云南石林喀斯特全球對比及保護開發建議

劉春林

(昆明理工大學 國土資源工程學院，云南 昆明 650000)

云南石林喀斯特全球對比及保護開發建議

劉春林

(昆明理工大學 國土資源工程學院，云南 昆明 650000)

通過分析云南石林劍狀喀斯特景觀特征、發育與演化機制及構造抬升機制，根據確立的3條對比原則，將云南石林劍狀喀斯特與世界上其他地區的劍狀喀斯特進行對比分析，發現全球范圍內具有可與云南石林劍狀喀斯特進行對比的只有馬達加斯加貝馬拉哈自然保護區等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、演變機制、區域構造地位、發育歷史及過程、氣候條件等方面具有獨特性。針對這些特點，為了在旅游開發的同時保護好這類珍貴的自然遺產，提出幾點建立健全保護機制、合理進行基礎設施建設以及優化游客管理等方面的建議。

云南石林； 喀斯特地貌； 演變機制； 對比研究； 保護開發

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和美學價值，不僅成為著名的旅游目的地，還被列入世界自然遺產名錄。本文通過分析云南石林劍狀喀斯特景觀特征、發育與演化機制及構造抬升機制，以便為合理進行基礎設施建設及優化游客管理等方面提供依據。

1 云南石林喀斯特分析

1.1 喀斯特景觀特征

在全球范圍內分布著許多形態各異的喀斯特地貌，但是云南石林卻是喀斯特地貌中的一個精華區域。在350 km2的區域內，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、洞穴等一起發育并構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，但具體形態上卻比單一的劍狀喀斯特更為豐富多彩。由圖1可見，宏觀形態上，擁有劍狀、柱狀、塔狀、蘑菇狀的柱狀類型；在微觀形態上，發育著溶溝、溶痕、溶紋、溶窩等[6- 10]。這些微觀形態在不同的巖性中截然不同，茅口組(P1m)純灰巖的表面溶痕，細膩平滑、齊整密集；棲霞組(P1q)白云質灰巖的表面溶痕，較為雜亂無章，粗糙且凹凸不平，這些喀斯特形態在全球的喀斯特形態中是獨一無二的。

圖1 石林單體形態和表面形態

1.2 發育與演化機制

云南石林地貌是在一塊有明確地理界線的喀斯特區域內，由于地質、氣候、水文條件的有利結合，經長期演化而形成的一種喀斯特地貌組合[2]。石林喀斯特演化過程中既包括化學溶蝕、機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系和對石林地貌的貢獻。形成機理上，起初巖石受到地球內力的擠壓從而發生破裂，并產生兩組以上的垂直節理，將區域內的石灰巖不斷地分割至“網格狀”；此后，地表和地下水沿著節理面不斷地往下溶蝕將破裂面擴大加深；伴隨著地面的抬升，形態各異的石柱被剝離出來成就了石林。

該地區地面出露的石峰及石柱等形態是地殼持續抬升作用下，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果[3]。其中，地表與土下溶蝕對石林的演化作用最為突出，土下溶蝕從兩方面對石林演化產生影響：一方面巖石節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；另一方面在地勢較為低洼的區域，地下水匯集并快速的溶蝕著石灰巖，進而發育出體量密集、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，三是改變石柱表面的顏色。

1.3 構造抬升機制及發育歷史分析

現今的云南石林立于中國第二階梯——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期為海相環境，從而形成了厚達幾百米的碳酸鹽巖。從中二疊世末期(距今2.6億年)起，石林地區逐漸從海洋環境脫離并過渡到現今的高原環境[4]。在漫長而持續的抬升過程中，發育石林的碳酸鹽巖地層始終保持了近水平的狀態。尤其晚第三紀以來，受喜馬拉雅造山運動的影響，石林周邊地區的地層普遍褶皺，如在石林盆地的西側就可見到下第三系卷入了褶皺。而石林地區由于其特殊的構造位置，如同處在“臺風眼”，地層得以保持了近水平狀態。因而石林地區代表了云貴高原隆升過程中獨特而典型的陸內地塊垂直抬升運動方式。

云南石林地貌發育歷史始于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2億多年的時間里石林的演化極為復雜(表1)，這里的石林幾乎都經歷了2次被覆蓋及2次再出露的過程[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古湖沉積物覆蓋。雖然2次被覆蓋，但在持續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“四世同堂”的石林景象，這樣的演化發育機制是全球獨一無二的。

碳酸鹽巖經溶蝕則形成喀斯特地貌，在地質歷史時期，世界許多地區也許發育過類似石林的地貌，但由于巖石的可溶性，這些地貌經一定時期的溶蝕，便逐漸消失，很難保留下來。正是云南石林獨特的發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、甚至第四紀以來的產物，由于有玄武巖和紅層的覆蓋，使得二疊世時期的古石林地貌得以保存和再現[12]。此外，發育石林地貌的中二疊紀棲霞組和茅口組灰巖，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域對比的典型意義，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比

2.1 對比原則

為了更好地將云南石林喀斯特進行全球對比分析，確立以下3條對比原則。1)石林喀斯特地貌的對比研究只限于與發育于碳酸鹽巖中的類似劍狀相比較，而不包括發育于其他巖類中的“假喀斯特”地貌，如在砂巖中發育的“碎屑喀斯特”以及發育泥巖中發育的“黃土喀斯特”等[7]，否則容易產生概念上的混淆，使喀斯特擴大化，不利于真正意義上的喀斯特地貌研究和對比。2)喀斯特地貌在空間分布上的一個顯著特點是具有地表和地下的“二元結構”，地下部分以溶洞為代表，已形成一個相對獨立的體系和研究領域。而石林屬于地表喀斯特，因而此對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

全球喀斯特地區的面積約占陸地面積的12%，即約2 000萬km2，遍布世界各大洲，尤其集中在地中海地區、歐洲東部、東南亞、中國南方、美國東南部，加勒比海地區等[8]。其中不少喀斯特區域被聯合國世界遺產委員會列入世界自然遺產名錄。

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、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[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、亞熱帶的極少數地區發育。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)；另一種是以馬達加斯加地區以及馬來西亞穆魯地區為代表的“熱帶島嶼劍狀喀斯特”(表3)。

表2 世界其他地區大陸劍狀喀斯特地貌分布及特征

從以上分析可看出，在全球范圍內雖然喀斯特地貌發育廣泛，但在形態上能與云南石林喀斯特進行對比的只有馬達加斯加貝馬拉哈自然保護區等4個著名的熱帶島嶼石林喀斯特。這4個喀斯特區域位于島嶼環境，分布于熱帶地區，石林喀斯特發育年代較為年輕且為第三紀，劍狀喀斯特的成因相對簡單，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的石林。云南石林位于大陸內部高原地區，形成演化自2.7億年前開始，經歷4個主要發育時期；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；云南石林石柱形態主要由地下水的土下溶蝕作用而成；石林的形態除典型劍狀喀斯特外，還有柱狀、針狀、塔狀、蘑菇狀，不規則狀等，具有其獨特的自然美；在氣候上，云南石林是在亞熱帶季風氣候條件下形成的高原喀斯特生態系統。這些在地貌形態、演變機制、區域構造地位、發育歷史及過程、氣候條件等方面的獨特性，注定了云南石林喀斯特景觀的脆弱性，在旅游開發時極易受到不可逆轉的破壞。

表3 熱帶島嶼劍狀喀斯特及特征

3 保護及開發建議

3.1 建立健全保護機制

云南石林喀斯特已于2007年列入世界自然遺產名錄，并設有核心區、緩沖區。但這些區域被農村所包圍，而石林石柱結構的特殊性使得周邊農民在經濟利益的驅使下，拆毀石林石柱，造成無法彌補的損失。同時，為了獲得更多的土地進行耕種，一些農民在保護區內隨意開荒，對區域內的水文地質等自然條件造成了較嚴重的破壞。針對這些情況，不僅要遏制這一趨勢，還要從根本上解決問題。對此，提出以下幾條建議：制定相關的保護法律法規，做到石林遺產地保護有法可依，同時加強宣傳；在保護區邊界醒目的區域豎立保護宣傳標識，并加強相關保護隊伍建設；著力幫助保護區周邊的農民提高收入和生活水平，在石林景區建設及維護中盡可能的聘用附近農民，以解決其就業及收入問題。

3.2 合理規劃旅游基礎設施建設

云南石林喀斯特景觀由于其獨特的美學價值，同時又具有世界自然遺產、世界地質公園、國家級風景名勝區等影響力巨大的品牌，吸引著國內外的游客，景區游覽觀光人數從1999年的100萬增至2005年的400萬，尤其是2015年國慶黃金周，日均游客人數達到2.5萬，游客人數的迅速增長給云南石林喀斯特景區的基礎設施帶來沉重的壓力。因此，為了保護云南石林喀斯特景觀，合理的開發石林旅游資源，結合云南石林喀斯特景觀特征，在進行基礎設施建設時應注意以下幾個問題。在游線規劃上，應充分利用區域內的溶蝕廊道，盡可能少地破壞石林石柱；在建筑選材上，應選擇與石林景觀相協調的材料；在規劃設計中，應充分分析區域內獨特的水文地質環境，維持石林發育演化的自然環境；在綠化過程中，應選取鄉土物種，以避免外來物種的過度繁殖對石林景觀造成破壞。

3.3 優化游客管理

雖然旅游資源具有永續性的特點，但形成于水，考驗于火，2次被掩埋，2次再出露的云南石林喀斯特卻經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，優化游客管理刻不容緩。在此，提出以下幾點建議。首先因為云南石林喀斯特景區的游客80%以上為團隊游客，所以需要加強導游在景觀保護上的培訓；其次針對游客破壞化石的行為，可以通過發放科普手冊、樹立科普宣傳欄等手段介紹石林的古生物化石；最后建立健全保護機制，一方面建設保護巡邏隊伍，另一方面將記錄不文明游客黑名單。

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(責任編輯：張瑞麟)

2016- 10- 11

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

10.16178/j.issn.0528- 9017.20170312

P56；X24

A

0528- 9017(2017)03- 0403- 04

文獻著錄格式：劉春林. 云南石林喀斯特全球對比及保護開發建議[J].浙江農業科學，2017，58(3)：403- 406，411.