天坑

天坑是指发育在碳酸盐岩层中，从地下通向地面，四周岩壁峭立，深度与平面宽度（口部或底部）从百米至数百米以上，底部与其发育期的地下河连接的陷坑状负喀斯特地形。概括来说天坑是指由于水不断侵蚀固体基岩，使地表发生塌陷形成的一个巨大的深坑，它是一种特大型喀斯特地形^[4]。

天坑由坑口、崖壁、坑底等构成。天坑平面呈次圆形、卵形或短柱形，整体呈现深陷的井状或桶状轮廓等空间与形态特征^[5]。对于天坑的分类，中国内外主要采用3种方法，即用形态学方法、成因方法和发生演化方法对天坑进行分类^[1]。

截止2022年，全球经过确认的天坑数量超过300个，其中270多个分布在中国。中国天坑主要集中在广西壮族自治区、贵州省、重庆市、湖北省、云南省、四川省和陕西省^[6]。截止2020年国外天坑共计28个，包括超级天坑10个，其中8个退化天坑及2个完整天坑^[7]。国外的知名天坑主要分布于巴布亚新几内亚的新不列颠岛纳卡奈和穆勒岩溶高原、马达加斯加，马来西亚，欧洲第纳尔岩溶区的斯洛文尼亚、克罗地亚和意大利，以及中美洲和南美洲的墨西哥、波多黎各等地^[8]。

天坑，是漫长地质年代里，经过内外动力地质作用形成的、具有稀缺性和不可再生性特点的地质遗产，它在对喀斯特地貌的深入探索及岩溶研究中有着不可替代的价值，包括科学价值、旅游价值以及自然遗产价值^[9]。天坑地质构造和生态自然系统特殊，对天坑的开发应贯彻保护性开发原则，因坑制宜，开发形式与游览方式要多元化，以充分展现天坑的多重价值与独特风姿。在中国西南部的一些地区，喀斯特天坑经历了旅游业的发展或人为的破坏，随之而来的是原有景观的迅速退化。在对天坑进行考察时，专业人员要格外注意对天坑的保护，天坑底部的生态环境非常脆弱，一旦遭到破坏很难恢复^[10][11]。

世界各国的研究人员对天坑进行了多次科学考察活动，组织专项研究，出版了相关学术著作。2005年10月朱学稳组织实施了“中国天坑考察项目”，由来自中国和其他国家的13位知名喀斯特专家组成了“国际天坑考察组”，对中国重庆的武隆天坑群、奉节小寨天坑群、广西乐业大石围天坑群等进行了实地考察，并在桂林召开了“国际天坑讨论会”^[1]。2023年4月26日至5月8日，来自中国内外的专家学者齐聚汉中，开展了为期13天的汉中天坑群第八次国际联合科考^[12]。

据文献记载，“天坑”一词最早见于袁道先(1988年)主编的《岩溶学词典》中，但由于当时研究程度和资料所限，仅将“天坑”归入竖井一起表述。天坑在世界上的不同地点有不同的称谓，但其含义多具有同义性，在中国各地，代表性的名称有“岩湾”（兴文）、“石院”（武隆）、“龙缸”（云阳）、“石围”（乐业）、“天坑”（奉节以及“槽”、“洞”、“凼dàng”等，均具有岩石中的大坑、深坑、陷坑的含义。而在斯洛文尼亚称Kuka-ve、Kolisevye、Vigedi等，在墨西哥则称Sotanos。自1980s以来，朱学稳研究小组通过对塌陷型特大漏斗的形态和成因地不断发现、归纳总结与深入研究，于2001年正式建议以“天坑（tiankeng）”作为国际通用的名词和术语，将喀斯特天坑与喀斯特漏斗区分开来，成为一种独立的地貌形态^[1]。

朱学稳将天坑定义为：“天坑是具有巨大的容积、陡峭而圈闭的岩壁、深陷的井状或桶状轮廓等非凡的空间与形态特征，发育在连续沉积厚度及其含水层包气带（vadose zone）厚度均特别巨大（地下水位深埋）的可溶性岩层（以碳酸盐岩为主）中，从地下通向地面，平面宽度与深度从大于100米至几百米以上，底部与地下河相连接的一种特大型喀斯特负地形^[1]。”

A.N.Palmer和M.V.Palmer将朱学稳对天坑的定义简化为：“天坑是四周岩壁陡直和平均宽度和深度通常均超过100米的大型塌陷漏斗^[1]。”

英国伯明翰大学的John Gunn和张远海联合发表论文，将天坑定义为：“天坑是碳酸盐岩地区的溶洞大厅形成的，口径和深度不小于百米，或容积大于一百万立方米，四周或大部分周壁为陡崖，且与或曾与地下河溶洞相通的特大型漏斗^[13]。”

天坑由坑口，崖壁，坑底等构成^[14]。天坑平面呈次圆形、卵形或短柱形^[15]，整体呈现深陷的井状或桶状轮廓等空间与形态特征^[16]。

天坑坑口和底部地下河同外部连通，天坑的坑口随着时间的增长，坑口面积会进一步扩大，坑口面积会逐渐接近坑底面积。等到演化后期，天坑坑口面积超过坑底面积，演变为漏斗的形态^[5]。孕育期的天坑口小、肚子大，呈“坛”形，也称之为“天窗”；成熟期的天坑口、底几乎同等，呈“桶”形；退化期的天坑则口大、底小，呈“碗”形^[9]。

天坑坑底有许多植物群落，并且还有大量的块碎石崩塌堆积物^[17]，有一条“过境式”地下水道在坑底通道^[15]。随着天坑开口增大，天坑底部土壤腐殖质含量增加，厚度增大，坑底植物开始大量生长，坑底被崩落的岩块不断的垫高同时堵塞了地部的地下河^[5]。

天坑坑壁上有悬挂的瀑布，或瀑布水流的冲蚀痕迹和灰华垂帘等。天坑陡立的坑壁与坑底间的地形分界为突变关系^[15]。天坑坑壁是连接天坑内外生态系统的特殊生态过渡带^[18]。天坑坑壁上的岩石随着坑口的扩大会不断发生坍tān塌，形成陡峭的坑壁^[5]。

天坑坑口和底部地下河同外部连通，由于天坑巨大的高度和封闭的崖壁，使得天坑构成一个相对封闭的自然环境，最大限度的减少了外界自然和人为的干扰。天坑底部的植物群落保留了大量古老的植物树种，随着天坑的演化一些新的树种也会不断的扩散至天坑中，因此天坑植物群落表现出古老孑遗树种与现代树种相混生的特征^[5]。

天坑形成的初期，内部空间形态呈倒置的漏斗状。随着洞穴大厅天窗出现，阳光开始进入洞穴大厅，整个天坑世界瞬间活跃了起来，各种植物的种子，包粉，甚至整株的植物都会随之扩散至天坑中。然而由于地下和联通吞口狭小，内部光照面积小，天坑内部环境温度低，空气潮湿，土壤稀薄，岩石裸露，植物很难生长。该阶段天坑植物以苔藓群落为主，苔藓生长在潮湿阴暗的土壤和岩石表面以及石缝之中，可以形成大量的腐殖质，使得土壤肥力增加^[5]。

而随着天空开口增大光线增强，温度升高，蕨类植物开始出现并取代苔藓植物。苔藓植物则向天坑内部阴暗的地方迁移。随着蕨类植物的大量出现，天坑底部土壤腐殖质含量增加，厚度增大。早期进入天坑的大型植物，由于阳光土壤的性质难以成活。经过千百年乃至千万年的演化，天坑坑口进一步扩大，坑口面积逐渐了接近坑底面积。天坑演变为水桶状的形态，而天坑也进入了演化的中期阶段^[5]。

由于光线增强温度升高，天坑周圆的绝壁使得冬季的寒冷空气难以到进入到天坑内部。天坑底部地下河提供了丰富的水分，而大量的沙土绿石也进入到天坑之中，在前期天坑底部植物的持续耕耘下，形成了高肥力的土壤。这种环境调节，形成了上层高大乔木，中层小树灌木，下层草本的天坑森林结构^[5]。

随着天坑坑口的进一步扩大，环绕天坑的陡崖不断坍塌，坑底被崩落的岩块不断的垫高同时堵塞了地部的地下河，坑口面积超过坑底面积，演变为漏斗状的形态。天坑开始退化，进入演化的后期。周圆峭壁阻挡冬季寒风的能力逐渐减弱，内部环境变得干冷，逐渐失去了湿热小环境的特征。很多热带植物被一些适应寒冷环境的落叶植物树种所替代^[5]。

形成漏斗与天坑的喀斯特作用方式与形态过程存在很大的差别。代表性的喀斯特漏斗是由地表水通过落水洞的地下渗入和流入的过程中，在垂向和侧向上不断溶蚀扩大加深而形成；而天坑则与喀斯特地下水文网——地下河系统的强烈发育密切地联系在一起，绝大多数为塌陷成因，特殊条件下则由地面落水洞发展而形成^[17]。

竖井是一种地面的垂向并状通道，一般直径是几米至一二十米，深几米至几十米，深度超100米、直径超50米的竖井便是十分罕见的特大规模了。竖井多由落水洞的深化发育所形成，四围铅直，其空间在底部逐渐消失于含水层中。天坑在科学含义上与竖井应该严格区别开来^[17]。

也叫消水洞，是地表水转入底下的进口，表面形态与漏斗相似，是地表及地下岩溶地貌的过渡类型。它形成于地下水垂直循环极为流畅的区域，即在潜水面以上，是流水沿垂直裂隙进行溶蚀、冲蚀并伴随部分崩場作用的产物^[19]。

天坑的成因主要分两种，常见的是塌陷型（广西乐业天坑群等），罕见的是冲蚀型（重庆武隆后坪冲蚀天坑群等）。天坑的形成至少要同时具备六个条件^[20]：

第一、上部与下部应具备巨厚的非喀斯特化与喀斯特化岩层叠置结构并分别在上游与下游广泛出露^[17]，只有足够厚的岩层才能给天坑的形成提供足够的空间^[20]。

第二、较深的地下河水位^[20]。

第三、较厚的包气带（含气体的岩层）^[20]。下部喀斯特化岩层中存在100-200米厚度的含水层包气带^[17]。

第四、温湿多雨的热带至亚热带气候条件^[17]，需要较大的降雨量。这样地下河的流量和动力才足够大，才足以将塌落下来的石头冲走^[20]。

第五、较平的岩层。从天坑四周的绝壁看就会发现，岩层与地面是平行的，就像一层层的石板堆在四周一样，只有这样的岩层才能垮塌^[20]。

第六、突起的地壳。地壳的运动会给岩层的垮塌提供动力^[20]。

塌陷天坑是地下深处的碳酸盐岩层遭受地下能量（主要是地下河道）不断输出，产生渐进式崩塌，直至整个地下空间出露于地表而形成的^[21]。需在湿润多雨地区，具有岩层产状平缓及断裂发育的地质构造条件、相当厚度的包气带及连续沉积厚度巨大的碳酸盐岩层和高强度的水动力作用才能发育生成，其发育经历3个阶段，即地下河阶段、地下崩塌大厅阶段和天坑出露地表阶段^[21][22][23]。韦跃龙等人将天坑的形成、发育和演变概括为：发育渐变（巨大地下洞腔的形成）、形成突变（洞腔崩陷形成天坑）、改造缓慢（后期改造过程）^[24]。

侵蚀性(或冲蚀)天坑则是在可溶性岩层的包气带中，由地表水流（主要属外源水）的集中冲蚀（侵蚀）与溶蚀作用形成的^[21]。其形成过程可分为前期阶段、竖井状落水洞阶段、天坑及地下洞穴系统形成阶段、天坑加深和新落水洞与竖井发育阶段^[25]。依其分布形式的不同可将侵蚀天坑分为：水平岩层分布式（如重庆武隆的箐口天坑）和倾斜岩层接触式（如萨尔瓦多的Garden of Eden）^[21]。

国外学者从洞穴削顶学说、水力学、演化论和洼地论等多维视角，对天坑的形成和演化机制进行了探讨^[1]。

• 洞穴削顶学说

洞穴削顶（cave un-roofing）是一种大规模的地貌过程，它在峰丛峰林形成中起到了非常重要的作用，而且可能是热带喀斯特区大型洼地、峡谷和谷地起源的主要作用^[26]。Klimchou认为，削顶是从崩塌和连续横向洞顶后退开始的，极有可能进一步沿着主洞道大规模崩塌，逐步分裂洞穴，形成峡谷，然后产生更多的横向后退^[26][27]。从广义上说，喀斯特崩塌包括天坑都是洞穴削顶的派生产物，喀斯特峡谷也是洞穴通道通过崩塌和侧向后退形成的，而且天坑只不过是峡谷形成的早期标志，重庆武隆天坑之间的大规模天生三桥就是一个通过洞穴削顶作用形成的峡谷的典型例子^[26]。

• 水力机制说

A.N.Palmer和M.V.Palmer^[28]认为，天坑形成的主要因素应归结为水力作用对暗河通道洞顶塌陷堆积物的搬运。由于塌陷的扩大造成暗河通道的阻塞和改道，水力梯度变陡，溶蚀和侵蚀增强，而暗河通道的改道和扩大又进一步加强了塌陷作用。但Eavis^[29]经过对中国及国外天坑的考察发现，一些洞壁陡峭或直立的封闭落水洞的形成机制与崩塌作用和围岩破裂软弱带的分布有密切关系，据此认为典型天坑的形成不完全是渗流带发育的结果^[1]。

• 天坑演化论

一些学者通过喀斯特地貌的演化来解释天坑的形成机制。Waltham^[30]通过对四川兴文喀斯特区猪槽井、小岩湾、大岩湾3个相邻的地貌形态的研究，提出此3个相邻的地貌形态代表了天坑洞厅扩大的早期阶段、天坑成熟阶段以及天坑的退化阶段。然而，这种观点的正确与否是值得讨论的。因为各种自然条件都在随地点和时间而变化，想要提出一个岩溶地貌在相同条件下仅仅随着时间因素发展的演化系列是困难的，不能把不同条件下发育的不同形态，归纳到一个演化系列之中^[31]。

• 洼地机制论

W.B.White与E.L.White将天坑看作是封闭型洼地家族的成员，他们认为机械的不稳定性和崩塌块石的溶蚀搬运以及二者之间的相互作用是天坑发育的条件，可以将天坑放在封闭型洼地的总系统中进行分析^[32]。

中国内外主要采用3种方法，即用形态学方法、成因方法和发生演化方法对天坑进行分类^[1]。

形态学方法是以形态和规模特征为主要的标准来将天坑作为一种类型描述，然后考虑其成因，这种方法可用以区分天坑亚型。中国的研究者普遍使用形态学的方法，强调用形态学和形态测量学的标准来描述天坑等级与分类^[26]。根据全球中发现的天坑在规模上的差异，朱学稳等曾将天坑划分为超级天坑、大型、中型和小型4个等级。后来朱学稳和陈伟海^[21][22]将天坑调整为3类：直径和深度超过500米为超级天坑；直径和深度300~500米为大型天坑；直径与深度100~300米为标准或常态天坑。这种方法实际上是按天坑规模来进行形态分类^[1]。

成因方法强调的是地貌的起源和发育、地貌形成过程和形成的基本条件。中国内学者普遍认同天坑分为起源于地下水流溶蚀崩塌作用的塌陷型和起源于地面水流溶蚀、冲蚀作用的侵蚀型^[22]。而Klimchouk则认为天坑是一种特大型塌陷漏斗，并且是塌陷漏斗类型中非常极端的一员，根据纯粹成因方法，不能把大型侵蚀地貌归为天坑类型^[33][26]。W.B.White与E.L.White^[32]则把天坑看做封闭型洼地，认为其主要形成于石灰岩地层的机械崩塌和崩塌块石的溶蚀搬运，虽然在多数情况下崩塌起着重要作用，但仍次于溶蚀作用^[1]。

地质环境是地球演化的产物，在地球史上地质环境是逐步地，相继地发生、发展和形成的，即由稳定、失稳再到稳态重建不断地发生演化。Waltham^[34]就通过地质环境发生演化的方法将天坑分类为：原生天坑、成熟（典型、活动）天坑和退化天坑。但是这种方法并不能将原生天坑与漏斗很好地区别开来^[1]。

世界10个最大的天坑群，中国占据9个，其中广西位居前三甲；世界10个最大的天坑，广西占1个；全球确认的标准天坑数量超过300个，其中270多个分布在中国，而广西就占了90个，数量最多，是名副其实的“世界天坑之都”“天坑博物馆”。中国是世界上天坑数量最多、规模最大、分布最集中、景观最壮丽的国家，天坑主要集中在广西、贵州、重庆、湖北、云南、四川和陕西。在广西境内，乐业、凤山、巴马、那坡等地天坑分布最密集^[35]。

依据网络资料，截止2020年国外天坑共计28个，包括超级天坑10个，其中8个退化天坑及2个完整天坑。这些天坑主要分布于巴布亚新几内亚Nakanai岩溶区，马达加斯加，东南亚群岛，欧洲第纳尔岩溶区的斯洛文尼亚、克罗地亚和意大利，中美洲和南美洲的墨西哥、波多黎各、委内瑞拉等地，以及非洲阿曼的Qara山脉^[7]。

大石围天坑群区位于中国西南部广西壮族自治区西北部，云贵高原东南麓。以大石围天坑为首的天坑群位于乐业县的中部^[36]。地处106°10′～106°51′E，24°30′～25°03′N之间^[37]，该地区属于中亚热带季风气候;干湿季节分明，雨量充沛。大石围天坑群天坑集中分布区年平均气温16.6℃，降水量1400毫米。大石围天坑群是目前世界上发现的天坑群中数量最多、分布密度最大的天坑群^[36]，大石围天坑群共有27个天坑，其中有7个属大型天坑，13个属中型天坑，7个属小型天坑^[38]。其发育在岩溶峰丛地貌区域内，百朗地下河系从南至北贯穿其中^[36]。

位于重庆市奉节县南部兴隆镇北部荆竹乡小寨村^[39]，小寨天坑是中国探测研究最早的天坑之一，其深度和容积在世界同类天坑中居首位，有“天下第一坑”的美誉^[40]。小寨天坑坑口长625米，坑口宽535米，最大深度662米，总容积1.19亿立方米^[39]。天坑群数量7个，超级天坑1个^[35]。

后坪天坑系统位于武隆县东北部边陲（与丰都、彭水为邻）的长江、乌江分水岭上，也是乌江支流木宗河源头麻湾洞泉的水文流域，地形标高在700～1700米之间。地表砂页岩广布，沟壑纵横。流域内地表水在一条南北向宽谷的两侧，通过落水洞、地缝、竖井和天坑悉数流入灰岩含水层中而转换为地下水系统。后坪天坑喀斯特系统由天坑、竖井、落水洞、地缝式盲谷、化石洞穴、地下河及喀斯特泉等构成。天坑有箐口、石王洞、打锣凼、天平庙和牛鼻洞等。天坑喀斯特系统由五个主要天坑和多个落水洞、竖井以及地下总长度超40千米的网络状洞穴系统构成。最大深度在200～420m之间，坑口面积2.6～4.1万平方米，容积3.5～10.4立方米^[41]。

汉中天坑群地质遗迹资源主要分布在汉中市南郑区小南海镇、西乡县骆家坝镇、宁强县禅家岩镇、镇巴县三元镇等4个区域，面积约5019平方千米。其中，天坑资源55处，包含超级天坑2处、大型天坑7处。4个地区天坑群各具特色，形成相对独立的天坑群景观区，总体构成东西约200千米、南北110千米的岩溶地貌景观带^[12]。

位于委内瑞拉，玻利瓦尔，这个天坑深达314米，上缘宽度352米，底部宽度502米^[42]，体积21万立方米^[43]。天坑由石英岩构成，由于天坑两侧悬崖峭壁矗立，坑底的森林和动物与高处长年隔绝，形成了一个独特的生态系统^[42]。

位于伯利兹的伯利兹城，壮丽的大蓝湖位于伯利兹外海约43英里处，离灯塔暗礁的中心距离很近。完美的圆弧地下水洞深约124米，宽达300米。四周由蓝绿色水域围绕，像是一个黑眼睛一般突出^[42]。在40米的深度包含许多钟乳石，这些钟乳石提供了有关地球气候过去的宝贵信息^[43]。

Minyé Sinkhole坐落在巴布亚新几内亚国的新英格兰岛，深度510米^[42]，口径直径300×300米，口部面积7万平方米，容积2600万立方米^[40]，新英格兰岛遍布火山、石灰岩山脉、湍流和热带雨林等自然景观。然而岛屿的活跃地带骤然消失，形为一个深洞。对于深洞来说，容纳一个半的埃菲尔铁塔绰绰有余^[42]。Minyé Sinkhole趋近圆形，周围岩壁险峻并完全为树木覆盖，被誉为“世界上最完美的大天坑之一”^[44]。过境地下河横穿Minyé Sinkhole底部，虽然地下河洞穴既不长也不大，但其流量达每秒25立方米^[45]。

位于墨西哥塔毛利帕斯州，是世界第二深的充满水的天坑。天坑总深度339米，湖深319米。体积10万立方米。在湖面上，漂浮着几个圆形的石灰华岛。湖泊由火山加热的酸性地下水形成^[43]。根据科学家得出的结论，Poza del Zacatón是因底部火山岩酸化了水，而水又反过来逐步腐蚀上层岩石而形成的。连续性的坍塌导致了越来越深的垂直洞穴的产生^[42]。

2001年，中国社科院、中国地质学会洞穴研究会、美国洞穴基金会和美国牛津大学洞穴俱乐部的科考专家以及记者将联合组成大约15人的科考队，从4月5日起对天坑群进行为期15天的全方位考察研究。活动组织者并举行了向科考队代表授旗的仪式^[46]。

2002年由中、英、美、法等九个国家五十多名地质和生物学家组成的中外科考队，抵达广西乐业县大石围天坑开始对天坑地下河出口和地下洞穴进行科学考察^[47]。

2005年10月朱学稳组织实施了“中国天坑考察项目”，由来自中国地质科学院岩溶地质研究所、斯洛文尼亚喀斯特研究所、乌克兰国家地质研究所、纽约州立大学、宾夕法尼亚州立大学、悉尼大学和赫德菲尔德大学等的13位知名喀斯特专家组成了“国际天坑考察组”，对中国重庆的武隆天坑群、奉节小寨天坑群、广西乐业大石围天坑群等进行了实地考察，并在桂林召开了“国际天坑讨论会”^[1]。

2016年3月3日，中国和来自法国的科考专家近日围绕东兰的地质资源开展了首次联合科考活动，探测地下洞穴长度达16.5千米，发现一座深度超过400米的天坑，为中国罕见。本次活动历时8天，中法科考人员联合对东兰县境内的武篆镇、泗孟乡、兰木乡等地的12个洞穴（天坑）进行了科学探险活动^[48]。

2018年3月13日，陕西省地质调查院主办的“汉中天坑群国际学术研讨会”在陕西西安成功召开。会议邀请了英国伯明翰大学教授约翰·甘，乌克兰国家科学院地质科学院博士亚历山大·克里姆丘克，斯洛文尼亚科学院岩溶研究所博士安德烈·米哈维奇，英国洞穴测量专家菲利普·约翰劳斯，中国科学院袁道先院士、张国伟院士，中国工程院王双明院士，中科院地球环境研究所、中国地质调查局、南京大学、中国地质学会洞穴专业委员会等中国内外专家，对“汉中天坑群”的发现、科学价值和保护利用进行了深入研讨。西北工业大学、西北农林科技大学、陕西师范大学、长安大学等多家单位的领导和专家学者参加了会议^[49]。

2022年5月7日，自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所组织科考探险队在广西乐业县探险结束后，确认发现1个标准天坑。至此，“世界天坑之都”乐业县的天坑增至30个^[50]。

2022年6月18日上午10时，联合科考队到达广西乐业——神鹰天坑边缘，开展了首次下坑科考作业。通过30分钟左右的垂直下降，科考队到达了第一个考察点位，在这里，专家发现了天坑中存在过地下河的证据^[51]。

2023年4月26日至5月8日，来自中国内外的专家学者齐聚汉中，开展了为期13天的汉中天坑群第八次国际联合科考^[12]。

2019年，陕西建立汉中天坑群国际研究基地，此次获批将更有效地发挥国际科技合作在“一带一路”建设中的促进和推动作用^[52]。

2022年9月，广西科学院“广西特色植物资源保育及利用”创新团队、广西植物研究所植物保育生物学课题组围绕天坑特殊生境开展植物多样性、濒危植物繁育系统与生存机制研究，取得了一系列突破性重要成果，对揭示喀斯特天坑避难所植物多样性形成与维持机制具有非常重要的意义。该研究得到了广西科技基地和人才专项、广西科技重大专项、西部之光和广西科学院业务费等项目的资助^[53]。

2022年11月，镇巴世界级天坑群地质公园——产学研旅游基地保护性开发项目开展，项目依托镇巴天坑群，按照《国家地质公园建设指南》的要求，开展公园地质遗迹保护、地学研究、科普知识宣传、旅游资源开发等工作，项目主要分为公园综合服务核心区、地质遗迹景观区、生态旅游景观区、人文旅游景观区等^[54]。

2011年，中国地质科学院岩溶地质研究所朱学稳教授编著的论文选集《喀斯特与洞穴研究》出版^[55]。

2012年，“天坑”作为科学术语正式被收录于《洞穴百科全书（第二版）》中^[56]。

2017年薛跃规教授研究团队在喀斯特岩溶生态学方面的研究取得新进展，其研究成果以“Karst tiankengs as refugia for indigenous tree flora amidst a degraded landscape in southwestern China”为题在线发表于SPRINGER NATURE出版集团旗下的综合性科学期刊Scientific Reports上（近三年IF=5.295）^[57]。

为了解天坑群生成演化机理，进一步加强天坑群生命共同体的综合治理和保护，以系统工程方法为基础，采用复杂性理论、协同理论、自组织理论的其本原理，构建了天坑群系统性、科学性、应用性的综合调查研究系统，探讨了天坑群综合调查研究系统的构成要素，并从多个维度分别建立了地球科学系统内的多学科体系研究、地质遗迹资源构成研究、生态美学研究、生成机理研究、生命共同体综合治理研究和保护利用研究等6个子系统。随着天坑群调查研究的不断深入和科学体系的建立，将极大地丰富和完善中国乃至世界岩溶地质的研究^[58]。

天坑自被发现以来，特别是汉中天坑群的发现，又引起了新一轮全球天坑热，天坑因其独特的科学价值和旅游价值，引起了中国内外地貌学者和地质学者的高度关注，已有越来越多不同学科的研究人员加入到天坑的研究队伍中。但天坑的研究也才刚刚起步，能否成为国际社会所认可的一个崭新的岩溶地貌类型，不可避免地存在着种种研究局限和不足，对于天坑能否显著区别于其他岩溶负地形而成为一种独立的岩溶地貌类型，中国内外学者从形态学、成因学、演化学等方面，对天坑的成因分类、生成机理、成因演化、控制条件、地质年代确定、生态环境等一系列问题上进行了较深入的探讨与激烈的争论。同时对于天坑生态价值的讨论以及开发与保护方面的研究也引起地理学、生物学、水文学、环境学、灾害学、景观学、旅游学等众多学科学者的积极关注、广泛参与，为相关学科也带来了新的研究方向和新的科学命题^[19]。

第一，对天坑的研究，将有助于对岩溶作用的基本性质，特别是溶蚀、崩塌、侵蚀作用的机制及相互关系的认识的深化与发展；可为岩溶作用的定量研究提供一个重要途径，并促进对岩溶作用强度和速率的新认识^[40]。

第二，天坑与地下河水道之间的关系及其变迁与演化过程的研究，可能会导致对岩溶含水层性质及其发展演化过程认识上的飞跃。塌陷天坑的系统研究，对认识天坑所在地区岩溶含水层的性质及地下管道水流的行迹变迁具有重大意义^[40]。

第三，天坑的形成及其发育所达到的深度，既是当地地壳最新上升运动的直接证据，又是上升速率的一项实例记录^[40]。

第四，正S型地质构造和岩溶水文三者统一的岩溶水文系统中，其系统性、稀有性、自然性、完整性及优美性在中国内外且有典型地学意义，发育多种岩溶形态演化序列，在岩溶学、新构造运动学、生物学、生态学等相关科学研究中具有重大的科学价值，也是极好的科普教育基地^[59]。

天坑群具有较多的景观与观景条件，是一种颇具吸引力的岩溶奇观，适合观光游览。天坑中的森林空气清新，负离子含量高，适作休养场所。天坑群以其雄险的绝壁为特征，是绝佳的攀岩、探险、影视拍摄场所，与多层洞穴群、垂深达几百米的天窗竖井群和上百千米的现代地下河系，组成了资源丰富的探险探秘、特种体育活动与影视拍摄基地^[59]。天坑与当地的地缝、洞穴、地下河和奇峰怪石等旅游资源共存于一体，常构成高等级的旅游资源^[1]。

目前中国已对外开放了四川兴文天坑群、重庆武隆天坑群和广西乐业大石围天坑群等，其旅游价值已经得到充分体现，地质科普教育价值也得到了高度重视，旅游开发产生了较好的经济效益^[1]。

喀斯特天坑具有最杰出的自然现象和罕有的自然美及重要的美学价值，具有代表地球历史演化主要阶段的杰出事例和重要的地貌或自然地理特征，具有最重要的、最有意义的、可以保护当地生物多样性的自然栖息地，因而具有明显的世界自然遗产价值。截止到2015年3月，重庆武隆后坪天坑群与芙蓉洞芙蓉江、天生三桥完美组合，已经被纳入世界自然遗产名录，四川兴文天坑被中央政府列为世界自然遗产后备名录，小寨天坑被纳入中国国家自然遗产^[1]。

天坑的开发应贯彻保护性开发原则，因坑制宜，开发形式与游览方式要多元化，以充分展现天坑的多重价值与独特风姿。这种新兴而独特的旅游资源的开发不应只单纯地关注旅游资源本身，还应该注重对旅游资源内部及其与外围旅游资源的整合，形成以天坑为核心的旅游产品的叠加吸引力和整体优势^[11]，也需考虑游客的旅游产品感知与消费市场需求，有效、合理地开发“对口”的旅游产品^[60]。可采用纵向分带式方法有针对性地开发喀斯特天坑旅游产品^[61]，利用3S虚拟技术建立旅游业支持系统^[62]，应用生态学的原理和方法进行旅游活动布局，发展天坑生态旅游^[63][64]。利用天坑原生态的资源发展生态旅游，这不仅是天坑景区健康发展的选择，也顺应了现代旅游业发展的潮流与大趋势。

在中国西南部的一些地区，喀斯特天坑经历了旅游业的发展或人为的破坏，随之而来的是原有景观的迅速退化。天坑的退化往往会导致植被的同质化，从而降低区域生物多样性。虽然喀斯特天坑为一些物种提供了庇护所，但随着全球环境变化和人类干扰活动的加剧，喀斯特地区的许多物种已经退化或消失，喀斯特天坑生态系统也难免受环境变化的影响，导致天坑作为“避难所”的价值逐渐下降。研究表明，虽然天坑远离人类活动剧烈区域，但其脆弱的生态环境仍然会受环境变化的强烈影响^[65]。

由于天坑底部温度明显低于坑口，天坑与地下河相连通，洞内与洞外气流进行交换，使天坑形成了一种类似“冷陷阱效应”的天然被动采样器，因而会使PAHs、有机氯农药等污染物进行富集。这一现象在大部分天坑中都存在，源于天坑周围的农户在耕种过程中施用了过量的农药、化肥，其所产生的面源污染会影响天坑地下河的水环境质量，进而会影响到天坑的生态系统和岩溶环境^[1]。

在对天坑进行考察时，专业人员要格外注意对天坑的保护，天坑底部的生态环境非常脆弱，一旦遭到破坏很难恢复^[66]。

天坑的保护工作不仅是专业人员的责任，当地居民、游客等同样需要养成保护天坑的意识。由于天坑是一个塌陷的负地形，一些不了解天坑的人容易将其视作扔垃圾的好地方。在专家调查天坑的过程当中，发现不少天坑都成了“垃圾场”。天坑的底部生活着很多的动植物，向天坑丢弃垃圾难免会对其中的动植物造成伤害。此外，天坑下存在地下河，垃圾中的有害物质会渗漏进地下河，污染水资源，影响下游民众生活的同时也破坏了生态环境^[66]。

汉中市人民政府为了加强汉中市天坑群地质遗迹的保护管理，在2017年出台《汉中市天坑群地质遗迹保护管理暂行办法》该办法适用于汉中市天坑群地质遗迹范围内的各类地质遗迹的保护管理^[67]。

2015年，美国地质调查局估计，在过去15年中，岩溶相关过程造成的损坏修复成本每年至少为3亿美元，但指出，根据不充分的数据，这可能是严重低估^[68]。

张艺谋的《满城尽带黄金甲》曾将重庆武隆天坑群作为拍摄外景地，又有媒体称包括导演卡梅隆助手在内的《阿凡达》剧组一行四人来到武隆县，为《阿凡达2》取景实地考察^[39]。

电影《天之坑》是云南不可多见的“文艺类型片”，它将一个关于家庭婚姻的平凡故事，放进镇雄县五德镇新寨村自然“天坑”里讲述，以人性“天坑”与自然“天坑”的神秘交际，反映广大人民思想、道德、理想的变化和升华，凸现个体生命对现实生活的“发现”“热爱”和“回归”^[69]。

2021年，韩国电影《天坑》8月31日在高雄首映，电影描述主角经过11年的努力才拥有新家，但在搬到新家后某天，整栋楼却掉进地下500米深的超级天坑中，深度直逼台北101大楼^[70]。

2021年，美国电影《拉布雷亚》上映，该电影是天坑题材灾难科幻剧。故事讲述了洛杉矶出现了神秘巨大天坑，一群形形色色的陌生人身处在一个无法解释的原始世界时，他们努力求生，并揭开自己身处何处、是否有回家的路的谜团。冈萨雷斯饰演一名空军飞行员，前来拯救落入天坑的人^[71]。

昭通作家夏天敏的中篇小说《天坑》发表于《当代》2018年第五期，《天坑》是以镇雄县五德大锅圈的天坑为背景，以天坑中人事为题材而创作的。小说以刘家伦与天坑的关系为线索，讲述了刘家伦从进入天坑到永远离开此地的故事^[72]。

约翰·H.布瑞德雷写的《46亿年的地球物语》中，作者介绍了许多地球知识、普及了科学知识。在书中作者描写了天坑的形成过程并从一位探险者的视角，讲述了他探寻天坑的过程^[73]。

传说在2002年5月8日，大石围天坑接待了一个9人的考察团，全部是男性。在进入大石围天坑之前，向导已经给大家交代清楚，天坑的一草一木、一花一石是不能够带出外面的，可是受不住大石围坑里满山遍野的美丽樱花和极具观赏价值的奇石的诱惑，出来时多数人的口袋里都装满了东西。向导严厉地要求他们把东西都放回原处，虽然他们极不情愿，但多数人还是听从了向导的劝诫。只有一位梁姓先生偷偷地把一块美丽的石头留了下来。不料，在车快离开大石围天坑的时候，发生了车祸，车上的8个游客都安然无恙，唯有这位姓梁的先生不幸身亡^[74]。