喀斯特石漠化地區水土保持模式與效益監測評價研究

趙天香

(貴州省桐梓縣水務局，貴州 遵義 563200)

我國南方地區分布著廣袤的喀斯特地貌，脆弱的生態環境和人類活動破壞，再加上季節性雨水的沖刷，加劇了當地石漠化的進程，喀斯特石漠化已成為當地最為重要的生態問題之一，加強治理研究刻不容緩[1- 2]。

喀斯特石漠化地區植被覆蓋率低，巖石大量裸露，土壤被嚴重侵蝕，導致水土流失逐漸加劇，土壤的水分和養分大量流失，可以利用的土地逐漸減少，給當地的農業生產和社會經濟帶來重要影響[3- 4]。張曉遠等應用GIS技術對石漠化小流域地區水土流失的敏感性進行了空間分布特征的研究[5]。何松引入Logistic生長曲線模型，對生態補償強度進行了定量研究[6]。

貴州省是喀斯特地貌分布較為廣泛的地區之一，水土流失現象也比較嚴重，對此，一些專家學者已經對該地區的水土流失治理進行了相應研究，取得了一些研究成果[7- 10]。本文基于貴州地區喀斯特石漠化地區的生態特殊性和經濟發展狀況，對該丟棄的水土保持模式進行了詳細分析，并對生態效益監測的評價進行了探討，以期為該地區的水土流失防治工作提供理論支撐。

1 喀斯特石漠化地區水土流失耦合機理

喀斯特石漠化地區的水土流失可分為地表和地下兩個土壤侵蝕系統，土壤漏失的過程更加復雜，根據前人研究成果和本人工作經驗，將喀斯特石漠化地區水土流失耦合過程分為4個階段(如圖1所示)：

(1)降雨侵蝕階段，此過程是降雨和土壤相互作用的結果，隨著降雨的增加，地表產數率和地下滲水逐漸增加，土壤一部分沖積到破面的溶槽、凹地處，一部分經過裂隙、溶洞等遷移至地下。

(2)地表水土流失階段，強降雨過程中，由于地表數流與土壤顆粒相互作用使得地表組成物質被沖蝕破壞或搬運至其它地方，帶走了大量的土壤養分，加劇了石漠化地區的土壤貧瘠和不穩定性。

(3)地表-地下水土流失耦合階段，經過降雨侵蝕之后，土壤會與巖面之間形成一個較為光滑的巖層面，巖土的親和力較低，土壤一部分經過地表水土流失而流失，一部分則進入地下裂隙、溶洞、落水洞、天坑等向地下不斷流失，形成兩個特殊的地表-地下流失(侵蝕)耦合系統。

(4)地下暗河侵蝕階段，喀斯特石漠化地區由于存在較多的地下暗河，當土壤經過裂隙、溶洞等進入地下暗河后，會在地下流水的作用下發生遷移、堆積，造成地表土壤資源和養分的大量流失。

圖1 喀斯特石漠化地區水土流失耦合過程示意

2 不同等級石漠化地區的水土保持模式

根據主導因素、綜合性、區域性及開發治理相結合的原則，考慮圖斑巖石裸露率、土被覆蓋率、人類活動程度等因素，將喀斯特石漠化地區分為：潛在石漠化、輕度石漠化、中度石漠化以及強度石漠化4個等級。針對不同等級石漠化地區的生態結構，需配備不同的治理模式。從整體功能上講，潛在石漠化地區需重視增加群眾的經濟效益，以此來推動土地治理，同時還應增加部分水土保持的工程措施，防范水土流失，最常用的方法便是經濟林植被恢復亞模式；輕度石漠化地區要加強對基礎設施的投入，努力改造群眾的生產生活條件，將農村勞動力逐步轉移，擴寬農民的收入渠道，最常用的方法是綜合治理亞模式；中度石漠化地區宜發展草地建設，為畜牧業提供優質牧草，增加農民畜牧業收入，即草地植被恢復亞模式；在強度石漠化地區，應盡量減少人類活動影響和干擾破壞，實行封山育林的造林技術，即采用森林植被恢復亞模式，如圖2所示。

圖2 不同等級石漠化地區的水土保持模式分析示意

3 水土保持效益監測評價分析

3.1 水土保持效益監測評價體系的建立

以客觀性、實用性、創新性、可更新性和科學性為原則，將生態、經濟和社會效益作為監測評價的一級指標，即將小氣候監測、生物多樣性、水文效應、土壤效應、農戶監測等作為二級評價項目，對大氣溫度、光照強度、相對濕度、物種多樣性、生態優勢度、農作物種植面積等進行具體分析，即可得到相應的水土保持效益監測評價體系，見表1。

表1 水土保持效益監測指標體系

3.2 實例分析

貴州畢節撒拉溪示范區和關嶺-貞豐花江示范區是典型的喀斯特石漠化地區，下文將對兩個地區不同保持模式下的部分監測指標進行分析，綜合生態、經濟、社會效益對近年來該地區的水土保持模式進行評價。

3.2.1 生態效益監測分析

以物種多樣性指數監測為例，得到了不同保持模式下指標的變化關系，如圖3所示。從圖3可以看出，隨著水土治理保持模式時間的增加，生物多樣性指數均呈逐漸增大的趨勢，表明當地的生物多樣性逐漸恢復，生態環境得到明顯改善；對比4種保持模式下的生物多樣性指數可以看出，兩地均是：模式1<模式2<模式I3<模式4，且模式4明顯大于另外3種保持模式，一方面是因為當地的石漠化形式原本比較嚴重，一方面則是采取第4種保持模式是針對強度石漠化地區的模式，其生態治理效果因此能夠得到較大改觀。

圖3 生物多樣性監測結果

3.2.2 水土保持經濟效益分析

通過對兩地的勞動力狀況統計分析表明：畢節撒拉溪示范區和關嶺-貞豐花江示范區在2011年的本地務工人員比重分別為7.97%和22.33%，外出務工人員分別為13.29%和21.81%，而到了2016年本地務工人員則是29.8%和26.15%，外出務工人員占比為45.54%和29.71%，表明隨著保持模式時間的延長，當地的經濟狀況有較好地發展，若當地產業項目的實施能夠與經濟產業有機結合，則可促進經濟發展。2011年，畢節撒拉溪示范區的第一產業占比達到了78.89%，而到了2016年，下降到57.89%，關嶺-貞豐花江示范區的第一產業占比也從2011年的68.99%下降到2016年的63%，這表明兩地的GDP產業結構日趨合理，經濟增長向多元化方向發展。

圖4 產業結構監測結果

3.2.3 水土保持社會效益分析

2011年，畢節撒拉溪示范區的公路通車里程為55.65km，通過項目實施帶動交通工程的修繕，結合相應的石漠化綜合治理機耕道，到了2016年，改示范區的通車里程達到了140km，關嶺-貞豐花江示范區則由2011年的99.22km增加到2016年的146km；相應的，隨著石漠化治理工程的實施，2個示范區內的水池、水井數量也顯著增長，分別較2011年增長450口和200口；石漠化治理措施實行后，兩地的勞動力文化結構也發生較大變化，高中及以上文化的人數較2011年提升近50%；可見，水土治理項目的開展，一方面帶動了當地社會的整體發展，具有明顯的社會效益，另一方面也能很好地反過來支持項目的持續開展。

3.3 建議與探討

石漠化治理模式的選擇與當地的地形、氣候、地貌等息息相關，要因地制宜選擇合理的治理模式，并綜合考慮各項指標，充分把握生態、經濟及社會效益的整體性，將生物、工程、管理、耕作及社區發展的多種治理措施與水土保持模式相結合，對不同成因、現狀和演化過程的石漠化地區施以正確的方法，方能得到最佳治理效果。

4 結論

以貴州省喀斯特石漠化地區為例，通過對水土流失耦合機理和不同等級石漠化治理模式的探討，并結合生態、社會、經濟效益，對喀斯特石漠化地區水土保持模式與效益監測進行了評價研究，可為類似地區的水土保持工作提供經驗借鑒。