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如果用一句简单话来简单形容中国南方的喀斯特地貌,
我大概会用两个超级来概括——
所谓超级风景,是因为天生丽质的喀斯特地貌,带给我们极为丰富的美学体验。
所谓超级工程,则因为勤劳勇敢的中国人,用智慧和汗水不断改造着喀斯特地貌,
从而在极致自然美景的基础上,绽放出更为极致的人造美景。
喀斯特(karst),是水对可溶性岩石改造后形成的一系列地貌,
因西方地理学家最早在南欧的喀斯特高原进行研究而得名,也被称为岩溶地貌。
最常见的岩溶地貌发生在石灰岩/白云岩区域,这两种岩石也被统称为碳酸盐岩。
在中国南方,碳酸盐岩随处可见,水对大地的改造持续上演。
大地溶蚀、山岳重塑,新的景观不断产生。
它们便被统称为中国南方喀斯特
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其分布面积高达55万平方千米,涉及湖北、湖南、四川、重庆、贵州,云南、广西、广东等多个省市自治区,是世界上规模最大、最壮观的喀斯特地貌分布区
桂林山水、云南石林、重庆武隆的天坑、天生桥、贵州荔波水上森林、以及九寨沟和黄龙的钙华堆积,一众名声在外的超级风景都是它的家族成员。
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近年来,在这片不断溶蚀的大地之上,还密集建立起一个个超级工程。
例如桥梁隧道占到总里程74%的宜万铁路,从谷底到桥面高达565米的北盘江大桥,
以及口径达500米、世界最大单口径的射电望远镜中国天眼(FAST)等等。
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可是,你有没有想过,
中国南方喀斯特
为什么会拥有如此众多的美景?
又为什么会出现
如此众多的超级工程?
数亿年前,中国南方还是一片汪洋。
大量海洋生物的钙质骨骼以及其他碳酸盐类物质不断沉积,
形成了总累积厚度超过10千米的碳酸盐岩地层。
在随后的岁月里,沧海桑田、汪洋成陆,
巨厚的碳酸盐岩在一次次地质运动里,从海底逐渐抬升为陆地。
加上中国南方气候湿热,每年1000-2000mm的降雨不断落下,
水流流量大、流速快,水中的二氧化碳与碳酸盐发生化学反应,
碳酸盐被溶解,并随着流水流走。
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无数次的化学反应积少成多,居然开始重塑地表的样子。
四道超级风景也即将逐一诞生
Ⅱ. 超级风景
水流沿着岩石表面流动,溶蚀出凹槽;
凹槽愈溶愈深,中间突出的部分愈发尖削高大,如同30-40米的微型山峰,
第一道超级风景“峰”就这样诞生了。
万千“峰”群铺天盖地,又好似一片岩石森林,因此得名石林。
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在重庆,万盛石林如同一簇簇石质火炬指向苍穹
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一些碳酸盐岩在沉积时,因夹杂了氧化铁等物质而呈现紫红-红褐色。
在湖南,一部分呈红色的碳酸盐层经流水溶蚀与风化剥蚀之后,
发育出了独特的古丈红石林
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在云南,石林呈剑状、塔状、柱状等等,形态丰富,千变万化。
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方圆400平方千米,有如刀墙剑阵,组成了声名赫赫的云南石林
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但中国南方的石林又何止于此?
它们散布各处,数量不低于40处,
就像一簇簇刀枪剑戟,骄傲的直指苍穹。
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石林之外,另一种“峰”更加庞大。
在极厚的可溶性岩石区域,水流切割出连绵不绝的群峰,
如果山与山之间基座相连,则被称为峰丛
在广西大化县七百弄,486平方千米的范围内分布着9000多座800米以上的石峰,
平均每平方千米18.51座,是世界上密度最大、数量最多的喀斯特峰丛。
从高处俯瞰,千峰万刃排山倒海,气势恢宏。
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当峰丛进一步溶蚀,基座被切开,
山与山之间变得相对独立散布,则被称作峰林。
广西桂林漓江两岸,正是典型的喀斯特峰林地貌,
疏密有致、挺拔秀立。
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日出时分,云海蒸腾,如在仙境
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然而,人们以为桂林山水甲天下
殊不知,类似桂林山水的景象绝非鲜见
全国喀斯特峰林峰丛分布总面积高达14万平方千米
相当于一个安徽省大小。
在云南,罗平县的一座座喀斯特山峰,
圆润得如同小馒头、小豆包
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丘北县的普者黑,喀斯特峰林层层叠叠,构成了一幅天然水墨画。
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在贵州兴义市的万峰林,近两万座奇峰翠峦,
组成了长200多千米、宽30-50千米的超大喀斯特峰林,
气势磅礴,景观奇特。
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当峰林继续溶蚀,许多山峰消失无踪
广袤的平原上有时会徒留一座山峰,是为孤峰
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从峰丛到峰林,再从峰林到孤峰,
中国南方大地上,喀斯特山峰拔地而起、群峰竞秀,
如教科书般展现了峰丛峰林演化的典型模式。
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与此同时,流水的溶蚀还开启了地下世界的大门
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南方充沛的降水通过各种缝隙、孔洞进入地下,
制造出巨大的溶洞与地下河系统。
这便是中国南方喀斯特的第二道超级风景
目前,流量在50升/秒以上的地下河,在中国南方已知超过2800条,
仅广西的地下河总长就超过1.3万千米,相当于两条长江的长度
如此庞大的地下河水系偶尔露出地面,会形成壮观的瀑布
“口若悬河”
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喀斯特洞穴更是以数十万计,其中实测长度超过5千米的有79个,
长度大于10千米的有26个,深度大于400米的有20个,绝大部分位于中国西南部【3】。
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在贵州,流水溶蚀出了长达257.4千米的双河溶洞,
是中国目前已知最长的喀斯特洞穴,长度相当于北京五环路的2.6倍。
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洞穴中还拥有地下世界的“殿堂”,即洞穴大厅。
最大者厅高200米以上,面积11.6万平方米,相当于16个足球场。
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原本溶解了碳酸盐的水从洞顶上滴下来,
碳酸盐析出并再次沉淀为固体,形成千奇百怪的钟乳石。
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如洪钟——
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如神灯——
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如幽冥世界——
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当洞穴的溶蚀继续,洞穴大厅发生坍塌,
第三道超级风景便孕育而生——天坑。
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位列全球前三的大型天坑,全部位于中国西南部
在重庆,小寨天坑深达666米,
是目前已知全球最深的天坑,可以将上海“三件套”轻松放入。
(上海三件套:上海金茂、上海中心大厦、上海金融中心)
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在广西,乐业县的地下溶洞系统坍塌频发,
天坑数量和密度居于世界前列,堪称“天坑王国”。
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从空中俯瞰著名的大石围天坑,巨大的凹陷令人目眩神迷,
其容积达751万立方米,可以盛下半个西湖的水量
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如果天坑四周岩壁溶蚀坍塌,还会形成天然的桥梁
人称“天生桥”。
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位于湖南张家界的锅灶天坑,其南侧溶蚀崩塌后,
一个跨度达50米的天生桥便诞生了。
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至此,水流溶蚀出了山峰,
溶蚀出了地下洞穴和天坑,
但旅程仍在继续——
它裹挟着溶解后的碳酸盐四处流淌,穿过峡谷
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穿过森林,
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但是岩与水的化学反应并未停止。
在适宜的条件下,水中的碳酸盐因为饱和而再度沉积
这便是第四道超级景观,钙华
著名的九寨沟、黄龙即是钙华堆积地貌的代表。
在河流跌水处,碳酸钙堆积形成钙华坝以及瀑布,
给幽深的山谷带来几分灵动。
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在高山海子的底部,微生物群落在钙华表面生长,
形成色彩斑斓的湖池,人们给它们起了一个好听的名字,
海子。
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由石坝相围而成的钙华池数量众多,
其内藻类生长繁茂,层层叠叠、绚丽多姿。
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峰、洞、坑、钙华,这便是中国南方喀斯特的四道超级风景
它们之中最具代表性的部分,相继在2007年和2014年
以“中国南方喀斯特”为名入选世界遗产名录。
作为大自然的创造,超级风景得到了世界的认同
那么超级风景之中,又为什么会诞生出那些令世人惊叹的超级工程呢?
Ⅲ. 超级工程
在印象中,拥有超级风景的中国南方喀斯特区域,人们应过着像桂林一样的田园生活。
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然而事实并非如此。
因为大地已经被溶蚀得支离破碎、峰谷密布。
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道路阻隔,闭塞落后。
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全国14个连片特困地区中,有3个位于喀斯特集中分布的区域。
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云南、贵州等地的人均GDP更是曾经常年位居全国末位
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俗话说,要致富,先修路。
想要改变这种落后状况,交通是其中的关键。
但是在喀斯特地质条件下修路造桥,是一件难度非常大的事。
首先,群峰连绵、峡谷纵横,
大量路段都需要架桥或穿凿隧道。
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其次,桥梁工程多以桩作为基础,
但脆弱的碳酸盐岩极易溶蚀坍塌,暗洞丛生,难以稳固支撑,
所以必须钻到更深处,同时进行大量混凝土充填加固。
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第三,发达的地下河水系会在建设过程中带来大量涌水,
严重威胁施工安全和后续运行,必须进行导流,将水排出。
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最后,即便建设完成,
一些隐匿的地下洞穴也随时会引发塌陷,毁坏道路。
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所有这些,都造成建设和维护的成本大大增加,
所以中国南方喀斯特区域的工程一旦开工建设,
都必将是高难度、高投入、高技术含量的超级工程。
2003年开工的宜万铁路,试图穿越连片的喀斯特区域,
连通湖北宜昌和重庆万州,然而直到2010年才得以建设完成。
7年间,平均每年只能推进50余千米。
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这段总长仅有377千米的铁路,共有隧道159条、桥梁253座,
桥隧相加占全部里程的74%。
其中,长达10千米的齐岳山隧道历经6年才打通,相当于一天推进5米
宜万铁路桥梁的桥墩,平均高度达到50米,墩高超过100米的桥梁5座,
最高的主墩达128米,相当于40多层楼,为当年世界铁路桥梁墩高之最
堪称“云中筑路”。
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宜万铁路还穿越20余条暗河,100余处大型溶洞,
战胜了100余次严重地质灾害,至少20名工人付出生命的代价,
平均每千米投资6000万元,是青藏铁路的两倍,
被称为中国铁路史上最难修的铁路。
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2008年,作为普速铁路的宜万铁路尚未修完,
穿越南方喀斯特的第一条高速铁路,从贵阳到广州的贵广高铁,
便也已开工建设。
它全长857千米,隧道长度却占了464千米,相当于有一半穿行于地下。
这已经不是修高铁,而是在修建“超级地铁”。
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虽然有一半在地下穿行,贵广高铁的标准却并未降低。
沿线通讯信号全面覆盖,不仅可以正常接打电话,
刷微博、玩微信、上知乎也统统不在话下。
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2010年开工建设的贵昆高铁同样不容小觑。
仅是在贵州境内,就有隧道92座144千米,桥梁126座63千米,
相当于每100千米就有77.5千米的桥梁和隧道。
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铁路之外,公路建设也是奇迹不断。
为跨越峡谷,2005年开建的沪昆高速坝陵河大桥
用6.5万吨钢材,25万立方米的混凝土,80万个螺栓组,
让大桥跨度达到1088米。
在高山峡谷区修建如此大跨度的桥梁,为世界建桥史上的首次。
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但是一山更比一山高,一桥更比一桥长。
2013年开建的贵瓮高速清水河大桥,
以1130米的主跨度,打破了坝陵河大桥的记录。
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同年开建的杭瑞高速北盘江大桥则在另一个指标上发起冲击,
其桥面到谷底的垂直高度达到565.4米,相当于近两百层楼的高度,
为世界桥面最高的桥梁。
从桥上俯瞰,
奔腾汹涌的北盘江渺小如一握溪流。
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这是中国南方喀斯特区域桥梁建设的黄金年代。
截止到2017年年底,仅贵州一省便在喀斯特高原上,架起了2.1万座公路桥梁,
世界高桥前100名中有46座在贵州,
称其为“桥梁博物馆”毫不为过。
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这些公路桥梁穿云入霄,
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在溶蚀的大地上虎踞龙盘,在峰丛与洼地间连通四方。
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对喀斯特运用最巧妙的超级工程,
当属近年声名大噪的中国天眼(FAST)。
这是一个接收面积相当于30个足球场的大型射电望远镜,
超大的口径,令选址成为首要破解的难题
喀斯特峰丛间的洼地拥有天然的碗型结构,可以降低工程建设成本。
在经过反复比较后,峰丛洼地最终脱颖而出。
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2016年9月25日,FAST终于贵州的大窝凼洼地落成。
从规划到建好历时22年,从开工到完成历时5年半,
“中国天眼”徐徐张开眼眸,开始探究宇宙深处的奥秘。
从此成为世界上最大的单面口径球面射电望远镜。
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Ⅳ. 伟大
这,就是中国南方的喀斯特,秀美,奇峻,艰险,壮阔。
这是一片溶蚀的大地,天来之水洗刷水来之岩,亿万年不曾停歇。
这是一片缺水的大地,地表之水潜入地下深处,千百里难寻踪迹。
秀丽的峰林、魔幻的溶洞,以其奇异和神秘吸引着世界的目光。
大自然在这里创造了超级风景,却也困住了一方水土上的同胞兄弟。
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这,就是中国南方的建设场,
一片火热的大地,中国力量修筑超级基建,虽艰险亦无所惧。
一片见证的大地,中国智慧创造工程奇迹,虽繁杂亦不畏难。
飞速的高铁、横亘的长桥,建设者的身影穿梭在峰丛掩映里。
中国人在这里创造了超级工程,为困于贫苦的同胞创造出一个充满希望的未来。
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超级风景就这样遇见了超级工程,
共同塑造出一个你前所未见的,
大美中国南方喀斯特。
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全文完,感谢阅读。
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主要参考文献:
【1】王世杰, 张信宝, 白晓永. 中国南方喀斯特地貌分区纲要[J]. 山地学报, 2016(06).
【2】朱学稳. 桂林岩溶地貌与洞穴研究[M]. 地质出版社, 1988.
【3】张远海, 朱德浩. 中国大型岩溶洞穴空间分布及演变规律[J]. 桂林理工大学学报, 2012, 32(1).
【4】杨景春. 地貌学原理[M]. 2001.
【5】李高聪. 中国南方喀斯特地貌全球对比及其世界遗产价值研究[D]. 贵州师范大学, 2014.
【6】尤联元,杨景春. 中国地貌[M]. 2013
【7】张远海, 朱德浩. 中国大型岩溶洞穴空间分布及演变规律[J]. 桂林理工大学学报, 2012, 32(1).
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