贺　卫，李　坡

(1.贵州省山地资源研究所，贵州 贵阳　550001；2.贵州省喀斯特洞穴(旅游)资源开发利用工程技术中心,贵州 贵阳　550001)



贵州喀斯特洞穴资源特征及开发利用

贺卫1,2，李坡1,2

(1.贵州省山地资源研究所，贵州 贵阳550001；2.贵州省喀斯特洞穴(旅游)资源开发利用工程技术中心,贵州 贵阳550001)

摘要：通过对贵州喀斯特洞穴的探测、统计，分析贵州喀斯特洞穴资源的主要资源特征，探讨洞穴在人类居住、旅游活动、空间利用、科学研究、资源开发等5方面的开发利用方式和特点，旨在对贵州喀斯特洞穴的合理开发利用、保护以及其他地区旅游洞穴的可持续发展有所帮助。

关键词：喀斯特洞穴；资源特征；开发利用；贵州省

0引言

洞穴是一种重要的自然资源和地貌类型，具有科学研究、科普教育、历史考古、文化艺术、旅游探险、疗养居住等多方面的价值，是不可再生的国土资源。国际洞穴协会定义洞穴为天然的形成的、超过人体大小的地下空间。在全球范围内，分布着大小各异，形形色色的洞穴，其中以可溶性岩石，特别是碳酸盐岩中形成的喀斯特洞穴数量最多，分布最广，规模最大，是喀斯特地区重要的特色自然资源和典型的地貌形态。

中国是世界上洞穴资源最为丰富的国家，位于中国南方喀斯特区中心区的贵州省，碳酸盐岩分布面积达13万km2,碳酸盐类岩石连续成片，分布面积广，厚度大，占全省国土总面积的73%，具有喀斯特洞穴发育的良好物质基础[1]，并使贵州成为世界上最重要的喀斯特分布区和洞穴重要的发育区，全省除赤水、从江等少数几个县外，其余只要有碳酸盐岩分布的区域均有洞穴发育。根据多年来对贵州洞穴的探测，结合相关统计资料，研究贵州喀斯特洞穴发育特征，开发利用方式，旨在对贵州及其他地区喀斯特洞穴的开发利用与保护有一定的指导和借鉴作用。

1贵州喀斯特洞穴资源特征

洞穴的形成由溶蚀、侵蚀和崩塌作用共同完成，形成的水动力条件主要分为干涸型、暂时性溪流型、干涸——半充水型、干涸——充水型、充水——半充水型、半充水型、浅潜流型和深潜流型[2]。贵州省广泛分布的碳酸盐岩，丰富的降水以及新构造运动的耦合使贵州具有“无山不洞，无洞不奇”的特点，喀斯特洞穴数以万计，并具有遍在性特征，是名符其实的洞穴王国。贵州喀斯特洞穴资源具有如下主要特征。

1.1分布广，数量多，类型全，是贵州遍在性的自然资源

贵州洞穴数量多，分布广，规模大、发育典型、类型齐全、成因复杂。目前，贵州洞穴总体数量仍不清楚。2012～2013年贵州省山地资源研究所对绥阳县的洞穴进行了初步调查显示：绥阳县的洞穴数量有400个以上，加上自20世纪80年代以来，对贵州遵义、毕节、织金、龙里等20余个县的洞穴调查推测，保守估计贵州的洞穴数量至少上万个。在中国十大长洞排名榜上，贵州有5个(表1)。贵州拥有全国第一长洞——绥阳双河洞穴系统长度达186.3km，中国最美洞穴——织金洞，中国著名的地下河——龙宫，第六长洞—正安县麻湾洞，中国最大的洞穴厅堂——紫云的苗厅(面积118 000m2)等著名洞穴。贵州喀斯特洞穴无论数量、规模、类型、观赏性、形成条件、演化过程、研究价值等方面均具有典型性、丰富性和独特性，使贵州成为全球重要的喀斯特洞穴开发利用、探险猎奇及科学研究等绝佳场所。

表1　中国排名前10位的长洞[3]

1.2发育地层广泛，受地质构造控制明显

洞穴发育与地质构造、裂隙的关系明显。在水平岩层和高倾角的岩层内均可形成洞穴，但在缓倾角的岩层内形成的洞穴稳定性较好。受构造裂隙控制，洞穴多沿构造裂隙、节理和层面走向展布，受到地层岩性、地质构造、气候等条件的综合影响，造成各时代的地层上的洞穴发育规模、分布范围以及开发利用保护的情况有所差异。

贵州喀斯特洞穴一般多发育在古生代(寒武、奥陶纪、二叠纪、早三叠世)碳酸盐岩地层内，而在元古宙、古生代早期、中生代晚期等地层中，洞穴发育程度低[4]。洞穴发育地层广泛，时间跨度大，发育岩性多样。贵州喀斯特洞穴在石灰岩和白云岩及过渡类型岩石中均可发育洞穴。特别是过去普遍认为洞穴发育程度不佳的白云岩地层中，近年来不断发现大洞和美丽洞穴(如绥阳双河洞穴系统、松桃潜龙洞等著名洞穴)。

1.3多层次特征突出

第四纪以来，多次间歇性的地壳抬升，不仅造成贵州阶梯状地貌明显，而且也使贵州洞穴普遍具有多层次。在地壳抬升时期，伴随侵蚀基准面下降，地下河下蚀，开辟下层洞穴。而在地壳稳定时期，地下河则以侧蚀作用为主，主要对洞穴进行拓宽改造。多次地壳抬升形成贵州的洞穴具有多层次的特征。表现在各层洞穴之间以竖井或坡度较大的斜洞连通。在贵州峡谷区，规模较大的洞穴，一般都有3～4层洞穴，不同层次的洞道均为垂直或高倾角洞道串连。水平通道形态结构和规模虽然千差万别，但大都具有昔日地下河或潜流洞的性质[5]。如中国第一长洞——绥阳双河洞，是一座多洞口，水旱并存的复杂洞穴系统，有42个洞口，洞穴具有较为明显的层楼状，主要由四层洞穴组成，各层洞穴之间均有竖井或高倾角斜洞相连，且各层次的洞穴与地表河流不同等级阶地可进行对比[6]；世界著名的旅游洞穴织金洞分为4层，各层洞道之间以倾斜洞道连通，各层洞也可与地表河流对应阶地进行对比[7]。

1.4大型洞穴主要发育于河流的近岸伏流带

喀斯特地区的近岸伏流带，为江河两岸的斜坡地带，地貌类型主要为峰丛洼地或峰丛谷地，是地下河发育，地下水动力强的高能量带。由于地壳抬升，河流深切，两岸地表水多沿裂隙或落水洞迅速下渗,表现为地表汇水功能减弱，地表水流系统逐渐解体，而地下汇水功能强烈，地下河发育，并集中向深切河谷中排泄，形成了一些大型洞穴，是长洞、大洞的主要分布区域。如双河洞穴系统即位于芙蓉江上游支流池武溪的右侧近岸伏流带；织金洞位于乌江上游六冲河支流以结河右岸近岸伏流带[7]。

1.5洞穴形态多样，沉积物丰富，造型优美，旅游价值高

洞穴形态是指洞穴通道、洞厅和众多的洞穴支洞在平面、横截面、纵剖面以及三维空间上的组合大形态和在洞壁、洞顶和洞底基岩上，由于流水的溶蚀、侵蚀形成的沟槽、窝穴等小形态[2]。

贵州洞穴形态多样，主要有树枝状、网状、串珠状、圆形或椭园形、矩形、峡谷形、锁孔状、三角形、水平或缓倾、陡倾斜和垂直洞道等大形态，也有天沟、竖槽、边槽、洞底、贝窝、沟槽、流痕、天锅、壁穴、倒石芽和溶沟及溶刺(角石)及巨大洞厅等小形态。

此外，在洞底、洞顶、洞壁上，由于水流的沉积，形成了丰富多彩的次生化学沉积。不仅有重力水沉积类型，也有非重力水形成的沉积，重力水沉积有钟乳石、石笋、石柱、边石坝、石幔、石花、石葡萄、石盾、穴珠；非重力水沉积有卷曲石、石枝等多种形态类型。有的规模宏伟，有的纤细如发，千姿百态、造型奇特别致，拟人拟物，具有较高的观赏价值，是旅游开发的重要资源。

2贵州喀斯特洞穴的开发利用

洞穴是早期人类的栖息地和人类文明的摇篮。长期以来，贵州丰富的洞穴资源在旅游、水资源、仓储，厂房、人防工程、食物保鲜、矿产资源等方面均得到了广泛的开发利用。

2．1旅游开发

洞穴具有与地表完全不同的环境条件，其侵蚀、溶蚀及沉积景观都与地表自然景观迥然不同，特别是洞穴的次生化学沉积景观，类型众多，造型奇特优美，有的高大粗壮，有的纤细如丝，有的雄浑粗犷，有的小巧玲珑，拟人拟物，再加上人们长期以来对地下世界的那份神秘感，使得旅游成为洞穴开发利用最主要方式之一。贵州洞穴旅游主要始于20世纪80年代，以织金洞、黄果树水帘洞、九龙洞等一批洞穴的陆续被发现并对公众开放为标志。特别是以织金洞为主的贵州洞穴图片展在北京获得巨大成功，带来的巨大轰动效应，在贵州掀起了一股洞穴资源调查和旅游开发的热潮。经过30余年的努力，贵州洞穴旅游得到了较大的发展，至2016年5月，贵州已开发旅游洞穴达89个，分布范围遍布贵州全省六市和三个自治州，开发方式以观光旅游和宗教文化旅游为主(表1)。已建成了多个以洞穴为核心旅游产品的世界、国家级风景区，如织金洞世界地质公园、龙宫国家级风景名胜区、九龙洞国家4A级景区，双河洞国家地质公园等，洞穴旅游已成为贵州重要的特色旅游，不可或缺的旅游组成部分，重要的旅游品牌，为贵州经济社会的发展作出了较大的贡献。

2.2洞穴空间利用

2.2.1居所

贵州丰富的洞穴资源是人类最早利用的自然资源之一。古代，由于生产力水平低下，洞穴主要作为人类的居所利用，成为远古时代人类遮风避雨，抵御猛兽袭击的天然避护所。贵州盘县大洞、普定穿洞、桐梓岩灰洞、水城硝灰洞、兴义县猫猫洞等洞穴均为全国著名的古人类居住地，出土了大量的古石器、动物和古人类化石，这些洞穴是研究古人类生活、生产、发展、演化的重要宝库[8]。

随着社会进步和生产力水平提高，洞穴作为居所的利用方式已逐渐为人类舍弃，不再是人类的主要居住方式，但在喀斯特山区的一些偏远山寨，仍有村民居住、生活在洞中，如贵州紫云县、赫章等多个县区仍有许多村民居住在洞中。紫云县格凸河畔远近闻名的“中洞苗寨”，洞中仍有二十余户苗族人家居住，并且还在洞中建有一所“中洞小学”，旅馆等，是人类居住洞穴的“活化石”。

表2　贵州的旅游洞穴

(统计至2016年5月)

同时，由于洞穴除了洞口外其他地方无法进入，且具有易守难攻的特点和一定隐蔽性，因此人们常利用洞穴来躲避战乱，如今许多洞穴还保存有躲避战祸时修砌的防御墙和其他生活设施，某些洞穴还因此得名躲兵洞，如贵州省息烽县九庄乡与修文交界处的躲兵洞、平坝县挂多的躲兵洞、黔西红林的躲兵洞等。另外，贵州解放初期，匪患猖獗，为躲避解放军的围剿，土匪利用洞穴特殊的环境来负隅顽抗，如贵州省六枝县新场乡有名的安家窗子洞、付家洞等，都是当年剿匪的重要洞穴遗址。

2.2.2仓储

洞穴与地表具有不同的环境条件，能够比地表更适宜储藏某些物品，并且比地表储藏时间更长，保质，保鲜效果更好。研究表明，自然状态下的洞穴深处的温度与当地年平均温度相近[9]，且一年四季基本保持恒温，洞穴气温不受地表气温波动的影响，不但昼夜保持不变，洞穴温度随洞穴的海拔高度的增高而降低，随洞穴的纬度的降低而增高，且洞穴温度年、季、日的变化都较小，年较差常不超过l℃，特别是炎热的夏季，洞穴内的气温远低于地表气温，就好比是一个天然的冷库。同时，由于洞穴空气中的二氧化碳含量高于地表，自然状态下，洞外空气中的二氧化碳的浓度为300ppm，而洞穴空气的二氧化碳的浓度较高，一般为500ppm，最高可达6 500ppm[10]，高浓度的二氧化碳环境有利于抑制细菌生长，延长储藏物被分解腐烂的时间，而且在利用洞穴储藏新鲜的蔬菜瓜果等农产品的同时，还不用耗费或少耗费能源。因此在洞内储藏各种物品，达到保质、保鲜的效果，成为人类利用洞穴的重要方式之一。

洞穴特殊的环境条件还有利于酒类的窖藏，作为“白酒王国”的贵州，将白酒窖藏在洞内，以提高酒的品质，许多酒厂都把酒窖建于洞中，如贵州省习水县的龟仙洞酒厂、镇远县的清酒厂等。特别是龟仙洞酒厂从酒的发酵到酿造，直至基酒的窖藏都在龟仙洞中进行，就是利用洞穴特殊而稳定的环境条件，以保证所酿造酒的品质。

另外，洞穴空间还被用于防空及各种军需和战备物资的储藏。洞穴处于一个封闭或半封闭的地下环境，洞穴顶部岩层巨厚，具有较高的隐蔽性，一般电子设备难以侦查发现。

2.2.3厂房

工业上，主要利用洞穴空间在洞内建厂。工厂的生产、经营在洞中进行。其优点可以减少建设开支，降低产品成本，降低对地表环境污染、节省土地等优点，如在一些喀斯特峡谷地区修建水电厂，由于上游缺少建厂房的开阔地，且在下游的开阔地上建厂房会加大了各项成本，因此在洞穴内修建厂房即可解决土地、资金等问题，获得最大的经济利益，如贵州省大方县的九洞天水电站厂房就修建在洞中，不仅节省了开支和土地，还可减少对地表环境的污染。

20世纪，为了增加工厂的隐蔽性，躲避电子侦察，防空，节约投资，保证安全等目的，在贵州山区的洞穴中修建了一批军工厂，取得了良好的效果，使其成为洞穴利用的重要方式之一，如1939年，我国第一个航空发动机制造厂精工车间就诞生在大方县的乌鸦洞内。

2.3洞穴水资源开发

喀斯特地区，特别是喀斯特山区，由于地形崎岖，地表渗漏，造成喀斯特地区“地表水贵如油，地下水滚滚流”的特殊的水文现象。地下水的合理利用是解决喀斯特地区水资源缺乏的重要途径之一。

洞穴水资源的开发利用方式一是直接利用地下河水，通过引水、天窗提水、打井抽水等方式加以利用；如铜仁松桃县乌罗镇潜龙洞附近的村民曾引洞内水作为村民的生活用水；赫章县迎水村引大洞地下河水作为生产生活用水。二是修建地下水库、水池、水窖对地下河水、洞穴滴水进行利用。地下水库和水池等工程不但可有效地蓄积地下水，而且由于其利用的是地下的洞穴空间，不仅不会淹没农田，修建水库、水池成本也很低，社会效益、经济效益和生态效益明显，如贵州省普定县的落水岩水库、马官水库、平塘克度镇刘家湾桃园洞内的蓄水池均是利用地下河水和洞穴内滴水等洞穴水资源典型例子。

此外，利用地下水的重力势能在地下河上修建水电站进行水电开发，将洞穴空间作为水库的蓄水空间。修建地下水库开发地下河水能资源具有投资少，无农田淹没，无需移民等优点。利用地下水库发电的电厂多为解决当地居民生产和生活用电的小水电，投资小，效益高，特别适宜喀斯特山区的特殊环境，具有较高的开发前景，如安顺市的龙宫水电站等。

2.4洞穴矿产资源开发

洞穴冲积物以及次生化学沉积物中含有大量矿物种类，几乎都为小型高品位矿床，大多适宜民间开发。据最新版本的《世界洞穴矿物》一书所载，洞穴内共有12类,数十种矿物，如硫化物、氢氧化物、氧化物、卤化物、砷酸盐、硼酸盐、碳酸盐、硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、钡酸盐以及各种有机质，其特点是种类繁多，品种稀有，形态奇特[11]。洞穴内可作为矿产资源开发最常见的矿产种类主要有芒硝、石膏等。贵州洞穴中有许多古人采硝、熬硝的遗址，如贵州绥阳的双河洞地质公园内有石膏洞、皮硝洞；六枝落别乡多灵洞等。

2.5宗教场所

长期以来，洞穴黑暗，幽静的环境，与地表截然不同的奇特景观，一直带给人们神秘和向往。佛教、道教多以深山作为佛国仙山，以洞天福地作为神仙仙境，教徒们在山中炼丹采药，在洞中诵经参禅，举行道场或法会，久而久之，一些洞穴便成了重要的宗教场所，如镇远青龙洞等。此外，除了佛教、道教等正式教派外，还有许多少数民族把洞穴作为图腾崇拜或进行各种原始的祭祀、人民祈求风调雨顺的场所，如施秉华严洞、正安县灵山洞、贵阳鹿冲关公园地母洞等。

2.6科学研究

洞穴是长期地质活动和地貌演变的产物。洞穴的形成和演变不但受地层和构造的控制，而且受到地壳运动、地貌演变、水文地质条件、气候和生态环境的影响。因此，洞穴内各种侵蚀、溶蚀形态，洞道纵剖面和横断面形态以及不同形态间的组合都反映了不同地质时期的构造运动、地貌演变、水文地质的变化、气候和生态环境的变迁等的特征。而洞穴内的沉积物，包括机械沉积物和次生化学沉积物也较完好地保存了古生态环境和古气候信息。同时，洞穴也是古人类活动的主要场所，保存了大量古人类的文化遗迹，因此洞穴不但可用于研究其自身的形成、发育和演化规律，还可通过其保存的地质时期的各种信息进行地质学、地貌学、古人类学、古脊椎动物学以及洞穴动物、古气候、古生态环境等方面的科学研究，如科学家通过对洞穴内碳酸钙沉积特，特别是石笋的研究，可以探知第四纪古气候的变化，重建古环境[12-14]。通过对洞穴内生物堆积物的研究可获得古生态环境和古生物方面的信息[15,16]。

3结语

喀斯特洞穴是贵州的优势特色资源，是一种遍在性的自然资源，在贵州碳酸盐岩分布区均有发现，具有数量多、规模宏大，沉积物类型齐全，形态优美，旅游观赏价值高等特点。长期以来贵州的喀斯特洞穴在人类居住、旅游活动、空间利用、科学研究、资源开发等方面得到了广泛的利用，为贵州经济社会的发展作出了贡献。

参考文献：

[1] 高贵龙,邓自民,熊康宁，等.喀斯特的呼唤与希望[M].贵阳:贵州科技出版社,2003:2-5.

[2] 张英骏,章典.喀斯特洞穴形态与洞穴水动力条件-贵州岩溶洞穴会议论文集-自然科学版丛书[C].贵阳:1985(2):1-8.

[3] JEAN PIERRE BARBAR.Grottes et karsts de Chine Sur les traces de Xu Xiake[EB/OL].(2011)[2016-01-03].http://www.grottes-et-karsts-de-chine.org/npds/index.php?op=edito.

[4] 章典,何才华，祝安.贵州洞穴的类型、分布及演化特征-洞穴探测、研究、开发与保护——全国洞穴学术会议论文选集(一)[C].北京：地质出版社,2008:170-181.

[5] 杨明德.岩溶峡谷区溶洞发育特征及水动力条件[J].中国岩溶,1998,17(3):187-195.

[6] 李坡,贺卫,钱治,等.双河洞地质公园研究[M].贵阳:贵州人民出版社,2008:58-84.

[7] 贺卫,李坡,钱治等.织金洞地质遗迹的开发保护与管理[M].贵阳:贵州人民出版社,2011:41-52.

[8]曹泽田.贵州第四纪洞穴与古人类学研究-贵州岩溶洞穴会议论文集-自然科学版丛书[C].贵阳:1985(2):32-45.

[9]贺卫.试论喀斯特洞穴若干环境因子与旅游活动-喀斯特与洞穴风景旅游资源研究[C]. 北京:地震出版社,1994:83-87.

[10]宋林华.旅游洞穴的环境变异与景观保护-喀斯特与洞穴风景旅游资源研究[C].北京:地震出版社,1994:118-125.

[11]朱学稳.洞穴学研究的进展[J].科技导报,1997(12):26-29.

[12]何潇,李清,李廷勇，等.重庆地区末次冰期短尺度气候变化的高分辨率石笋记录-洞穴探测、研究、开发与保护——全国洞穴学术会议论文选集(一)[C].北京:地质出版社,2008:114-119.

[13]王兆荣,陈丽娟.洞穴石笋的古环境古气候研究-洞穴探测、研究、开发与保护——全国洞穴学术会议论文选集(二)[C].北京:地质出版社,2014:197-209.

[14]林玉石,张会领,姜光辉，等.洞穴石笋记录地质环境观测研究-以莲花洞、七星洞为例—洞穴探测、研究、开发与保护——全国洞穴学术会议论文选集(二)[C].北京:地质出版社,2014:233-237.

[15]朱文孝,李坡.织金洞扫尾豪猪粪堆积层的孢粉组合及其地质意义[J].中国岩溶,1994, 13(3):256-260.

[16]贺卫,朱文孝.织金洞扫尾豪猪灭迹之原因探讨[J].中国岩溶,1996,15(3):239-245.

文章编号：1004—5570(2016)03-0001-06

收稿日期：2015-01-13

基金项目：贵州省社发攻关项目(黔科合SY字[2012]3031，黔科合SY字[2013]3135)；贵阳国家高新技术产业开发区管理委员会研发机构发展专项项目(GXYF2015-007)

作者简介：贺卫(1964-)，男，研究员，研究方向：喀斯特洞穴及水资源研究,E-mail:515214108@qq.com.

中图分类号：P931.5

文献标识码：A

Resources features of Guizhou Karst cave and development and utilization

HE Wei1,2，LI Po1,2

(1.Guizhou Mountain Resources Institute, Guiyang,Guizhou 550001,China;2.Engineer Technology Center of Development and Use of Karst Cave(Tour) Resources in Guizhou , Guiyang , Guizhou 550001 ,China)

Abstract:Through the exploration, statistics, analysis and research of caves in Guizhou, the article elaborates the main formation features of the cave resources in Guizhou and analysis the ways of Karst cave development use about cave dwelling, cave tourism, caves space, cave scientific research and cave resources. The purpose is to wish to have some helps to reasonable development, utilization and protection of Karst cave as well as sustainable development of many show cave in Guizhou.

Key words:Karst cave; resources feature; exploitation and use;Guizhou