郭純青 鄧歡
(桂林工學(xué)院資環(huán)系，桂林541004)

1 引言

　　我們必須認(rèn)識(shí)到地球的承載力是有限的。人類社會(huì)與地球的各層圈之間在一定程度上應(yīng)處于協(xié)調(diào)發(fā)展。當(dāng)今世界各國(guó)工業(yè)化進(jìn)程給環(huán)境帶來(lái)巨大的壓力，局部地區(qū)（特別是巖溶地區(qū)）已大大超過(guò)環(huán)境的承載力，從而引發(fā)了水資源危機(jī)和環(huán)境災(zāi)難?？沙掷m(xù)發(fā)展的核心是人與地球安全、協(xié)調(diào)、共容、共生。

2 中國(guó)巖溶區(qū)水資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的主題

　　巖溶地域水資源豐富，但生態(tài)脆弱，環(huán)境大多惡劣，為具有一定特殊性的人類生存區(qū)。中國(guó)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(jì)，為206×104km2；按碳酸鹽巖出露面積計(jì)，有90.7×104km2；后者為急待開(kāi)發(fā)治理的重要國(guó)土單元。
　　巖溶地區(qū)是一種適于水資源開(kāi)發(fā)的區(qū)域。由于巖溶地區(qū)地表地下多具雙層或多重結(jié)構(gòu)，有成土條件差，水資源漏失，水土分離，土壤瘠薄，地質(zhì)災(zāi)害與污染易發(fā)、多發(fā)等特點(diǎn)。早在1983年5月美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)年會(huì)，已正式把巖溶環(huán)境列為與沙漠邊緣地區(qū)一樣的脆弱環(huán)境，并引起各國(guó)政府和環(huán)境科學(xué)家的重視。
　　因封閉性、民俗性，難達(dá)性、脆弱性和邊遠(yuǎn)性，巖溶地區(qū)最貧困地區(qū)是裸露型（半裸露型）巖溶石山區(qū)，也就是基巖大面積裸露的峰叢洼地區(qū)。中國(guó)西南巖溶石山區(qū)，巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，地表水缺失，地下水快速流失；因生態(tài)失調(diào)，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(huán)境十分困難的地方。在自然條件下，巖溶石山區(qū)大多是生物多樣性較豐富，"水-土系統(tǒng)"十分脆弱的地區(qū)；由于地區(qū)經(jīng)濟(jì)、文化相對(duì)落后，環(huán)境保護(hù)和建設(shè)工作薄弱，人類經(jīng)濟(jì)、社會(huì)活動(dòng)造成的環(huán)境惡化、水土流失、生態(tài)退化現(xiàn)象日益突出。
　　因此，中國(guó)巖溶地區(qū)水資源與可持續(xù)發(fā)展的主題是：
　　2.1 在研究巖溶地區(qū)水資源與環(huán)境的自然脆弱性和承災(zāi)易損性與人類各項(xiàng)活動(dòng)破壞強(qiáng)度大和制約程度高的基礎(chǔ)上，把握系統(tǒng)功能不守恒定律，選擇不同尺度（大尺度思辨、研究，對(duì)比，小尺度調(diào)查、實(shí)驗(yàn)、建模）；確定巖溶地區(qū)水資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的理論模式；提出巖溶多重介質(zhì)環(huán)境的概念。
　　2.2 規(guī)范人類各項(xiàng)社會(huì)活動(dòng)的行為，加強(qiáng)水資源危機(jī)和巖溶災(zāi)害應(yīng)急及應(yīng)急系統(tǒng)工程的研究，加強(qiáng)安全文化體系的建設(shè)（含環(huán)境文化、生態(tài)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(duì)象，以"人地系統(tǒng)"為重心，致力于自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、人文科學(xué)等多學(xué)科的相交、相融、相成，研究和探討巖溶地區(qū)面臨的水資源與環(huán)境等方面的重大安全問(wèn)題。
　　2.3 探尋巖溶水資源合理開(kāi)發(fā)利用的指標(biāo)體系及實(shí)施方法（含水資源科學(xué)及其方法論體系和技術(shù)預(yù)警體系等），落實(shí)生態(tài)環(huán)境保護(hù)建設(shè)和減災(zāi)、防災(zāi)、無(wú)害的奮斗目標(biāo)。
　　2.4 巖溶地區(qū)（特別是巖溶石山區(qū)）性質(zhì)獨(dú)特，地球系統(tǒng)科學(xué)機(jī)理深?yuàn)W，是水資源利用、環(huán)境保護(hù)問(wèn)題復(fù)雜而深刻的典型。對(duì)其研究應(yīng)從其"水-土系統(tǒng)"脆弱性和承災(zāi)易損性入手，量化脆弱度和承災(zāi)力；系統(tǒng)思辨，實(shí)踐致知，發(fā)展為本；拓寬巖溶地區(qū)水資源與環(huán)境開(kāi)發(fā)與保護(hù)的內(nèi)涵。

3 中國(guó)巖溶區(qū)水資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展研究工作的思路和特點(diǎn)

　　中國(guó)巖溶區(qū)水資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展研究工作的思路和特點(diǎn)是綜羅百科，廣博微精。研究從宏觀、中觀、微觀三個(gè)層次進(jìn)行。針對(duì)以往研究工作的薄弱環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)向六個(gè)方面的轉(zhuǎn)化和深入研究。
　　3.1 在宏觀層次上，對(duì)中國(guó)巖溶地區(qū)水資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的研究主要表現(xiàn)為整體化、高度數(shù)學(xué)化和近代高新技術(shù)應(yīng)用一體化，以大尺度范圍強(qiáng)化研究的抽象性、普遍性、特殊性和統(tǒng)一性。
　　3.2 從定性研究向定量轉(zhuǎn)化和深入。對(duì)巖溶水的"源"（補(bǔ)給域、補(bǔ)給量和補(bǔ)給方式）、"流"（巖溶水的有機(jī)循環(huán)與無(wú)機(jī)循環(huán)）、"場(chǎng)"（鈣通量轉(zhuǎn)移與巖溶空隙的建造與改造及水化學(xué)、水動(dòng)力和水溫度場(chǎng)的分布）、"蓄"（水資源生成條件、轉(zhuǎn)換過(guò)程和巖溶空隙空間體）、"排"（泉流、地下河流、潛流、人工開(kāi)采等）加強(qiáng)定量分析，取得準(zhǔn)確、可靠的資源數(shù)據(jù)和環(huán)境資料和信息。
　　3.3 在中觀層次上，從靜態(tài)研究向動(dòng)態(tài)研究轉(zhuǎn)化與深入。加長(zhǎng)時(shí)間序列，長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)及RS圖像資料解譯，分析水資源動(dòng)態(tài)變化，圈定水資源富集區(qū)；研究區(qū)域主要含水層系統(tǒng)類型，水資源量與質(zhì)的轉(zhuǎn)化，環(huán)境質(zhì)量和災(zāi)變的動(dòng)態(tài)過(guò)程。
　　3.4 在微觀層次上，加強(qiáng)室內(nèi)室外模擬、實(shí)驗(yàn)、分析。對(duì)巖溶介質(zhì)空隙空間形態(tài)、組構(gòu)類型、其內(nèi)水流運(yùn)移機(jī)理及巖溶化過(guò)程中生物物理化學(xué)等作用的臨界轉(zhuǎn)換與合成的時(shí)空界面進(jìn)行重點(diǎn)研究。
　　3.5 從單一學(xué)科研究向綜合集成研究轉(zhuǎn)化和深入。在巖溶地區(qū)內(nèi)，對(duì)涉及水資源與環(huán)境相關(guān)的難點(diǎn)和疑點(diǎn)問(wèn)題，要進(jìn)行多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，綜合集成研究論證。
　　3.6 從地域研究向地球系統(tǒng)（全球變化）相聯(lián)系上轉(zhuǎn)化和深入。從整體上研究巖溶系統(tǒng)周界形成演化、水資源產(chǎn)生與消耗、環(huán)境變遷和特有的巖溶含水層系統(tǒng)對(duì)全球變化的影響和響應(yīng)。
　　為此，水資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展應(yīng)將地球系統(tǒng)科學(xué)作為規(guī)劃與對(duì)策的科學(xué)基礎(chǔ)，從滿足其可持續(xù)發(fā)展面臨的緊迫問(wèn)題和遠(yuǎn)期戰(zhàn)略兩大方面著手進(jìn)行當(dāng)前任務(wù)和基礎(chǔ)理論研究。其特點(diǎn)是：
　　3.6.1 巖溶地區(qū)水資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的核心是人與地球巖溶地區(qū)相容共生。在指導(dǎo)思想上，要全面改變科學(xué)研究相當(dāng)一個(gè)時(shí)期存在的偏重追隨模仿的傾向，加強(qiáng)自主創(chuàng)新意識(shí)，化被動(dòng)為主動(dòng)。
　　3.6.2 以地球系統(tǒng)科學(xué)為理論指導(dǎo)，在繼承傳統(tǒng)研究方法的基礎(chǔ)上，將系統(tǒng)科學(xué)和探索復(fù)雜性的非線性科學(xué)理論有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮中國(guó)巖溶地域獨(dú)特的優(yōu)越條件，走具中國(guó)特色的巖溶水資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展之路。
　　3.6.3 提倡巖溶水資源與環(huán)境科學(xué)研究與高新技術(shù)、新方法相融合，特別注意我國(guó)科學(xué)工作者提出的新技術(shù)、新方法和新理論的引用，加強(qiáng)自然科學(xué)之間、自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)之間的學(xué)科交叉，同時(shí)更要強(qiáng)調(diào)野外實(shí)地考監(jiān)測(cè)與室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)、測(cè)試并重，宏觀、中觀、微觀并重，不可偏廢。

4 中國(guó)巖溶區(qū)水資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重大理論與技術(shù)攻關(guān)課題

　　從系統(tǒng)的角度，我們認(rèn)為應(yīng)從以下7個(gè)方面來(lái)考慮中國(guó)巖溶區(qū)水資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重大理論與技術(shù)攻關(guān)課題。
　　4.1 中國(guó)巖溶區(qū)水資源評(píng)估與合理開(kāi)發(fā)。重點(diǎn)研究區(qū)內(nèi)巖溶水資源的時(shí)空組合與分布關(guān)系、層次性和環(huán)境效應(yīng)等，為水資源合理安全開(kāi)發(fā)利用和配置與經(jīng)濟(jì)建設(shè)布局打下基礎(chǔ)。
　　4.2 中國(guó)巖溶區(qū)水環(huán)境綜合治理與保護(hù)。主要涉及旱澇災(zāi)害、生態(tài)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(kù)滲漏和庫(kù)區(qū)浸沒(méi)災(zāi)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(kāi)裂、水資源衰竭及特殊地球化學(xué)環(huán)境下產(chǎn)生的水體危害等問(wèn)題。
　　4.3 巖溶區(qū)域水資源可持續(xù)發(fā)展研究。包括對(duì)晉陜蒙能源基地、烏江渡水電站、紅水河梯級(jí)開(kāi)發(fā)，南水北調(diào)工程，六盤水煤炭基地，珠江流域開(kāi)發(fā)與建設(shè)、長(zhǎng)江流域經(jīng)濟(jì)帶及城市供水等重要問(wèn)題加以論述。
　　4.4 巖溶石山區(qū)"水-土系統(tǒng)"脆弱性防治與生態(tài)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展試驗(yàn)研究。含"水-土系統(tǒng)"脆弱性成因的理論模式、脆弱性和承災(zāi)易損性的因果關(guān)系與類型劃分，生態(tài)農(nóng)業(yè)的水資源與環(huán)境的生產(chǎn)力和恢復(fù)力、生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展和利用戰(zhàn)略等。
　　4.5 中國(guó)巖溶區(qū)水資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的安全文化體系建立。主要研究?jī)?nèi)容有：理論模式研究，指標(biāo)體系及實(shí)施方法，水資源與安全文化建設(shè)等。
　　4.6 中國(guó)巖溶區(qū)水資源與環(huán)境基礎(chǔ)信息系統(tǒng)的建立。主要包括有關(guān)水資源與環(huán)境指標(biāo)體系數(shù)據(jù)庫(kù)。
　　4.7 中國(guó)巖溶區(qū)水資源應(yīng)急系統(tǒng)的確定與建立。該系統(tǒng)應(yīng)包括水資源預(yù)測(cè)、應(yīng)急人力、物力與技術(shù)儲(chǔ)備，水資源危機(jī)處理與救護(hù)機(jī)制，有關(guān)理論、政策，實(shí)用技術(shù)方法研究四大部分。
　　針對(duì)中國(guó)巖溶區(qū)水資源與環(huán)境面臨的重大科學(xué)問(wèn)題，開(kāi)展如下相應(yīng)的，具有基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、前瞻性、綜合性的專題研究：
　　4.7.1 中國(guó)巖溶區(qū)水資源綜合利用戰(zhàn)略研究，
　　4.7.2 巖溶區(qū)地表地下水資源開(kāi)發(fā)的地質(zhì)環(huán)境效應(yīng)，
　　4.7.3 復(fù)雜巖溶介質(zhì)空隙空間體系水流運(yùn)移的非線性理論與方法研究，
　　4.7.4 巖溶區(qū)流域水能資源開(kāi)發(fā)及重大工程建設(shè)的環(huán)境效應(yīng)，
　　4.7.5 巖溶地下河系時(shí)空分布定位、水資源開(kāi)發(fā)與災(zāi)害防治，
　　4.7.6 巖溶區(qū)水資源類型劃分，開(kāi)發(fā)、利用集成規(guī)劃理論研究，
　　4.7.7 巖溶區(qū)水資源與環(huán)境綜合評(píng)價(jià)和防災(zāi)預(yù)測(cè)的"3S"技術(shù)，
　　4.7.8 巖溶石山區(qū)水文過(guò)程與水資源變化，
　　4.7.9 巖溶區(qū)水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，
　　4.7.10 巖溶區(qū)河流保護(hù)與管理，
　　4.7.11 巖溶水資源綜合評(píng)價(jià)、管理與可持續(xù)發(fā)展方略，
　　4.7.12 巖溶區(qū)雨水集蓄、地表水?dāng)r蓄、地下水提蓄工程與環(huán)境效應(yīng)。

5 結(jié)語(yǔ)

　　中國(guó)巖溶區(qū)水資源合理開(kāi)發(fā)與環(huán)境有效保護(hù)是其可持續(xù)發(fā)展的根本?？v觀古今中外地區(qū)發(fā)展史，不難發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有良好的水資源與環(huán)境的利用和保護(hù)的基礎(chǔ)設(shè)施、政策和文化觀念，就不可能有該地區(qū)的繁榮與持續(xù)發(fā)展，特別是在當(dāng)代，地區(qū)水資源與環(huán)境合理利用、保護(hù)和建設(shè)的作用就更加重要。