郭純青 鄧歡
(桂林工學院資環系，桂林541004)

1 引言

　　我們必須認識到地球的承載力是有限的。人類社會與地球的各層圈之間在一定程度上應處于協調發展。當今世界各國工業化進程給環境帶來巨大的壓力，局部地區（特別是巖溶地區）已大大超過環境的承載力，從而引發了水資源危機和環境災難。可持續發展的核心是人與地球安全、協調、共容、共生。

2 中國巖溶區水資源與環境可持續發展的主題

　　巖溶地域水資源豐富，但生態脆弱，環境大多惡劣，為具有一定特殊性的人類生存區。中國巖溶地域面積約344×104km2（含埋藏在非可溶巖之下者）；按碳酸鹽巖地層出露的面積計，為206×104km2；按碳酸鹽巖出露面積計，有90.7×104km2；后者為急待開發治理的重要國土單元。
　　巖溶地區是一種適于水資源開發的區域。由于巖溶地區地表地下多具雙層或多重結構，有成土條件差，水資源漏失，水土分離，土壤瘠薄，地質災害與污染易發、多發等特點。早在1983年5月美國科學促進會年會，已正式把巖溶環境列為與沙漠邊緣地區一樣的脆弱環境，并引起各國政府和環境科學家的重視。
　　因封閉性、民俗性，難達性、脆弱性和邊遠性，巖溶地區最貧困地區是裸露型（半裸露型）巖溶石山區，也就是基巖大面積裸露的峰叢洼地區。中國西南巖溶石山區，巖溶強烈發育，地表水缺失，地下水快速流失；因生態失調，這里缺土、缺水、缺柴、缺糧、缺錢、戲稱為金、木、水、火、土五行具缺，是人類生存環境十分困難的地方。在自然條件下，巖溶石山區大多是生物多樣性較豐富，"水-土系統"十分脆弱的地區；由于地區經濟、文化相對落后，環境保護和建設工作薄弱，人類經濟、社會活動造成的環境惡化、水土流失、生態退化現象日益突出。
　　因此，中國巖溶地區水資源與可持續發展的主題是：
　　2.1 在研究巖溶地區水資源與環境的自然脆弱性和承災易損性與人類各項活動破壞強度大和制約程度高的基礎上，把握系統功能不守恒定律，選擇不同尺度（大尺度思辨、研究，對比，小尺度調查、實驗、建模）；確定巖溶地區水資源與環境可持續發展的理論模式；提出巖溶多重介質環境的概念。
　　2.2 規范人類各項社會活動的行為，加強水資源危機和巖溶災害應急及應急系統工程的研究，加強安全文化體系的建設（含環境文化、生態文化、資源文化、綠色文化等）；以人類為主體，以地球四圈為主要對象，以"人地系統"為重心，致力于自然科學、社會科學、人文科學等多學科的相交、相融、相成，研究和探討巖溶地區面臨的水資源與環境等方面的重大安全問題。
　　2.3 探尋巖溶水資源合理開發利用的指標體系及實施方法（含水資源科學及其方法論體系和技術預警體系等），落實生態環境保護建設和減災、防災、無害的奮斗目標。
　　2.4 巖溶地區（特別是巖溶石山區）性質獨特，地球系統科學機理深奧，是水資源利用、環境保護問題復雜而深刻的典型。對其研究應從其"水-土系統"脆弱性和承災易損性入手，量化脆弱度和承災力；系統思辨，實踐致知，發展為本；拓寬巖溶地區水資源與環境開發與保護的內涵。

3 中國巖溶區水資源與環境可持續發展研究工作的思路和特點

　　中國巖溶區水資源與環境可持續發展研究工作的思路和特點是綜羅百科，廣博微精。研究從宏觀、中觀、微觀三個層次進行。針對以往研究工作的薄弱環節，強調向六個方面的轉化和深入研究。
　　3.1 在宏觀層次上，對中國巖溶地區水資源與環境可持續發展的研究主要表現為整體化、高度數學化和近代高新技術應用一體化，以大尺度范圍強化研究的抽象性、普遍性、特殊性和統一性。
　　3.2 從定性研究向定量轉化和深入。對巖溶水的"源"（補給域、補給量和補給方式）、"流"（巖溶水的有機循環與無機循環）、"場"（鈣通量轉移與巖溶空隙的建造與改造及水化學、水動力和水溫度場的分布）、"蓄"（水資源生成條件、轉換過程和巖溶空隙空間體）、"排"（泉流、地下河流、潛流、人工開采等）加強定量分析，取得準確、可靠的資源數據和環境資料和信息。
　　3.3 在中觀層次上，從靜態研究向動態研究轉化與深入。加長時間序列，長期定位監測及RS圖像資料解譯，分析水資源動態變化，圈定水資源富集區；研究區域主要含水層系統類型，水資源量與質的轉化，環境質量和災變的動態過程。
　　3.4 在微觀層次上，加強室內室外模擬、實驗、分析。對巖溶介質空隙空間形態、組構類型、其內水流運移機理及巖溶化過程中生物物理化學等作用的臨界轉換與合成的時空界面進行重點研究。
　　3.5 從單一學科研究向綜合集成研究轉化和深入。在巖溶地區內，對涉及水資源與環境相關的難點和疑點問題，要進行多學科聯合攻關，綜合集成研究論證。
　　3.6 從地域研究向地球系統（全球變化）相聯系上轉化和深入。從整體上研究巖溶系統周界形成演化、水資源產生與消耗、環境變遷和特有的巖溶含水層系統對全球變化的影響和響應。
　　為此，水資源與環境可持續發展應將地球系統科學作為規劃與對策的科學基礎，從滿足其可持續發展面臨的緊迫問題和遠期戰略兩大方面著手進行當前任務和基礎理論研究。其特點是：
　　3.6.1 巖溶地區水資源與環境可持續發展的核心是人與地球巖溶地區相容共生。在指導思想上，要全面改變科學研究相當一個時期存在的偏重追隨模仿的傾向，加強自主創新意識，化被動為主動。
　　3.6.2 以地球系統科學為理論指導，在繼承傳統研究方法的基礎上，將系統科學和探索復雜性的非線性科學理論有機地結合起來，充分發揮中國巖溶地域獨特的優越條件，走具中國特色的巖溶水資源與環境可持續發展之路。
　　3.6.3 提倡巖溶水資源與環境科學研究與高新技術、新方法相融合，特別注意我國科學工作者提出的新技術、新方法和新理論的引用，加強自然科學之間、自然科學和社會科學之間的學科交叉，同時更要強調野外實地考監測與室內模擬實驗、測試并重，宏觀、中觀、微觀并重，不可偏廢。

4 中國巖溶區水資源與環境可持續發展的重大理論與技術攻關課題

　　從系統的角度，我們認為應從以下7個方面來考慮中國巖溶區水資源與環境可持續發展的重大理論與技術攻關課題。
　　4.1 中國巖溶區水資源評估與合理開發。重點研究區內巖溶水資源的時空組合與分布關系、層次性和環境效應等，為水資源合理安全開發利用和配置與經濟建設布局打下基礎。
　　4.2 中國巖溶區水環境綜合治理與保護。主要涉及旱澇災害、生態惡化與石漠化、巖溶地面塌陷、城市污水和固體廢棄物處理、水庫滲漏和庫區浸沒災害、巖體崩塌、地表地下水體污染與含水層除污治理、礦坑隧道水患、地面開裂、水資源衰竭及特殊地球化學環境下產生的水體危害等問題。
　　4.3 巖溶區域水資源可持續發展研究。包括對晉陜蒙能源基地、烏江渡水電站、紅水河梯級開發，南水北調工程，六盤水煤炭基地，珠江流域開發與建設、長江流域經濟帶及城市供水等重要問題加以論述。
　　4.4 巖溶石山區"水-土系統"脆弱性防治與生態農業持續發展試驗研究。含"水-土系統"脆弱性成因的理論模式、脆弱性和承災易損性的因果關系與類型劃分，生態農業的水資源與環境的生產力和恢復力、生態農業發展和利用戰略等。
　　4.5 中國巖溶區水資源與環境可持續發展的安全文化體系建立。主要研究內容有：理論模式研究，指標體系及實施方法，水資源與安全文化建設等。
　　4.6 中國巖溶區水資源與環境基礎信息系統的建立。主要包括有關水資源與環境指標體系數據庫。
　　4.7 中國巖溶區水資源應急系統的確定與建立。該系統應包括水資源預測、應急人力、物力與技術儲備，水資源危機處理與救護機制，有關理論、政策，實用技術方法研究四大部分。
　　針對中國巖溶區水資源與環境面臨的重大科學問題，開展如下相應的，具有基礎性、戰略性、前瞻性、綜合性的專題研究：
　　4.7.1 中國巖溶區水資源綜合利用戰略研究，
　　4.7.2 巖溶區地表地下水資源開發的地質環境效應，
　　4.7.3 復雜巖溶介質空隙空間體系水流運移的非線性理論與方法研究，
　　4.7.4 巖溶區流域水能資源開發及重大工程建設的環境效應，
　　4.7.5 巖溶地下河系時空分布定位、水資源開發與災害防治，
　　4.7.6 巖溶區水資源類型劃分，開發、利用集成規劃理論研究，
　　4.7.7 巖溶區水資源與環境綜合評價和防災預測的"3S"技術，
　　4.7.8 巖溶石山區水文過程與水資源變化，
　　4.7.9 巖溶區水資源承載力評價指標體系，
　　4.7.10 巖溶區河流保護與管理，
　　4.7.11 巖溶水資源綜合評價、管理與可持續發展方略，
　　4.7.12 巖溶區雨水集蓄、地表水攔蓄、地下水提蓄工程與環境效應。

5 結語

　　中國巖溶區水資源合理開發與環境有效保護是其可持續發展的根本。縱觀古今中外地區發展史，不難發現，沒有良好的水資源與環境的利用和保護的基礎設施、政策和文化觀念，就不可能有該地區的繁榮與持續發展，特別是在當代，地區水資源與環境合理利用、保護和建設的作用就更加重要。