石漠化是在亚热带湿润气候条件下的喀斯特地区,由于自然因素和人为活动的影响,植被严重破坏和土壤严重侵蚀,岩石大面积裸露,土壤肥力严重下降,地表呈现类似荒漠化的景观和过程。
我国喀斯特主要分布在西南地区,贵州位于西南喀斯特分布区的中心。贵州的石漠化已经成为最严峻的生态经济问题,它既是灾害之源,也是贫困之根。
石漠化的形成
石漠化是人类不合理活动的直接结果;脆弱的生态地质环境背景对于石漠化的形成、发展演化和生态重建有不可忽视的控制作用。
地质背景:贵州省内碳酸盐岩分布面积约占全省总面积的63%,总厚度达8500米。这是石漠化的物质基础。碳酸盐岩中酸不溶物的多少和岩石的结构决定了土壤形成速度的高低。纯碳酸盐岩的结构致密,酸不溶物含量低(平均仅4%左右),风化残余物很少,土壤形成很慢慢,平均需8000年才形成1厘米厚的土层。
石漠化集中发育于地质构造活动强烈的河流上游和峡谷地带,如乌江流域的纳雍、织金、黔西、清镇、安顺、德江、沿河;赤水河流域的毕节、大方、仁怀;北盘江流域的水城、盘县、晴隆、关岭、贞丰;南盘江、红水河流域的兴义、兴仁、罗甸等。特定的生态地质环境背景控制了土地石漠化的发育。
地貌背景:地貌对生态环境也起着重要的控制作用,在一定程度上对水热进行再分配。贵州高原山多平地少的地貌,以及较大的切割度和坡度,决定了生态环境的脆弱性与敏感性。降雨产生的强烈外动力作用是水土流失和石漠化的潜在动因。
气候条件:贵州高原属于中亚热带湿润季风气候地区,降水较丰富。除西北部边缘年降水量不足1000毫米外,多数地区为1000~1300毫米,这为水土流失提供了充足的动力。高原上河川径流的径流深与径流量均较大,年内分配不均,雨季汛期水土流失动力强劲。
社会经济背景:人口增长和土地超载导致长期乱砍滥伐和陡坡开荒,农业生态环境日益恶化,形成“人口增加→陡坡开荒→植被减少、退化→水土流失加重→石漠化→贫困”的恶性循环。超载的社会经济压力是导致喀斯特山区土地石漠化最重要的驱动力。所以,人口压力是导致土地石漠化最重要的因素之一。
石漠化的危害
水土流失:喀斯特地区一万年间形成的土层在一年之中就能全部流失!
贵州20世纪50年代水土流失面积为2.5万平方公里,60年代扩大到3.5万平方公里,70年代末为5万平方公里,1995年高达7.67万平方公里,目前已经达到8万平方公里。
灾害频发:石漠化引起的自然灾害灾种多,强度大,分布广,而且各种自然灾害普遍呈现周期缩短、频率加快和损失加重的趋势。
生态系统退化:石漠化导致的生态系统多样性正在或逐步消失,造成森林退化,植物种属减少,群落结构简单化。
失去土地:大部分石漠化地区,土地呈盆景状零星分布在裸岩中,称为石旮旯土。极其珍贵的土壤大量流失,可耕地资源逐年减少。
干旱缺水:石漠化地区植被稀疏,岩石裂隙发育,保水能力差,使径流减少,井泉干枯。
贫困加剧:喀斯特地区贫困程度深,脱贫难度大。云南、贵州和广西三省(区)现有的109个贫困县中,有73个在石漠化地区。石漠化是造成喀斯特地区农民贫困的主要根源。
危及长江与珠江中下游生态安全:石漠化地区的迟滞洪涝能力很低。西南喀斯特地区的石漠化是1998年长江流域特大洪灾的重要原因之一。
治理石漠化的艰巨性及可行性
石漠化治理的艰巨性:喀斯特环境是一种脆弱的生态环境,受干扰后自然恢复的速度慢,难度大。石漠化后迅速变得干旱,局部阴湿的小环境消失。森林经过多次砍伐和火烧后,根系遭受损伤,萌芽再生能力降低或消失,恢复更加困难。加上喀斯特地区的水容易渗漏,导致地表常出现干旱。
地质地貌的复杂多样性造就了退化生态系统类型的多样性。石漠化治理首先要消除或控制引起退化的因素,要在全省范围内用统一的模式做到这一点显然很困难。
国家和各界应鼎立相助,特别是长江、珠江中下游地区要做出适当的生态补偿。
石漠化治理的可能性:喀斯特山区的水热条件优越,有利于植被的恢复。茂兰等地喀斯特森林群落的存在,表明裸山上可生长茂密森林。喀斯特地区的土壤中贮存有较为丰富的植物种子,具备植被系统自然恢复的可能性。喀斯特地区即使是石漠地区,也常有 10%~50 %的不连续土被,有些裂隙中的土层可深达1米以上,水分与养分贮量也较为丰富。试验表明,实行严格的封山育林,并辅以人促更新,一般在封山1~2年后可见草坡,5年左右可见灌木,15~30年可形成喀斯特森林植被。
近年来,在石漠化治理方面积累了许多成功的经验,探索出一些有效的治理模式,包括乔灌混交防护林治理模式、生态经济型治理模式、封山育林模式、大关模式、公司+农户模式和庭院生态农业模式都是行之有效的治理办法。
综合治理石漠化存在的问题及对策
石漠化防止中存在的主要问题:国家和地方经过多年不懈的努力,石漠化的防治在局部地区已取得一些成就,但局部好转、总体恶化的局面仍未得到根本改观。其原因主要有:
(1)石漠化的科学内涵和成因机制未有清晰的认识。特别是对石漠化的定义和判别指标体系还未能达成共识,尚未开展自然因素和社会因素对石漠化影响的份额及其定量化研究。大部分生产活动缺乏理论的指导,造成生态建设的盲目性。
(2)未足够重视石漠化成因的环境地质背景研究,特别是忽视了喀斯特环境背景的时空差异性,使治理模式出现单一化的偏差。
(3)资源开发与生态环境恢复严重脱节,未能从总体上加以系统研究。尚未形成科研与生产的一体化;科技投入严重不足,尚未完全解决关键技术。
(4)生态环境资源配置不尽合理,难以调动生产者的积极性,致使开发中重受益、轻保护、生态环境恢复投入不足。
(5)现有治理模式尚有较大的局限性。
喀斯特石漠化的治理对策:
(1)石漠化综合治理应以生态学及生态经济学原理为基础。寻求人类活动与自然协调的生态规划,无疑是实现石漠化地区经济持续发展的一条重要途径。深入分析喀斯特地区资源—生态环境—经济—社会复合系统的结构与功能及演替规律,将有助于提供石漠化地区可持续发展的理论指导。
(2)生态重建必须根据治理区域内的现状和自然、社会经济状况,进行系统、科学的统一规划,实行生物措施、工程措施、耕作措施和管理措施等多方面的有机结合,开展山、水、田、林、路的综合治理,形成多目标、多层次、多功能、高效益的综合防治体系。
(3)生物多样性是保障石漠化治理生态系统稳定性的关键。生态重建过程中应大力推行混农林复合型综合治理模式,以充分将发挥林、灌、草的水源涵养、水土保持和调节气候作用,发挥牧业的土地增肥和资源再利用作用,发挥高效农业的增产作用,最终实现生态重建与经济持续发展的良性循环。
中国科学院地球化学研究所2007年公众科学活动日科普宣传资料
王世杰研究员, 黎廷宇副研究员提供。