论岩溶峰丛洼地石漠化的综合治理技术——以广西平果果化示范区为例

广西平果县果化生态重建示范区面积600hm^2,为典型岩溶峰丛洼地,居民贫困、石漠化严重。2001年以来,通过详细调查研究,因地制宜建立了适合峰丛洼地地貌结构特点的复合型立体生态农业模式:开发20多种乡土树种,人工诱导封山育林310hm^2,开发表层岩溶泉、岩溶天窗和隐伏岩溶管道水资源每年1万多立方米,引进了多种优质高效果树和药材,培植了生态产业,在土地整理的基础上,采用综合措施对岩溶土壤进行了改良,在开发引进多种适宜优质牧草的基础上发展家庭养殖业,提高了生态和农业生产的效果和效率,不但石漠化得到治理,峰丛洼地生态逐步恢复,而且农民纯收入年均增加20％,促进了区域经济的发展。      

国家科技支撑计划课题“喀斯特峰丛山地脆弱生态系统重建技术研究”取得显著进展

2011年6月,由中国地质科学院岩溶地质研究所承担的课题"喀斯特峰丛山地脆弱生态系统重建技术研究"通过验收。该课题在喀斯特峰丛山地脆弱生态系统重建技术研究示范方面取得了显著进展。该课题是国家"十一五"科技支撑计划重大课题,针对喀斯特峰丛山地森林退化、土地石漠化、居民贫困等严重问题,通过集成推广先进技术、优化模式,开发构建岩溶水有效利用、森林植被恢复和石漠化防治     

桂林典型岩溶峰丛洼地碳储量功能研究

为了揭示不同发展模式下土地利用变化对碳储量的影响,以桂林市阳朔县兴坪镇西塘村的岩溶峰丛洼地为对象,采用In VEST模型对岩溶峰丛洼地的碳储量进行评估,并模拟2种情境(生态保护模式、经济发展模式)下植被类型对碳储量的影响。结果表明：研究区碳储量总量是16 641.68 t,碳密度是221.30 t·hm^-2,经济总价值是1 997.00万元,单位面积价值是26.56万元·hm^-2;人工林、自然林、经济林生态系统碳储量分别是339.38 t·hm^-2、261.79 t·hm^-2、150.34 t·hm^-2,经济价值分别是40.72万元·hm^-2、31.42万元·hm^-2、18.04万元·hm^-2,且土壤碳储量是生态系统中最大碳库;自然林和经济林中土壤是最大的碳汇,而人工林中土壤和地上植被的碳汇较大;生态保护模式下研究区碳储量经济价值是2 252.14万元,相比于现状增加了254.89万元;经济发展模式下研究区碳储量...     

西南岩溶区生态地质环境特点及其重建策略

西南岩溶区生态地质环境具有水热充沛、矿产和旅游资源丰富,但存在地上地下双层岩溶空间结构和山高水深、地形陡峻、土壤贫瘠等两重性的特点,在人为活动的干扰影响下很容易导致生态退化,产生水土流失和石漠化等生态环境问题。本文在充分论述了西南岩溶区生态地质环境的这种特点的基础上,通过生态系统退化过程的机理分析,提出了岩溶生态系统退化是脆弱的岩溶生态地质环境和人类活动共同作用的结果的成因观点,以及以将人为活动限制在岩溶生态系统环境承载允许的范围之内作为前提条件,并辅以因地制宜开发水资源、合理利用土地资源、发展立体化生态农业、挖掘地方经济增长潜力、改善农村能源结构及生态移民等工程措施的生态系统恢复重建策略。      

西南岩溶生态系统脆弱性的生物学诊断及其治理的生物技术措施

岩溶生态系统是一个比较脆弱的生态系统。在分析典型岩溶生态系统土壤微生物类型和数量、土壤酶活性、植物群落组成与结构及其多样性的基础上,从生态恢复的生物途径角度,提出可用土壤微生物、土壤酶、植物群落组成与结构及其多样性等主要生物学微观与宏观指标来科学评价西南岩溶生态系统的脆弱性。同时,针对西南脆弱的岩溶生态系统特点,提出了相应治理的生物技术措施。     

岩溶生态系统的土壤特性及其今后研究方向

岩溶石漠化退化土地是目前西南岩溶地区经济发展、生态恢复与重建工作中严重的问题之一。由于岩溶生态系统的独特性和脆弱性,岩溶生态系统土壤具有不同于其它生态脆弱区土壤的特征,本文将其归纳为成土速率决定的在人类活动尺度下土壤不可再生性即脆弱性、土壤侵蚀(土层丢失)的独特性、土壤退化过程中空间分布的斑块化及其与岩性的相关性、土壤退化过程中有机碳活性成分下降和来源变化、土壤退化导致岩溶生态系统生态过程中断。因此,在退化岩溶生态系统的研究中,要加强对岩溶生态系统土壤特性及退化恢复理论的研究。      

西南岩溶环境中典型植物适应机制的初步研究

岩溶生态系统是受岩溶环境制约的生态系统,中国西南7省1市岩溶环境中存在石漠化趋势。植被的恢复和生态重建具有非常重要的意义。土壤微生物和植物的碳酸酐酶(carbonic anhydrase,简称CA)在生物岩溶作用中扮演重要角色,对岩溶生态系统的良性演化具有重要作用。从元素迁移的生物地球化学特性和植物、微生物的碳酸酐酶等生理生化指标出发,考察西南岩溶环境中典型植物可能的适应机制,即植物适应偏碱性逆境、高钙逆境、土壤贫瘠逆境、干旱逆境的机制。根据典型植物在西南岩溶环境中的适应机制和植被演替规律,从改善立地条件入手,先草后灌木、乔木来进行石漠化治理。与非岩溶区植物相比,西南岩溶区植物的铝含量较低,重金属(如铅、汞)的含量较低,是一种较优良的绿色植物。由于岩溶区土壤含水量较低等原因导致植物脯氨酸含量的显著增加,脯氨酸具有抗氧化活性,螯合金属离子减少其毒性等特性,可以开发富含脯氨酸的特种食品。这表明在岩溶环境中经济植物的地域性开发意义重大。     

岩溶脆弱生态区生态恢复、重建的原理与方法

西南岩溶山区又称岩溶脆弱生态区, 该区生态系统功能脆弱、抗干扰能力低, 面临严重的生态危机, 急需修复和重建。针对西南岩溶区的生态恢复重建工程, 从景观、系统、生物群落、种群等层次论述生态学原理与方法及其具体的运用。以生态学的原理与方法为指导, 进行土地利用的优化设计, 调整农村产业结构, 通过全面封育与先锋群落的构建、实行乔灌藤草优化配置、生态防护林体系与特色农林产品基地建设结合, 恢复良好的森林植被, 是岩溶区生态恢复重建的基本步骤。      

贵州省地矿局石漠化地学治理成果丰硕

贵州省地矿局积极致力于岩溶石山区以石漠化内主地质环境治理研究．从地学角度提出了“石漠化生态环境治理地学模式”并以“模式”为指导．根据岩溶石山区生态地质环境条件． 分别在代表高原斜坡峰丛洼地岩溶流域类型的平塘县塘边镇、     

岩溶区生态恢复与重建的初步效果及意义

介绍了中国-斯洛文尼亚科技合作项目《利用有益动物繁殖系统进行岩溶地区的休养再生示范》实施的背景与岩溶区生态恢复重建的思路。通过试验,已找到桂北岩溶区适生的优良牧草和灌木品种。研究发现,这些品种对岩溶区的物种多样性、生态级别、土壤养分、土壤特性、土壤水涵养性等均有明显的改善作用,为中国南方岩溶区生态恢复与重建提供了科学依据。     

The features of soil erosion and soil leakage in karst peak-cluster areas of Southwest China

Through utilizing water flow monitoring, rock scratching, soil wood piles and radionuclide 137Cs tracing in the Longhe karst ecological experimental site (hereinafter referred to“Longhe site”), Pingguo County, Guangxi Province, the features and values of soil erosion and soil leakage in different geomorphologic locations and land uses in the karst peak-cluster depressions are showed clearly. There are four kinds of geomorphologic locations in the karst peak-cluster depression, namely peaks, strip, slopes and depression. The soil leakage modulus in the peaks and strips respectively occupy 92.43% and 96.24% of the total mean soil erosion modulus at experimental sites. On the slope, soil leakage accounted for about 75%. At the bottom of depression, surface water was the main factor of soil erosion, and at last most soil leaked into underground rivers from sinkholes. The total soil erosion modulus and the contribution rates of relative surface soil erosion in regard of peaks, slopes and depressions gradually increased. There are also five major types of land use in the karst peak-cluster depressions, farmland, Kudingcha tea plantations, young Lignum Sappan fields, shrub-grassland and pastures. The soil erosion modulus of slope farmland has the highest value with an increasing trend year by year. But soil erosion modulus of other four land use types decreased by year, which shows the “grain for green” will result in better soil protection. By handling with rocky desertification and ecological rehabilitation in Longhe site, the mean soil erosion modulus of the karst peak-cluster depression has decreased about 80% from 2003 to 2015.     

岩溶峰丛洼地不同环境水土流失差异及防治研究——以广西果化岩溶生态研究基地为例

与碎屑岩地区相比,特殊的岩溶水文地质结构,导致岩溶区存在不同的水土流失过程和特点,尤以峰丛洼地区最具代表性。通过广西平果县果化岩溶峰丛洼地土壤地表侵蚀和地下漏失的调查研究显示:洼地不同地貌部位水土流失差异较大,从山峰、垭口、山坡、山麓到洼地底部,土壤地下漏失模数分别为49.09 t/(km2·a)、212.06 t/(km2·a)、727.71 t/(km2·a)、1104.03 t/(km2·a)、909.11 t/(km2·a),分别占该点年均总土壤侵蚀模数的92.43%、96.24%、78.57%、70.88%和38.68%;不同土地利用方式下的土壤侵蚀存在差异,其土壤侵蚀模数大小依次为坡耕地苦丁茶地苏木林地灌草坡牧草地。通过对该地区水土流失防治及石漠化综合治理,山峰主要涵养水源林、山坡主要发展生态产业防治水土漏失、洼地修建排水系统工程得到良好的效果,治理区土壤侵蚀模数从2003年到2010年下降了65%。     

喀斯特生态系统服务研究进展与展望

喀斯特生态系统是全球典型的脆弱生态系统之一,它为人类提供了重要的服务功能和价值。回顾国内外喀斯特生态系统服务研究的文献可发现,当前研究多遵循“土地利用变化—生态系统服务价值响应”的研究范式,仅重视中小尺度喀斯特生态系统服务价值的空间异质性,强调土地利用变化和生态工程对生态系统服务价值的影响。而今后应加强基于“生态系统结构、过程—功能—服务”级联框架的喀斯特生态系统服务研究,构建喀斯特生态系统服务分类体系,突出大尺度喀斯特生态系统服务评估,拓展喀斯特生态系统服务之间权衡与协同及喀斯特生态系统服务对人类福祉的影响,定量分析自然和人为因素对喀斯特生态系统服务的影响。      

西南岩溶石漠化综合治理水-土-植被关键技术进展与建议

石漠化综合治理关键技术研发是石漠化综合治理工程的关键步骤。本文根据第一期石漠化治理工程的进展,分析了岩溶水资源特征与开发利用技术、土壤资源维持与质量提升技术、植被恢复与功能提升技术和水-土-植被耦合模式的研发进展和不足,对第二期石漠化综合治理提出了一些建议,认为第二期石漠化综合治理关键技术研发应以“结构-过程-服务”为指导框架,加强岩土组构等地质环境背景、水土过程和石漠化过程以及关键服务功能维持和提升机理的基础研究,加强功能型植被、关键共性和个性技术研发以及关键技术的配套和优化,加大石漠化综合治理关键技术的适用性评价和推广应用,完善流域内生态系统服务主体功能区评估和生态补偿,有效准确的治理石漠化,以促进西南岩溶石漠化地区生态、经济和社会的可持续发展。      

近年来我国西南岩溶石漠化研究进展

石漠化是目前岩溶学领域最突出的环境问题和研究热点。我国近年来不但系统调查研究了西南岩溶石漠化的分布现状和趋势,分析了石漠化形成的自然因素和人为原因,对石漠化环境质量从生态、水资源、土壤、土地生产力和灾害情况等方面进行了评价,还探索了不同环境下石漠化综合治理模式和方法。今后一段时期内石漠化的主要研究方向是深化石漠化的形成过程研究,揭示石漠化与水土资源的相关性,探索石漠化区生态恢复技术及水土地资源合理利用途径,开展石漠化综合治理工程的效益评价。      

基于表层岩溶带调控的峰丛洼地低影响开发构建

岩溶峰丛洼地地区石漠化、饮水困难和水污染等环境问题高发,生态环境十分脆弱。低影响开发概念的引入有助于规范开发行为,促进水资源的高效利用,降低石漠化和地下河污染风险。根据水文条件和开发方式岩溶洼地空间分为坡耕地水土流失敏感区、表层岩溶泉水源地敏感区和落水洞污染输入敏感区。低影响开发模式总体是在3类敏感区实现5个管理目标。坡耕地敏感区的低影响开发目标设置为降低农田耗水量和减少水土流失,开发途径是减少蒸发和调控坡面洪水径流。表层岩溶泉敏感区的管理目标是降雨－径流资源化利用和饮用水安全保障,通过实施雨水收集回用工程和设置水源地保护区来实现。落水洞敏感区需要通过设置径流缓冲区和沉淀过滤池来预防污染物进入。我国南方石漠化地区探索和总结出以表层岩溶带降雨－径流管理为特征的低影响开发模式。该模式要求峰丛顶部留置生态保护区涵养水源。岩溶洼地底部为落水洞排洪预留缓冲区,利用岩溶裂缝设置下凹式绿地,实现自然渗透和净化。“峰”、“洼”之间过渡区划定水源地保护区边界,同时设法增加雨水资源化利用率,补充生态和生活缺水量。低影响开发模式也适用于峰丛洼地发育的东南亚和中美洲等地区。      

基于模糊综合评价法的小流域喀斯特石漠化治理综合效益评价——以贵州省普定县陈家寨小流域为例

通过建立石漠化综合治理效益的评价指标体系,采集研究区治理前后环境、经济、社会等各项指标数据,运用模糊综合评价法对贵州省普定县陈家寨小流域综合治理效益进行了评价。研究结果表明:经过综合治理,研究区社会、经济得到了发展,生态环境明显改善。由于在洼地沟谷地带发展高效山地农业,种植辣椒、秋葵、何首乌、半夏、丹参等经济作物,人均收入和劳动生产率大幅提升,资金产投比和土地生产率提升明显,农产品商品率有所增加。通过对研究区山地坡面开展林分改造,林草覆盖率有所提高,土壤侵蚀模数和石漠化面积比例减少,贫困发生率、农村恩格尔系数和文盲率有所下降。研究区综合治理之后,经济效益评价等级由“差”变成了“中”,生态效益由“差”变成了“良”,社会效益仍然处于“差”,综合效益评价由“差”到“中”,其中经济效益增幅最大,这主要得益于小流域内利用道路积蓄雨水、修建集水池等抗旱设施,有效地解决了研究区的灌溉问题。      

黔南FAST周边典型喀斯特峰丛洼地石漠化生态修复模式研究——以平塘县克度镇刘家湾周边为例

为探讨黔南平塘县及周边喀斯特峰丛洼地石漠化生态治理与农户生计模式,在分析区内水土资源及其空间匹配结构特征,以及石漠化与生态景观垂直分异规律的基础上,提出了:（1）峰丛洼地生物多样性藤冠配置技术模式,包含轻度石漠化藤本+乔木模式、中度石漠化藤本+灌木模式、重度石漠化藤本+草本模式;（2）峰丛坡地“下修复、上保育”的分段治理（垂直分异）模式及其技术体系,包含峰顶生态公益林自然恢复（保育）模式、峰丛中上坡生态经济型林草生态修复与混农林业模式、峰丛下坡高效复合农林经营与水土保持（生态修复）模式;（3）筛选出酥李、西番莲、土人参、旱脆王枣、欧李等耐瘠耐旱适生品种,并对这些品种及其组合模式的经济、社会与生态效益进行了初步分析,得到西番莲+冰脆酥李、西番莲+土人参、西番莲+酥李+土人参等生物多样性配置模式的经济效益最佳,其是就地解决洼地农户生计的有效途径,这在类似地区有重要的推广和应用价值。      

基于植物多样性恢复和保护的石漠化土地整理模式——以贵州撒拉溪和花江示范区为例

本文选取贵州毕节撒拉溪与关岭-贞丰花江示范区为研究对象,通过植物多样性和土地利用调查,掌握示范区植物种类、分布状况和生长特性,土地利用状况以及土地整理程度,选育植物先锋物种,结合模式构建的理论依据和边界条件,根据石漠化土地整理工程分区治理方法,在生态型土地整理技术体系的指导下,针对两个示范区具体情况分别提出温凉喀斯特高原山地潜在-轻度石漠化土地整理与混农林业复合经营模式和干热喀斯特高原峡谷中-强度石漠化土地整理与特色经果林集约经营模式。结果表明:(1)植物多样性本底调查是基于植物多样性恢复与保护的石漠化土地整理的基础,项目实施后还应对植物多样性进行动态监测。(2)土地整理规划设计应融入生态理念,构建基于植物多样性恢复和保护的石漠化土地整理模式,有助于生态修复和重建脆弱生态环境:2011-2014年期间,毕节撒拉溪示范区植被覆盖率上升8.51%,无石漠化面积扩大22.53 hm2;关岭-贞丰花江示范区植被覆盖率上升4.47%,无石漠化面积扩大13.2 hm2。(3)模式的构建依托于技术体系,毕节撒拉溪示范区主要采用潜在-轻度石漠化人工种草与草地生态改良丰产栽培技术、以金银花(Lonicera japonica)为主的坡地植物篱保水固土技术等进行模式构建;花江示范区选取以花椒-玉米为主的林粮空间优化配置技术、以皇竹草-苜蓿草为主的草地营养优化配置技术等构建经营模式。      

文登市建设用地耕作层土壤剥离工作探讨

山东省文登市耕地面积6.2137万hm2,人均耕地不足0.097 hm2,耕地后备资源稀缺,土地供需矛盾日益突出。随着经济社会快速发展,全市建设项目占用耕地数量逐年增加。近年来,文登市在被占用耕地耕作层土壤剥离方面作了一些探索,取得了较好成效,走出了一条活用表层熟土再造肥田沃土的新路子。