摘要 石漠化是我國貴州喀斯特生態脆弱區所面臨的最主要的生態問題之一。參考貴州省已進行的生態系統恢復和石漠化治理經驗,綜述了近年來該省所建立的石漠化3S監測體系,基于不同喀斯特生態環境所構建的綜合治理的模式,所采取的林草、農業、工程等治理技術措施以及所取得的初步成效。
關鍵詞 石漠化;綜合治理;生態環境;貴州省
中圖分類號 S181.3 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611(2014)25-08702-03
Abstract Rocky desertification is one of the main ecological problems in Karst vulnerable areas in Guizhou. This article consulted the experience of the ecological system recovery and the rocky desertification governance in Guizhou Province, summarized the 3S monitoring system establishment in this region, the comprehensive management modes based on different karst ecological environment, the technical measures (forest, grass, agricultural and the engineering measures) and the primary effects.
Key words Rocky desertification; Comprehensive governance; Ecoenvironment; Guizhou Province
全世界喀斯特地貌分布面積約 2 200萬km2,約占陸地面積的15%,主要集中在低緯度地區,包括中國西南、東南亞、中亞、地中海、南歐、北美東海岸、加勒比、南美西海岸和澳大利亞的邊緣地區等。集中連片的喀斯特主要分布在歐洲中南部、北美東部和中國西南地區。歐洲和北美的喀斯特地區,因人口和經濟壓力相對較輕,生態地質環境問題不是很嚴重,基本上是一個保護問題。而只有我國西南地區的喀斯特分布面積廣,人口壓力大,生態環境也最脆弱,且主要集中在滇、黔、桂三省區,有48個民族的1億人口,集中了全國近1/2的貧困人口,是我國最主要的貧困地區。喀斯特石漠化不僅破壞生態環境,使土地生產力衰減,而且嚴重影響農、林、牧業生產,甚至危及到人類生存。因此,喀斯特石漠化已經成為制約我國西南地區可持續發展最嚴重的生態地質環境問題。
1 貴州省石漠化現狀
1.1 石漠化的概念
石漠化是在熱帶、亞熱帶的濕潤、半濕潤氣候條件下,由于人類對資源的不合理開發利用,使本已脆弱的喀斯特生態環境出現植被退化、土壤流失、碳酸鹽基巖大面積裸露或礫石堆積、土地生產力極度衰退甚至喪失等相應的生境變化,地表在視覺上呈現類似于荒漠的演變過程與結果,是喀斯特地區地質、植被、土壤、降水等自然環境因素和不合理的人類活動綜合作用而造成的特有的土地退化的極端形式[1]。從目前狀況來看,獨特的氣候條件和強烈的巖溶化過程為石漠化產生的主要自然原因,而人類對生態的破壞和土地的不合理利用成為激發石漠化過程的主要人為因素[2]。
1.2 貴州石漠化概況
我國西南的貴州高原是一個強烈喀斯特化的亞熱帶高原山區,是世界上面積最大、最集中連片的喀斯特地區的中心,也是喀斯特發育最典型、景觀類型最豐富復雜的地區之一。其分布廣泛的碳酸鹽巖層出露面積達13萬km2,占貴州全省國土面積的73%[3],而喀斯特地貌面積占貴州全省總面積的63.8%。貴州省是全國石漠化面積最大、等級最齊、程度最深且危害最重的省份[4]。根據貴州省2000年正式立項開展的全省石漠化遙感調查項目結果顯示,貴州省石漠化面積約為3.7萬km2,占全省國土面積的18.79%,其中輕度石漠化面積約2.3萬km2,中度石漠化面積約1.1萬km2,強度石漠化面積約0.3萬km2,另外尚有約4.4萬km2的土地有潛在石漠化趨勢。從空間分布看,石漠化地區多集中分布于六盤水、黔西南、黔南、安順、畢節等所在的喀斯特地區的南部和西部。
近年來貴州喀斯特地區出現了一系列的生態環境問題,而石漠化則是這一地區最嚴重的生態環境問題。一方面由于石漠化地區缺乏植被,在降水的直接沖刷之下,地表土層流失殆盡,土壤肥力降低甚至喪失,坡耕地基巖裸露而成石質荒漠,使得農業生產條件和生態環境不斷惡化,嚴重影響農、林、牧業發展,甚至危及當地群眾生存,并成為喀斯特地區貧困的主要根源。另一方面,石漠化還導致洪澇、干旱、滑坡等頻繁的環境災害,如洼地與盆地每逢雨季,因喀斯特特有的落水洞、溶蝕漏斗或伏流入口無力排泄過量的洪水,致使洪水漫溢,甚至發生滑坡及泥石流;而由于喀斯特森林植被破壞嚴重,作為群眾主要生活用水的泉水無森林滯流水補充而頻頻斷流。作為我國長江、珠江上游最重要的生態屏障,貴州喀斯特地區石漠化所導致水土流失加劇、耕地和林業用地資源減少、扶貧開發難度加大,不僅嚴重制約全省經濟社會可持續發展,而且危及長江、珠江三角地區的生態安全,與我國西北地區的沙漠化、黃土高原的水土流失一并成為我國的三大生態災害[5]。
2 貴州省石漠化主要治理措施
2007年國家啟動了“巖溶區石漠化綜合治理試點工程”項目,貴州省共有55個縣被納入首批試點縣,涉及土地總面積12.36萬km2;巖溶面積8.79萬km2,占全省巖溶面積的80.6%;石漠化面積3.23萬km2,占全省石漠化面積的85.9%。2008年石漠化綜合治理工程試點縣增加到 78 個,實現了全省石漠化治理區域的全覆蓋。治理過程中所采取的主要措施包括建設先進完善的石漠化監測體系、以林草業為代表的植被恢復體系構建、以農林草間作輪作為代表的農業技術措施,以及以坡耕地改梯、農村新能源建設推廣和生態移民等為代表的工程技術措施等。
2.1 石漠化監測系統的建設
先進的石漠化監測體系是全面掌握石漠化動態變化特征、評價石漠化防治成效的保障與基礎,而石漠化監測系統的建立與完善亦是石漠化綜合治理工程中的一項重要內容。我國國土資源部于2008年制定的《巖溶地區石漠化綜合治理規劃大綱》中要求,我國喀斯特巖溶地區石漠化監測體系主要包括宏觀監測、定位監測、工程績效監測及專題監測等。其中宏觀監測為其主體和核心,主要監測工作包括按照統一的技術標準,基于3S技術(即遙感技術、地理信息系統、全球定位系統),采用地面調查與遙感解譯判讀相結合的方法,以巖溶地區近年石漠化監測本底數據為基礎,省、市區林業主管部門監測隊伍定期(每5年)對巖溶地區石漠化狀況及相關生態因子實施全面監測。通過5年前后兩期對比分析,主要掌握治理區內石漠化成因與危害、石漠化土地動態變化信息(如石漠化土地利用類型變化)、森林覆蓋率、林草植被蓋度及生物多樣性等,為我國制訂石漠化防治政策與對策提供數據支撐[6]。
目前貴州省石漠化綜合治理試點工程監測網絡已初步建立,省水利、林業、農業、國土等部門通過遙感監測、地面監測、調查試驗和試驗分析等方法,對石漠化治理試點工程實施質量、進度和治理效果進行監測,收集整理監測成果,建立了“貴州省石漠化監測管理信息系統”數據庫[7]。基于3S的喀斯特石漠化遙感監測顯示,2005~2010年貴州石漠化發生根本變化,石漠化面積開始減少,等級降低,無石漠化面積增加2 004 km2,潛在石漠化面積減少1 126 km2,石漠化面積以年均0.6%的速度減少,中、強度石漠化面積明顯減少,石漠化程度減弱,石漠化治理初見成效,貴州石漠化工程治理速度超過惡化發展速度,石漠化總體處于惡化和好轉相持階段,石漠化惡化趨勢已經得到遏制[8]。
2.2 石漠化治理主要技術措施
貴州省石漠化治理始于20世紀80年代,通過多年摸索已總結出一套行之有效的治理方法,即針對不同石漠化等級實施不同的治理方案,如潛在石漠化地區(遵義市、黔南州和畢節市等)治理工作以預防為主,預防石漠化形成;輕、中度石漠化地區(北部的翁安縣、中部的惠水縣和平塘縣、南部的羅甸縣等)進行人工干預,減輕石漠化程度;強度和極強度石漠化地區(主要集中于西南部,如六盤水、安順、畢節、長順、惠水、安龍和黔西等)主要采取生態移民、封山育林(草)等措施,依靠大自然自我修復[9]。具體采取的技術措施主要包括林草措施、農業措施及工程措施:
2.2.1
林草措施。石漠化治理的核心是生態的恢復重建,其主要內容即大力發展林業,而國家林業生態工程項目是目前貴州治理石漠化的主要資金渠道和重要驅動力,項目主要包括退耕還林工程、天然林保護工程、珠江水系防護林工程等一系列林業生態工程。具體措施包括封山育林(草)、人工造林、飛播造林、低產低效林改造、中幼林撫育、人工種草、草地改良等。
在喀斯特石漠化比較嚴重的地區,生境嚴酷,土壤分布零星且淺薄,且石漠化比例大,封山育林是該地區恢復森林植被的重要且有效的途徑之一。根據喀斯特石漠化環境特點、人為干擾方式、立地條件等,封山育林有不同的類型,如稀疏灌叢草坡型、矮灌叢型、退耕還林型(喬灌草立體型)等,采取自然恢復與人工促進的植被恢復技術,對植被組成和結構進行優化改造,增加治理區域內的物種多樣性或生物多樣性[10]。如在開陽、沿河等地基本無植被覆蓋的石灰巖荒坡進行封山育林,10年間植被總蓋度達到了80%以上,其中灌木層蓋度達到60%以上[11]。
貴州省人工造林的樹種主要包括生態用材林、生態果木林及生態經濟林等。其中常用的生態用材林主要有柏木、滇柏、側柏、楸樹、梓樹、刺槐等;生態果木林是當地群眾自發種植和行業部門試驗推廣種植的,大多是按果-農混作和果-草經濟林模式營建的果木林,面積不大、分布零星,但經濟效益比較好,廣泛應用的果木林樹種主要有核桃、板栗、櫻桃、楊梅、梨、桃、李、柑橘等;生態經濟林主要包括生漆、油桐、烏桕、杜仲、香椿、黃柏等。近十年來,在黔西南地區利用種植花椒、金銀花、香椿等經濟樹種進行石漠化治理,取得了較好的經濟效益,并有效地遏制和治理了石漠化[12]。
巖溶地區的草地畜牧業具有生態修復與農業持續發展的雙重功能,且具有比耕地農業更高的資源利用效益,而相同條件下巖溶地區的人工草地蓄水保土效益優于林地,即使在坡度陡峻區,良好的草被覆蓋能極大地減輕水土流失量,其效果遠遠好于林、灌。通過進行草地改良、人工種草、圍欄封育等草地建設措施,短期內就可以提高植被覆蓋率,對防止水土流失、減少地面徑流具有十分顯著的作用。貴州省巖溶區草地在全國具有很好的代表性,通過選育與引進國外優質牧草,實踐總結出不同環境條件、季節及利用方式的牧草種植及組合種植方式,如遵義、黔東南、銅仁等地的冬種一年生黑麥草和夏種牛鞭草+皇竹草;六盤水和安順、貴陽市等地的冬種一年生黑麥草或燕麥和夏種紫花苜蓿等等[13]。
除了目前正在進行的林草措施外,我國學者亦開始了對苔蘚植物在退化喀斯特植被恢復過程中所發揮的拓荒作用的研究。苔蘚特別是石生苔蘚主要與地衣、藻類共同構成生物結皮層,并成為這種荒漠生物結皮層的優勢物種,在植物群落演替過程中是主要的先鋒物種,對改善土壤肥力、水土保持以及群落演替甚至生態環境都發揮著難以替代的作用:在巖石表面生長的蘚類植物可分泌一些酸性代謝物質,能降低巖面硬度,加快巖面溶蝕,從而加速巖石和礦物的風化成土過程;另外,蘚類單層細胞結構和巨大的儲水細胞及毛細管系統具有很強的吸收水分和持水力,有利于改善石漠化裸露巖面及周圍環境的水濕條件;同時,蘚類還能蓄積空氣和降水中的粉塵、水分等物質,與蘚類本身緊密叢集的殘體結合在一塊,日積月累,逐漸形成薄層土壤,該過程同時為其他生物的生長營造微環境,最終逐漸膠結形成生物結皮層,促進了土壤微生物的繁衍,加快了土壤生化過程,增加了物種多樣性,促進植被演替[14-15]。目前我國學者對貴州石漠化區域苔蘚類植物的研究內容主要包括石生蘚類的種類組成和分布特征的調查;由苔蘚、地衣及藻類構成的生物結皮層的外部形態特征和內部解剖結構變化分析;石生蘚類的生理結構、生化特征及適應干旱脅迫環境的生存機制等[14,16-18]。
2.2.2
農業措施。
農業技術措施包括耕作、間作、輪作、棄耕、禁牧等。如旱地農-草間(輪)作模式:采用“農作物+牧草”間、輪作方式,提高土地生產力,調節土壤營養元素的供給,培植地力,減少表土侵蝕,既可穩產糧食又可解決畜(禽)青綠飼料,經濟效益也遠大于單一種植糧食作物、經濟作物和牧草。如畢節市石橋村在輕度石漠化緩坡區(坡度<10°),采用一年生黑麥草與本地玉米的輪作,4~9月種玉米,10月~次年3月種植黑麥草,不但提高了土壤肥力,還減少甚至省了化肥的施用。又如林間(下)種草模式:貴州巖溶區有大量退耕地、幼林及疏林地,采取在林間、林下種植多年生禾、豆科牧草,可建立人工、半人工草地改善其植被組成、增加植被覆蓋度,更能有效地防止水土流失[13]。
2.2.3
工程措施。工程措施包括坡改梯工程、小型水利水保工程、農村能源建設工程、生態移民工程等。坡改梯工程即坡耕地改梯化工程,以貴州烏蒙山片區為例,其屬于喀斯特強烈發育區,可溶性碳酸鹽巖出露面積達到63.01%,水土流失問題嚴重,耕地以坡耕地為主,坡耕地中又以旱地為主。目前該片區特別針對石質山體坡耕地形成了一整套成熟的“石坎+山邊溝”的坡耕地整治經驗,即根據坡地的地形采用水平梯田、坡式梯田、反坡梯田、隔坡梯田等模式,有效降低了地表徑流的速度,消弱了徑流沖刷力,增加了降水入滲量,提高了土層的保水保肥性能,有效地減少了水土流失和石漠化[19]。農村能源建設工程則是將喀斯特石漠化山區農村家庭傳統的能源消費類型如薪柴、秸稈和煤炭等適當轉換為新型能源如沼氣等類型,如在貴州部分地區正在建設的以花椒種植為核心的花椒-養豬-沼氣模式及以砂仁種植為核心的砂仁-養豬-沼氣模式等,已初現成效。生態移民工程則通過對以貴州省武陵山區、烏蒙山區及滇桂黔石漠化區三大連片特困地區貧困人口的遷移,疏散人口壓力,調整資源分配,改變資源環境對經濟發展的限制,克服資源環境的主導性限制,選擇有條件的遷入地區,一方面解決當地的貧困問題,另一方面減輕人口壓力對資源的掠奪,依賴自然條件充分恢復自然植被[20]。從2012年《貴州省扶貧生態移民工程規劃(2012-2020年)》工程啟動實施以來,截至2013年12月,2年累計搬遷安置移民25萬余人,占規劃搬遷人口的12.36%,特別對少數民族聚居村寨從重視生態移民的社會適應性為出發點而實施整體搬遷,集中安置,著力創造移民社會適應的基礎性條件,目前遷出的移民已在城集鎮和工業園區開始了新的生活[20]。
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