文山地区石漠化成因、危害及防治

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  摘要 云南省是全国岩溶分布最广和石漠化严重省份之一,文山州是云南省石漠化最严重的地州。通过对石漠化的成因、危害、治理模式进行归纳和总结,以期对文山州及云南地区石漠化预防和治理起到指导和参考作用。
  关键词 石漠化;成因;危害;治理模式;文山州
  中图分类号P931.5;S181.3文献标识码A文章编号0517-6611(2014)29-10288-03
  作者简介王晓洋(1986- ),男,河南南阳人,助理农艺师,硕士,从事土壤修复和烟叶生产技术研究。
  云南省石漠化土地总面积288.20万hm2,占云南省岩溶面积的25.99%,占云南省总土地面积的7.31%[1],是全国岩溶分布最广和石漠化严重省份之一[2]。文山州位于云南省东南部,国土面积322万hm2,其中石漠化面积83.18万hm2,分别占文山州国土面积的25.83%和全省石漠化面积的28.86%,是云南省石漠化分布面积最大危害程度最严重的地州(市)。石漠化不仅是文山地区生态建设所面临的十分突出的地域环境问题,也是其可持续发展的主要障碍之一[3]。笔者通过对文山地区石漠化现状、成因、危害和综合治理措施进行总结分析,以期为当地及云南地区石漠化预防和治理提供参考,进而推动岩溶地区的石漠化治理进程。
  1石漠化定义、分级
  石漠化是在热带亚热带暖温带湿润半湿润气候条件的喀斯特环境背景下,由于人类活动和自然因素,致使地表植被遭受破坏,土壤严重侵蚀,基岩大面积裸露或砾石堆积,土地生产力严重下降,地表出现类似荒漠景观的土地退化现象和过程[4]。石漠化地区多具有地表崎岖破碎,山多坡陡,土地生产力低,环境容量小,稳定性差,敏感性强,承受灾害能力弱,易遭破坏而难于恢复的特点。从基岩裸露度、植被类型、植被综合盖度、土层厚度等因素综合考虑,可将石漠化土地划分为4 个等级,即轻度石漠化(Ⅰ)、中度石漠化(Ⅱ)、重度石漠化(Ⅲ)和极重度石漠化(Ⅳ)。
  2石漠化现状
  按石漠化程度划分,云南省石漠化分布主要以中度石漠化为主(图1),面积为136.49万hm2,占石漠化面积的47.36%;其次为轻度石漠化,面积为88.95 万hm2,占石漠化面积的30.86%;中度、轻度石漠化所占比例为78.22%,重度和极重度石漠化面积较小,分别为48.33万和14.43万hm2,占石漠化面积的16.77%和5.01%。
  从图2来看,文山州地区以中度石漠化为主,面积为43.12万hm2,占全州石漠化面积的51.84%;其次为重度石漠化,面积为22.45万hm2,占石漠化面积的26.99%;轻度石漠化和极重度石漠化面积分别为13.52 万和4.09万hm2,分别占石漠化面积的16.25%和4.92%。整体上讲,文山州地区中度和重度石漠化程度所占比重较高,达78.83%,轻度和极重度石漠化所占比重相对较小。
  2文山州石漠化分布情况3石漠化成因
  石漠化的形成是一个复杂的过程,是诸多因子相互作用的结果。认清石漠化的成因,对开展石漠化的进一步研究和生态恢复与重建治理工作有重要的指导意义。从水文气候分析,文山岩溶地区的年降水量多在750~1 300 mm,且降水变率大,分布广,暴雨频发,降水量多集中于7、8 月,充沛而集中的降雨为水土流失提供了强大的动能,雨水来不及渗入土壤,在地表汇集成径流,使得原本就比较瘠薄的土壤流失,出现大量砾石成堆、基岩裸露情况。从石漠化形成的动力学分析,石漠化的实质是流水侵蚀下的土地退化。其主要原动力是自然生态系统的雨水动能和重力势能,这是石漠化形成的内动力。人为干扰、社会经济活动等对石漠化的形成,本质上也是通过改变动力的强度而实现的,这是石漠化形成的外动力。人为干扰主要集中在植被系统和土壤系统两方面,石漠化地区植被群落结构简单,群落自我调控力弱。当受到外界因素尤其是人为活动因素干扰时,极易导致岩溶区生态环境恶化。植被在人为干扰下的退化引起土地生态因子的恶化,环境容量和生产力下降,是石漠化形成的直接原因,土壤退化和环境退化是植被退化的必然结果。人为干扰促进了内动力的作用效应,加速了石漠化的进程。
  总体来说,石漠化的形成是自然背景与人为干扰共同作用的结果,是以人为活动为主导因素而引起的环境恶化、土地退化过程,是强度人为干扰在脆弱环境上的最终结果[5]。环境的脆弱性是内在的、本质的原因,是石漠化形成的前提和基础,是自然存在的客观事实;人为干扰是直接原因和外动力,是人类改造和利用自然不符合自然规律的表现,是石漠化形成的必要条件。而石漠化地区人口密度超出土地系统的承载能力,加上经济落后所造成的生产力低下,形成了资源与需求之间尖锐的矛盾,又是人为干扰的主要来源。
  4石漠化危害
  石漠化危害主要表现在以下几方面:
  (1)可利用耕地面积减少。石漠化地区经济文化落后,生产技术粗放,土地生产力低,粮食严重不足,人地矛盾十分突出。据统计[6- 8],砚山县红甸乡和莲花乡2000年比1975年碳酸盐岩分布区的耕地面积减少了10%左右。
  (2)水源涵养能力减弱,水土流失严重,地表裸岩增加。保水、贮水能力差和强渗透性是造成喀斯特环境水分亏缺的重要原因。石漠化地区土层薄,贮水能力差,持水量低,植被稀,降水难以被土壤和植被留存,大量降水白白流走同时,冲刷带走土壤,造成水土流失岩石裸露。
  (3)土壤结构恶化,肥力下降。在石漠化形成过程中,由于植被系统的逐渐破坏,导致土壤受到的侵蚀程度增加。受地表径流的冲刷,松散的砂粒随水流失,粘结性较强的粉粒和胶粒相对增多,土壤的容重增大,坚实度增加,而孔隙却不断减少,致使土壤粘性增强,通透性降低,结构恶化;另一方面土壤有机质含量大幅度降低,也成为其结构变坏的重要原因。在石漠化发展过程中,土壤有机质淋失量不断增加,从而导致了其他土壤养分物质含量和阳离子交换量的减少,肥力下降,生产力降低。   (4)小流域气候循环破坏,年降雨量减少。如砚山县莲花乡的5条小流域,由于石漠化现象日趋严重,植被覆盖率降低,导致近年常出现周围降雨而该区域无降雨现象,历史上常见的绵绵细雨也已很少见[8]。
  (5)引起频繁而严重的旱涝灾害。植被的破坏与丧失,土壤结构的恶化,通透能力减弱,土壤总量的减少,使得水源涵养能力迅速降低。一遇大雨,地表水不能迅速下渗,形成地表径流,又由于水土流失使大量泥沙淤积,堵塞了漏斗的暗河排水口和河道,排水不畅,使得相对集中的降雨极易造成严重的局域性洪涝和泥石流灾害;一遇大旱,浅薄裸露的土层蒸发强烈,水分迅速丧失,形成严重的干旱。
  (6)植被减少,生物多样性受损,生态系统受到影响。石漠化地区土壤养分贫瘠,土层浅薄,土壤涵水能力弱,不利于植被生长,导致生物品种单一,生态系统脆弱。
  5石漠化治理模式
  石漠化的治理实质上包括3个方面内容:生态恢复和重建、水土保持和经济发展。与常态地貌相比,植被对于石漠化地区显得尤其重要,是喀斯特岩溶地区土地系统的命脉。植被的恢复与重建是石漠化治理的根本[5],发展经济是石漠化治理的关键。根据不同地区降雨、气候、土壤、地形地貌等条件,按石漠化程度等级、治理的目标和土地利用方向,总结相应的治理模式,明确相应的使用范围,对石漠化治理实践有较大的参考价值。石漠化按轻重程度分别采取预防保护、恢复重建、维持等措施综合治理。比如,在潜在石漠化和无石漠化区,合理利用土地及安置农村剩余劳动力,以预防保护为主;在轻度石漠化区,发展果林、庭院经济和生态农业;在中度石漠化区,退耕还林(草)、发展草地畜牧业,开展基本农田建设;在重度和极重度石漠化地区,人工造林难度极大,可进行生态移民、封山育林、建设多功能的国家公园或自然保护区。目前比较成功的石漠化治理模式和措施[9]主要有以下几种。
  5.1生态恢复治理模式主要实施的措施为封山育林、人工造林、复合农林经营、发展草食畜牧业等。封山育林是顺应岩溶区植被自然演替规律,有效恢复和重建岩溶山地森林生态系统,遏制石漠化的有效途径之一[10]。人工造林应尽可能选择既能给民众带来经济效益、又能较好适应当地环境条件的特色果树、茶树、药材、竹林和能源植物,如开远市和个旧市等地通过重点发展经济林(果木)、薪炭林(车桑子)等,以使昔日荒山秃岭变成果园和灌木林地[11]。发展复合农林经营和草食畜牧业时,可根据不同区域、石漠化程度及地貌类型,遵循生态学及植物生理学原理,从群落稳定性和物种多样性的角度出发,按照适生适种、适地适用原则,合理配置乔灌草,采用人工促进植被自然恢复和人工恢复等修复技术,促进生态系统的适应性修复及可持续发展[12]。
  5.2生态农业模式主要采取坡改梯、发展立体农业、“养殖-沼气-种植”三位一体的高效农村能源利用模式。
  5.2.1坡改梯。岩溶石漠化山区成土速度慢,往往土壤流失量远大于成土量。因此,保护现有耕地资源更加迫切,而坡改梯则成为防治坡耕地水土流失的主要模式[3]。该模式主要是以“三改一配套”为主要内容,对15~25°坡土进行梯化,即“坡改平、薄改厚(土层厚度> 40 cm),瘦改肥”,配套拦山沟、排水沟、蓄水池相结合的排、蓄、灌功能齐全的坡面水系治理工程。搞好坡改梯工程要紧扣“稳、平、厚、路、沟、池”六字原则,具体实施过程中,可根据其社会经济实际需求、土地最佳利用方式和土源状况,因地制宜地按地形变化实行大弯就势、小弯取直、沿等高线造梯土和梯田的原则,并根据坡度大小、土层厚度和耕作要求,确定梯台级数、梯面宽度、梯埂高度和位置,通过砌石埂或植物栅篱土埂把坡土改成水平梯土。在此基础上,可因地制宜地实行不同农林牧生产体系,是一种较好的石漠化治理模式。文山许多岩溶石漠化山区雨水较多,山高坡陡,坡耕地易水土流失,极适于坡改梯模式。
  5.2.2立体生态农业。立体生态农业是根据岩溶生态环境的土地类型,实行立体、多层洼地的生态经济模式,以形成多层次特殊的土地资源开发利用形式,是石漠化治理有效途径之一。贵州探索出的一套简单易行的石漠化治理方式,即“山顶带帽子”(封山育林)、“山腰系带子”(砌墙保土、坡改梯)、“山脚盖被子”(推广农用薄膜及大搞农田基本建设),是立体生态农业的成功范例[13]。
  5.2.3高效农村能源利用模式。是一种将农林牧副渔和能源相结合的治理模式。广西凤山县新型高效特色生态农业模式[14]很值得借鉴,主要为地头水柜收集雨水,为耕地、草地、桑园、沼气池、人畜饮水和加工用水提供水源,水柜内养鱼,地改田,坡改梯,水、旱轮作,退耕还林还草,种植高产牧草和生态林,促进农业产业结构调整和林业发展。
  5.3生态移民模式是指由于资源匮乏、生存环境恶劣、生活贫困,不具备现有生产力诸要素合理结合条件,无法吸收大量剩余劳动力而引发的人口迁移[15]。生态移民是目前治理石漠化非常严重地区的一项有效的措施,它能够减轻人口对生态环境的压力,利于生态环境的有效恢复。
  5.4水资源利用工程遵循“开源”与“节流”相结合的原则,结合“三小”水利工程和洼地排涝工程,统筹开展水资源开发利用[16]。具体措施[17]:多渠道开源,修建集雨设施,围泉建水池(水窖),修建地下水库,地下水开发,生物、农艺、工程节水与水资源的循环利用相结合,提高水资源的利用效率。
  6石漠化治理存在问题与建议
  (1)认清石漠化类型、成因和演化趋势有利于确定防治方向和选择综合防治措施。石漠化的形成和演化涉及众多因素,既有社会方面,也有经济和生态方面,考虑指标太少,容易得出片面结论;考虑指标过多,不仅情况复杂,工作量大,也不利于揭示主要矛盾及其防治方向。因此,必须将综合分析与主导因素相结合,弄清石漠化类型、成因和演变趋势,从而有的放矢地确定防治方向和选择防治措施。
  (2)坡改梯治理模式,土层翻动大,土壤结构破坏严重,新翻出的生土常年土壤微生物活动不频繁,导致有机质含量少,矿质养分含量不高,土壤结构性较差,短期内不能为作物生长提供足够的养分和良好的生长环境。为满足作物生长,在施用无机肥提供矿质养分的同时,还应配合施用有机肥和农家肥,提高有机质含量,改善土壤结构。   (3)部分治理模式适用地区和范围还不明确,多数模式所需配套技术仍不成熟。单一的治理模式只是针对系统中某一环节的治理,具有较大局限性,很难引起整个系统在量上的积累,产生质的变化。必须将各种治理模式进行有机结合,共同实施,使退化系统中的各个组成部分协调发展,才能做到标本兼治。在具体治理过程中,如何针对不同岩溶石漠化地区的特点来集成和组装已有的成功模式,改进和完善配套技术,仍需进一步探索和研究。
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