劉春林

(昆明理工大學(xué) 國(guó)土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650000)

云南石林喀斯特全球?qū)Ρ燃氨Ｗo(hù)開(kāi)發(fā)建議

劉春林

(昆明理工大學(xué) 國(guó)土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650000)

通過(guò)分析云南石林劍狀喀斯特景觀特征、發(fā)育與演化機(jī)制及構(gòu)造抬升機(jī)制，根據(jù)確立的3條對(duì)比原則，將云南石林劍狀喀斯特與世界上其他地區(qū)的劍狀喀斯特進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)全球范圍內(nèi)具有可與云南石林劍狀喀斯特進(jìn)行對(duì)比的只有馬達(dá)加斯加貝馬拉哈自然保護(hù)區(qū)等4處劍狀喀斯特地貌，并且云南石林劍狀喀斯特在地貌形態(tài)、演變機(jī)制、區(qū)域構(gòu)造地位、發(fā)育歷史及過(guò)程、氣候條件等方面具有獨(dú)特性。針對(duì)這些特點(diǎn)，為了在旅游開(kāi)發(fā)的同時(shí)保護(hù)好這類珍貴的自然遺產(chǎn)，提出幾點(diǎn)建立健全保護(hù)機(jī)制、合理進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及優(yōu)化游客管理等方面的建議。

云南石林； 喀斯特地貌； 演變機(jī)制； 對(duì)比研究； 保護(hù)開(kāi)發(fā)

喀斯特地貌在全球分布廣泛，世界上不少喀斯特地貌具有極高的科學(xué)和美學(xué)價(jià)值，不僅成為著名的旅游目的地，還被列入世界自然遺產(chǎn)名錄。本文通過(guò)分析云南石林劍狀喀斯特景觀特征、發(fā)育與演化機(jī)制及構(gòu)造抬升機(jī)制，以便為合理進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及優(yōu)化游客管理等方面提供依據(jù)。

1 云南石林喀斯特分析

1.1 喀斯特景觀特征

在全球范圍內(nèi)分布著許多形態(tài)各異的喀斯特地貌，但是云南石林卻是喀斯特地貌中的一個(gè)精華區(qū)域。在350 km2的區(qū)域內(nèi)，石林與其他喀斯特地貌成分如石牙、溶丘、洼地、湖泊、河流、瀑布、洞穴等一起發(fā)育并構(gòu)成了各種高原喀斯特地貌類型[1- 5]。云南石林是劍狀喀斯特的典型代表，但具體形態(tài)上卻比單一的劍狀喀斯特更為豐富多彩。由圖1可見(jiàn)，宏觀形態(tài)上，擁有劍狀、柱狀、塔狀、蘑菇狀的柱狀類型；在微觀形態(tài)上，發(fā)育著溶溝、溶痕、溶紋、溶窩等[6- 10]。這些微觀形態(tài)在不同的巖性中截然不同，茅口組(P1m)純灰?guī)r的表面溶痕，細(xì)膩平滑、齊整密集；棲霞組(P1q)白云質(zhì)灰?guī)r的表面溶痕，較為雜亂無(wú)章，粗糙且凹凸不平，這些喀斯特形態(tài)在全球的喀斯特形態(tài)中是獨(dú)一無(wú)二的。

圖1 石林單體形態(tài)和表面形態(tài)

1.2 發(fā)育與演化機(jī)制

云南石林地貌是在一塊有明確地理界線的喀斯特區(qū)域內(nèi)，由于地質(zhì)、氣候、水文條件的有利結(jié)合，經(jīng)長(zhǎng)期演化而形成的一種喀斯特地貌組合[2]。石林喀斯特演化過(guò)程中既包括化學(xué)溶蝕、機(jī)械沖蝕和生物溶蝕作用，也反映了土下溶蝕與地表溶蝕的相互關(guān)系和對(duì)石林地貌的貢獻(xiàn)。形成機(jī)理上，起初巖石受到地球內(nèi)力的擠壓從而發(fā)生破裂，并產(chǎn)生兩組以上的垂直節(jié)理，將區(qū)域內(nèi)的石灰?guī)r不斷地分割至“網(wǎng)格狀”；此后，地表和地下水沿著節(jié)理面不斷地往下溶蝕將破裂面擴(kuò)大加深；伴隨著地面的抬升，形態(tài)各異的石柱被剝離出來(lái)成就了石林。

該地區(qū)地面出露的石峰及石柱等形態(tài)是地殼持續(xù)抬升作用下，地表與地下溶蝕、面狀與線狀溶蝕、頂部蝕低與基部加深加寬溶蝕的綜合結(jié)果[3]。其中，地表與土下溶蝕對(duì)石林的演化作用最為突出，土下溶蝕從兩方面對(duì)石林演化產(chǎn)生影響：一方面巖石節(jié)理面里的土蝕作用使石柱分割、石牙的高度增加，且有利于以后地下水的流通；另一方面在地勢(shì)較為低洼的區(qū)域，地下水匯集并快速的溶蝕著石灰?guī)r，進(jìn)而發(fā)育出體量密集、形體高大的石柱。地表的侵蝕和溶蝕，主要是石柱出露后的作用，在大氣降水、藤本植物及藻類的作用下，一是削低石柱高度，二是形成石柱表面的微觀形態(tài)，三是改變石柱表面的顏色。

1.3 構(gòu)造抬升機(jī)制及發(fā)育歷史分析

現(xiàn)今的云南石林立于中國(guó)第二階梯——滇東高原面上，但在早二疊世(距今2.7億年)以及更早的早古生代時(shí)期為海相環(huán)境，從而形成了厚達(dá)幾百米的碳酸鹽巖。從中二疊世末期(距今2.6億年)起，石林地區(qū)逐漸從海洋環(huán)境脫離并過(guò)渡到現(xiàn)今的高原環(huán)境[4]。在漫長(zhǎng)而持續(xù)的抬升過(guò)程中，發(fā)育石林的碳酸鹽巖地層始終保持了近水平的狀態(tài)。尤其晚第三紀(jì)以來(lái)，受喜馬拉雅造山運(yùn)動(dòng)的影響，石林周邊地區(qū)的地層普遍褶皺，如在石林盆地的西側(cè)就可見(jiàn)到下第三系卷入了褶皺。而石林地區(qū)由于其特殊的構(gòu)造位置，如同處在“臺(tái)風(fēng)眼”，地層得以保持了近水平狀態(tài)。因而石林地區(qū)代表了云貴高原隆升過(guò)程中獨(dú)特而典型的陸內(nèi)地塊垂直抬升運(yùn)動(dòng)方式。

云南石林地貌發(fā)育歷史始于2.6億年前的中二疊世末期，而最年輕的石林還正在形成[11]。這2億多年的時(shí)間里石林的演化極為復(fù)雜(表1)，這里的石林幾乎都經(jīng)歷了2次被覆蓋及2次再出露的過(guò)程[5]。2次被覆蓋分別是被晚二疊世末期的玄武巖覆蓋和被早第三紀(jì)古湖沉積物覆蓋。雖然2次被覆蓋，但在持續(xù)的地殼抬升作用下被覆蓋的古石林又2次出露地表，從而呈現(xiàn)“四世同堂”的石林景象，這樣的演化發(fā)育機(jī)制是全球獨(dú)一無(wú)二的。

碳酸鹽巖經(jīng)溶蝕則形成喀斯特地貌，在地質(zhì)歷史時(shí)期，世界許多地區(qū)也許發(fā)育過(guò)類似石林的地貌，但由于巖石的可溶性，這些地貌經(jīng)一定時(shí)期的溶蝕，便逐漸消失，很難保留下來(lái)。正是云南石林獨(dú)特的發(fā)育歷史不同于世界上著名的劍狀喀斯特地貌，大都是第三紀(jì)、甚至第四紀(jì)以來(lái)的產(chǎn)物，由于有玄武巖和紅層的覆蓋，使得二疊世時(shí)期的古石林地貌得以保存和再現(xiàn)[12]。此外，發(fā)育石林地貌的中二疊紀(jì)棲霞組和茅口組灰?guī)r，生物化石極為豐富，局部層位的巖石幾乎完全由生物碎屑組成。研究表明，其豐富的筳類、珊瑚類、腕足類、頭足類化石具有大區(qū)域?qū)Ρ鹊牡湫鸵饬x，也是地球生命演化的重要記錄[6]。

2 世界石林喀斯特地貌對(duì)比

2.1 對(duì)比原則

為了更好地將云南石林喀斯特進(jìn)行全球?qū)Ρ确治?，確立以下3條對(duì)比原則。1)石林喀斯特地貌的對(duì)比研究只限于與發(fā)育于碳酸鹽巖中的類似劍狀相比較，而不包括發(fā)育于其他巖類中的“假喀斯特”地貌，如在砂巖中發(fā)育的“碎屑喀斯特”以及發(fā)育泥巖中發(fā)育的“黃土喀斯特”等[7]，否則容易產(chǎn)生概念上的混淆，使喀斯特?cái)U(kuò)大化，不利于真正意義上的喀斯特地貌研究和對(duì)比。2)喀斯特地貌在空間分布上的一個(gè)顯著特點(diǎn)是具有地表和地下的“二元結(jié)構(gòu)”，地下部分以溶洞為代表，已形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的體系和研究領(lǐng)域。而石林屬于地表喀斯特，因而此對(duì)比研究不包括地下喀斯特。3)全球喀斯特地貌類型非常豐富，這里只將高大的碳酸鹽巖溶柱密集組合、呈林狀分布的地區(qū)相比較，而不包括像“峰叢”“峰林”等這樣已有確切定義和明顯差異的喀斯特地貌。

2.2 全球喀斯特分布狀況

全球喀斯特地區(qū)的面積約占陸地面積的12%，即約2 000萬(wàn)km2，遍布世界各大洲，尤其集中在地中海地區(qū)、歐洲東部、東南亞、中國(guó)南方、美國(guó)東南部，加勒比海地區(qū)等[8]。其中不少喀斯特區(qū)域被聯(lián)合國(guó)世界遺產(chǎn)委員會(huì)列入世界自然遺產(chǎn)名錄。

表1 云南石林演化階段及特征

2.3 世界上劍狀喀斯特地貌的分布及其特征

石林喀斯特地貌是地質(zhì)、氣候、水文、生物等多種有利條件綜合形成的特殊喀斯特形態(tài)[9]。由于形成條件較苛刻，因此世界上真正意義的石林喀斯特地貌很少，只在熱帶、亞熱帶的極少數(shù)地區(qū)發(fā)育。從地理位置分布狀況分析，全球的劍狀喀斯特基本可以分為兩種類型：一種是類似于云南石林的“大陸劍狀喀斯特”(表2)；另一種是以馬達(dá)加斯加地區(qū)以及馬來(lái)西亞穆魯?shù)貐^(qū)為代表的“熱帶島嶼劍狀喀斯特”(表3)。

表2 世界其他地區(qū)大陸劍狀喀斯特地貌分布及特征

從以上分析可看出，在全球范圍內(nèi)雖然喀斯特地貌發(fā)育廣泛，但在形態(tài)上能與云南石林喀斯特進(jìn)行對(duì)比的只有馬達(dá)加斯加貝馬拉哈自然保護(hù)區(qū)等4個(gè)著名的熱帶島嶼石林喀斯特。這4個(gè)喀斯特區(qū)域位于島嶼環(huán)境，分布于熱帶地區(qū)，石林喀斯特發(fā)育年代較為年輕且為第三紀(jì)，劍狀喀斯特的成因相對(duì)簡(jiǎn)單，主要由充沛雨水的地表溶蝕作用形成，且不同于世界上其他地區(qū)的石林。云南石林位于大陸內(nèi)部高原地區(qū)，形成演化自2.7億年前開(kāi)始，經(jīng)歷4個(gè)主要發(fā)育時(shí)期；由于先后被玄武巖和紅層覆蓋，古喀斯特地貌被保留并再次出露；云南石林石柱形態(tài)主要由地下水的土下溶蝕作用而成；石林的形態(tài)除典型劍狀喀斯特外，還有柱狀、針狀、塔狀、蘑菇狀，不規(guī)則狀等，具有其獨(dú)特的自然美；在氣候上，云南石林是在亞熱帶季風(fēng)氣候條件下形成的高原喀斯特生態(tài)系統(tǒng)。這些在地貌形態(tài)、演變機(jī)制、區(qū)域構(gòu)造地位、發(fā)育歷史及過(guò)程、氣候條件等方面的獨(dú)特性，注定了云南石林喀斯特景觀的脆弱性，在旅游開(kāi)發(fā)時(shí)極易受到不可逆轉(zhuǎn)的破壞。

表3 熱帶島嶼劍狀喀斯特及特征

3 保護(hù)及開(kāi)發(fā)建議

3.1 建立健全保護(hù)機(jī)制

云南石林喀斯特已于2007年列入世界自然遺產(chǎn)名錄，并設(shè)有核心區(qū)、緩沖區(qū)。但這些區(qū)域被農(nóng)村所包圍，而石林石柱結(jié)構(gòu)的特殊性使得周邊農(nóng)民在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下，拆毀石林石柱，造成無(wú)法彌補(bǔ)的損失。同時(shí)，為了獲得更多的土地進(jìn)行耕種，一些農(nóng)民在保護(hù)區(qū)內(nèi)隨意開(kāi)荒，對(duì)區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)等自然條件造成了較嚴(yán)重的破壞。針對(duì)這些情況，不僅要遏制這一趨勢(shì)，還要從根本上解決問(wèn)題。對(duì)此，提出以下幾條建議：制定相關(guān)的保護(hù)法律法規(guī)，做到石林遺產(chǎn)地保護(hù)有法可依，同時(shí)加強(qiáng)宣傳；在保護(hù)區(qū)邊界醒目的區(qū)域豎立保護(hù)宣傳標(biāo)識(shí)，并加強(qiáng)相關(guān)保護(hù)隊(duì)伍建設(shè)；著力幫助保護(hù)區(qū)周邊的農(nóng)民提高收入和生活水平，在石林景區(qū)建設(shè)及維護(hù)中盡可能的聘用附近農(nóng)民，以解決其就業(yè)及收入問(wèn)題。

3.2 合理規(guī)劃旅游基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

云南石林喀斯特景觀由于其獨(dú)特的美學(xué)價(jià)值，同時(shí)又具有世界自然遺產(chǎn)、世界地質(zhì)公園、國(guó)家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)等影響力巨大的品牌，吸引著國(guó)內(nèi)外的游客，景區(qū)游覽觀光人數(shù)從1999年的100萬(wàn)增至2005年的400萬(wàn)，尤其是2015年國(guó)慶黃金周，日均游客人數(shù)達(dá)到2.5萬(wàn)，游客人數(shù)的迅速增長(zhǎng)給云南石林喀斯特景區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)沉重的壓力。因此，為了保護(hù)云南石林喀斯特景觀，合理的開(kāi)發(fā)石林旅游資源，結(jié)合云南石林喀斯特景觀特征，在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題。在游線規(guī)劃上，應(yīng)充分利用區(qū)域內(nèi)的溶蝕廊道，盡可能少地破壞石林石柱；在建筑選材上，應(yīng)選擇與石林景觀相協(xié)調(diào)的材料；在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分分析區(qū)域內(nèi)獨(dú)特的水文地質(zhì)環(huán)境，維持石林發(fā)育演化的自然環(huán)境；在綠化過(guò)程中，應(yīng)選取鄉(xiāng)土物種，以避免外來(lái)物種的過(guò)度繁殖對(duì)石林景觀造成破壞。

3.3 優(yōu)化游客管理

雖然旅游資源具有永續(xù)性的特點(diǎn)，但形成于水，考驗(yàn)于火，2次被掩埋，2次再出露的云南石林喀斯特卻經(jīng)不起每年眾多不文明游客的破壞行為。云南石林喀斯特巖柱是由棲霞組和茅口組碳酸鹽巖組成，里面含有大量海百合、螺類及腕足類化石，然而許多游客在好奇心的驅(qū)使下，常做出敲擊化石的行為，此外還有不少游客在石柱上胡亂刻字。因此，優(yōu)化游客管理刻不容緩。在此，提出以下幾點(diǎn)建議。首先因?yàn)樵颇鲜挚λ固鼐皡^(qū)的游客80%以上為團(tuán)隊(duì)游客，所以需要加強(qiáng)導(dǎo)游在景觀保護(hù)上的培訓(xùn)；其次針對(duì)游客破壞化石的行為，可以通過(guò)發(fā)放科普手冊(cè)、樹(shù)立科普宣傳欄等手段介紹石林的古生物化石；最后建立健全保護(hù)機(jī)制，一方面建設(shè)保護(hù)巡邏隊(duì)伍，另一方面將記錄不文明游客黑名單。

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(責(zé)任編輯：張瑞麟)

2016- 10- 11

劉春林(1991—)，男，江西贛州人，碩士研究生，從事旅游地質(zhì)資源開(kāi)發(fā)方面研究工作，E- mail：512408766@qq.com。

10.16178/j.issn.0528- 9017.20170312

P56；X24

A

0528- 9017(2017)03- 0403- 04

文獻(xiàn)著錄格式：劉春林. 云南石林喀斯特全球?qū)Ρ燃氨Ｗo(hù)開(kāi)發(fā)建議[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58(3)：403- 406，411.