云南省巖溶區草原石漠化治理工程成效監測與分析

任曉東

(云南省林業調查規劃院昆明分院，云南 昆明 650200)

1 引言

西南巖溶區是中國巖溶分布最為廣泛的區域，也是基巖裸露度最高、生態問題最突出的區域。該區域巖溶又以云南、貴州、廣西分布最廣、最集中，巖溶地貌特征最典型，生態問題最嚴重[1,2]。

云南省129個縣(市、區)中，有121個縣(市、區)有巖溶分布，其中有118個縣(市、區)有石漠化土地分布，是西南巖溶區中石漠化危害程度最深、治理難度最大的省區之一。自2008年開始對重點石漠化區域全面開展了石漠化綜合治理等生態建設工程，取得了一定的成績，也得到了一些啟示。多年來，通過對重點石漠化區域的監測，發現草在石漠化區域的植被恢復和重建、固碳釋氧、水源涵養、水土保持、生物多樣性保護方面發揮著積極作用，也為石漠化治理提供了一些新的思路。尤其是對石漠化草原的治理，先行采用人工種草、土壤改良、圍欄、禁牧等措施后，草群植被恢復效果明顯，也為后續的植被重建奠定了堅實的基礎。2019年，云南省結合重點石漠化區域和典型草原類型的分布，分別在麗江市玉龍縣、昆明市尋甸縣和文山州硯山縣開展了草原石漠化治理工程成效監測工作，取得了第一手監測數據。

2 基本情況

玉龍縣、尋甸縣、硯山縣均為云南省石漠化重點縣，同時也是石漠化綜合治理工程縣。根據云南省第三次石漠化監測結果，三縣石漠化草原按石漠化程度來看，以輕、中度為主；按面積來看，玉龍縣分布有石漠化草原約34萬畝，硯山縣約24萬畝，尋甸縣約12萬畝。

2.1 監測區情況

2.1.1 玉龍縣

玉龍縣石漠化草原屬滇西北高山峽谷石漠化區。該區屬云南亞熱帶北部氣候，巖溶地貌以巖溶山地和巖溶峽谷為主，草地類以山地草甸類和高寒草甸類為主[3]。其中選取的成效監測樣地的巖溶地貌為巖溶山地，草地類為山地草甸類。

2.1.2 尋甸縣

尋甸縣石漠化草原屬滇中斷陷盆地石漠化區。該區屬北緯低緯度亞熱帶-高原山地季風氣候，區內高原湖泊較多，有滇池、撫仙湖、陽宗海、星云湖等，巖溶地貌以巖溶山地和巖溶斷陷盆地為主，草地類以熱性灌草叢類和暖性灌草叢類為主[3]。其中選取的成效監測樣地的巖溶地貌為巖溶山地，草地類為暖性灌草叢類。

2.1.3 硯山縣

硯山縣石漠化草原屬滇東南峰叢洼地石漠化區。該區屬亞熱帶高原型濕潤季風氣候，水濕熱條件較好，巖溶地貌以巖溶山地為主，但峰叢洼地和巖溶斷陷盆地也具有一定的規模，草地類以熱性灌草叢類和熱性草叢類為主[3]。其中選取的成效監測樣地的巖溶地貌為巖溶山地，草地類為熱性灌草叢類和熱性草叢類。

3 監測方法

3.1 技術標準

由于本次工作既涉及草原監測技術又涉及石漠化監測技術，并根據工作實際需求，依據并綜合了《全國草原監測技術操作手冊》和《云南省巖溶地區地三次石漠化監測實施細則》中的相關技術要求，制定了本次工作的技術標準。

3.2 監測內容

監測內容涉及草群植被狀況、石漠化狀況、土壤狀況、水土流失狀況、自然災害狀況五個方面，共涉及25項監測指標，詳見表1。

“植物固碳量”估算說明：由光合作用方程式6CO2+6H2O→光合作用→C6H12O6+6O2可知，草本每生產1.00 kg干物質能固定1.63 kg CO2并釋放1.19 kg O2。再通過CO2分子量(1.63×12÷44=0.4445)進行換算，得到草本植被每積累1 kg干物質，可以固定0.4445 kg C[4]。

表1 成效監測指標

3.3 調查方法

調查工作依據《全國草原監測技術操作手冊》中“草原保護建設工程效益調查”要求，再結合《云南省巖溶地區第三次石漠化監測實施細則》中的相關技術要求開展。

3.3.1 摸清情況

對實施草原石漠化治理工程情況進行摸底，掌握工程名稱、面積、分布、建設時間、工程措施、投資情況等。

3.3.2 樣方編號和照片編號

例如，云南省-玉龍納西族自治縣-盛-石-1-1-內和云南省-玉龍納西族自治縣-盛-石-1-1-外，表示云南省玉龍縣草原盛期石漠化治理工程區內外第一組對照樣方。樣方編號和照片編號要一致。

3.3.3 地面調查

一個工程項目內至少要做2～3組工程區內、外對照樣方，即每組包括工程區內的樣方和工程區外基本等距地點的對照樣方，并且每個對照組的工程區外樣方應盡可能選在與工程實施前草原植被、立地條件等狀況基本一致的地段。不同組的工程區內、外對照樣方應盡量分布在的工程區域內外有代表性的區域，實事求是的反映項目工程情況。

3.3.4 遙感調查

采用無人機技術，對項目區域內外樣地進行拍攝，生成高分辨率正射影像，通過影像對工程區域內外樣地基本情況進行對比分析，如樣地的植被狀況、石漠化狀況、水土流失狀況等。

3.4 監測指標

通過對工程區內、外主要生態指標和生產指標進行對比來分析工程成效。主要生態指標為：植被生長狀況、生物多樣性、植物固碳能力、石漠化狀況、水土流失狀況。具體監測指標如下：植被生長狀況(a.草原退化面積比例、b.草原平均植被綜合蓋度、c.草群平均高度)；植物固碳能力(a.植物固碳量)；石漠化狀況(a.石漠化演變趨勢)；水土流失狀況(a.裸地面積比例)。 主要生產指標涉及草產量情況，具體監測指標為：草本干重。

4 監測結果

監測結果顯示：三縣石漠化草原通過工程治理，成效明顯，但不同區域、不同石漠化區、不同草地類，工程成效有所差異。具體各縣的監測結果如下。

4.1 玉龍縣監測結果

工程名稱：西南巖溶地區草地治理試點工程；石漠化區：滇西北高山峽谷石漠化區；草地類：山地草甸類；工程投資：77.83萬元；實施年度：2018年；主要治理措施：人工種草、土壤改良、圍欄、禁牧；自然災害情況：無嚴重自然災害。

監測結果顯示：工程區內草群植被狀況、石漠化狀況、水土流失狀況明顯好于工程區外。其中，工程區內草本蓋度、高度、種類、產量、固碳量均高于工程區外；工程區內石漠化草原順向演變為潛在石漠化草原，而工程區外石漠化草原由于超載等原因，存在大面積草原退化現象，平均綜合蓋度偏低，石漠化演變呈逆向趨勢；工程區內裸地面積比例低于工程區外，水土流失狀況好于工程區外。主要監測結果詳見表2。

表2 玉龍縣成效監測

縣：玉龍縣 實施年度：2018 總投資：77.83 單位：年、畝、kg、cm、%、萬元

評價要素監測內容序號監測指標監測數據工程區域內工程區域外備注說明生態、草群植1樣地面積200200畝生產被狀況2草地類山地草甸類山地草甸類草原監測技術標準指標3草地型鴨茅、雜類草型黑穗畫眉草、林芝苔草型草原監測技術標準4草原退化面積比例070%5草原平均植被綜合蓋度71.763.3%6草群平均高度148厘米

續表2

評價要素監測內容序號監測指標監測數據工程區域內工程區域外備注說明7植物種類數量158種8植被生長狀況好中好、中、差9主要植物種鴨茅、羊茅、白三葉畫眉草、藎草、小扁豆 10草本鮮重36171667kg/hm211草本干重1200550kg/hm212植物固碳量533.5 244.5kg/hm213草原利用狀況未超載未、輕度、合理、超載、嚴重超載14草原質量綜合評價好中好、中、差石漠化15石漠化狀況潛在石漠化石漠化石漠化監測技術標準狀況16石漠化程度/中度石漠化監測技術標準17石漠化演變趨勢順向逆向石漠化監測技術標準土壤18土壤質地砂壤土砂壤土石漠化監測技術標準狀況19土壤改良面積2000畝水土流20水蝕溝面積比例00%失狀況21裸地面積比例315(集中連片裸地面積比例)%

4.2 尋甸縣監測結果

工程名稱：西南巖溶地區草地治理試點工程；石漠化區：滇中斷陷盆地石漠化區；草地類：暖性灌草叢類；工程投資：45萬元；實施年度：2017年；主要治理措施：人工種草、土壤改良；自然災害情況：無嚴重自然災害。

監測結果顯示：工程區內草群植被狀況、水土流失狀況明顯好于工程區外。其中，工程區內草本蓋度、高度、產量、固碳量均高于工程區外；工程區內石漠化草原演變趨于穩定，而工程區外石漠化草原存在一定程度的退化現象，石漠化演變呈逆向趨勢；工程區內裸地面積比例低于工程區外，水土流失狀況好于工程區外。主要監測結果詳見表3。

表3 尋甸縣成效監測

縣：尋甸縣 實施年度：2017 總投資：45 單位：年、畝、kg、cm、%、萬元

評價要素監測內容序號監測指標監測數據工程區域內工程區域外備注說明生態、草群植1樣地面積100100畝生產被狀況2草地類暖性灌草叢類暖性灌草叢類草原監測技術標準指標3草地型具灌木的黃背草型具灌木的白茅型草原監測技術標準4草原退化面積比例040%5草原平均植被綜合蓋度6360%6草群平均高度7624厘米7植物種類數量1110種8植被生長狀況好中好、中、差9主要植物種鴨茅、白三葉、蕨、黃背草白茅、畫眉草、野草莓 10草本鮮重96162233kg/hm211草本干重3656846kg/hm212植物固碳量1625.3 376.1 kg/hm213草原利用狀況輕度合理未、輕度、合理、超載、嚴重超載14草原質量綜合評價中中好、中、差石漠化15石漠化狀況石漠化石漠化石漠化監測技術標準狀況16石漠化程度中度中度石漠化監測技術標準17石漠化演變趨勢穩定逆向石漠化監測技術標準土壤18土壤質地壤土壤土石漠化監測技術標準狀況19土壤改良面積500畝水土流20水蝕溝面積比例1010%失狀況21裸地面積比例520(集中連片裸地面積比例)%

4.3 硯山縣監測結果

工程名稱：西南巖溶地區草地治理試點工程；石漠化區：滇東南峰叢洼地石漠化區；草地類：熱性草叢類、熱性灌草叢類；工程投資：125萬元；實施年度：2018年；主要治理措施：人工種草、土壤改良；自然災害情況：無嚴重自然災害。

監測結果顯示：工程區內草群植被狀況、石漠化狀況明顯好于工程區外。其中，工程區內草本蓋度、高度、種類、產量、固碳量均高于工程區外；工程區內石漠化草原順向演變為潛在石漠化草原，工程區外石漠化草原退化比例較小，石漠化演變趨于穩定。主要監測結果詳見表4。

表4 硯山縣成效監測

縣：硯山縣 實施年度：2018 總投資：125 單位：年、畝、kg、cm、%、萬元

評價要素監測內容序號監測指標監測數據工程區域內工程區域外備注說明生態、草群植1樣地面積100100畝生產被狀況2草地類熱性草叢類熱性灌草叢類草原監測技術標準指標3草地型白茅型具灌木的扭黃茅型草原監測技術標準4草原退化面積比例07%5草原平均植被綜合蓋度9445%6草群平均高度8058厘米7植物種類數量129種8植被生長狀況好中好、中、差9主要植物種非洲狗尾草、黑麥草、狼尾草扭黃茅、牛至 10草本鮮重299833783kg/hm211草本干重119931326kg/hm212植物固碳量5331.4 589.5 kg/hm213草原利用狀況合理輕度未、輕度、合理、超載、嚴重超載14草原質量綜合評價好中好、中、差石漠化15石漠化狀況潛在石漠化石漠化石漠化監測技術標準狀況16石漠化程度/輕度石漠化監測技術標準17石漠化演變趨勢順向穩定石漠化監測技術標準土壤18土壤質地壤土壤土石漠化監測技術標準狀況19土壤改良面積1000畝水土流20水蝕溝面積比例510%失狀況21裸地面積比例22(集中連片裸地面積比例)%

5 成效分析

5.1 分縣分析

5.1.1 植被生長狀況

玉龍縣分析結果：工程區內草原平均植被綜合蓋度和草群平均高度分別比工程區外提高13.3%和75%；工程區內通過治理，無草原退化現象。而工程區外，由于過載放牧和立地條件較差等人為和自然因素，草原退化面積比例達到70%。

尋甸縣分析結果：工程區內草原平均植被綜合蓋度和草群平均高度分別比工程區外提高5.0%和216.7%；工程區內通過治理，無草原退化現象。而工程區外，由于放牧和立地條件差等人為和自然因素，草原退化面積比例達40%。

硯山縣分析結果：工程區內草原平均植被綜合蓋度和草群平均高度分別比工程區外提高108.9%和37.9%；工程區內通過治理，無草原退化現象。而工程區外，主要由于草本生長演替等因素，存在小面積的草原退化現象，草原退化面積比例低于10%。

5.1.2 生物多樣性

玉龍縣分析結果：工程區內植物種類數量有15種，工程區外有8種，工程區內生物多樣性明顯高于工程區外。

尋甸縣分析結果：工程區內植物種類數量有11種，工程區外有10種，工程區內生物多樣性與工程區外相當。

硯山縣分析結果：工程區內植物種類數量有12種，工程區外有9種，工程區內生物多樣性高于工程區外。

5.1.3 草產量和植物固碳能力

玉龍縣分析結果：工程區內草產量(草本干重)和植物固碳能力(植物固碳量)均為工程區外的1.2倍。

尋甸縣分析結果：工程區內草產量(草本干重)和植物固碳能力(植物固碳量)均為工程區外的3.3倍。

硯山縣分析結果：工程區內草產量(草本干重)和植物固碳能力(植物固碳量)均為工程區外的8倍。

5.1.4 石漠化狀況和水土流失狀況

玉龍縣分析結果：工程區內通過治理，植被綜合蓋度顯著提升，石漠化草原已演變為潛在石漠化草原，石漠化演變趨勢呈順向趨勢，而工程區外由于過載放牧和立地條件較差等人為和自然因素，呈逆向趨勢。工程區內裸地面積比例遠低于工程區外，工程區內水土流失強度低于于工程區外。

尋甸縣分析結果: 工程區內通過治理，石漠化草原植被生長狀況趨于穩定，綜合蓋度在逐步上升，石漠化演變趨勢呈順向趨勢，而工程區外由于放牧和立地條件差等人為和自然因素，呈逆向趨勢。工程區內裸地面積比例遠低于工程區外，工程區內水土流失強度低于于工程區外。

硯山縣分析結果：工程區內通過治理，植被綜合蓋度大幅提高，石漠化草原已演變為潛在石漠化草原，石漠化演變趨勢呈順向趨勢，工程區外植被綜合蓋度雖遠低于工程區內，但由于當地水、濕、熱條件較好，植被生長狀況和石漠化狀況趨于穩定。工程區內、外裸地面積比例均不高，水土流失強度較輕。

5.2 綜合分析

在上述分析的基礎上，對不同草地類、石漠化區的工程成效進行橫向比較分析，見表5。

表5 不同草地類、石漠化區工程成效比較分析

總體來看，石漠化草原通過工程治理后，在植被生長狀況、產量、生物多樣性、固碳能力、石漠化狀況和水土流失等方面都有明顯改善。但不同草地類、石漠化區的工程治理成效差異還是比較明顯。

如以熱性草叢類和熱性灌草叢類為主的滇東南峰叢洼地石漠化區，由于區域海拔較低，水、濕、熱條件較好，植被生長狀況最好，草產量最高，固碳能力最強，石漠化草原得到有效治理。以山地草甸類為主的滇西北高山峽谷石漠化區，生物多樣性最為豐富，但由于區域海拔較高，氣溫較低，植被生長速度緩慢，草產量最低，且草原石漠化狀況呈現不進則退的現象，治理成果鞏固難度大。

6 結語

云南省石漠化草原通過工程治理，成效顯現，為區域植被恢復奠定了基礎。但在部分生態脆弱地區工程治理成效有限，治理成果鞏固難度大，今后還需繼續加大治理力度。特別是針對不同草地類，不同石漠化區的特點，積極探索行之有效的治理方法和措施，治理更具針對性，最大限度的發揮草在生態、生產方面的積極作用，使工程治理成效更為顯著。