喀斯特山区不同石漠化等级下土壤养分贮量与价值评估——以乌箐、偏岩等岩溶小流域为例

为探讨石漠化等级对土壤养分贮量与经济价值的影响,以贵州省金沙县喀斯特山区无石漠化农耕地(Ⅰ)为对照,在研究潜在(Ⅱ)、轻度(Ⅲ)、中度(Ⅳ)、重度(Ⅴ)石漠化土壤养分含量变化的基础上,采用土壤养分库贮量计算方法和价值替代法计算评估了不同石漠化等级下土壤养分贮量及其潜在价值。结果表明:(1)0~40cm土层有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量分别为32.31~104.12g/kg、1.35~2.87g/kg、76.90~124.00mg/kg、0.49~1.12g/kg、1.03~10.71mg/kg,12.25~26.22g/kg、114.35~245.35mg/kg;(2)土壤养分总贮量和有机质、全氮、全磷、全钾贮量依次为3.79~61.41t/hm2和2.55~48.56t/hm2、0.13~1.36t/hm2、0.04~0.52t/hm2、1.07~10.97t/hm2;(3)土壤养分总价值和有机质、全氮、全磷、全钾价值分别为0.86~9.80万元/hm2和0.08~1.55万元/hm2、0.29~3.08万元/hm2、0.04~0.53万元/hm2、0.45~4.64万元/hm2;(4)土壤养分贮量、价值均以Ⅰ最高,Ⅴ最低,随着石漠化程度加剧,土壤养分含量、贮量和价值均下降。      

基于高分辨率遥感影像的石漠化演变趋势分析———以蒙自东山生态治理区为例

为了快速准确获取小区域高精度、大比例尺岩溶石漠化的演变趋势,为小区域岩溶石漠化的定量评价和精准治理提供科学依据和基础数据,本文选择岩溶石漠化典型地区——蒙自东山生态治理研究区为例,基于2006年11月SPOT5和2015年1月Pleiades两期高分辨率遥感影像,通过研究区归一化植被指数（NDVI）与植被覆盖度（FVC）进行岩溶石漠化遥感信息提取,得到生态治理区2006年与2015年岩溶石漠化空间分布特征,并对两期FVC数据进行叠加,分析生态治理区石漠化的演变趋势。遥感调查表明,研究区内石漠化十分严重,重度石漠化面积占比73.55%,中度石漠化5.36%,轻度石漠化0.53%,无石漠化14.86%,阴影及水域面积5.71%。不同等级石漠化面积的变化情况显示,2006-2015年,重度石漠化和无石漠化面积比例增加,重度石漠化由72.37%增加到73.55%,无石漠化从6.06%增加到14.86%,而中度、轻度石漠化面积比例减少,中度石漠化面积从11.58%减小到5.36%,轻度石漠化面积从4.35%减小到0.53%。轻度、中度和无石漠化区变幅明显。研究区石漠化发生率从88.27%降低到79.43%,总体呈降低趋势。      

亚热带典型岩溶水系统的碳汇效应对比研究

选择中国南方亚热带地区具有不同地质背景和生态状况的广西柳州市官村地下河(灌木林生态环境、人类活动影响显著)、云南省广南县木美地下河(石漠化严重)和贵州茂兰板寨地下河(原始森林生态)3个岩溶水系统为例,对比研究岩溶水中溶解无机碳浓度和碳汇效应的差异。结果表现,(1)流域管道水的溶解无机碳平均浓度排列顺序为:官村>木美>板寨,表层岩溶带泉水的排列顺序为:木美>官村>板寨。(2)水的PCO2分压计算结果显示:3个流域岩溶水的方解石溶解度基本达到饱和,PCO2的大小顺序为:官村地下河>木美地下河>板寨地下河。(3)根据一个水文年的流量监测计算官村地下河流域的岩溶碳汇强度为12.34tC/(km2?a),板寨地下河流域的为11.8tC/(km2?a),木美地下河流域为34.11tC/(km2?a)。木美地下河流域的石漠化现状相当严重,石漠化面积高达90%,而板寨地下河为原始森林区,但木美地下河流域的岩溶碳汇强度却最大,这与其流域面积大、调蓄功能强,且有外源水补给有关。这也同时表明,单从生态环境的角度去研究岩溶作用碳汇潜力是不够的。      

石漠化对峰丛洼地土壤有机碳储量的影响——以广东英德市岩背镇为例

为掌握石漠化对岩溶地表土壤碳量的影响,选择粤北英德市岩背镇塘边村岩溶峰丛不同石漠化程度样地进行系统调查,采用单位面积土壤有机碳指标分析石漠化过程对土壤有机碳储量影响。结果表明：（1）极重度石漠化使土壤厚度、地表生物量显著减少,使岩石裸露率显著增加,但在潜在、轻度至中度石漠化中,差异不显著;（2）极重度石漠化土壤有机碳含量显著高于其他石漠化,中度石漠化土壤有机碳高于轻度石漠化,轻度高于潜在,但差异不显著;（3）10-20 cm 土层有机碳含量明显低于表层,岩石裸露及土壤主要在溶蚀缝隙中分布和发育是造成极重度和中度石漠化单位重量土壤有机碳增加的主要原因;（4）中度、轻度和潜在石漠化单位面积土壤有机碳分别是极重度的49.23倍、47.9倍和29.4倍;（5）岩石裸露率是影响岩溶地表生态的最主要因素,它和地表生物量之间存在极显著的负相关,与单位面积土壤有机碳总量呈显著的负相关关系,和土壤厚度也存在显著的负相关关系,此外,岩溶植物的高度适应性可以削弱石漠化的影响。     

喀斯特小流域石漠化耕地治理方式研究——以贵州毕节石桥小流域、关岭木工小流域为例

贵州毕节石桥小流域与关岭木工小流域处于石漠化严重、坡耕地比例高、粮食产量低且不稳定、人口密度大、农业经济水平低的喀斯特山区。通过对研究区人口增长的预测,利用人-地关系平衡模型,计算出该两小流域需保有的耕地量分别为281.91hm2、228.68hm2。但由于需保有的耕地面积较未出现石漠化耕地面积大,致使需保有的耕地中仍有部分地存在石漠化。但如果对这部分石漠化土地都实施退耕还林还草,将无法保障流域内农民的口粮需求。为此,对该两小流域耕地石漠化区域开展包括林农间作、粮草间作、坡改梯等治理措施。结果流域内耕地的石漠化得到了有效控制,土壤侵蚀模数由2007年的721.63t/(km2?a)、42.42t/(km2?a)下降到2009年的472.78t/(km2?a)、35.59t/(km2?a),植被覆盖率分别提高11.3%、6.4%,人均经济收入分别增加300元和231元,不仅有效地治理了石漠化耕地,而且农民生计也得到了保障。      

基于Logistic-CA-Markov模型的石漠化空间变化规律研究

为了揭示岩溶地区石漠化发生、发展的一般规律,文章以贵州省六枝特区为例,获取了1990、2000、2010年石漠化数据。利用Logistic-CA-Markov模型探讨石漠化发生的驱动因子及各类型间的转移情况,并在两种情景模式下对研究区2020年石漠化空间分布进行模拟。结果表明:（1）利用Logistic模型回归分析石漠化驱动因子,能够较好的反映其分布状况,CA-Markov耦合模型模拟石漠化空间分布,精度达到理论要求。（2)无石漠化、潜在石漠化、轻度石漠化、中度石漠化演变过程中受人为因素影响大于自然因素,而强度和极强度石漠化则相反。（3）在现有石漠化演化速率情景下,各等级石漠化的演变轨迹为修复与恶化并存模式,最突出的是潜在和轻度石漠化。（4）在喀斯特山地生态产业修复和封山育林结合情景下,石漠化修复与恶化并存的双重轨迹模式改为以修复为主的单一轨迹模式,其中轻度和中度石漠化治理效果最为突出。因此石漠化治理措施重点应针对轻度和中度石漠化分布区,注重协调人地矛盾,防止利用过程中返回式演变。      

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%。     

基于Landsat-X GEVI的贵州纳雍地区2003-2015年岩溶石漠化分布变化遥感调查

岩溶石漠化是困扰中国西南岩溶地区发展的一种脆弱的生态环境,为了解贵州纳雍地区岩溶石漠化的改善情况,基于Landsat数据利用改进增强型植被指数模型（GEVI）方法提取了2003年和2015年的岩溶石漠化信息,分别为540.06 km2和390.99 km2,并将两期岩溶石漠化信息进行叠加分析和对比研究,发现该地区岩溶石漠化面积减少了149.07 km2,改善率（减少率）达12.88%,尤其是原成片分布的石漠化区域（如朝阳谷、滥坝和猫场等地）多呈碎斑状缩小,且发现研究区岩溶石漠化位置有自南西向北东迁移的现象,迁移面积为289.47 km2,以中度岩溶石漠化为主,说明治理与破坏同步,防治形势仍很严峻,但岩溶石漠化总面积减少,生态状况呈良性发展态势,反映出近年来综合治理成效显著。      

西南地区石漠化分布、演变特征及影响因素

根据中国西南岩溶区1999—2008年石漠化遥感调查结果,研究了该区石漠化发生现状和近十年间石漠化在区域、岩性、地貌及区域经济等方面的演变特征,并对发生石漠化的影响因素进行分析。结果显示,石漠化集中分布在滇、黔、桂三省区;石漠化的发生与岩性和地貌密切相关,其中纯碳酸盐岩中石漠化发生率高于杂碳酸盐岩,并随灰岩或碳酸盐岩含量减少而降低,而地形高差相对大的峰丛洼地、峰林洼地石漠化发生率最高,并随地貌相对高差变小而降低。石漠化发生程度与岩性、地貌关系表现多样,纯碳酸盐岩中轻度石漠化比例高于中度和重度石漠化之和的比例,杂碳酸盐岩中中度和重度石漠化之和的比例高于轻度石漠化比例;在峰林洼地、峰林/缓丘平原中轻度石漠化比例高于中度和重度石漠化之和的比例,缓丘台地和丘陵谷地中中度和重度石漠化之和的比例高于轻度石漠化,是岩溶构造演化与人类活动共同制约的结果。从1999年到2008年间,该区石漠化已经呈现转轻趋势,主要表现在总面积减少,石漠化程度减轻;石漠化演变过程中发生在不同岩性和地貌中改善或恶化发生率的变化趋势与上述石漠化的发生规律相似。石漠化还不同程度地影响居民的生活水平,调查显示,严重石漠化县域内石漠化面积与农民人均纯收入、人均生产总值等呈负相关,县域内石漠化面积是影响农民人均纯收入,乃至人均生产总值最重要的因素。因此,石漠化调查结果显示,研究区石漠化呈向好趋势,但是治理难点依然存在。     

21世纪西南岩溶石漠化演变特点及影响因素

文章通过分析西南岩溶地区石漠化面积遥感调查结果和相关统计资料,揭示了21世纪以来石漠化时空演变特征和影响因素。2015年,我国西南岩溶地区石漠化总面积降至9.2万km2,石漠化演变的总趋势由21世纪以前的加剧变化为21世纪的逐渐减缓,而且,西南岩溶区石漠化程度显著变轻,由21世纪初的以重、中度石漠化为主演变为以轻、中度石漠化为主,危害最大的重度石漠化面积比例由38.08%降至15.31%,说明石漠化趋势得到有效遏制。但石漠化演变存在较大的区域差异,主要与国家实施植被修复工程力度、影响植被恢复的岩溶地貌类型、地下水开发程度、雨水资源以及区域经济条件密切相关。植被建设规划面积与石漠化减少面积成正比,生态经济条件相对较好的峰林平原和溶丘洼地石漠化治理效果最好,地下水开发和比较丰沛的雨量可有力促进植被恢复和经济发展,居民贫困化可使石漠化恶化。      

岩溶石漠化地区生态系统服务价值评价

为建立针对于岩溶区生态服务价值的评价方法,进而为国家石漠化综合治理工程效益评价提供数据参考,在大量阅读国内外关于岩溶区生态服务价值文献的基础上,以金沙县为例,构建了岩溶地区生态服务价值评估体系,并以林地生态系统、耕地生态系统、草地生态系统和未利用地生态系统为研究对象,选取生产有机质、固碳释氧、保持水土和景观游憩文化4个主导功能来估算区域的生态服务价值。研究结果显示:金沙县2005年到2010年4大生态系统总服务价值平均每平方公里减少1.62万元,总减少量3 607万元（占全县2010年GDP的0.42 %）。其中生产有机质服务功能减少3 232万元,固碳释氧功能减少2 325万元,保持水土功能增加1 615万元,景观游憩文化功能增加335万元。      

西南喀斯特山地水土流失特点及有关石漠化的几个科学问题

由于特殊的岩土组构,喀斯特坡地的水土流失具有如下特点:地表和地下流失相互叠加;地表产流、产沙少;纯碳酸盐岩区地下流失比例大。论文区别了石漠化和石质化的科学内涵,指出了喀斯特山地石漠化的核心是土地的石质化,提出了按照地面物质组成与裸岩率叠加的石漠化分类系统。根据土壤中硅酸盐矿物的物质平衡,提出了不同碎屑岩含量碳酸盐岩区的土壤允许流失量介于5～500 t/(km2?a)之间。喀斯特坡地土壤虽然肥沃,但总量太少,矿质养分不足可能是石质坡地植物生产力低的重要原因。此外,根据农耕驱动土地石质化的机制,提出了相应的石漠化治理的对策建议,具体是:（1）不但要治标,提高植被覆盖率,更要治本,防止或减缓土地石质化,同时还要增加群众收入;（2）按照坡地岩土组成的垂直分带特点,因地（土）制宜,开展治理;（3）重视矿质肥料的施用;（4）在纯碳酸盐岩土石质和石质坡地农田的小型蓄水工程修建中,要加强集流面建设。      

从古地理学角度探讨广西石漠化分布特征*

岩溶石漠化是指碳酸盐岩发育地区,由于人类不合理活动造成的土壤严重侵蚀,基岩大面积出露,地表出现类似荒漠景观的现象。石漠化的产生取决于基底岩石结构特点和酸不溶物含量。目前对于究竟哪种类型的岩石易于形成石漠化,利于形成石漠化的岩性在空间分布上有无规律性等问题,单纯利用传统的遥感解译方法显得力不从心。作者从古地理学角度对广西石漠化的形成及分布情况进行了研究,将广西石漠化区域划分为7个分区,包括桂林—贺州分区（Ⅰ）、柳州—来宾分区（Ⅱ）、都安—马山分区（Ⅲ）、平果台地分区（Ⅳ）、靖西台地分区（Ⅴ）、扬子台地南缘分区（Ⅵ）和西林—乐业—凌云分区（Ⅶ）。从广西石漠化分布情况可以看出,具有较为稳定台地相格局的地区容易发育连续性的碳酸盐岩（并诱发石漠化）,同时重度石漠化一般分布于长时期发育台地边缘礁（滩）相的环境中（例如平果台地相区、靖西台地相区、扬子台地南缘分区）。广西众多的、较为稳定的孤立碳酸盐岩台地建造为石漠化产生提供了“机会”。通过研究容易诱发石漠化岩性的空间分布特征,结合遥感解译和实地调查,对石漠化风险进行评估,对属于不同时代和不同沉积环境下形成的石漠化采用不同的治理模式,这无疑为石漠化研究提供了一个新的角度。     

西南喀斯特地区不同石漠化阶段土壤物理参数的变异研究

为了探索中国西南喀斯特地区石漠化过程中土壤物理性质的变异规律,采用野外采样与实验室分析相结合的方法,对贵州省荔波县及普定县不同石漠化阶段典型土壤的物理参数进行了研究。结果表明：土壤有机质质量分数随石漠化程度的加深逐渐减小;非石漠化土壤重度仅为6.15 N/m^3,随着石漠化的发展,土壤重度逐渐增大,总孔隙度随之减小;石漠化的发展导致土壤黏粒含量升高;土壤水稳性团聚体质量分数及微团聚体的结构系数均随石漠化程度加深而减小;土壤有机质质量分数与重度、砂粒含量、大于5 mm团聚体含量及结构系数的相关系数分别为-0.921 2、0.827 7、0.907 2、0.899 3,均达到极显著水平。通过封山育林等措施增加喀斯特地区有机质积累可改善土壤物理性质,对防治石漠化具有重要意义。     

柳江流域岩溶草丛群落生物量和碳储量的初步研究

根据柳江流域草丛群落类型、高度及其分布面积选择平均高度>1.5m、0.5~1m和<0.5m的高、中、低3种高度的代表性草丛,通过收获法研究了其群落生物量,并对其碳储量进行了初步估算。研究结果表明:(1)五节芒(Miscanthusflorid-ulus)、毛秆野古草(Arundinellahirta)和假俭草(Eremochloaophiuroides)草丛群落的生物量分别为8609.68g/m2、1022.61g/m2和821.63g/m2,生物量与高度呈正相关,但随群落高度增加,地上生物量增加迅速,地下生物量增长平缓;(2)随群落高度增加,生物量迅速向地上部分聚集,低矮的假俭草群落地下生物量与地上生物量的比值为1.91,高度中等的毛秆野古草群落为1.32,但高度大的五节芒群落仅为0.21,地下/地上生物量比值与群落高度呈负相关,其中毛秆野古草与五节芒群落的地下生物量和地上生物量可以用幂函数很好的拟合(R2>0.79,P<0.01),因此二者可以依据地上生物量便捷的估算其地下生物量,但假俭草地下和地上生物量的关系模型不理想;(3)地下生物量以幂函数关系随深度递减(R2>0.95,P<0.01),主要集中分布在0~20cm土层,可达根系生物量的80%以上,40cm以下土层中根系很少;(4)柳江流域岩溶区草丛植被的碳储量达9.51TgC。      

中国西南岩溶山地石漠化转型演变解析

系统阐明岩溶石漠化的演变趋势,对正确认识岩溶石漠化发生发展过程及实施有效的石漠化综合防治措施具有重要意义。研究表明:（1）驱动石漠化发生与形成的因素有岩溶山地农户生计单一、土地压力大、土地承载力低和生态脆弱等4个主要因素;石漠化发生扩展其实质就是在低土地承载力背景下,过伐、过垦、过牧等土地利用方式触发了岩溶山地土地退化,即石漠化。（2）岩溶石漠化在发生发展到一定阶段后,随着社会经济背景的演变和石漠化驱动因素的变化、消失,石漠化面积扩张的趋势会发生根本性的转折,即石漠化转型。（3）中国西南岩溶山地土地利用方式改变引起生态系统机制改变,从而引起石漠化转型演变。石漠化转型是土地利用系统对经济社会发展与生态系统综合作用的响应,符合经济社会发展和生态系统演化的总体趋势。（4）中国西南岩溶山地石漠化演变对揭示该区域人地关系变化具有指导意义。      

基于生态综合治理的石漠化演变规律与趋势讨论

分析了中国南方石漠化现状及变化,以中国南方石漠化最为严重的贵州省为主要研究对象,研究了生态综合治理下石漠化的变化特征及发展趋势。数据表明:贵州省石漠化面积从2000年35 920km2(占全省总面的20.39%)发展到2005年的3 7597km2(占全省总面的21.34%),5年间平均每年增加334.7km2。但与1975—1999年期间相比,石漠化增加的速度明显降低,生态治理工程一定程度上抑制了石漠化发展。贵州花江、清镇、毕节3个典型示范区石漠化监测数据表明,在生态治理工程实施下石漠化面积都逐年减小,说明石漠化是可以治理的,石漠化并不是“环境癌症”。但是,预测数据表明,即使《贵州省喀斯特石漠化综合治理规划》的工程措施全部实施,到2030年贵州石漠化面积将仍占全省国土面积的14.9％。中国南方石漠化问题将长期存在,石漠化治理是一个长期、艰巨的任务,绝非一两个五年计划就能达到“山川秀美”。要从根本上遏制石漠化增长的趋势和生态环境恶化的局面,仍需国家和地方在“十二五”期间及以后大规模的投入。