中國巖溶研究進展的哲學認知與展望

李玉輝 ，章 程 ，莊曉東 ，丁文榮 ，俞筱押

（1. 云南師范大學, 云南 昆明 650500；2. 中國地質科學院巖溶地質研究所, 廣西 桂林 541004；3. 滇西科技師范學院, 云南 臨滄 677000；4. 黔南民族師范學院, 貴州 都勻 558000）

“人的思維是否具有客觀的真理性，這不是一個理論的問題，而是一個實踐的問題?！軐W家們只是用不同的方式解釋世界，而問題在于改變世界?！盵1]地質災害防治事業發展、生態文明建設成為國家建設方略等都是“用實踐改變世界”的時代范例。20 世紀中期，人們關注的地質災害主要是傳統工程地質水文地質調查和研究的程序性探索和論文成果；至20 世紀下半葉，地質災害治理、預防和科學教育已是一項保護生命和財產安全的社會事業。地學界從早期的研究和呼吁，轉入政策制定、技術發展、隊伍和人才的培養與教育等全方位支撐地質災害治理和防御體系，踐行了地球科學服務社會可持續發展并不斷開創新領域的宗旨，發揮了科學技術生產力的重要作用。中國巖溶研究又是如何踐行該宗旨的？中國陸地巖溶面積近340 萬km2[2]，跨越寒溫帶、溫帶、亞熱帶、熱帶，從干旱、半干旱、濕潤山區到濱海、海島，具有全球最典型的和完整的巖溶多樣性，與多形態的人地關系的巖溶地域系統，中國巖溶分布區是既有古人類活動遺存，又有現代社會經濟自然相互融合或矛盾的實體。巖溶系統在溶蝕動力中的“解構”與植被生長增強巖溶系統生產力的“建構”矛盾中演變，中國巖溶科學在研究這對矛盾轉化規律、服務社會經濟發展、提升人民福祉的實踐中發展。

1 西方喀斯特和中國巖溶的淵源

喀斯特(Karst)科學化源于歐洲，標志性研究是斯維奇(Cvijié J, 1865-1927)的經典喀斯特地貌論文[3]，用意大利kras 和斯洛文尼亞carso 兩個地區的地形屬性地名組合，創建了德語karst 地貌科學術語。兩地名稱原意是“地表無土無水無植被的崎嶇地形”[4-5]，由此帶來了經典喀斯特地區稱謂。斯維奇研究喀斯特地貌時，正值地貌學家戴維斯（Davis W.M,1850-1934）的地貌演化理論（地理循環論）發表[6]，在構造、動力、時間三要素相互作用下，地貌發育演化經歷青年期、壯年期、老年期，流域地貌經侵蝕作用從微起伏到大起伏，再到侵蝕沉積平衡，回到微起伏平坦地形，該過程能否完全進行取決于構造、侵蝕營力和發育周期的協同作用。斯維奇和Grund 針對碳酸鹽巖區地貌發育的溶蝕性狀，提出溶蝕微形態、洼地負地形至溶蝕盆谷、溶原地形的發育演化機制[3]；而且，斯維奇考察研究經典喀斯特地區時，正值北方帝國（奧匈）開發出海通道，面臨山地公路建設遭遇崎嶇地形和洞穴的難題[7]。在斯維奇研究之前的1870s，Tietze E 受奧地利政府委托，對這個地區進行了調查研究，首次把這個地區稱為喀斯特層(karst formation, 1873)[7]，并做了地質學解釋, 討論了其構造、地層、紅土、石灰巖、白云巖的溶蝕和工程處理, 以及與溫度、降水和泉水流量的關系。斯維奇于1882 年完成博士論文“論喀斯特現象”，并于1893 年在著名地貌學家彭克（Penck A.) 主編的地理文集上發表了喀斯特研究專著，1900 年出版了西波斯尼亞(Bosinia)和黑卓高維拉(Herzogoviana)喀斯特盆地的研究成果，1926 年出版了喀斯特地貌學著作, 系統地研究了潛水面、喀斯特泉、滲流、地下河等地質地貌, 將石灰巖地貌形態分成完全喀斯特 (holokarst)、半喀斯特 (merokarst)和過渡喀斯特 (transition karst)三類。經典的喀斯特地貌的研究內容和學科屬性至此成型?？λ固匕l育機理的追求使化學實驗方法進入喀斯特研究，溶蝕率與溫度、降雨量、大氣壓力的關系讓人們認知喀斯特地表地下形態與氣候的關系、地下水資源機制，構建了全球喀斯特從陸地高山到海岸，從侵蝕地貌到沉積地貌，從地表到地下的喀斯特地貌形態組合與動力機制[3]。

斯維奇方法與理論在1930s 進入中國?！对颇鲜值匦螌W之初步觀察》[8]可能是研究中國喀斯特地形的最早學術論文之一，作者在調查測繪地形圖和描述溶痕、石牙、石柱、石林、巴江河、路南盆地、大疊水瀑布等地貌的基礎上，提出了石林地貌發育與巴江侵蝕基準面的聯系。在19 世紀，路南地區的歐洲傳教士就將石林與彝族風情照片發表在歐洲期刊上，而更早的“石林”文獻是公元前300 年屈原的《天問》：“焉有石林？”[9]。描述贊美中國喀斯特地貌和利用喀斯特地下水資源歷史可追溯公元前。徐霞客（1587-1641）于公元17 世紀在《徐霞客游記》中較系統地描述了湖南至云南的喀斯特地貌和水系等[10]，因此，中國學者有理由相信中國碳酸鹽巖地形觀察描述早于西方。1961 年在廣西南寧召開全國第一次喀斯特研究會議，總結中國喀斯特基礎研究和應用的成就與問題[11]。1966 年中國地質科學院水文地質工程地質研究所在桂林組織召開了中國地質學會第一屆喀斯特學術研討會，舉辦“喀斯特名詞釋義與中國喀斯特圖片展”，中國風景優美、類型豐富多樣的喀斯特景觀給觀眾留下深刻印象，一參觀者以“桂林一群眾”留言：“既然中國喀斯特地貌發育最完美、類型最齊全、分布也最廣泛，為什么不叫一個中國名?”，由此，會議討論達成共識：中文用“巖溶（yanrong）”代替西文“喀斯特(karst)”[12]。巖溶即“巖石溶入水”，喀斯特地貌發育機制簡單明了。巖溶一詞開始統領中國喀斯特研究。1976 年出版了《中國巖溶》（畫冊）[13]，同年成立了中國地質科學院巖溶地質研究所（桂林），1979 年出版《中國巖溶研究》專著[14]及《中華人民共和國水文地質圖集》[15]，1982年《中國巖溶》期刊創刊，1983 年出版《巖溶學概論》[16]，1986 年出版《中國巖溶:景觀·類型·規律》[17]；1988 年出版《巖溶環境學》[18]，1988 年出版《巖溶學詞典》[19]，1988 年在中國桂林召開“第 21 屆國際水文地質學家會議”；1988 年出版《桂林巖溶》（畫冊）[20]等桂林巖溶專著，1991 年和1993 年分別出版中英文版《中國巖溶學》[21]，1993 出版《中國南方(巖溶為主)地區地質-生態環境圖系》[22]等。

2 中國巖溶研究與發展

自1950s 開始，中國社會經濟發展推動了中國巖溶研究，實現了從巖溶溶蝕動力的工程屬性和資源利用研究到全面融合巖溶溶蝕動力工程屬性、巖溶生物地球化學、巖溶生產力的系統研究，服務國家建設和自然保育，完善和深化了中國巖溶的基礎研究。

2.1 研究巖溶溶蝕動力的工程屬性，開發水資源，服務國家工程建設

社會經濟建設的各類工程需要巖溶研究提供穩定性和可靠性評價支撐，需要開發地下水資源[11]。重點在水道、水利、鐵路交通、民用建筑、工農業生產用水等領域，巖溶區工程地質水文地質基礎調查和研究與應用得到迅速發展，如新安江庫區的寒武系碳酸鹽巖的滲漏問題、北京官廳水庫震旦系迷霧山硅質灰巖層的滲漏和壩體塌陷、長江水道、成昆鐵路、滇黔鐵路線等碳酸鹽巖區工程地質水文地質都得到了很好的解決[23-27]。除部分自然條件限制區域，如橫斷山區、青藏高原、天山山脈等，全國大部分縣市區在1960 年-1970 年期間開展了包括巖溶在內的區域性工程地質水文地質調查評價（50 萬分之一或20 萬分之一的區域工程地質水文地質報告）[15，28-29]，編制了《巖溶地區供水水文地質工作方法》[30]和《巖溶地區區域水文地質普查規程》[31]等中國巖溶區工程地質水文地質技術規范，一些巖溶水利水資源工程示范作用顯著，如云南蒙自五里沖巖溶地下水庫解決了滇南紅河州蒙自縣城鎮用水問題[32]，示蹤實驗技術解決了山東濟南趵突泉斷流補水和水源地保育問題。1986 年中國地質科學院巖溶地質研究所與法國合作開展了桂林丫吉巖溶水文地質實驗基地建設與監測。從碳酸鹽巖非金屬礦產、碳酸鹽巖有色金屬礦產到隱伏巖溶石油天然氣的勘探評價開發，巖溶礦產理論和工程技術全面發展[33-40]。自二十世紀中后期，巖溶地面沉降和塌陷的調查與治理服務巖溶區城鄉建設[41-42]。

2.2 融合巖溶溶蝕動力、巖溶生物地球化學、巖溶生態系統生產力的系統研究

北京周口店世界文化遺產地的巖溶洞穴-北京人遺址，是最早的巖溶-人-地關系地域系統遺存[43-44]。1973 年Science(科學)期刊發表Hydrological and ecological problems of karst regions：hydrological actions on limestone regions cause distinctive ecological problems（喀斯特地區的水文和生態問題：石灰巖地區水文作用引發的獨特生態問題）[45]標志巖溶研究從巖溶溶蝕屬性的工程地質-水文地質-環境地質發展到深入研究影響社會未來的巖溶生態問題。溯源研究揭示了經典喀斯特地區的“石質、無水、無林、無土崎嶇地形”是源于人類過度干擾（放牧、砍伐、薪柴、造船、戰爭等因素），“無土、無水、無林”的巖溶地域人地關系失衡狀態又可以在區域城鎮工業化支撐下的山地農牧產業和休閑旅游業中逆轉[4]。1980s 國際上達成了喀斯特生態系統的脆弱性共識[18]。

1980s 全國農業部門帶頭開展石山地區糧食生產潛力調查，圍繞“山窮、水枯、林衰、土瘦”的巖溶區人地關系狀況，開展脫貧攻堅和石山治理的巖溶地區糧食生產研究[46-49]。1950s 認知了巖溶森林喜鈣、石生性[50]。1980s 以來，陸續深化了巖溶區成土難、易流失、地表地下雙層結構等巖溶生態系統脆弱性認知[18，51-54]，巖溶石漠化機制研究和治理技術成為巖溶區可持續發展和扶貧攻堅、小康社會建設研究的重要領域[55-56]?；趲r溶水文地質特性的巖溶石漠化分區成為中國石漠化治理的重要依據[57-58]?！鞍l展中保護，保護中發展”成為巖溶區社會經濟自然協調發展和巖溶生態系統保育的重要理念。自2000以來的區域城鎮和工業化社會經濟巨大發展支撐了依賴傳統農牧業生產和薪柴能源的巖溶區進行產業結構調整與新產業開發[59-62]。巖溶區生態移民和整體搬遷既解決了“一方水土養活不了一方人”的承載力嚴重下降問題，又協同生物多樣性、生態系統重要區域的保護，探索出生態產業發展路徑。中國巖溶區創新性地落實國家“三不愁兩保障”①“三不愁兩保障”是農村扶貧攻堅小康社會建設的基本要求：吃飯不愁、穿衣不愁、住房不愁，保障醫療，保障教育。的扶貧攻堅戰略，如貴州省巖溶區貧困人口923 萬，搬遷192 萬，實現全部脫貧②貴州全省66 個貧困縣全部摘帽 923 萬貧困人口全部脫貧.光明網，2021-05-20 13:00，https://www.360kuai.com/pc/90329d170b673b7a9?cota=3&kuai_so=1&tj_url=so_vip&sign=360_57c3bbd1&refer_scene=so_1[2022-05-27]。國家社保兜底和實行醫保制度，既保障了失去勞動力家庭的生活保障，又保證了廣大農村家庭的醫療需要和減輕負擔。教育和科技扶貧全面執行既全面提高了教育水平，減輕家庭教育負擔，更提高了勞動者素質，增強外出務工者就業保障；農林牧水科技帶來新產業、新水源、新產出，農村農業農民全面增收發展。高鐵、高速公路、電網、家庭住房建設補助等進入山區，既解決山區農特產品快速便捷運往城市，加快巖溶區特色產業發展，也解決了農村家庭住房和清潔能源使用，減少甚至清零薪柴家庭能源等消耗的森林植被。扶貧攻堅和小康社會建設舉措使巖溶森林植被得到休生養息，自然恢復林在很多村寨、保護地、工礦企業地等出現，自然恢復為主的巖溶生態系統保育成為主流，巖溶地下水資源開發和保育取得突出成就，傳統的森林、巖溶泉、水塘（壩）、家庭生活、灌溉生產的一水多用人地關系地域系統在森林、巖溶水利（庫）、村鎮、多產業協同新型聚落的人地關系地域系統建設中發揚傳承；巖溶環境污染評價和治理在礦山、城鎮、鄉村和流域全面深入[63-70]。

巖溶社會經濟自然協調發展和全球變化響應機制研究驅使巖溶生物地球化學研究完善與深入。從碳酸鹽巖溶蝕動力實驗監測到地域廣泛的巖石-土壤-大氣-水-生物（包括人類活動）系統實驗站觀測研究，深入揭示巖溶流域水化學、生物巖溶、碳循環、巖溶土壤植被系統的元素離子化合物循環機制[71-76]，為應對和解決巖溶區發展和巖溶資源環境系統問題提供量化決策數據支撐，服務人類福祉和響應全球變化的巖溶對策。

融合巖溶溶蝕動力、巖溶生物地球化學、巖溶生態系統生產力的系統研究，揭示了人類與巖溶自然生態系統、原始適宜性生存階段、嚴重依賴土地的農牧業與水土流失階段、工礦城鎮工業化與巖溶環境污染階段轉向現代城鎮工業化和山村農牧業休閑旅游業相融合發展的巖溶人地關系地域系統演變，深化了巖溶生態系統歷史的、聯系的、開放的整體演變的屬性認知并服務實踐。

2.3 引領世界巖溶研究發展

中國巖溶研究在服務中國社會經濟發展、扶貧攻堅、小康社會建設、應對資源環境變化中不斷創新發展，做出了發現巖石圈（巖溶層）-水圈-生物圈-大氣圈的系統結構、過程、功能的科學新認知，深化巖溶關鍵帶實驗觀察和保育，服務人地和諧的巖溶人地關系地域系統演進的科學和技術不斷發展[11，71-86]。

地學上，中國巖溶研究揭示了中國巖溶區完整的地質結構、地質發育演化史、地球演化的關鍵事件、地表自然地理結構范式、世界一流自然美景觀[14-15,21,28,63,86]。這以世界遺產地[87]和世界地質公園[88]中的中國巖溶類為代表。云南三江并流保護區的高山巖溶，中國南方喀斯特的石林、峰叢、峰林、峽谷天坑、白云巖峰林、苔原巖溶，四川九寨溝和黃龍的高山巖溶濕地鈣華景觀，武陵源黃龍洞等世界遺產地的巖溶景觀是世界熱帶、亞熱帶、溫寒帶高山到丘陵平原等同類地貌模式地和世界一流自然美景觀；周口店北京人遺址和河南龍門石窟世界文化遺產地則是巖溶區人與自然關系的最早記錄和藝術創造遺存。云南石林、廣西樂業-鳳山、四川興文、四川霧山-諾水河、湘西、北京房山、河南云臺山、貴州織金洞等聯合國教科文世界地質公園是世界巖溶地質多樣性和文化多樣性融合的杰出代表。洞穴石筍測年序列與環境演變信息研究成果填補了巖溶區全新世環境事件定年方法和數據空白[89-90]。

生物學上，同樣是進入世界遺產地、世界地質公園目錄的中國巖溶地，以及進入世界人與生物圈網絡的巖溶類自然保護地[91]、國際重要濕地名錄的中國巖溶濕地（云南大山包濕地、云南碧塔海濕地、云南納帕海濕地）等[92]，展現了中國熱帶、亞熱帶、溫寒帶、高山、丘陵海岸的巖溶植被、動物、天坑、洞穴、暗河有機整體，理論和技術上展示了地形、巖石、土壤、氣候、水、生物多樣性協同共生的巖溶自然生態系統演替實體，發現巖溶森林植被演替規律和自然生態系統多樣性[93-96]，弘揚和創新巖溶地域人與自然的和諧路徑。

巖溶區自然植被和石漠化區土地的生物地球化學研究揭示了巖溶區巖石-土壤-生物-大氣系統的元素離子化合物循環特征和演變機制[73-74]，巖溶土壤演變機制進一步完善[51-52,72]，發現量化了土壤地下漏失（垂直流失）是巖溶水土流失的重要形式，構建了維護、修復、增強巖溶生態系統生產力的路徑；巖溶流域碳循環研究深入揭示了巖溶碳匯對全球氣候變化響應和碳遺漏匯（CO2missing sink）的地質碳匯捕捉機制與實現途徑，量化評估巖溶碳循環（無機碳泵、有機碳泵）可回收大氣CO2量（1.10～6.08）×108t·a-1，占遺漏碳匯的5.5%～30.4%[2，71，104]。2010s 陸續獲批的廣西平果喀斯特生態系統國家野外科學觀測研究站[105]、滇東南熱帶山地森林野外科學觀測研究站[106]標志著巖溶生態系統結構過程功能動態監測陸續完善，巖溶生態系統保育修復有更多的野外監測和實驗指導，如中國科學院普定喀斯特生態系統觀測研究站的成果[76]。

在社會經濟可持續發展領域，通過建設增強巖溶系統“建構”效應的產業集群，弱化巖溶系統“解構”動力的保護地(自然保護區、風景名勝區、森林公園、地質公園、石漠化公園、濕地保護區、水源保護區），創新生態保育、水源開發等協同舉措，促進巖溶區從傳統的水源林、薪柴林、巖溶泉（塘）、農牧田、石漠化巖溶地域系統向現代城鎮、基本農田、巖溶水利（庫）、特色農林牧基地、水源林、生物多樣性和景觀保育、石漠化持續治理的人地和諧巖溶地域系統轉變，實現從消除絕對貧困、區域整體貧困向擺脫相對貧困的鄉村振興、小康社會建設的新路徑[57-64，97-103]。

中國地質科學院巖溶地質研究所袁道先教授及團隊的中國巖溶研究路徑和成果展現了中國巖溶研究的發展和引領示范[107]，2008 年聯合國教科文組織首建國際巖溶研究中心，落戶中國地質科學院巖溶地質研究所（桂林），標志中國巖溶研究進入協同和引領世界巖溶研究[83]。袁道先教授團隊自1950s 服務國家重點工程社會經濟發展需要基礎上，圍繞巖溶系統的解構和建構的矛盾機制，持續地與國內外研究人員合作，主持完成聯合國教科文組織的國際地質對比計劃系列項目。前期研究 以巖溶系統“解構”為主，如IGCP299（地質、氣候、水文與巖溶形成，1990-1994，負責人袁道先）、IGCP379（巖溶作用與碳循環，1995-1999，負責人袁道先）；后期研究巖溶系統“建構”及其與解構”的協同效應，IGCP448（全球巖溶生態系統對比，2000-2004,負責人袁道先）、IGCP513（巖溶含水層與水資源，2005-2009,負責人袁道先）、IGCP598（巖溶系統中的環境變化與可持續性，2011-2014，負責人章程）、IGCP661（巖溶關鍵帶物質能量循環過程及可持續性研究，2017-2021 年，負責人蔣忠誠）。團隊負責的廣西平果果化峰叢洼地巖溶石漠化治理項目，通過巖溶峰叢森林植被恢復保育、水源林建設、集水提水引灌、水土流失治理、特色農林牧產品種養殖與利用高速公路和高鐵交通內引外聯銷售、發展清潔能源，建設了促進鄉村居民致富的巖溶區脫貧示范工程，提供了巖溶區減貧和可持續發展的范例。

3 討 論

“喀斯特(Karst)”學術名稱源于“無水、無土、貧瘠、地形崎嶇”的地方名稱，客觀而真實地表達了巖溶區地貌結構和人類干擾后的地表景象，而巖溶學術名稱則起意于“巖石溶于水”的中國典型、豐富、優美的地貌景觀發育，是喀斯特載體（碳酸鹽巖）和動力（水）相互作用機制的表達。兩者都是客觀表述與內在機制的指向，有歷史、現實、動力和開放的科學內涵。中國巖溶研究從跟隨國際，到走向世界、引領世界，這既得益于中國獨一無二的地域廣泛、獨特、多樣、復雜和優美的巖溶景觀系列與悠久的多形態人地關系地域系統，更得益于中國社會經濟全面發展和新型城鄉融合的巖溶山水田林湖草生命共同體建設。

從巖溶動力學機制（CaCO3+H2O+CO2?Ca2++HCO3-1或 CaCO3+CO2+H2O?Ca2++2HCO3-1?(+光合生 物)CaCO3（ 沉 淀） +x(CO2（ 溢 出） +H2O)+(1-x)(CH2O（沉積）+O2) 看，巖溶過程是溶蝕巖石、發育溶蝕空穴系統（溶蝕裂隙、溶蝕通道和溶洞等），帶走地表物質，消耗巖溶整體性和擴大巖塊間空隙的巖溶系統“解構過程”，既形成形態豐富、造型優美的巖溶地形景觀，也產生了地面沉降塌陷等妨礙工程建設和水資源工程的巖溶災害或巖溶脆弱性地質現象；而巖溶生物地球化學和巖溶生態系統生產力研究則是巖石、土壤、生物、水、氣間的元素循環（包括碳循環）和巖溶生態系統的水土生物資源生產力，既彌補巖溶溶蝕動力解構的物質流失，也增添了巖溶地貌景觀的完美性、自然性，展現了巖溶地域的自然演變規律和巖溶系統的“建構過程”（表1）?！敖鈽嫛迸c“建構”的矛盾作用驅動巖溶系統的結構、過程、功能的演變。

表1 巖溶系統演變的動力、過程和效應

從自然巖溶系統、最早洞穴古人類遺存的人地關系地域系統到“山林泉田村”傳統農牧業階段人地關系地域系統，到巖溶石漠化階段的人地關系地域系統，再到城鄉融合發展、治理巖溶石漠化、保育自然巖溶生態系統的現代化城鄉融合人地關系地域系統（山水田林湖草生命共同體建設）看，人地相互作用過程中巖溶系統發生了人為影響尺度的“結構、過程、功能”的系統變化，代表了系統正反饋演變性狀[122]，一種不可逆的“否定之否定”系統變化，正是自然溶蝕、生物群落演替和人為活動多重過程與因素驅動了巖溶系統的“解構”到巖溶生物地球化學、巖溶森林植被生長的巖溶系統“建構”演變與巖溶系統資源環境的不可逆變化。就自然狀態而言，巖溶系統的“解構”是從埋藏巖溶（巖層覆蓋）、覆蓋性巖溶（風化殼土壤層覆蓋）、半覆蓋巖溶、裸露巖溶的演進過程，巖溶溶蝕通道增加過程就是巖溶系統物質流失媒介的擴張過程，使覆蓋物從部分流失到全部流失，水源涵養結構發生改變；而生物群落演替代表巖溶系統生產力增強的“建構”會使生物物種與組合適應從覆蓋巖溶到裸露巖溶的生境演變，生物群落形成水源和養分的自適應調節機制，石生性、喜鈣性、耐旱性增強，但生物量減少，脆弱性增加，恢復力降低。世界自然遺產地目錄中的巖溶類遺產地展示了自然驅動的“解構”與“建構”的矛盾對立運動范例。馬來西亞沙撈越穆魯國家公園[123]山體中的巨大溶洞（Sarawak 溶洞，600 m×415 m×80 m）是世界上最大的單體溶洞，它與地表殘存的團塊狀崎嶇鋒利的劍狀巖溶代表了溶蝕動力的“解構”產物。山脈與區域河流水面高差甚大，提供了強大的侵蝕溶蝕解構動力，導致巨大溶洞發育與地表第四系碳酸鹽巖的侵蝕溶蝕夷盡，但地表仍有茂密的熱帶雨林與特有動物群。這展現了熱帶濕潤巖溶“解構”和森林植被“建構”的矛盾運動。類似的巖溶生態系統在云南省馬關縣古林箐省級自然保護區的熱帶季節性雨林（望天樹森林）中可見。該群落山體與南溪河水面有巨大高差，導致熱帶雨林中大量的溶蝕洼地、落水洞、石牙、茂密森林共存，在接近山腳的溶洞（花漁洞）中有湍急暗河水流出，但在裸露石牙增加和落水洞附近，典型的熱帶雨林樹木-望天樹種群急劇減少至消失，代之石生喜鈣的其他熱帶雨林物種增加至主導。同樣的熱帶植物群落變化在西雙版納森林植被也出現[94-95]。中國北京房山世界地質公園[124]的石花洞是北方溫帶巖溶區“解構”與“建構”相互作用代表。馬達加斯貝馬拉哈欽吉（Tsingy de Bemaraha）嚴格自然保護區世界自然遺產地[125]的劍狀巖溶、河流峽谷結構展示了巖溶“解構”強于“建構”的巖溶系統，但建構仍頑強進行。該山地覆蓋侏羅系碳酸鹽巖的玄武巖層和風化殼被雨水、地表徑

流和地下徑流剝蝕夷盡，持續淋濾形成壯觀的劍狀巖溶、坍塌、洼地、峽谷等地貌。在劍狀巖溶（Tsingy）地貌土壤剝蝕溶蝕夷盡區，仍有獨特珍稀的巖溶鄉土植物群落和動物群存在，展現了巖溶生物的獨特自適應機制。中國南方喀斯特云南石林遺產地的多級侵蝕基準面（大疊水瀑布、巴江河、天生橋、濕地）維持了多世代石林與亞熱帶干濕季風區巖溶森林植被濕地暗河共存[126-127]，這里還有人為干擾驅動的巖溶系統“解構”和森林植被生長“建構”相互作用的實例。18 世紀前后開始的銅礦業活動導致森林植被大面積消失，強烈的水土流失使巖溶坡地和干枯的巖溶濕地周邊出現高度超過1 m 的土下石牙，面積占比超過30%，即巖溶石漠化。巖溶石漠化是人為活動的時空尺度加速巖溶系統的解構[54]。但矛盾對立面的建構也在這里出現。自石林保護地建設和區域經濟發展推動的石林旅游業大發展以來，保護地范圍出現了森林植被自然恢復和人工輔助恢復，濕地周邊的森林植被恢復更快[96，127-128]，其他巖溶區有同樣的過程[97，129]。石林植被恢復進程研究揭示了亞熱帶高原干濕季風區巖溶植被從灌叢恢復到地帶性植被需要80-120 年[130]，但20-30 年的恢復植被具有了植被主要功能。這和熱帶恢復植被主要功能實現周期（20 年）基本相當[131]。

中國巖溶研究在社會經濟發展和應對資源環境變化需要中，從研究巖溶動力驅動的“解構”為主的工程和資源屬性向融合溶蝕動力屬性、生物地球化學、巖溶生態系統生產力增強的“建構”系統轉變的研究中發展。巖溶系統由侵蝕基準面控制的“解構”地貌演變與巖溶植被演替（包括種養殖農林生物產品）實現的巖溶生態系統“建構”構成巖溶山水田林湖草生命共同體建設的理論和技術框架。需要考慮將侵蝕基準面控制的地質尺度（十萬年、百萬年）巖溶地貌演化[3，6]與人為干擾活動尺度（十年、百年）的石漠化疊加的“解構”和植被自然演替與人工輔助恢復尺度（十年、百年）的“建構”相融合。

就侵蝕基準面而言，一是巖溶區水利（水庫）和河流水面影響小流域地貌發育，進而影響植被生長的現象；二是巖溶石漠化發生和治理實踐中出現的森林植被消失或恢復對水土流失的加劇或遏制現象，人工濕地周邊植被恢復迅速。各類水面（河、天然濕地、水庫）是合適的人為影響侵蝕基準面。巖溶小流域有很多控制局地侵蝕深度的侵蝕基準面（不透水巖層、地貌裂點等）。云南普者黑峰林濕地提供了一個不透水巖層風口控制北門河溯源侵蝕，依靠溶蝕率很低的碳酸鹽巖層作為不透水層的峰林濕地實例，限制濕地內深水井等工程措施可有效地預防濕地水體漏失，保護巖溶濕地生態系統。就植被生產力而言，通過石生、喜鈣、耐旱、季候等特性構建植物群落的常綠和落葉物種結構、生長和枯落轉換等調節巖溶生態系統生產力、水源涵養和巖溶區小氣候，發揮護衛、建造和調節等生態穩定器作用（表1）。植物光合作用吸收大氣無機碳轉變為有機碳，將液態水轉變為氣態水過程吸收太陽輻射能，釋放O2，調節水循環，涵養水源，這區別于巖溶動力的碳匯效應[104]。巖溶碳循環的水下光合作用也應該涉及水生動物多樣性，這值得研究。歐洲克羅地亞普利特維采世界自然遺產地[132]展現了碳酸鹽巖山地的多級巖溶濕地、森林、水生植物和水生動物協同共存的自然格局，也是世界一流自然美的巖溶濕地自然景觀，四川九寨溝世界自然遺產地[133]也有同樣的巖溶濕地、森林景觀格局。巖溶森林植被以生物量和枯落物形式的“建構”彌補巖溶溶蝕動力的“解構”自源性物質消耗，增強巖溶生態系統生產力，巖溶流域盆、地洼地的農牧基地生物產量增加和種類豐富及城鄉多樣化產業發展能降低巖溶系統“解構”驅動力。巖溶森林植被年生產力(867 t·km-2·a-1)和年生物量(124.33 t·km-2·a-1)約為非巖溶區植被生產力的70%，巖溶森林落葉物種成分占比30%～50%，年枯落物產量7.8～1.98 t·km-2·a-1（表1）。人們也發現了巖溶原生森林中大氣降雨、地表水和地下水相互轉換的良性循環的巖溶水雙層結構，即枯枝落葉墊積層的上層巖溶裂隙孔隙水（枯落物濕地）和下層巖溶水[118]。因此，將適宜的自然和人為影響的侵蝕基準面和巖溶森林植被演替協同保育落實于巖溶流域的國土空間規劃與穩定管理，有助于巖溶山水田林湖草生命共同體建設。

4 展 望

巖溶系統認知服務人類福祉。從哲學角度看，中國巖溶研究的發展是在參與社會經濟實踐中，研究巖溶系統演化的內在機制，發現和利用了巖溶系統“解構”和“建構”的矛盾對立統一運動機制，深化了人類活動改變這對矛盾運動的時空尺度和強度效應的途徑和技術措施，構建了包括巖溶石漠化治理在內的區域資源環境管理和可持續發展的理論與技術體系。這個發展歷程是從關注巖溶溶蝕動力（解構）的工程屬性和資源利用發展到協同研究巖溶溶蝕動力、巖溶生物地球化學、巖溶生態系統生產力（建構），引領世界巖溶研究。巖溶生態系統從自然狀態轉向退化狀態（巖溶石漠化）再到退化巖溶生態系統治理和自然巖溶生態系統保育，是巖溶生態系統結構、過程和功能的“否定之否定”的不可逆演進，是巖溶人地關系地域系統的螺旋式遞進演變。將促進巖溶生態系統生產力增強的“建構”與控制巖溶生態系統“解構”的侵蝕基準面保護結合于人為活動時空尺度的巖溶流域系統演變規律，融合區域城鎮化和工業化，合理規劃巖溶國土空間利用結構和管理，將促進巖溶山水田林湖草生命共同體建設，應對全球變化，實現巖溶區可持續發展。