南北地理分界线—秦巴山区碳酸盐岩溶蚀速率研究.pdf

南北地理分界线秦巴山区碳酸盐岩溶蚀速率研究杨治国1，陈清敏1,2,3,4，成星1，贺凯凯1，张瑜5，唐力5，艾昊1，张文硕1（1.陕西省地质调查院陕西省地质调查实验中心,陕西西安710054；2.自然资源部矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室,陕西西安710054；3.陕西省地质调查院博士后科研工作站,陕西西安710054；4.中国自然资源学会秦巴研究分会,陕西西安710054；5.陕西省地质调查院陕西省矿产地质调查中心,陕西西安710068）摘要：溶蚀速率作为反映岩溶作用强度的一个量化数据，其研究有助于岩溶区生态系统的恢复，对石漠化治理研究也有较为重要的意义。陕西秦巴地区是中国地理上重要的南北分界线，其气候、生态环境与南方存在明显差异，为应对日益严峻的岩溶生态环境退化问题，亟需针对陕西秦巴地区开展岩溶作用的研究。研究选取林地、灌丛、草地三种植被类型，利用标准溶蚀试片法获得溶蚀速率，分析不同植被类型、气候条件对溶蚀速率的影响，以及溶蚀速率与石漠化程度的关系。结果表明：三种植被类型地下平均溶蚀速率表现为林地灌丛草地的规律。降雨与溶蚀速率有显著的正相关性，相关系数 R=0.84，而气温与其相关性不显著。在发育石漠化区域的溶蚀速率对比中，发现人类活动越频繁的地区，溶蚀速率越大，石漠化程度越高。关键词：陕西秦巴地区；岩溶；溶蚀试片法；溶蚀速率；降雨量；气温；石漠化中图分类号：P642.25；X141文献标识码：A文章编号:10014810（2023）04081915开放科学（资源服务）标识码（OSID）：0引言岩溶地区是我国典型的脆弱生态系统之一13。特殊的地质背景与较强的降雨环境，使岩溶区碳酸盐岩具有了较强的可溶性45，促进了溶蚀作用的进行6。加之人类活动的干扰、资源的不合理利用、植被的破坏，导致了岩石裸露、土地退化的石漠化现象，造成了生态环境的严重破坏710，严重制约了岩溶山区的经济发展。为了更好地修复与重建岩溶区生态系统，前人针对西南地区岩溶作用的影响因素与岩溶发育机理研究开展了大量的工作，如分析不同土地利用方式下土壤理化性质的改变，对岩溶作用影响的强度与差异1115；研究气温、降雨、季节性差异等自然因素对溶蚀速率的影响1621；研究土壤 CO2浓度时空变化规律对岩溶发育的驱动作用16,2226。西南地区岩溶发育特征与岩溶作用影响因子的研究已取得了丰硕成果，其中关于植被与溶蚀速率的研究成果也颇基金项目：陕西省公益性地质调查项目秦巴地区岩溶石漠化防治研究（202008）；黄土与第四纪地质国家重点实验室开放基金课题汉中石笋多指标重建的末次冰期区域水文变化研究（SKLLQG2209）；国家自然科学基金项目汉中天坑群的形成年代：宇宙成因核素26Al/10Be 埋藏年龄研究（41901096）；陕西省自然科学基础研究计划青年项目汉中天坑群石笋记录的末次冰期区域水文和亚洲季风的关系研究（2023-JC-QN-0298）第一作者简介：杨治国（1985），男，硕士，主要研究方向为岩溶石漠化。E-mail：。通信作者：陈清敏（1984），女，高级工程师，博士，主要研究方向为全球变化和年代学，岩溶石漠化研究。E-mail：；成星（1992），男，工程师，博士，主要研究方向为古气候学，同位素地球化学，岩溶石漠化研究。E-mail：。收稿日期：20221028第42卷第4期中国岩溶Vol.42No.42023年8月CARSOLOGICASINICAAug.2023杨治国，陈清敏，成星，等.南北地理分界线秦巴山区碳酸盐岩溶蚀速率研究J.中国岩溶，2023，42（4）：819-833.DOI：10.11932/karst2023y020多2731。相比西南地区岩溶作用的研究进程与科研成果，陕西秦巴地区仅在区域构造3236、岩溶地貌3738、水文地质3940、地球化学4144等方面对岩溶区进行了探索，岩溶作用的研究仍处于起步阶段，特别是不同植被条件下，结合气候等自然因素对岩溶作用影响的研究，以及石漠化程度与溶蚀速率的对比研究鲜有报道。陕西秦巴地区地处中国地理南北分界线，因其特殊的地理位置，区内发育纬度最高的天坑群，也造就了南北气候、地形等诸多差异。作为“中央水塔”的秦岭有着调控南北方降水的重要作用，它阻挡了西伯利亚寒潮的向南入侵，北上与南下的大型天气系统在此交锋，秦岭以北是温带季风气候带，气候干旱，年降雨低于 800mm；而秦岭以南则是亚热带季风气候，降雨充沛，年降雨量高于 800mm45。为应对日益严峻的岩溶生态环境退化问题，针对陕西秦巴地区岩溶作用的研究至关重要。岩溶作用往往通过溶蚀速率来定量表示17，溶蚀速率能反映不同岩溶环境下岩溶作用的强弱差异，这也为岩溶现象提供了数据支撑。本文借鉴国内相关研究经验，利用标准溶蚀试片法46开展碳酸盐岩溶蚀速率试验研究，探讨植被、气候等不同自然因素对溶蚀速率的影响，以及溶蚀速率与石漠化发展的相互作用。1研究区概况陕西秦巴地区位于陕西省南部（N31423445，E1052911115），北靠秦岭、南倚巴山，东西长400500km，南北宽 180380km47，地处秦岭印支褶皱带，曾受到加里东、印支、燕山和喜马拉雅等多次构造运动的塑造，受其构造影响，区内褶皱、断裂发育。由于构造升降运动频繁，又经多次海水浸漫，从前震旦纪至三叠纪中世，各时代都不同程度有碳酸盐岩的沉积40，其中以寒武纪和奥陶纪最为发育。区内山体海拔一般在 10003700m，最高峰太白山 3767m，总体山势北陡南缓。秦巴山区属亚热带大陆性季风气候，植物多样性突出，以栓皮栎林和锐齿栎林为该区的优势植被48。本区雨量充沛，气体湿润，年均气温 1215，最冷 1 月平均气温 03，最热 7 月平均气温 2427.5，溶蚀试片试验年份（20212022 年）的年平均降雨量各试验点有所差异，其中石漠化最为严重的镇安、山阳两地年降雨量为 8821267mm，安康地区年降雨量约 1042mm，汉中地区年降雨量约 1136mm，宝鸡地区年降雨量约 745mm，陕西秦巴地区雨季多出现在 410 月，占该区全年降水量的 75%左右49。2研究方法2.1试片试验本研究采用标准溶蚀试片法，此方法由袁道先院士在 20 世纪 80 年代末引进国内46，并在 IGCP299项目（19901994）中得到广泛引用，其主要目的是对比不同地质、气候和水文条件下岩溶作用的强度及其差异。前人在西南地区用该方法进行了岩溶作用机理分析11,30,50、不同岩性试片溶蚀速率的差异对比5152、植被类型对溶蚀速率的影响等研究5354，以及气候条件对溶蚀速率的影响5556，并运用该方法提高了岩溶区碳汇估算的精度以及碳汇/源评估的准确度5758。为使其结果具有可比性，统一使用取自汉中市南郑区小南海镇晚三叠系吴家坪组（P3w）晶质灰岩磨制标准溶蚀试片（试片为正方形，边长 4cm，厚0.3cm）。选取林地、草地、灌丛三种典型的植被类型，将试片埋放于有代表性的不同层位（空中 100cm、地表、土下 20cm、土下 50cm、土下 100cm），每种植被类型区每个层面放置 3 块，放置一个水文年后（2021 年 3 月 31 日至 2022 年 10 月 20 日），取出烘干称重，通过公式可计算出单位面积年溶蚀量或年绝对溶蚀量46。计算公式如下：ER=(W1W2)107/T/S式中：ER-日单位面积溶蚀量（mgm2d1）；W1-试片初重（g）；W2-试片称后重量（g）；T-埋放时间（d）；S-试片表面积（约 36.8cm2）。2.2试片称量试片称重在陕西省地质调查实验中心化学分析所进行，主要分为埋前、满 1 个水文年称重两个阶段，均要求称重前对试片进行 4 小时干燥处理（满一个水文年试片干燥处理前需进行去离子水清洗），再经过 108、8 小时的烘箱烘干，随后取出放置于干燥箱中使其达到常温，按照实验室操作规范在称量间利用电子天平（万分之一天平，称重误差范围小于820中国岩溶2023年0.1%）对其进行称重实验。两个阶段各进行 2 次称量实验，并记录 2 次称重结果。称重环节要尽量避免试片长时间暴露在空气中，并对两次试片重量数据认真比对，差值超过允许误差范围内的试片，首先要矫正电子天平，再严格遵循称量操作技术规范，对这类试片进行多次称重测量。3结果3.1溶蚀试片分布本研究共在陕西秦巴岩溶区埋设 47 处具有代表性的测试点，其中草地 15 处、林地 15 处、灌丛 17 处（表 1），1 个水文年后，共获得 598 个试片溶蚀量数据。各区县测试点数量差异是岩溶山地土层厚度及人为因素所导致。林地、灌丛多见但各地区土层厚度不同，少数地区土层厚度不能满足埋设条件。而草地在三种植被类型中分布最少，多位于平缓地带的居民活动区域，后期有被破坏的可能性，个别地区未埋设草地类型试验点也是此原因。岩溶地区岩层由碳酸盐类岩石（灰岩、白云岩）组成，所以溶蚀速率测试点多布置于碳酸盐岩地层出露区。考虑到本区石漠化的强弱差异，岩溶速率测试点的数量布置也有所侧重，镇安山阳一带石漠化程度较其它地域最为严重，且石漠化分布面积广、程度等级高，溶蚀速率测试点布置也较多。具体的空间分布见图 1。3.2秦巴地区溶蚀速率本研究分别在三种不同植被类型条件下，对埋设的标准试片样 1 个水文年后重量损失进行统计（表 2），并通过计算获得了 598 个单位面积年溶蚀量表 1陕西秦巴地区溶蚀速率测试点分布情况一览表Table1DistributionofdissolutionratetestsitesintheQinbaarea,ShaanxiProvince植被类型镇安山阳旬阳宁强洛南南郑商南陇县平利岚皋草地5210310210灌丛6121301111林地6311101101秦巴地区岩溶区草地溶蚀试片测试点林地溶蚀试片测试点02550 km灌丛溶蚀试片测试点图1陕西秦巴地区溶蚀试片埋设点分布图Fig.1DistributionoftheburiedsitesofthedissolutiontestpiecesintheQinbaarea,ShaanxiProvince第42卷第4期杨治国等：南北地理分界线秦巴山区碳酸盐岩溶蚀速率研究821数据，也就是溶蚀速率。从表 2 可以看出，各地的试片失重量大体上表现为空中到地下依次递增的趋势，其中洛南地区空中到地下 50cm 处为递增，但 100cm 处失重量均小于其他各层位，商南失重量表现为地上先增大，地下又减少的规律。总体来看空中与地表失重量差异不明显，但空中、地表与地下差异较大。50cm 及以上各层位镇安的试片失重量均为最大，100cm 处宁强最大，各地区试片平均失重量镇安最大为 0.1307g，是商南县平均失重 0.0182g 的 7 倍多。选取了中度重度石漠化的镇安、轻度中度石漠化的洛南以及轻度石漠化的旬阳三地，具有代表性的三种植被类型的溶蚀速率各 1 处（表 3）。发现年平均溶蚀量数据差异明显，不同植被类型条件下，空中溶蚀速率以镇安林地 1.5149mgcm2a1最大，洛南灌丛 0.3193mgcm2a1最小；地表溶蚀速率以镇安灌丛 3.4633mgcm2a1最大，旬阳灌丛 0.0947mgcm2a1最小；地下 20cm 溶蚀速率以镇安灌丛6.1313mgcm2a1最大，洛南灌丛 0.0476mgcm2a1最 小；地下 50cm 溶 蚀 速 率 以 镇 安 林 地 6.3913mgcm2a1最大，洛南灌丛 0.0251mgcm2a1最小；地下 100cm 溶蚀速率以镇安灌丛 10.985mgcm2a1最大，洛南灌丛 0.1141mgcm2a1最小。4讨论4.1不同植被类型、层位的溶蚀速率不同植被类型条件下碳酸盐岩的溶蚀量差异较大17，甚至相同植被类型条件下不同深度的溶蚀量也存在较大差异，已有研究表明，植被的正向演替加快了岩溶作用的进行30。植被生长过程中分泌的大量有机酸59以及呼吸排放的 CO2使土壤的 PH 值降低，从而促进了碳酸盐岩的溶蚀作用28。不同植被类型条件下林地各层的溶蚀速率明显高于灌丛与草地，灌丛与草地的地上溶蚀速率几乎相同，但灌丛地下的溶蚀速率增大趋势明显高于草地（如图 2）。三种植被类型以林地 100cm 处的溶蚀速率 4.5175mgcm2a1最大，灌丛地下 20cm 处2.3976mgcm2a1最小，溶蚀速率整体呈现林地灌丛草地的大致规律，表明了不同植被类型对溶蚀作用强度有较大的影响，罗建60等、黄奇波61等在西南地区不同植被类型条件下溶蚀速率研究也证实了该结果。从表 4 可以看出秦巴地区同类型植被条件地下5 个层位的溶蚀速率均表现为：空中到地下 100cm溶蚀速率随试片埋藏深度的增加有较明显的变大趋势，其中空中和地表相比变化在 2 倍范围之内，地下各处相差不超过 1 倍，但地上与地下的差异较大，地下平均溶蚀速率 3.1960mgcm2a1是地表、空中平均溶蚀速率 0.9722mgcm2a1的 3 倍之多，这与刘宏和吴文青62在路南石林的结果相似。但在不同层位的溶蚀速率，北方与西南地区存在两种截然不同的趋势（表 5），西南地区岩溶作用均呈现了地下大于地表，而北方则表现为地表大于地下的特征63。前人通过研究发现，西南地区降水充沛，雨水下渗强度大，与土壤中 CO2结合成碳酸64，加快了土下试片的溶蚀作用，故西南地区溶蚀速率地下高于地表，而北方常年相对干旱，降雨量大不如南方各地，雨水向地下渗透能力较弱，导致土壤水的化学溶蚀作用也较弱，而地表试片的溶蚀主要受较强的物理风化作用65，故地表的岩溶作用要强于地下。4.2气候因素对溶蚀速率的影响溶蚀作用是水吸收了大气或土壤中的 CO2形成了碳酸，再与碳酸盐岩发生的化学溶蚀作用66。已表 2秦巴地区各县区不同层位标准试片重量损失汇总表/gTable2SummaryoftheweightlossofstandardtestpiecesatdifferentstrataindifferentcountiesoftheQinbaarea/g埋设层位镇安山阳旬阳洛南宁强陇县岚皋商南平利空中0.03530.02030.02060.01860.02240.01650.00860.01990.0156地表0.07850.04700.01940.02090.04260.02090.00490.02720.0107地下20cm0.14950.11360.05930.03140.12220.00310.09030.02620.0397地下50cm0.17350.14490.06860.03700.10760.00490.11760.00920.0443地下100cm0.21680.14830.07340.00840.25440.06310.02850.00840.0314平均失重0.13070.09480.04830.02330.10980.02170.04500.01820.0283822中国岩溶2023年表 3镇安、旬阳、洛南三地不同植被类型各层位溶蚀速率统计表Table3DissolutionratesofdifferentvegetationtypesandstratainZhenan,XunyangandLuonan区域植被类型层位W1W21个水文年试片失重/g年溶蚀速率/mgcm2a1镇安空中地表11.327511.28690.04061.1037地下20cm10.990010.79390.19625.3302地下50cm11.348511.15870.18985.1583地下100cm11.463511.15660.30688.3374镇安空中11.918911.90140.01750.4751地表12.395012.26760.12753.4633地下20cm11.805411.57970.22566.1313地下50cm12.005411.82290.18244.9579地下100cm11.936911.53270.404310.9851镇安空中11.686011.63030.05581.5149地表11.672311.61420.05811.5793地下20cm11.760111.53760.22256.0453地下50cm12.192111.95690.23526.3913地下100cm11.963511.65520.30838.3782洛南空中地表12.111112.07400.03711.0068地下20cm12.225912.11270.11333.0774地下50cm12.051311.85290.19845.3918地下100cm/洛南空中12.346212.33450.01170.3193地表11.464811.45730.00750.2038地下20cm11.785411.78360.00180.0476地下50cm11.574811.57390.00090.0251地下100cm11.975411.97120.00420.1141洛南空中12.255912.24030.01570.4257地表12.590412.56300.02740.7446地下20cm11.743511.67780.06571.7860地下50cm11.213811.19820.01560.4239地下100cm11.650411.64090.00950.2595旬阳空中12.376612.36090.01570.4260地表11.238911.19690.04201.1427地下20cm11.984111.82010.16414.4588地下50cm12.254212.02650.22766.1852地下100cm12.364412.14110.22336.0675旬阳空中10.771810.75030.02150.5842地表12.138412.13490.00350.0947地下20cm12.434912.38070.05411.4710地下50cm12.599812.58550.01430.3895地下100cm12.296012.26280.03310.9008旬阳空中11.930611.91540.01520.4139地表11.804011.78470.01930.5245地下20cm11.537911.51990.01800.4898地下50cm12.203512.18590.01760.4796地下100cm11.535511.50230.03310.9001注：植被类型栏，“”为草地；“”为灌丛；“”为林地；“”为试片丢失无数据。Note:Vegetationtypepart,representsgrassland；representsbrushwood；representsforestland；representsthattestpiecesarelost,nodata.第42卷第4期杨治国等：南北地理分界线秦巴山区碳酸盐岩溶蚀速率研究823有研究表明，降雨对岩溶区溶蚀作用的影响最为直接与显著，降雨量越大，溶蚀量越大，即溶蚀速率越大11,24,46。陕西秦巴地区的溶蚀速率远大于北方各省份，弱于降雨更为充沛、气温更高的南方各省份（表 6）。其中桂林的溶蚀速率 215.56mgm2d1较临汾的溶蚀速率 19.91mgm2d1相差 10 倍之多，年降雨量最小的平凉、临汾两地也与桂林也相差 4.5 倍左右，说明降雨对溶蚀速率有显著的影响60。图 3 展示我国10 个地区降雨与溶蚀速率具高度正相关关系，相关系数 R=0.84（P=0.002，N=10），通过 95%的置信度检验，也说明了降雨是影响试片溶蚀速率的重要因子之一。土壤水分是岩溶化学反应的重要条件69，水作为岩溶作用过程的重要介质，在土壤表层的下渗的过程中，水流携带较多的 CO2，侵蚀能力增强。而土表 4不同植被类型条件下溶蚀速率/mgcm2a1Table4Dissolutionratesunderdifferentvegetationtypes/mgcm-2a1植被类型空中地表地下20cm地下50cm地下100cm地下平均溶蚀速率草地0.54601.00492.56492.91722.99142.8245灌丛0.55831.01742.39762.90393.73383.0118林地0.83221.87413.06043.67694.51753.7516表 5我国南方、北方野外溶蚀试片不用深度溶蚀速率对比表/mgcm2a1Table5ComparisonofdissolutionratesatdifferentdepthsoffielddissolutiontestpiecesinSouthandNorthChina/mgcm-2a-1地区空中地表地下20cm地下50cm地下100cm文献来源桂林2.2451.2882.2633.09545弄拉2.8373.0354.15645青木关6.7666.2367.4628.84614北京1.1340.1420.12145吕梁1.5020.8790.2810.1410.050363表 6我国各地溶蚀速率与降雨、气温汇总表Table6Summaryofdissolutionrates,rainfallandtemperaturesinvariouspartsofChina地区平均溶蚀速率/mgm2d1年降雨量/mm年平均气温/广西桂林46215.56189715.0贵州荔波67111.79175215.3云南昆明1796.37110015.0重庆青木关14128.11100015.5四川黄龙65101.447597.0甘肃平凉6533.694219.5山西临汾6819.914008.5陕西镇安（本研究）106.0780412.2陕西山阳（本研究）72.0770913.1陕西汉中（本研究）81.7989314.05.04.54.03.53.02.52.01.5年平均溶蚀速率/mgcm2a1空中地表地下20 cm地下50 cm地下100 cm1.00.50草地灌丛林地图2不同植被类型条件下溶蚀速率与土壤深度的关系Fig.2Relationshipbetweendissolutionratesandsoildepthsunderdifferentvegetationtypes824中国岩溶2023年壤温度有利于根系呼吸和微生物代谢排放 CO2，进而影响土壤 CO2含量。已有实验成果显示18,70，雨季与旱季溶蚀速率具有明显的差异，雨季溶蚀速率要大于旱季溶蚀速率21,61。只是在不同植被类型条件下，降雨对溶蚀速率的响应强度上有所差别。一方面是由于不同植被土壤水分含量的差异，从草地到灌丛再到林地，随着植被条件的改善，土壤保水能力也随之提高7172；另一方面是与 CO2含量有关，雨季条件下温暖湿润的土壤环境有助于植物根系呼吸、微生物的新陈代谢26，加速了碳酸盐岩的溶蚀，因此降雨越多会导致溶蚀速率的增大。有研究表明，随着温度的升高溶蚀速率变大7374，温度的变化与土壤 CO2浓度呈正相关7576。在季节上表现为夏秋高，春冬低的特征7778，温度升高不仅使植物的呼吸作用加强，还激发了土壤微生物的活性，加速了 CO2的排放7980。但在不同植被覆盖的条件下 CO2含量也有较为明显的差异，草地空旷空气流通性好，近地表 CO2含量为当地大气的 CO2含量，而灌丛、林地的空气流通性较草地逐渐变差，能在局部范围内保持较高的 CO2含量64，且灌丛与林地植物根系发达，延伸较草地更深，释放 CO2更多。但与降雨相比，溶蚀速率与温度的相关系数 R=0.45（P=0.19，N=10）（图 4），未通过 95%的置信度检验，相关性不显著，说明温度不是影响溶蚀速率的主要因素。温度相差 1 的汉中与桂林、昆明两地对比，汉中与昆明的溶蚀速率较为接近，但桂林的溶蚀速率却是汉中溶蚀速率的 2.6 倍，也反应了温度对溶蚀速率的作用不是十分明显24。因此，对比降雨和温度两个气候因素对溶蚀速率的影响，我们的研究数据支持降雨是引起南、北方岩溶发育巨大差异的关键因素81。4.3溶蚀速率与石漠化强度等级关系的探讨研究区内选取了镇安、山阳、洛南、旬阳、陇县等地试片测试点进行溶蚀速率对比（图 5），发现了镇安、山阳两地溶蚀速率变化范围在 26mgcm2a1之间，而旬阳、陇县、洛南区域的溶蚀速率基本都在2mgcm2a1以下，且波动较小。镇安、山阳的平均溶蚀速率约 3.321mgcm2a1，是其他三地平均溶蚀速率 0.4903mgcm2a1的约 6.7 倍。6543210年溶蚀速率/mgcm2a1旬阳旬阳山阳山阳山阳镇安镇安镇安镇安镇安镇安镇安镇安镇安洛南洛南洛南陇县陇县图5不同区县溶蚀速率对比Fig.5Comparisonofdissolutionratesindifferentcounties在野外调查中发现镇安、山阳两地的岩溶石漠化现象较为严重，多处石漠化程度为中度重度，其中以镇安北阳山的石漠化程度最为严重，且分布范围广。山阳的石漠化程度虽不及镇安，但多数仍为中度，少数重度。而旬阳、陇县、洛南等地的石漠化程度多为轻度，鲜有中度。同时我们对 5 个区县的石漠化区域进行了人口密度、社会经济活动、植被演化规律、气候条件等诸多因素的对比，发现石漠化较为严重的区域均存在2 000R=0.84N=10P=0.002(0.05)图4气温与溶蚀速率的关系Fig.4Relationshipbetweentemperaturesanddissolutionrates第42卷第4期杨治国等：南北地理分界线秦巴山区碳酸盐岩溶蚀速率研究825高强度的人类活动，且水资源缺乏。如石漠化最为严重的镇安北阳山，曾在 20 世纪 60 年代有过大规模的散养牲畜，导致山上植被荡然无存，加上人为肆意砍伐林木，导致石漠化现象加剧。石漠化同样严重的山阳县海螺宫村，在过去的几十年里，道路和住宅建设严重破坏了洼地及山体边坡植被，土层较厚的洼地则改造成了耕地。在气候条件基本一致的前提下，其他三地地表水系相对发育，石漠化区域人口密度及人类活动强度都要低于石漠化较严重的镇安、山阳两地。此外，在镇安、山阳与旬阳、陇县、洛南、岚皋、宁强不同植被类型的溶蚀速率对比实验中发现了石漠化程度高的区域整体的溶蚀速率明显高于石漠化等级较低的地区（图 6），且同种植被类型上也是石漠化强度高的地区溶蚀速率高于轻度地区。在以往石漠化碳汇效应的研究中8284，发现了平均溶蚀速率随着石漠化程度的加强而增大85，这与秦巴地区溶蚀速率与石漠化程度的关系相呼应。石漠化的演化就是以地被物消失为开始，以自然或人工植被破坏为先导，以土壤侵蚀、地表水流失、碳酸盐岩溶蚀侵蚀为核心，形成石质荒漠的过程8687。理论上溶蚀速率高的地区，在高强度的人类活动持续作用下更有利于石漠化的形成。6543210年溶蚀速率/mgcm2a1中度-重度石漠化区域轻度-中度石漠化区域草地灌丛林地图6石漠化不同等级区域溶蚀速率实验结果Fig.6Experimentalresultsofdissolutionratesindifferentgradesofrockydesertification5结论（1）对陕西秦巴地区 47 处溶蚀速率测试点的分析结果表明：不同植被类型对溶蚀速率影响较大，从空中、地表到地下，溶蚀速率呈递增趋势，地上与地下溶蚀速率均呈现林地灌丛草地的规律。植被的正向演替过程、碳酸盐岩的溶蚀速率也随之增大；（2）降雨量与碳酸盐岩的溶蚀强度密切相关，是影响溶蚀速率的重要因子之一，而气温与溶蚀速率的相关性较小。雨期较多的降雨，加之土壤根系呼吸排放的 CO2与土壤较高活性的微生物，对碳酸盐岩的溶蚀有促进作用；（3）由轻度石漠化到重度石漠化，溶蚀速率与溶蚀量也随之相应增大，潜在与轻度差异性不是特别明显，但中度重度的镇安北阳山溶蚀速率是区内轻度中度石漠化溶蚀速率的 3 倍左右。石漠化的形成与碳酸盐岩的溶蚀、高强度的人类活动持续作用密不可分，溶蚀量越大、人类活动越强烈，石漠化越严重。参考文献苏维词,朱文孝.贵州喀斯特山区生态环境脆弱性分析J.山地学报,2000,18（5）：429-434.SU Weici,ZHU Wenxiao.The eco-environmental fragility inkarst mountain regions of Guizhou ProvinceJ.Journal ofMountainSciences,2000,18（5）：429-434.1张新时.中国关键生态区的评价与对策J.中国基础科学,2001,3（5）：13-16.ZHANGXinshi.ThekeyecoregionalassessmentandstrategyinChinaJ.ChinaBasicScience,2001,3（5）：13-16.2何师意,冉景丞,袁道先,谢运球.不同岩溶环境系统的水文和生态效应研究J.地球学报,2001,23（3）：265-270.HE Shiyi,RAN Jingcheng,YUAN Daoxian,XIE Yunqiu.Acomparativestudyonhydrologicalandecologicaleffectsindif-ferent karst ecosystemsJ.Acta Geoscientia 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