中國南方不同巖溶類型區土地利用的問題與對策

張治偉 ，朱章雄 ，2

（1.西南大學地理科學學院，重慶400715；2.重慶科技學院，重慶400700）

中國是世界巖溶大國，裸露型、覆蓋型、埋藏型巖溶的面積總和達344萬km2，按碳酸鹽巖出露面積則達91萬km2[1]，西南裸露型巖溶區是全球三大碳酸鹽巖連續分布區之一。巖溶區作為典型的生態脆弱區，其脆弱性首先源于碳酸鹽巖酸不溶物含量低，成土速度緩慢，導致大部分地區土層淺薄。其次，土層淺、富鈣、偏堿和石生的環境限制了生物多樣性。再次，大量的地下裂隙、洞穴和地下河系統形成了地上、地下雙層空間，部分水資源賦存于地下，地表往往水資源貧乏，缺水少土，制約了農業生產的發展。近期，部分巖溶區人口增長加快，人地矛盾加劇，惡化了本來脆弱的巖溶生態環境。

國內外對巖溶脆弱生態區土地利用問題已經開展了一些相關研究，但已有研究相對零散，內容主要集中在土地利用與巖溶生態因子[2-3]、土地利用對巖溶地下水影響[4]以及土地利用與土壤侵蝕和石漠化[5-6]等方面。目前，各巖溶區在經濟發展、石漠化綜合治理過程中對土地利用問題雖已有重視，但往往缺乏具體的、明確的指導思想；關于巖溶區土地利用問題與對策的研究還缺乏系統性；有關巖溶環境類型與土地利用間的關系還鮮見報道。本文在大量野外工作的基礎上，分析各巖溶類型區土地利用的現狀、特點及所面臨的問題，按照因地制宜的原則，提出各類型巖溶環境土地利用的原則和方向，以期為巖溶區土地利用結構優化組合、石漠化綜合治理和新農村建設提供理論支持和實踐依據。

1 南方巖溶區土地利用的歷史回顧

引發巖溶脆弱生態區土地石漠化的原因是人類干擾和氣候波動，在短期內，氣候波動較小，人類干擾成為巖溶石漠化的誘因或直接原因。研究證實，在植被較好的巖溶坡地，土壤年均侵蝕量是較小的[7]，但植被破壞及隨后的耕種，土壤侵蝕迅速增大，往往在十幾年內可剝蝕大部分表土[8]，致使基巖裸露。在重慶南川的考察中，群眾也指出，許多巖溶坡地20世紀50年代還覆蓋大量灌木及馬尾松，但隨后的砍伐使坡地土壤侵蝕迅速加劇，如今許多已變為基巖裸露率60%以上的重度石漠化坡地。裴建國等的研究也指出，水土流失和石漠化主要發生在20世紀60年代以后[9]。可見，在20世紀60年代以前，裸露型巖溶區洼地周邊的峰叢有茂盛的植被覆蓋。此后的50年時間里，人口增加，耕地向坡地擴展，土地退化，石漠化發生或加劇。

覆蓋型巖溶區上覆土層，通常分布于巖溶洼地和盆地，如湖南懷化、重慶秀山等盆地。近期城市化速度加快，土地開發常破壞上覆土層、植被，灰巖露頭出現，地面容易出現水土流失、塌陷、巖溶泉流量減小甚至消失等問題。埋藏型巖溶上覆非可溶巖層，土地利用條件最好，以四川盆地為代表，深部巖溶空間常成為油氣資源和溫泉水的賦存空間。近期土地利用強度加大，地下油氣開采、隧道施工等發展迅速。

2 裸露型巖溶環境土地利用的問題與對策

裸露型巖溶環境為南方巖溶區最廣泛分布的巖溶環境類型。常見的裸露型巖溶環境分三種情況：坡向與巖層傾向相反的逆傾向型坡，在重慶南川區東勝等地可以見到；坡向與巖層傾向一致的順傾向型坡，在重慶酉陽、南川桂花屋基等地可見到；峰叢洼地類型，黔桂交界和廣西桂林地區最為典型。

裸露型巖溶環境大部分基巖裸露，低洼部分有少量的土壤分布，通常土層厚度不超過0.5 m，在基巖裂隙中土壤厚度可達1—2 m。裸露型巖溶環境地表可見大量落水洞、漏斗、峰林、溶丘等巖溶形態及其組合，地下巖溶形態（裂隙、管道、地下河和溶洞等）也極其發育。由于地表、地下雙層巖溶空間的存在，土壤與水資源容易由地下管道漏失，造成地表干旱。加上降水分配不均，雨季地下河排水不暢容易引發洼地洪澇；雨后不久，地表水大量轉入地下，地面常干旱缺水。缺水少土、旱澇頻繁是裸露型巖溶環境土地利用的限制因素。

2.1 裸露型巖溶環境原生植被區的土地利用方向

由于人類活動影響，裸露型巖溶環境原生植被已經較少見到，目前只在貴州茂蘭、重慶金佛山頂和湖北神農架等人跡罕至的地區存在原始常綠林。原生植被是熱帶、亞熱帶巖溶生態系統的基因庫，是喀斯特區生物多樣性保護的主要基地。如果原始林地受到破壞，石漠化土地生態恢復所需的基因源將不復存在，將給喀斯特生態系統帶來巨大的災害。因此，喀斯特原始生態區的土地利用方向應該以原生植被、動物及生物多樣性保護為主，開展特有種、稀有種保護和培植工作。同時防止旅游活動過渡擴張，占用土地并對環境造成破壞和污染，必要時可適當擴大保護區的范圍，核心區居民可以適當向保護區邊緣遷移。

2.2 裸露型巖溶環境石漠化區的土地利用問題與對策

裸露型巖溶環境石漠化區的面積較大，包括輕度、中度和重度石漠化區。近年，土地利用強度加大，范圍擴大，坡耕地擴展到丘陵頂部。針對巖溶坡地植被稀少、缺水少土和旱澇易發的特點，保持水土、恢復生態是巖溶灌叢和坡耕地區土地利用的基本原則。經濟發展和新農村建設應堅持生態效益和經濟效益并舉，并將生態的良性循環作為土地利用和經濟發展的評價指標。貫徹這一原則應該從以下幾個方面入手。

（1）努力營造水源林，為巖溶土地資源的合理利用提供水源保證。植被保護或恢復較好的峰叢地區，表層巖溶泉的流量較大且四季不斷流，而無植被覆蓋的峰叢洼地往往泉水干涸，水土環境惡劣[10]。因此，土地利用須首先加強植被保護，防止過渡采樵。一般來說，巖溶丘陵和低山的上中部應營造水源林。丘陵頂部的水源林既有涵養水源的作用，也有保持水土的作用，村民稱為“風水林”。如果灌叢在短期內破壞，土壤物質進入洼地，將堵塞洼地落水洞、裂隙甚至地下河，從而形成遇雨即澇、雨后即旱的惡劣環境。

（2）控制人口數量，減輕人口對裸露巖溶區土地資源的壓力。對于重度石漠化區，可以考慮人口生態移民，將部分村落遷往周邊生態稍好地區；對于坡地上的分散居民點，可以適當集中，從而減小人口對退化土地的壓力。

（3）制定土地利用規劃，嚴格控制坡耕地和建設用地規模。土地政策對巖溶區土地利用與覆被變化有明顯影響[11]。因此，裸露巖溶區應依據國家政策，結合當地實際，制定切實可行的土地利用規劃。巖溶洼地和槽谷應該進行山、水、田、林、路的綜合規劃，要合理確定林灌草地、坡耕地和建設用地的規模及其空間布局。具體而言，坡度較大的巖溶坡耕地要及時退耕；坡耕地和居民點應盡量控制在巖溶坡地的下部；周期性自然受淹的洼地底部，應該禁止居民點和土地利用項目；逆傾向型巖溶坡地在坡度較小且有非可溶巖夾層時，土壤物質會稍多，此時可適當墾殖。研究表明，巖溶坡地上部侵蝕速率一般不高，侵蝕速率最高值出現在中部，坡地下部土壤侵蝕速率減小，甚至發生堆積[12]。所以坡體下部局部有較厚的土層，成為最有利于農業生產的部位。順傾向型巖溶坡地在植被破壞后易演化為嚴重石漠化區，此類坡地原則上應予以退耕并封山育林。退耕后，雖然土壤覆蓋度難以在短時間內增加，但在基巖裂隙間可以生長耐旱、石生植物，對石漠化土地生態恢復有一定作用。

（4）開展土地整理，工程措施與生態措施相結合，減少水土流失。由于基巖裸露面積大，坡耕地地塊一般較小，土層淺薄，常鑲嵌在裸露的灰巖之間，民間俗稱為“碗碗土”。因此，保持水土，防止石漠化加劇的任務比較艱巨。工程措施是巖溶石漠化地區土地整理和水土保持的重要措施。由于坡面和巖層層面間的夾角利于截留土壤物質，水平開梯、塊石砌埂適用于逆傾向型巖溶坡地，在重慶涪陵東部巖溶槽谷區等已發揮較好的生態與經濟效益[13]。重慶南川南坪鎮等巖溶丘陵通過修建徑流溝渠，把暴雨期間的降水攔蓄在蓄水池中以備旱季使用，對減小侵蝕，增加灌溉和飲用水源起到較好的作用。在洼地落水洞旁還可以建設蓄沙池，攔蓄坡地上部來的泥沙，使清水進入地下河，泥沙可人工返回坡地。工程措施與生物措施結合將會起到更好的效果，部分地區地埂邊的生物籬技術已經取得成功并在許多地區推廣，可以將土壤資源更好地攔截在水平地塊內。

（5）土地利用應堅持生態與經濟效益并重，農業要兼顧經濟林、果和藥用植物生產。金銀花、苦丁茶等適合于巖溶環境的植物既可以恢復生態，又有利于增加居民收入，在許多巖溶區已經取得成功；花椒在重慶南川巖溶坡地也有較大面積種植。根據巖溶環境石生、旱生和偏堿的特點，選擇鄉土植物通常成活率高，耐旱性強，如能在種苗繁殖技術上獲得突破，可在石漠化區生態恢復中發揮重要作用。

（6）注意巖溶水資源開發過程中出現的土地利用問題，防止地面塌陷。地表水賦存于地表的河流、湖泊和表層巖溶泉中，地下水則賦存于地下河、洞穴等。首先應努力增加巖溶表層泉的流量和出流時間，就地解決土地開發利用所需的水資源。其次，要調查區內地下河的數量、流量與分布，地下河天窗常可取水用于土地開發，但須防止過渡抽取以免引發塌陷等破壞土地的現象。地下河道中的施工要防止引發地下河水位的大幅度升降，造成上游旱澇災害發生，要預防和制止某些地區已經出現的把洼地落水洞作為排污口的現象。

3 覆蓋型巖溶環境的土地利用問題與對策

覆蓋型巖溶區在可溶巖上沉積有各種松散或半固結狀態沉積物（南方以紅土為主），通常是構造上的陷落地帶或溶蝕、侵蝕形成的低洼區。在水平空間上，覆蓋型與裸露型巖溶環境呈交錯分布或連為一體，盆地中央一般屬覆蓋型巖溶環境，向高海拔處逐漸過渡為裸露型巖溶環境。湖南懷化、重慶秀山盆地即屬于典型的覆蓋型巖溶環境類型。懷化盆地在工程建設中可以見到土下巖溶形態（石芽、溶蝕柱等），桂林地區可見覆蓋型峰林平原。

相對于裸露巖溶環境，由于土層連續覆蓋，覆蓋型巖溶環境總體而言土地利用條件較好，往往成為農業生產和城鎮集中地域。但近期城市化速度加快，在土地利用不當的情況下，也會產生一些環境問題，例如，農用地銳減、低矮丘陵和河谷斜坡上的林地退化及水土流失、地下水污染、城鎮建設中填埋巖溶泉、地面塌陷問題等。

土地利用應有長遠規劃，合理配置建設用地、農業用地、工業用地和林業用地（含經濟林）的比例和空間布局。盆地內的低矮丘陵和河谷斜坡坡度較大，應以林地或綠化地為主。土壤覆蓋較好的低矮丘陵，可以發展柑橘、楊梅等水果或油茶、毛竹等經濟林生產，但應注意防止水土流失，以免在盆地內產生新生“石山化”現象。平緩地帶可以發展水田或旱作農業，具體可視各地情況選擇作物種類。懷化盆地大部已經發展為城區，但城郊仍保留有大片水田、油茶林和果園，是較好的利用組合；貴州高原上的巖溶盆地水源條件稍差，除水稻外，玉米、紅薯等旱地農作物均可考慮。盆地和槽谷通常是巖溶水排泄區，巖溶盆地內常可見巖溶泉出露。湖南懷化瀘陽鎮和花橋鎮附近即出露多個巖溶泉且流量穩定（流量1—10 L/s）。如果能夠在城區保留好巖溶大泉，不僅給居民生活帶來便利，同時會極大提升城市形象（如濟南等），但有些地方，城市發展時，巖溶泉往往被填埋或被直接封堵于下水道中；有些地區為了發展旅游，刻意挖去表土，露出石芽、溶蝕柱等，這種做法有可能破壞巖溶泉的補給條件，使泉水流量減小直至斷流。由于松散沉積物常具有一定透水性能，盆地內應注意垃圾堆放點和排污口的設置。地面塌陷是覆蓋型巖溶環境土地利用中的主要問題，在土層厚度較小的淺覆蓋型巖溶區更易發生，其中大部分與地下水過多抽取有關。另外，煤炭等的開采所引發的地面塌陷、地下水渾濁問題在覆蓋型巖溶區也很突出。預防地面塌陷，應首先查清上覆土層厚度及水文地質條件，而后制定地下水、礦產開發利用規劃，防止過渡開采；對于塌陷礦區和廢礦點，應進行土地復墾。

4 埋藏型巖溶區土地利用現狀與需注意的問題

埋藏型巖溶環境是碳酸鹽巖上部覆蓋有非可溶巖（砂頁巖等）的環境類型，也可是碳酸鹽巖與非可溶巖互層。以四川盆地為代表，川東平行嶺谷區可見灰巖與非可溶巖互層。由于覆蓋有土壤和非可溶巖層，地面景觀基本與非巖溶區一致。相對于裸露型和覆蓋型巖溶環境，土地利用條件最好，但由于人口密集，工農業生產發達，近期由旅游開發、油氣等開采、深部巖溶水開發和隧道施工等引發的土地問題和污染現象需引起注意。

一般而言，農業生產的限制性因素較少，但四川盆地上覆紫色土區在土地利用中存在植被稀少、土壤侵蝕較大的問題[7]。川東平行嶺谷由于灰巖與非可溶巖的互層，形成多個巖溶泉和溫泉，其中重慶北溫泉雖然出露于三疊系須家河組砂頁巖裂隙，但其溫泉水的循環可能經過下伏的碳酸鹽巖層；四川康定部分溫泉也出露于可溶巖與非可溶巖互層的地質條件。由于深部巖溶水的補給區通常在坡地的可溶巖或非可溶巖出露處，低山丘陵區過度的旅游開發活動、石灰巖采石場等除占用土地外，還可破壞地表植被，使巖溶水補給源減少。在砂頁巖蓋層厚度較小時，土地開發、施工等可破壞蓋層，可能會引發蓋層塌陷并破壞深部巖溶水的循環過程。由于該類型區巖溶水埋藏較深，循環較慢，污染后自凈速度緩慢，為防止巖溶泉補給源減少和補給區污染的現象發生，保護周邊山地的碳酸鹽巖出露帶和砂頁巖蓋層的植被顯得很重要。近期埋藏型巖溶區公路、鐵路隧道的施工增加，許多隧道往往穿越多個巖層，已經有公路隧道引發巖溶泉流量減少甚至枯竭[14]。埋藏型巖溶環境在深部地熱水、油氣等資源的勘探、開采活動增加，一方面應防止污染物經鉆井孔洞侵入地下巖溶空間和含水層，另一方面要防治礦產開采過程的廢棄物對礦區土地的污染，以做到可持續發展。

5 結語

裸露型巖溶環境區面積廣，缺水少土，石漠化嚴重，土地利用問題突出；裸露巖溶環境應在水源林建設、控制人口數量、土地整理和石漠化治理等方面下功夫，堅持生態和經濟效益并舉，合理配置有限的土地資源，開創新農村建設新局面。覆蓋型巖溶環境有土層覆蓋，一般屬于農業和居民點集中地，應防止土地的不合理利用及其出現的巖溶泉斷流、新生石漠化和巖溶塌陷等問題。埋藏型巖溶區上覆非可溶巖，一般農業生產條件較好，應防止不合理土地利用可能引發的蓋層塌陷、蓋層土壤侵蝕、巖溶泉補給區污染、油氣和煤等開發對深部巖溶水的污染以及礦區土地污染等問題。

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