5.4.1 Ⅰ生态区中亚区的划分
在Ⅰ区中，根据碳酸盐岩与非碳酸盐岩的空间分布及其组合特征，沿贵州境内金沙县—息烽县—开阳县—翁安县—黄平县—施秉县—镇远县的北部县界为分界线，将Ⅰ区划分为Ⅰ-1生态亚区——黔南桂西纯碳酸盐岩亚区和Ⅰ-2生态亚区——黔、渝、湘西、鄂西碳酸盐岩与非碳酸盐岩互层亚区（图5-16）。
图5-16 Ⅰ区中的亚区分布图
Ⅰ-1 生态亚区——黔南、桂西纯碳酸盐岩亚区
该亚区包括103个自然县，岩溶县有74个，占72%。该区的最大特点：
碳酸盐岩纯：碳酸盐岩成片分布，岩溶地层以纯碳酸盐岩出露为主。在黔南含水层以石炭系和二叠系为主，桂西主要为泥盆系中上统、石炭系和二叠系。岩性以厚层块状灰岩为主，间夹白云岩及白云质灰岩。
地下河发育：在该地区几乎无隔水层存在，地下河发育，水力坡度大，地下河动态变化极不稳定；地表水与地下水转化频繁，无完整的地表水体系，地表水缺乏，红水河等因河谷深切，难以解决两岸峰丛洼地的缺水问题。
生态环境恶劣：在该地区水利工程渗漏严重，不能正常发挥效益；可溶性碳酸盐岩造壤能力很低，耕地资源匮乏，导致石漠化问题和水文生态问题严重，是国家“十五”计划提出的“黔滇桂石漠化治理”的重点地区。
以往的工作在地下河的开发、表层岩溶带水的利用、石漠化的治理等方面都积累了很好的经验。但表层岩溶带及其水资源、表层岩溶带水质的保护和可持续利用、表层带水源干枯、大规模水库建设与表层岩溶水的关系、土地整理中的表层带水源的保护、岩溶渗漏、石漠化治理与地球化学背景的关系、不同的土地利用方式与地下水和石漠化的关系等问题都是石山区人畜饮水和石漠化治理需要解决的问题。
Ⅰ-2 生态亚区——黔、渝、湘西、鄂西碳酸盐岩与非碳酸盐岩互层亚区
该亚区有自然县80个，岩溶县69个。碳酸盐岩与非碳酸盐岩互层特征使该亚区出现以下特点：
高位向斜蓄水构造和“悬挂式”的地下河：碳酸盐岩与碎屑岩的互层，加上河流的深切，出现一些高位向斜蓄水构造，高出当地侵蚀基准面200～400m，含水层以二叠系和寒武系灰岩为主，常常出现“悬挂式”的地下河，具有很好的开发利用条件和开发利用价值，如贵州务川、沿河、湖南龙山洛塔等地的地下河引水、溶洼成库。
白云岩区可打井取水：娄山关群和奥陶系以白云岩为主，含水空间以溶隙和溶孔为主，岩溶水具承压性，多以岩溶泉的形式出露地表，水位埋深10m左右，宜打井取水，单孔涌水量一般为500～1000m3/d，在排泄区或构造有利部位单孔涌水量可达3000～5000m3/d，如贵州德江、湖南保靖。
较好的成土条件和元素地球化学背景：碎屑岩的存在，岩溶石山区多有一定厚度的土层分布，在山坡上封山育林、植树造林、发展名特优经济作物具有较好的基础，以往的工作也取得了一些好的经验。
从图5-17的统计结果看，Ⅰ-1区的自然条件包括温度、降雨、植被覆盖率，乃至人均耕地面积和土地垦殖率都要高于Ⅰ-2区，然而，由于Ⅰ-2区岩溶地层的互层性，使该区有较深厚的土层和平缓的地形起伏，使该区养活了更多的人口，并有更高的人均国民生产总值。
图5-17 黔南、桂西亚区（Ⅰ-1）、黔、渝、湘西、鄂西亚区（Ⅰ-2）自然条件与社会经济指标对比
5.4.1.1 Ⅰ-1亚区中小区划分
聚类分析（Cluster Analysis），又称集群分析，它是按“物以类聚”原则研究事物分类的一种多元统计分析方法，它根据样本的多指标（变量，Variables）、多个观察样品（个案，Cases）数据，定量地确定样品、指标之间存在的相关性或亲疏关系，并据此连接这些样品或指标，归成大小类群，构成分类树结构图（Tree）。
将Ⅰ-1亚区碳酸盐岩出露面积大于30%的74个岩溶县作为样品县，以各县收集和提取的岩石、土壤、植被、气候、水文和社会经济等22个指标，进行Q型聚类分析，其合并连接规则采用Ward法，距离测度方法采用百分率不一致性法，技术软件平台为Statistica 5.0，最后生成的垂直冰柱图如图5-18。
图5-18 黔南、桂西亚区（Ⅰ-1）岩溶生态评价聚类分析生成的垂直冰柱图
从图5-18中可以看到，若以连接距离为1.5作为分类的依据，则74个岩溶县可分成两个小区：第一小区有37个县，主要分布在贵州境内；第二小区也有37个县，主要分布在广西境内，包括云南的广南和富宁（图5-19）。
图5-19 Ⅰ-1黔南、桂西纯碳酸盐岩亚区中小区的分布图
为了进一步揭示各指标对聚类所作的贡献，我们对22个分类指标进行了主成分分析，以特征值大于1提取主成分，可获得6个主成分，其方差贡献率分别为28.16%、16.09%、12.93%、8.75%、5.94%和5.71%，累计方差贡献率达77.59%（表5-6）。即6个主成分所包含的信息为原始指标所有信息的77.59%，可以作为代表原始指标对岩溶生态系统类型进行分类。从主成分的载荷量可以看出，主成分1主要支配年平均气温、平均海拔、林业、牧业占大农业生产总值的比例、土壤呼吸排放速率、农民纯收入；主成分2主要支配土地利用综合指数、土地垦殖率、灌丛覆盖率、灌丛地占国土面积的比例；主成分3主要支配碳酸盐岩出露面积占国土面积的比例、森林覆盖率、森林地占国土面积的比例；主成分4主要支配耕地粮食产量、人均耕地面积；主成分5主要支配人均国民生产总值和第三产业占国民生产总值的比例；主成分6没有明显的支配指标（见表5-7）。
表5-6 Ⅰ-1亚区主成分的方差贡献率
表5-7 Ⅰ-1亚区主成分的载荷量
而分类后，黔南小区与桂西小区的主要特征见表5-8。从表中可以看出，与桂西小区相比，黔南的岩溶县，尽管在碳酸盐岩出露面积的比例及年平均降雨量相当，但海拔高度的差异，导致了年平均气温很大的下降，给生态系统的生产力带来了较大的影响。同时由于人们观念的差异，及缺乏对岩溶生态系统脆弱性的认识，黔南小区中的人口密度和自然增长率均很高，人口的压力带来对生态系统资源掠夺性的利用和环境的破坏，使灌丛林、森林的覆盖率下降更严重，土地垦殖率更高，生态系统活力指标土壤呼吸更低，最终的结果是当地居民生活贫困和国民生产总值的低下。
表5-8 黔南小区与桂西小区某些生态系统指标对比
图5-20 湘西、鄂西亚区生态评价聚类分析垂直冰柱图
5.4.1.2 Ⅰ-2亚区中小区的划分
采用以上同样的方法，Ⅰ-2亚区69个岩溶县，以连接距离为1.4作为分类的依据（图5-20），则69个岩溶县可分成两个小区：第一小区有37个县，主要分布在贵州境内；第二小区有32个县，主要分布在湖南、湖北境内（图5-21）。
图5-21 Ⅰ-2亚区中小区的分布图
对22个分类指标进行的主成分分析结果，可获得6个主成分，其方差贡献率分别为25.63%、18.12%、11.21%、10.31%、6.89和5.45%，累计方差贡献率达77.61%（表5-9）。即6个主成分所包含的信息为原始指标所有信息的77.61%，可以代表原始指标对岩溶生态系统类型进行分类。从主成分的载荷量可以看出，主成分1主要支配土地利用综合指数、森林覆盖率、森林地占国土面积的比例、人均耕地面积；主成分2主要支配人均国民生产总值、农民纯收入；主成分3主要支配人口自然增长率、土地垦殖率、耕地粮食产量；主成分4主要支配土壤呼吸排放速率、年平均降雨量；主成分5主要支配灌丛覆盖率、灌丛地占国土面积的比例；主成分6主要支配平均海拔高度（见表5-10）。
表5-9 Ⅰ-2亚区主成分的方差贡献率
表5-10 Ⅰ-2亚区主成分的载荷量
而分类后，黔北小区与湘西、鄂西小区的主要特征见表5-11。从表中可以看出，黔北小区和湘西、鄂西小区在碳酸盐岩出露面积占国土面积的比例、年平均降雨量、年平均气温都大致有相同的条件，但由于人口的压力和人类活动的破坏，导致土地垦殖率和人均耕地面积的很大差异，以及植被覆盖率的差异性：黔北小区的土地垦殖率虽达到23.66%，为湘西、鄂西小区的1.47倍，但人均耕地面积只有湘西、鄂西小区的47.8%；而灌草覆盖率与森林覆盖率在两小区中的表现是相反的关系，湘西、鄂西小区灌丛覆盖率、森林覆盖率分别为5.34%、14.65%，而黔北小区则分别为13.59%和6.97%。这一方面反映出人类活动对生态系统带来的破坏程度；另一方面也可反映出岩溶生态系统植被恢复的艰难。生态环境的恶劣就带来当地社会经济发展的落后和居民生活的贫困。
表5-11 黔北小区与湘西、鄂西小区某些生态系统指标对比
5.4.2 Ⅱ区中亚区的划分
Ⅱ区岩溶县有58个，以连接距离1.22为类型划分依据，则58个岩溶县可分成3个亚区（图5-22）。考虑到郴州（郴州县）仅2个县市和行政区划，故将Ⅱ区划分为2个亚区（图5-23）：湘中南亚区（36），桂东、鄂东亚区（22个县）。桂东、鄂东亚区可以分成2个小区：桂东小区、鄂东小区。对22个分类指标进行的主成分分析，可获得7个主成分，其方差贡献率分别为22.15%、19.08%、10.47%、7.16%、6.71%、5.06%和4.68%，累计方差贡献率达75.32%（表5-12）。即7个主成分可包括所有原始指标信息的75.32%。从主成分的载荷量可以看出，主成分1主要支配人均耕地面积；主成分2主要支配土地利用综合指数、森林覆盖率、森林地占国土面积的比例；主成分3主要支配人口自然增长率；主成分4主要支配年平均气温；主成分5主要支配农民纯收入；主成分6主要支配人均国民生产总值；主成分7主要支配土壤养分综合指数（见表5-13）。
表5-12 Ⅱ区主成分的方差贡献率
表5-13 Ⅱ区主成分的载荷量
图5-22 湘桂沉降带岩溶生态区（Ⅱ）生态评价聚类分析并主题冰柱图
图5-23 湘桂沉降带岩溶生态区（Ⅱ）亚区分布图
桂东、鄂东亚区与湘中南相比，可能与森林的覆盖率相关，同时还可能与岩溶县的空间分布特征有关，因为湘中南亚类紧邻南岭的北坡，其生态环境受其影响（见表5-14）。
表5-14 湘桂沉降带岩溶生态区（Ⅱ）各亚区生态系统若干指标对比
5.4.3 Ⅳ区亚区的划分
Ⅳ区岩溶县有73个，以连接距离1.5为类型划分依据，则73个岩溶县可分成4个亚区（图5-24、5-25）。
第一亚区分布在川东南，第二亚区分布于黔西北，第三亚区、第四亚区分布在云南东部和云南西北部。考虑行政区划将第三亚区、第四亚区合并为云南亚区。根据碳酸盐岩分布特征和聚类分析结果，将云南亚区分成3个小区：昆明小区、滇东小区和滇西北小区。对22个分类指标进行的主成分分析，可获得6个主成分，其方差贡献率分别为22.98%、14.86%、12.71%、9.53%、7.15%、4.82%。累积方差贡献率达72.05%（见表5-15）。从主成分的载荷量可以看出，主成分1主要支配土地利用综合程度指数、森林覆盖率、森林地占国土面积的比例、土地垦殖率；主成分2主要支配人均国民生产总值、农民纯收入、耕地粮食产量、人均耕地；主成分3主要支配平均海拔、土壤呼吸排放速率、年平均气温；主成分4主要支配灌丛地面积占国土面积的比例、灌丛覆盖率；主成分5主要支配人口自然增长率；主成分6主要支配人口密度（见表5-16）。
图5-24 滇东断陷盆地及周边山地岩溶生态区（Ⅳ）评价聚类分析冰柱图
图5-25 断陷盆地及周边山地岩溶生态区（Ⅳ）亚区分布图
表5-15 主成分方差贡献率
表5-16 Ⅳ区主成分的载荷量
续表
根据各亚区统计的结果（表5-17、图5-26）看：黔西北亚区以其较低的海拔高度、更低的气温（低海拔应相对高温）、高的土地垦殖率和低的森林覆盖率有别于其他两类；川东南亚区以其较高的海拔、较高的森林覆盖率、最低的土地垦殖率和最低的人口密度而形成一亚区；而云南亚区的生态指标的数值除人均国民生产总值是其他2亚区的2倍和3倍，其他生态指标则介于以上二者之间。
表5-17 滇东断陷盆地及周边山地岩溶生态区（Ⅳ）各亚区有关生态指标统计
归纳以上西南岩溶生态评价分区结果，可获得以下分区体系（图5-26）：
图5-26 中国西南岩溶生态系统评价分区体系
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