发布时间：2019-12-16所属分类：管理论文浏览：1次
摘 要： 摘要：【目的】查清广西天坑资源状况及其资源可利用性。【方法】通过野外调查测量、考察和资料收集、分析与对比，总结广西区内目前发现的岩溶天坑的发育背景和资源特征，提出广西天坑资源类型划分方案，并在对比分析国内外天坑开发利用现状的基础上，提出广
摘要：【目的】查清广西天坑资源状况及其资源可利用性。【方法】通过野外调查测量、考察和资料收集、分析与对比，总结广西区内目前发现的岩溶天坑的发育背景和资源特征，提出广西天坑资源类型划分方案，并在对比分析国内外天坑开发利用现状的基础上，提出广西天坑的开发利用建议。【结果】广西天坑的品质在全国、全 球 都 具有特殊的地位，而且在数量上位居全球、全国之最。广西天坑资源划分为12个类型，具有观光旅游、休闲养生旅游、探险猎奇、科普教育、科学研究、影视拍摄、地下水开发利用等重要价值。【结论】建议进一步查清广西天坑资源家底、统筹规划利用天坑资源、深化与拓展已经开发的天坑资源的利用。
关键词：岩溶塌陷型天坑 天坑资源类型 天坑资源开发 广西
0 引言
【研究意义】天坑是近20年来科学发现并命名的一种特殊岩溶地貌类型，有关天坑及其生态环境的研究成果丰富或刷新了传统岩溶地貌学、水文地质学、新构造运动学、生物学、生态学和环境学理论，更重要的是天坑的研究对旅游资源的开发利用、地下水资源勘查和地下水资源利用、生物保育有实用意义。【前人研究进展】朱 学 稳 及 其 团 队 提 出 并 发 展 了 天 坑 理论[1-8]，引发了学术界、旅游界、生物保育 界 的 广 泛 关注。目前学术界普遍认为天坑的成因类型可划分为岩溶塌陷型、地表水冲蚀型;并认为天坑是一种特殊的、超级的、新兴的旅游资源[3-4，7]。因此，多个天坑分布区被开发成地质公园或旅游景区，但是在广西区内基本上以研 究 乐 业 大 石 围 天 坑 群 为 主[9-22]。天坑 旅游存在旅游产品单一、生态环境脆弱、基础设施不足等问题，大部分学者建议开展生态旅游，也有部分学者提出体育旅游的主张。部分学者提出了天坑资源价值和分级评价的方法[8，23];作者认为天坑是地下河在地表行迹的反映[4-6]，利用这一特性有助于勘查地下河和应急供水;生物学者调查了天坑分布区植物物种多样性及区系的起源和演化，并调查和研究了一些特殊的生 物 类 群 资 源[24-35]，提出了开发与保护的建议，此外还研究了天坑环境对兰科植物的影响，广西在邻近乐业大石围天坑群分布区设立了国内首家兰科植物保护区和保育基地。环境学者认为天坑在流体系统中起到活塞作用，可将大气中部分化学污染物沉降到地下河中[36-39]。【本研究切入点】本研究是采用资料收集和对比分析的方法，从天坑发育的自然背景和天坑的 表 现 形 式 入 手，尝试对广西天坑进行分类，总结每个类型的使用价值，通过论述国内外天坑的开发利用状况，评述了广西天坑开发利用存在的问题，并提出建议。【拟解决的关键问题】查清广西区内天坑资源的类型、数量和分布情况，评价其品质禀赋和开发利用可能性。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 实际调查、考察资料
实地调查、考察取得的材料主要有天坑体量测量数据、天坑特征描述、照片或/和视频(包括部分航拍影像)，部分地区还有地下河测量数据和生物调查数据。在广西区内实地调查、考察的天坑(群)有乐业大石围、凌云岩流、凤山三门海、巴马好龙、东兰泗孟、隆安高峰、那坡燕子洞、德保那录、环江文雅、罗城四把、全州石脚盆、桂林普陀山等;在区外有重庆的奉节小寨、武隆天生三桥、武隆后坪、云阳龙缸，四川兴文岩湾，贵州的安龙半洞、赫章古达、织金大槽口、大方九洞天和清虚洞，陕西汉中(镇巴三元镇、南郑小南海、西乡骆家坝、宁强禅家岩地洞河)，湖北利川黄桶岩、湖南的攸县三洞峡、郴州万华岩黑洞、龙山火岩，云南的镇雄大 锅 圈、沾 益 大 坡 等;国 外 的 有 斯 洛 文 尼 亚kocjanske天坑 群 (Velika，Mala，Lisiina 天 坑)和Unska，Rakovska天坑。
1.1.2 收集的资料
收集的材料主要有洞穴调查报告、发表的科技论文、杂志文章和刊发的照片，另外还收集了天坑分布区的自然 地 理 和 地 质 资 料。广 西 区 内 涉 及 龙 州、平果、田东、田阳、大新、靖西等地的天坑，区外包括云南沧源，贵州的平塘、开阳、六盘水，湖北利川小溪河、长阳、宣恩，四川广元等地的天坑(群)，以及 湖 南 常 德-张家界一带零星分布的几个天坑。国外主要有巴布亚新几内亚、马来西亚婆罗洲、克罗地亚Imotski、意大利亚平宁、巴西、墨西哥尤卡坦、波多黎各、阿曼的天坑(群)。
1.2 方法
1.2.1 天坑发育的自然背景对比分析
对比天坑分布区的现代自然地理和地质资料，采用将今论古原则，分析天坑发育的自然背景(气温、雨量、地势、地貌、地层、岩性、构造、水文地质等)，包括广西天坑分布区第四纪晚期(广西天坑形成时期)的古气候状况。
1.2.2 天坑资源类型划分及其利用功能
综合天坑内充填物质类型和天坑体与洞穴、地下河连接与否及进入性难易，划分天坑资源类型。随后根据天坑的分布状况、坑体特征、可开发性等方面因素，总结每类天坑的利用功能。
1.2.3 天坑数量
统计直接统计广西、广西区外各省市和国外天坑分布数量及占比，确立广西天坑个体数量、群体数量在我国和全球的地位。
1.2.4 天坑品质禀赋评价
考虑天坑大多成群出现，选取国内有天坑分布的每个省市和国外代表性天坑群，从科学属性(地质事件、典型性、地质多样性、稀有性、完整性)、生态属性(生态影响、保护状态，重点是植被或水体)、美学属性(景观多样性)等角度进行定性评价。
1.2.5 已开发的天坑利用状况分析
针对国内外已开发利用的的天坑，就其开发利用方式、设置的基础设施及其效益进行分析对比，对广西已开发天坑进行SWOT 分析，提出系列建议。
2 结果与分析
2.1 广西天坑发育的自然背景2.1.1 天坑分布概况广西境内发现的天坑主要分布于广西西部地区，尤其是桂西的乐业、凤山、巴马、田东、那坡、靖西、大新、隆安、龙州等县，桂北的环江、罗城和桂东北的桂林市七星区、全州也有零星天坑分布。它们位于红水河、左江、右江、柳江和桂江流域的上游(个别位于湘江上游)，与地下河关系密切(图1)。
2.1.2 天坑发育的地理背景
2.1.2.1 气候水文背景
(1)古气候水文
天坑主要形成于第四纪中更新世以后[5-7]，第四纪气候变化频繁[40]，有万年尺度的冰期———间冰期，千年尺度的 Heinrich事件、D—O 旋回和新仙女木事件及百年尺度的小冰期，在亚冰期内平均气温约比现代低8～15℃，虽然气温低不利于岩溶作用，但 海 平面大幅下降导致岩溶地下河水位急剧下降，从而引发塌陷型天坑的形成。亚间冰期内气温比现代高(约高5.5～10℃)，会加速岩溶作用，从而有利于天坑的形成;中国西南50～15万年来石笋记录的古气候研究表明，10万～36万年间，气候组合大致可划分为暖湿和冷湿、暖干和冷干、暖湿和冷湿3大阶段[41]。暖湿和冷湿气候会增加地下河的动力作用，暖干和冷干气候则导致地下河水位下降，均有利于天坑的发育。
(2)现代气候水文
广西地处低纬度地区，南临热带海洋，北回归线横贯中部，属亚热带季风气候区。气候湿暖，雨水丰沛，光照充足。夏季日照时间长、气温高、降水多;根据历年气象资料统计结果，广西各天坑分布区多年平均 气 温 介 于 16.4～22.4℃，多 年 平 均 降 雨 量1165.8～1945.9 mm，年均 雨 日160～185d;气候干湿季节分明，水热同期，雨季为4—10月，雨量约占全年的80%～85%，降雨 量、气温等气象因子年内、年际不均。广西境内河流众多，天坑分布区的主要河流有红水河、桂江、右江、左江等，河流水量丰富，季节性变化大，所在流域有利于发育地下河和天坑。属珠江流域西江红水河水系，仅全州县石脚盆天坑群位于湘江水系灌江流域中游。天坑(群)大多位于主要河流流域中上游。湿热同季的气候和水量丰沛、水位变幅大的河流有利于碳酸盐岩的物理化学风化作用和地下河强烈的溶蚀作用和搬运作用，从而为天坑的形成创造了良好的动力条件。
2.1.2.2 地貌背景
广西的天坑分布于岩溶峰丛地貌区内，唯桂林七星公园内的普陀山天坑和隆安县乔建镇儒浩村的挂榜山天坑发育于峰林平原上的岛状峰丛中。它们毫无例外地切割了所在的地貌形态，多数切割了峰丛山体的各个部位(山顶、山腰、山麓)，少数切割了洼地。天坑主要发育于岩溶峰丛山区的地貌背景增加了进入性的难度。
2.1.3 天坑发育的地质背景
(1)地层岩性背景
广西的天坑发育于泥盆、石炭、二叠系的碳酸盐岩地层中，尤其是分布于二叠系质纯层厚石灰岩中的占大多数，这说明质纯层厚石灰岩地层是形成天坑的物质基础。
(2)地质构造背景
广西绝大多数天坑发育于单斜构造中，个别(大石围)位于背斜轴部，都是岩层倾角较低(≤15°)的部位，因为产状比较平缓容易产生竖向节理裂隙从而有利于岩层的崩塌，促进天坑的形成。而且天坑均位于新构造间歇性抬升区，因为地壳隆升停滞期利于水平洞穴(地下河)形成，抬升期则因地下水下切失去浮力容易导 致 洞 穴 大 厅 上 方 的 岩 层 崩 塌，促 进 天 坑 的形成。
(3)水文地质背景
地下河是天坑发育的首要条件，因此天坑下方分布有地下河。作为洞厅崩塌的结果，天坑底部的地下河大多被崩塌岩块所充填，迫使地下河改道，天坑群中只有少数天坑坑底能直接见到地下河，少数间接见到地下河(即通过连接坑底的洞穴通向地下河)。
2.2 广西岩溶天坑资源分类及其特性
本研究尝试从旅游开发利用的角度，主要基于天坑周边、坑内分布/充填的物质类型和水平洞穴、地下河与天坑连通性考虑，对作为一种自然资源的天坑资源进行了应用性分类(表1)。由于分类依据不同，有些天坑可划入其中的若干类型，如凤山的三门海几个水上天坑既可划为坑底无植被覆盖型天坑、中部无平洞直通型天坑，又可划为坑底全充水型天坑、坑底连通暗河型天坑。
2.3 广西岩溶天坑的国内外对比分析
2.3.1 广西天坑数量在全球首屈一指
迄今，世界上已发现的天坑约300个，其中天坑群数量40处，这些天坑群共计有240个天坑(其中特大型天坑，即超级天坑26个)，在国外主要分布于低纬度的巴布亚新几内亚、马来西亚和马达加斯加，地中海沿岸的 斯 洛 文 尼 亚 和 克 罗 地 亚、意 大 利 和 西 班牙，中美洲的墨西哥、波多黎各，南美的巴西，以及阿曼等国家[42-56]。在中国境内发现的天坑为216个(图2)，分布于如下省(自治区、直辖市)：广西(88个)、陕西(35个)、贵州(25个)、云南(23个)、湖南(17个)、重庆(15个)、湖北(11个)、四川(3个)，其中 广 西 天坑数量占全国 发 现 的 天 坑 数 量 的40.7%，约占 全 球天坑总数29%，奠定了其在全球独特的地位。
全国一共发现的天坑群达32个，共包含202个天坑，其中广西有11个天坑群(含85个天坑)，数量占全球40个天 坑 群 的1/4，其 中 的 大 石 围 天 坑 群 为全球最大的天坑群;广西超级天坑有7个，占全国(16个)近半数，占全球26个超级天坑的1/4强。因此从数量上说，广西的天坑数量远远超过国内分布有天坑的其他省份数倍，乃至几十倍。广西的天坑在数量上无论是和国内其他省份比还是与世界上其他国家比，都位居第一。
2.3.2 广西天坑品质无与伦比
全球的天坑大多成群分布。本研究从全球40个天坑群中选择广西乐业大石围、凤山三门海和巴马好龙3个天坑群，国内的汉中小南海、奉节小寨、平塘打岱河、武 隆 箐 口 和 武 隆 天 生 三 桥，国 外 的 克 罗 地 亚Imotski、斯洛文尼亚kocjanske、巴布亚新几内亚新不列颠岛 Nakanai和 穆 勒 高 原 Mamo、马 达 加 斯 加Ankarana共13个天坑群，分别从生成条件、地貌 演化序列、景观多样性方面进行综合对比。
2.3.2.1 广西天坑生成条件优越
上述13个天坑群，大部分以单一塌陷型天坑为特征，如乐业大石围天坑群、巴马好龙天坑群、奉节小寨天坑群、平塘打岱河天坑群、武隆天生三桥天坑群、斯洛文尼亚的kocjanske天坑群，属于“盆地状越境式外源水岩溶天坑”，而小南海天坑群、Nakanai天坑群，Mamo天坑群和 Ankarana天坑群则以冲蚀型天坑为特色，伴随有崩塌现象，属于“台地状汇聚式外源水岩溶天坑”。在低纬度地区，天坑周边的岩石常因雨量过高而被侵蚀掉，广西天坑分布区地处湿润的热带、南亚热带雨热同期季风气候区，该区域降雨量适中，侵蚀作用小，加上岩石坚硬、古老，因而保留下壮观的绝壁。在国内其他省区，天坑区域的岩层通常为含泥质或硅质甚至碎屑岩夹层，在国外则为侏罗纪、白垩纪，甚至新生代新近纪等相对年轻、多孔隙的软弱岩石地层。广西天坑地区有雨季暴涨暴落的水位冲击，有总厚数千米的泥盆系-二叠 系 广 泛 分 布 且 连续沉积的层厚质纯、倾角平缓的石灰岩层，有利于形成大部分天坑雄伟壮观的陡壁;外源水补给的岩溶地下河(系)流域广阔、侵蚀-溶蚀力强，十分有利于发育成强劲的地下河，从而促进天坑的形成。
2.3.2.2 广西天坑保存有更为系统和完整的演化链
广西天坑发育于峰丛地区，涵盖了中国湿润热带亚热带岩溶地貌的完整系列，包括横向上依次为边缘坡立谷、峰丛谷地、峰丛洼地、岩溶峡谷的完整岩溶地貌序列和纵向上依次为溶蚀洼地、漏斗、落水洞、地下河、地下河系、天窗、天坑、天生桥、嶂谷等的地貌演化序列。广西天坑本身的形态也存在倒置漏斗状不成熟天坑、井筒状成熟天坑、漏斗状退化天坑的演化序列，而且其多层洞穴的分布形式，完整地反映了区域新构造运动 的 特 点，是代表地球演化历史的杰出范例。广西天坑演化证据保存完整，演化阶段清晰，这在全球来说十分稀有，因此成为崩塌型天坑发育的模式地和天坑理论的发源地，对确定中国喀斯特地貌在世界的地位以及对岩溶地貌对比研究具有极其重要的全球性意义。而国内外其他天坑群中表现比较突出的小寨天坑群、汉中天坑群和巴布亚新几内亚天坑群因生成条件(气候、地层岩性)的原因，其地貌演化序列多样性较低。
2.3.2.3 广西天坑景观多样性更高
广西天坑形态多样、典型(平面呈不规则多边形、近圆至椭圆形态，剖面从不成熟、成熟至退化)，而且各类景观丰富多彩，天坑切割并破坏所在地的各类地表岩溶形态，如洼地、漏斗、干谷和锥状山丘等，以及不同地貌部位，如切割峰顶、峰坡及峰麓，进而产生不同形态，与所处的地貌及周边地貌共同组成多姿多彩的组合景观。地质条件的多样性，形成了各种类型的天坑，例如：平洞直通型天坑具备“柳暗花明”神奇意境;国内的充水天坑主要分布于广西凤山三门海和贵州大方的 九 洞 天，国外主要分布于克罗地亚的Im-otski天坑群(红湖天坑和蓝湖天坑);国内 的 水 上 天坑都可泛舟连续欣赏串珠状天坑、天窗群，体验明暗交替的神奇，但广西的水上天坑内水质更为清澈，水体湛蓝，十分迷人，而克罗地亚的两个水上天坑和墨西哥尤卡坦的水上天坑虽然水质也清澈，但两者间无通道连接，不能自由泛舟互通。东南亚的天坑由于湿热多雨(年降雨量达到30000～120000 mm)，孕育了茂密的雨林和水量巨大的瀑布和地下河，这一点包括广西在内的国内天坑群无法与之比肩。东南亚的天坑、汉中天坑和广西天坑分布的物种都非常丰富，且存在较多稀有物种，但前两者由于地面、坑体的森林过于茂密，不利于游客观景，而广西大部分天坑的底部森林葱郁而口部地面林木稀疏，更有利于观赏天坑景观，国内其他天坑坑底则大多缺乏森林。因地处峰丛山区，广西天坑塌陷生成的断崖绝壁高耸，愈益彰显了坑体的深邃，比处于国内外台原地区发育的天坑崖壁高差反差更为强烈，而欧洲的天坑由于受到寒冻风化的影响，部分坑壁崩坍退化，美感降低。广西的南亚热带季风气候使得天坑分布区一年四季的气象、森林季相变化明显，给天坑景观锦上添花。总体上，广西天坑独具特色，景观品质优于国内外其他天坑分布区的天坑。
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