当教务主任时，没有副校长和校长；当副校长时，既没有校长也没有教务主任；当校长后，副校长和教务主任都没了。村小嘛。

5 结论

(1) 中国西南碳酸盐岩地层分布广泛，地层厚度大，在水热配套的季风气候及新构造抬升运动等的影响下，其岩溶关键带发育的厚度从桂林几米至几十米、云贵高原向广西盆地倾斜的斜坡的凤山—乐业的400～500 m，到高原面重庆武隆一带的近1 000 m不等。

尽管放疗对鼻咽癌治疗效果明显,但由于放疗疗程长、不良反应多,导致部分病人不能忍受而放弃治疗[4]。科学有效的护理对降低不良反应、提高患者治疗依从性具有重要意义。优质护理是一种新的护理理念,充分体现了以患者为中心的思想。护理人员在做好常规护理的基础上,充分评估患者的病情、需求和个性特点,制定针对性护理措施,从心理、健康教育、皮肤护理的实施、并发症的预防、对患者自我护理指导、患者之间的交流等各方面进行优质护理,注重护理细节,使患者感觉到满意舒适,从而提高战胜疾病的信心、护理依从性。

(2) 岩溶关键带在垂向上以土壤-表层岩溶带为中心环节。表层岩溶带位于包气带浅表层，发育深度几米至几十米； 溶蚀裂隙发育、通透性好，经常充填有土壤，是岩溶区特殊的土石结构，是岩溶关键带物质循环最为活跃的部位。

(3) 岩溶关键带在横向上呈“岛屿状”镶嵌特征，尤其是在热带、亚热带气候区，由于碳酸盐岩属性的特殊性，使得岩溶关键带无论在地表表现形态上，还是在理化性质、生物特性上，均表现出“岛屿状”分布特征。

(4) 岩溶关键带的物质循环体现了岩石圈与生物圈活动的相互融合和相互作用。在岩溶碳循环过程中，其参与循环碳素大致一半来自生态，一半来自岩石，但准确比例不确定。随着生物作用强度的增强，生态来源碳的比例不断增加，产生的碳汇强度有逐渐增大的趋势。

(5) 西南岩溶关键带碳汇通量包括植物碳汇、土壤碳汇和岩溶碳汇，初步估算的结果显示，其岩溶关键带的碳汇通量为64.36 t/(km2·a)。

(6) 岩溶关键带调查研究的重点应关注岩溶关键带结构的调查与刻画，岩溶关键带元素迁移的来源、去向和相互作用，以及岩溶关键带元素迁移对地表陆生、水生生态系统的影响。