中國南方喀斯特，有多美？

本文經微信公眾號「星球研究所」授權轉載

聚沙可以成塔

滴水可以穿石

如果水量高達億萬噸

持續沖刷大地億萬年

會是怎樣一番景象呢？

在中國南方

水對大地的改造持續上演

大地溶蝕、山嶽重塑

新的景觀不斷產生

它們被統稱為

中國南方喀斯特

喀斯特是水對可溶性巖石改造後形成的一系列地貌，因西方地理學家最早在南歐的喀斯特高原進行研究而得名，也被稱為巖溶地貌；

上圖為中國南方喀斯特分布，制圖@鄭伯容&鞏向傑/星球研究所，依據王世傑等《中國南方喀斯特地貌分區綱要》

其分布面積高達55萬平方千米

涉及湖北、湖南、四川、重慶、貴州

雲南、廣西、廣東等多個省市自治區

是世界上規模最大、最壯觀的

喀斯特地貌分布區

桂林山水、雲南石林

重慶武隆的天坑、天生橋

貴州荔波水上森林

以及九寨溝和黃龍的鈣華堆積

一眾名聲在外的超級風景

都是它的家族成員

中國南方喀斯特主要景點分布，制圖@鄭伯容&鞏向傑/星球研究所

近年來

在這片不斷溶蝕的大地之上

還密集建立起一個個超級工程

例如橋梁隧道占到總里程74%的

宜萬鐵路

從谷底到橋面高達565米的北盤江大橋

以及口徑達500米

世界最大單口徑的射電望遠鏡

中國天眼（FAST）等等

中國南方喀斯特主要工程分布，制圖@鄭伯容&鞏向傑/星球研究所

中國南方喀斯特

為什麼會擁有如此眾多的美景？

又為什麼會出現

如此眾多的超級工程？

數億年前

中國南方還是一片汪洋

大量海洋生物的鈣質骨骼

以及其他碳酸鹽類物質不斷沉積

形成了總厚度達10千米的碳酸鹽巖地層

之後

滄海桑田、汪洋成陸

巨厚的碳酸鹽巖從海底抬升為陸地

加上中國南方氣候濕熱

每年1000-2000mm的降雨不斷落下

水流流量大、流速快

碳酸鹽巖的沉積與抬升，制圖@鄭伯容/星球研究所

水中的二氧化碳與碳酸鹽

發生化學反應

碳酸鹽被溶解

並隨著流水流走

含有二氧化碳的水對碳酸鹽溶解的化學反應式；可溶性巖石包括碳酸鹽巖及多種蒸發巖類，如石膏巖、鹽巖

無數次的化學反應

積少成多

居然開始重塑地表

四道超級風景

即將逐一誕生

水流沿著巖石表面流動

溶蝕出凹槽

凹槽愈溶愈深

中間突出的部分愈發尖削高大

如同30-40米的微型山峰

第一道超級風景

「峰」

誕生了

萬千「峰」群鋪天蓋地

又好似一片巖石森林

因此得名石林

石林形成過程示意圖，石林是一種高大的石芽，制圖@鄭伯容&蘭澤玉/星球研究所

在重慶

萬盛石林如同一簇簇石質火炬

指向蒼穹

重慶萬盛石林，攝影師@彭渤

在湖南

碳酸鹽沉積時

因夾雜了氧化鐵等物質而呈現紫紅色

流水溶蝕與風化剝蝕之後

發育出了獨特的古丈紅石林

古丈紅石林，圖片源自@圖蟲創意

在雲南

石林呈劍狀、塔狀、柱狀等等

形態豐富，千變萬化

雲南石林，攝影師@薑軻

方圓400平方千米

有如刀牆劍陣

這便是聲名赫赫的雲南石林

請將手機橫屏觀看，雲南石林全景，攝影師@薑軻

但中國南方的石林又何止於此

它散布各處

數量不低於40處

中國南方喀斯特區域主要石林分布，制圖@鄭伯容&鞏向傑/星球研究所

石林之外

另一種「峰」更加龐大

在極厚的可溶性巖石區域

水流切割出連綿不絕的群峰

如果山與山之間基座相連

則被稱為峰叢

在廣西大化縣七百弄

486平方千米的範圍內

分布著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、數量最多的喀斯特峰叢

從高處俯瞰

千峰萬刃排山倒海

氣勢恢宏

廣西大化七百弄峰叢，攝影師@江海榮

當峰叢進一步溶蝕

基座被切開

山與山之間變得相對獨立散布

則為峰林

廣西桂林漓江兩岸

正是典型的喀斯特峰林地貌

疏密有致、挺拔秀立

桂林陽朔興坪鎮相公山，攝影師@蒙洪中

日出時分，雲海蒸騰

如在仙境

請將手機橫屏觀看，桂林堯山雲海日出，攝影師@黃一駿

然而

人們以為桂林山水甲天下

殊不知

全國喀斯特峰林峰叢分布面積

高達14萬平方千米

相當於一個安徽省大小

類似桂林山水的景象絕非鮮見

在雲南

羅平縣的一座座喀斯特山峰

圓潤得如同小饅頭、小豆包

雲南羅平金雞嶺峰林，攝影師@韋革寧

丘北縣的普者黑

喀斯特峰林層層疊疊

構成了一幅天然水墨畫

請將手機橫屏觀看，雲南普者黑，攝影師@覃光輝

在貴州

興義市的萬峰林

近兩萬座奇峰翠巒

組成了長200多千米、寬30-50千米的

超大喀斯特峰林

氣勢磅礴，景觀奇特

興義萬峰林，攝影師@陳喆

當峰林繼續溶蝕

許多山峰消失無蹤

廣袤的平原上有時會徒留一座山峰

是為孤峰

請將手機橫屏觀看，孤峰，桂林伏波山航拍，攝影師@陸宇堃

從峰叢到峰林

再從峰林到孤峰

中國南方大地上

喀斯特山峰拔地而起、群峰競秀

如教科書般展現了

峰叢峰林演化的典型模式

喀斯特峰叢峰林地貌演化模式圖，制圖@鄭伯容&蘭澤玉/星球研究所，依據@朱學穩《桂林巖溶地貌與洞穴研究》

與此同時

流水的溶蝕還開啟了

地下世界的大門

貴州紫雲縣格凸河燕子洞，攝影師@李貴雲

南方充沛的降水

通過各種縫隙、孔洞進入地下

製造出巨大的洞穴與地下河系統

這便是中國南方喀斯特的

第二道超級風景

目前流量在50升/秒以上的地下河

在中國南方已知超過2800條

僅廣西的地下河總長就超過1.3萬千米

相當於兩條黃河的長度

如此龐大的地下河水系偶爾露出地面

會形成壯觀的瀑布

「口若懸河」

貴州紫雲縣格凸河燕子洞，攝影師@李貴雲

喀斯特洞穴更是以數十萬計

其中實測長度超過5千米的有79個

長度大於10千米的有26個

深度大於400米的有20個

絕大部分位於中國西南部

上述的數據源自張遠海等《中國大型巖溶洞穴空間分布及演變規律》；

上圖為中國南方喀斯特主要大型洞穴分布，制圖@鄭伯容&鞏向傑/星球研究所

在貴州

流水溶蝕出了長達257.4千米的

雙河溶洞

是中國目前已知最長的喀斯特洞穴

長度相當於北京五環路的2.6倍

貴州雙河洞，攝影師@無影

洞穴中還擁有地下世界的「殿堂」

即洞穴大廳

最大者廳高200米以上

面積11.6萬平方米

相當於16個足球場

目前已知最大的洞穴大廳為貴州紫雲縣的苗廳；

上圖為雙河洞大廳，注意下方的探洞者，攝影師@趙揭宇

原本溶解了碳酸鹽的水

從洞頂上滴下來

碳酸鹽析出並再次沉淀為固體

形成千奇百怪的鐘乳石

刺豬洞，位於黔西縣素樸鎮塘山村營盤坡觀音巖，攝影師@趙揭宇

如洪鐘

荔波天鐘洞，攝影師@李貴雲

如神燈

廣西樂業的溶洞，攝影師@韋革寧

如幽冥世界

廣西樂業溶洞中的湖水鏡像，攝影師@韋革寧

當洞穴的溶蝕繼續

洞穴大廳發生坍塌

第三道超級風景便孕育而生

天坑

請將手機橫屏觀看，雲南鎮雄縣天坑群，攝影師@柴峻峰

位列全球前三的大型天坑

全部位於中國西南部

在重慶

小寨天坑深達666米

是目前已知全球最深的天坑

可以將上海「三件套」輕鬆放入

奉節小寨天坑，上海三件套中最高的上海中心為632米，攝影師@李貴雲

在廣西

樂業縣的地下溶洞系統坍塌頻發

造成天坑數量和密度

居於世界首位

堪稱「天坑王國」

廣西河池市鳳山縣江州向地下長廊，攝影師@蒙洪中

從空中俯瞰

著名的大石圍天坑

巨大的凹陷令人目眩神迷

其容積達751萬立方米

可以盛下半個西湖的水量

廣西樂業大石圍天坑，攝影師@覃光輝

如果天坑四周巖壁溶蝕坍塌

還會形成天然的橋梁

人稱「天生橋」

廣西鳳山江洲天生橋，天生橋的成因有多種，地下河通道坍塌也是其中一種，攝影師@李貴雲

位於湖南張家界的鍋灶天坑

其南側溶蝕崩塌後

一個跨度達50米的天生橋

便誕生了

湖南鍋灶天坑，攝影師@童迪

至此

水流溶蝕出了山峰

溶蝕出了地下洞穴和天坑

它裹挾著溶解後的碳酸鹽離子四處流淌

穿過峽谷

請將手機橫屏觀看，貴州安順油菜河，攝影師@陸宇堃

穿過森林

請將手機橫屏觀看，貴州荔波樟江風景區，攝影師@盧文

但是巖與水的化學反應並未停止

在適宜的條件下

水中的碳酸鹽離子因為飽和而沉積

這便是第四道超級景觀

鈣華

著名的九寨溝、黃龍

即是鈣華堆積地貌的代表

在河流跌水處

碳酸鈣堆積形成鈣華壩

以及瀑布

九寨溝鈣華瀑布，攝影師@魏煒

在高山海子的底部

微生物群落在鈣華表面生長

形成色彩斑斕的湖池

九寨溝的海子，攝影師@曾勇前

由石壩相圍而成的鈣華池

數量眾多

藻類生長繁茂

層層疊疊、絢麗多姿

請將手機橫屏觀看，黃龍，攝影師@劉夙培

峰、洞、坑、鈣華

這便是中國南方喀斯特的四道超級風景

它們之中最具代表性的部分

相繼在2007年和2014年

以「中國南方喀斯特」為名

入選世界遺產名錄

作為大自然的創造

超級風景得到了世界的認同

那麼

超級風景之中

又為什麼會誕生超級工程呢？

在人們印象中

擁有超級風景的中國南方喀斯特區域

都應是桂林一樣的田園生活

桂林興坪鎮大面山，攝影師@桂林大河

然而事實並非如此

因為大地已經被溶蝕得

支離破碎、峰谷密布

衛星拍攝的都安瑤族自治縣隆福鄉的喀斯特地形，制圖@鞏向傑/星球研究所，底圖源自@Esri World Imagery

道路阻隔

閉塞落後

廣西河池市大化縣蓮花山，攝影師@江海榮

全國14個連片特困地區中

有3個位於喀斯特集中分布的區域

中國南方喀斯特範圍內的集中連片特困區，制圖@鄭伯容&鞏向傑/星球研究所

雲南、貴州等地的人均GDP

更是曾經常年位居全國末位

以2010年各省人均GDP排名為例，雲南貴州廣西排名都靠後，制圖@鄭伯容/星球研究所

想要改變這種落後狀況

交通

是其中的關鍵

但是在喀斯特地質條件下修路造橋

是一件難度非常大的事

首先

群峰連綿、峽谷縱橫

大量路段都需要架橋或穿鑿隧道

廣西河池市小三峽，攝影師@江海榮

其次

交通工程多以樁作為基礎

脆弱的碳酸鹽巖極易被溶蝕坍塌

根本無法支撐

所以必須鑽到更深處

同時進行大量混凝土充填加固

貴昆鐵路天生橋大橋，這幅作品中可以明顯看到大橋建於暗河之上，形成了橋上橋的奇觀，攝影師@高坤煜

第三

建設過程中

發達的地下河水系會帶來大量湧水

嚴重威脅施工安全和後續運行

必須進行導流，將水排出

施工中的地下湧水，源自紀錄片《講述:中國建設者穿越喀斯特》

最後

即便建設完成

一些隱匿的地下洞穴也隨時會引發塌陷

毀壞道路

地面塌陷

所有這些都會造成

建設和維護的成本大大增加

所以中國南方喀斯特區域的工程

一旦開工建設

都必將是高難度、高投入、高技術含量的

超級工程

2003年開工的宜萬鐵路

試圖穿越連片的喀斯特區域

連通湖北宜昌和重慶萬州

然而直到2010年才得以建設完成

7年間

平均每年只能推進50餘千米

宜萬鐵路龍鱗宮隧道施工場面，攝影師@文林

這段總長377千米的鐵路

共有隧道159條、橋梁253座

橋隧相加占全部里程的74%

其中

長達10千米的齊嶽山隧道

歷經6年才打通

相當於一天推進5米

宜萬鐵路橋梁的橋墩

平均高度達到50米

墩高超過100米的橋梁5座

最高的主墩達128米

相當於40多層樓

為當年世界鐵路橋梁墩高之最

堪稱「雲中築路」

宜萬鐵路大橋，拍攝於建始縣境內野三河，攝影師@文林

宜萬鐵路還穿越20餘條暗河

100餘處大型溶洞

戰勝了100餘次嚴重地質災害

至少20名工人付出生命的代價

平均每千米投資6000萬元

是青藏鐵路的兩倍

被稱為中國鐵路史上最難修的鐵路

湖北恩施市白果鄉的宜萬鐵路與高速交匯，攝影師@文林

2008年

作為普速鐵路的宜萬鐵路尚未修完

穿越南方喀斯特的第一條高速鐵路

從貴陽到廣州的貴廣高鐵

便也已開工建設

它全長857千米

隧道長度卻占了464千米

相當於有一半穿行於地下

這已經不是修高鐵

而是在修建「超級地鐵」

剛從隧道中鑽出的貴廣高鐵，幸福源水庫大橋，攝影師@劉慎庫

雖然有一半在地下穿行

貴廣高鐵的標準卻並未降低

沿線通訊信號全面覆蓋

不僅可以正常接打電話

刷微博、玩微信統統不在話下

貴廣高鐵穿越桂林農田，攝影師@黃一駿

2010年開工建設的貴昆高鐵

同樣不容小覷

僅是在貴州境內

就有隧道92座144千米

橋梁126座63千米

相當於每100千米

就有77.5千米的橋梁和隧道

貴昆高鐵北盤江大橋，高鐵列車正在通過，攝影師@王璐

鐵路之外

公路建設也是奇跡不斷

為跨越峽谷

2005年開建的滬昆高速壩陵河大橋

用6.5萬噸鋼材

25萬立方米的混凝土

80萬個螺栓組

讓大橋跨度達到1088米

在高山峽谷區修建如此大跨度的橋梁

為世界建橋史上的首次

滬昆高速壩陵河大橋，攝影師@李貴雲

但是一山更比一山高

一橋更比一橋長

2013年開建的貴甕高速清水河大橋

以1130米的主跨度

隨即打破了壩陵河大橋的記錄

貴甕高速清水河大橋，攝影師@龔小勇

同年開建的杭瑞高速北盤江大橋

則在另一個指標上發起衝擊

其橋面到谷底的垂直高度達到565.4米

相當於近兩百層樓的高度

為世界橋面最高的橋梁

從橋上俯瞰

奔騰的北盤江渺小如溪流

杭瑞高速北盤江大橋，攝影師@龔小勇

這是中國南方喀斯特區域

橋梁建設的黃金年代

截止到2017年年底

僅貴州一省便在喀斯特高原上

架起了2.1萬座公路橋梁

世界高橋前100名中

有46座在貴州

稱其為「橋梁博物館」毫不為過

密密麻麻的貴州省公路橋梁分布，每一個點代表一座公路橋，制圖@鞏向傑/星球研究所

這些公路橋梁

穿雲入霄

2016年10月7日清晨，湖北宣恩縣境內的恩來高速公路貢水河大橋宛如仙境，攝影師@文林

在溶蝕的大地上

虎踞龍盤

百色合那高速，攝影師@韋革寧

連通四方

請將手機橫屏觀看，合那高速，攝影師@江海榮

而對喀斯特運用最巧妙的超級工程

當屬近年聲名大噪的

中國天眼（FAST）

它是一個接收面積相當於30個足球場的

大型射電望遠鏡

超大的口徑

令選址成為首要破解的難題

喀斯特峰叢間的窪地

擁有天然的碗型結構

可以降低工程建設成本

在經過反復比較後

峰叢窪地最終脫穎而出

FAST原址：克度鎮航龍村大窩氹窪地，攝影師@李貴雲

2016年9月25日

歷時22年

「中國天眼」在貴州的大窩氹窪地落成

從此成為世界上最大的

單面口徑球面射電望遠鏡

中國天眼，攝影師@李貴雲

秀麗的峰林、魔幻的溶洞

以其奇異和神秘吸引著世界的目光

飛速的高鐵、橫亙的長橋

讓內外溝通如此便捷

請將手機橫屏觀看，桂林陽朔興坪鎮全景，攝影師@李一鳴

中國南方喀斯特

一片溶蝕的大地

一片你可能並未認真了解過的土地

大自然在這里創造了超級風景

人類在這里創造了超級工程

風景與工程共同開啟了

我們認識這片土地的兩扇窗口

桂林平樂縣粉巖，攝影師@黃俊霖

本文創作團隊

撰稿：GentleGeGe、王昆

設計：鄭伯容

地圖：鞏向傑

審校：雲舞空城、紀秋梅

P.S.本文主要參考文獻：楊景春等《地貌學原理》、李高聰《中國南方喀斯特地貌全球對比及其世界遺產價值研究》、尤聯元等《中國地貌》、張遠海等《中國大型巖溶洞穴空間分布及演變規律》

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中國南方喀斯特，有多美？