中国西南喀斯特石漠化研究进展与展望

石漠化是与北方荒漠化和黄土高原水土流失并列的中国三大土地退化问题之一。根据石漠化领域内的相关研究,系统总结了石漠化空间格局及动态过程研究、石漠化发展演化的机理研究等方面的进展与不足,提出构建基于中高分辨率遥感数据的石漠化时序轨迹新方法,并在此基础上进行长时间序列的石漠化过程分析,从时间和空间上定量、定位追踪石漠化的发展演化过程,不仅可以查明石漠化的发生地点及程度,还可以分析其发生和演化机理。将石漠化格局、过程与成因定量分析相结合,可以从更长的时间段内,更加精确地研究石漠化的时空变化规律,全面系统地揭示石漠化演化机制。     

西南喀斯特山区石漠化治理的原则、途径与问题

喀斯特山地石漠化作为一种土地退化的特殊景观现象,严重制约着西南山区经济的可持续发展,加剧了该地区的贫困程度。近年来,在国家、各级政府及广大民众的齐心合力下,石漠化治理取得了一定的可喜成绩,但石漠化的总体增长趋势仍未得到基本遏制,治理形势依旧严峻。本文尝试将现有的喀斯特石漠化治理理论、原则和途径进行归纳和总结,并就目前治理过程中存在的问题提出建议和注意事项。在西南喀斯特山区的石漠化治理中,我们应该遵循以下原则:治理要符合自然客观规律、经济与生态兼顾并重、因地制宜、分区域治理、技术与措施的可操作并维持生态系统的可持续发展。通过多年的石漠化治理实践,人们摸索出了许多成功、有效的治理途径,包括生态修复工程、基本农田建设工程、水资源开发利用工程、沼气工程、生态移民、草地畜牧业和生态农业的发展。然而,石漠化治理过程和治理之后仍然存在诸多问题:退耕还林还草的生态补偿,生态移民的安置及素质教育,石漠化治理范围的确定,沼气池的管护、维修和改造,草地畜牧业发展中牧场规模的大小、管理人员经济管理意识的培养、养殖技术的提高,"坡改梯"工程的设计、建造及梯坎的改良,"植树造林"项目中物种的选择及造林管林结合等方面,进一步思考和解决这些问题,可对长期的喀斯特石漠化治理实践起到一定的指导和参考作用。     

中国西南岩溶生态系统特征与石漠化综合治理对策

以贵州省为核心的中国西南岩溶区面临双重危机：生态恶劣,石漠化严重;人口贫困,全国1/3强的贫困县分布在该地区。石漠化综合治理需要从岩溶生态系统结构和运行规律出发,重点关注岩溶地下水的开发和可持续利用,水土保持和土壤改良,植被恢复和可适应性的经济植物选择,力求区域生态经济双赢、农民脱贫致富。     

西南喀斯特石漠化过程中土壤有机质组分及其影响因素

通过采集我国西南喀斯特地区不同石漠化阶段典型土壤样品,研究了土壤有机质组分及其影响因素.结果表明:(1)喀斯特地区土壤有机质各组分含量中胡敏素>富里酸>胡敏酸,HA/FA一般<0.4,为富里酸土壤,与同水平地带土壤一致.(2)石漠化过程对喀斯特地区土壤中有机质组成有明显的影响,土壤中胡敏素、富里酸与胡敏酸表现出未石漠化＞潜在石漠化＞轻度石漠化＞中度石漠化的趋势.(3)喀斯特地区土壤有机质组分空间分布有较大差异,剖面层次上各有机质组分胡敏素、富里酸与胡敏酸均表现出表土层>底土层,山区不同部位上表现以山坡中下部有机质含量最高,而以山顶最低,且FA/HA表现出从山顶到山脚有明显增加的趋势.(4)喀斯特地区土壤土壤有机碳、酸碱度、碳酸钙、容重、非晶形氧化铝、颗粒组成、有效磷与土壤有机碳组分间表现出显著或极显著的相关性,土壤有机碳和质地是影响土壤有机碳组分含量的主要因素.     

西南喀斯特石漠化深度贫困县的贫困影响因素分析

中国西南喀斯特石漠化地区人口-资源-环境-经济矛盾十分突出,严重制约了地区的可持续发展。基于该地区的深度贫困县——广西德保县的2014—2019年各乡镇社会、经济、人口等维度的面板数据,以空间贫困为理论导向,运用空间动态面板模型和GWR模型探索了石漠化地区县域贫困影响因素及溢出效应。空间动态自回归模型结果表明,各乡镇当年的贫困发生率表现出较大的惯性;农村居民恩格尔系数的下降、农村医疗卫生水平的提高、就业水平的提升、少数民族占比的下降、人口密度的降低均可明显地促进地区减贫。空间动态杜宾模型估计结果不仅支持了空间动态自回归模型结果,而且表明农村居民恩格尔系数、农村医疗卫生水平、人口密度分别表现出显著的有益、不利和有益的外溢效应,长期影响更深远。GWR模型结果表明其影响效果具有明显的空间差异性。     

基于专利的石漠化治理技术分析

石漠化是发生面积仅次于沙漠化的荒漠化类型,已成为中国西南喀斯特山区可持续发展的主要障碍,其治理与恢复是复杂的系统工程。从治理技术层面,以1 159组简单专利族为数据基础,揭示国内石漠化治理技术类别分布和主要领域。在对专利进行简要计量分析以提供概貌认识的基础上,通过阅读专利摘要内容,采用自下而上的聚类方法将当前专利划分为石漠化判断、治理、产业经济3个大类,监测与评价、科研仪器、生物治理、工程治理、化学治理、综合治理、综合产业、农业和工业9个中类,更细分至雨水搜集净化等42个小类。根据专利数量认定的四大主要技术领域为：工程治理（8.63%）、水分利用（12.51%）、栽培种植（27.52%）、植物资源加工（9.67%）,占总量的58.33%,专利领域分布相对集中。对主要技术领域采用内容分析法,提取工程治理具体措施、集雨工具、植物、加工制品等的信息并对其进行了详细阐述,指出目前专利技术中的问题：石漠化地区特有的植物资源众多,但目前加工层次偏低,应在拓展加工类型、延长加工产业链条、发掘植物药用和日用价值方面加大研发力度;防止土壤漏失技术、设施农业技术和生命基因技术亟待发展。分析可为全面认识国内石漠化治理技术提供专利视角的参照。     

中国西南喀斯特旅游景观区划研究

西南喀斯特集中分布在西南的广西、湖南、贵州、四川、云南、重庆等省、市、自治区,又以贵州高原、滇东高原和四川盆地南部和广西最具有代表性。根据区划理论的自然条件相似性与差异性原则、区域共轭性与景观整体性原则、综合主导性与简洁实用性原则,将西南喀斯特旅游景观划分为由滇东-东南高原山地喀斯特景观区、黔南-桂西北斜坡山地喀斯特景观区、黔中北高原山地喀斯特景观区、桂中盆地喀斯特景观区、渝东中山峡谷喀斯特景观区等5个喀斯特景观区,次一级的多个景观亚区、景观群、景观点构成的景观体系,并对各景观区组合特征进行了具体阐述。     

典型喀斯特石漠化治理区水土流失特征与关键问题

喀斯特地区的水土流失资料很缺乏, 传统的研究方法很多不适用, 为科学地认识喀斯特石漠化治理区水土流失的特征与变化规律, 制定符合喀斯特环境的防治对策, 2006-2010 年间, 结合石漠化治理工程, 对鸭池、红枫湖、花江典型示范区进行了长期的水土流失定位监测, 结果显示, 总体上各研究区在生态及工程治理后土壤侵蚀量明显下降, 地貌类型从宏观上控制着各区域的侵蚀特征, 高原山地土层厚, 大量陡坡开垦, 水土流失严重;高原盆地自然条件较好, 发展生态畜牧和生态农业, 侵蚀量较小;高原峡谷经历早期的剧烈流失后, 现阶段几近无土可流, 侵蚀量极低。生态修复是石漠化治理的核心, 水保林、封禁治理的生态效益好, 草地畜牧业和经济林模式能带来良好经济与水土保持效益。不同等级石漠化的坡度与土被组合特征差异显著, 对土壤侵蚀量有强烈的控制作用, 今后应根据石漠化等级细化喀斯特地区的水土流失分级和制定合适的治理措施。地下流失受研究深度所限, 目前尚无法准确判断其在地表-地下水土流失总量中的贡献率, 对落水洞等关键部位进行工程防治能大大降低其危害性。     

广西石漠化治理初见成效

广西壮族自治区采用综合治理方式治理石漠化取得一定成效。截至目前,全区各级累计投入石漠化治理资金5亿多元,年均完成封山育林300万亩以上,累计完成石山封山3700多万亩。其中,2000多万亩灌木覆盖率已达30％以上,过去许多光秃秃的石山如今已披上了绿装。     

生物土壤结皮对荒漠昆虫多样性的影响

生物土壤结皮广泛分布在干旱半干旱地区与寒区荒漠,是荒漠生态系统的主要组成和景观特征之一,其重要性已被大量的研究报道所证实。然而,关于生物土壤结皮与昆虫种类多样性之间关系的研究却很少。本文以腾格里沙漠东南缘的沙坡头地区半固定沙丘柠条－油蒿群落和固定沙丘柠条－油蒿群落为观测样地,选择具有不同类型生物土壤结皮分布的植被群落为观测样方。昆虫的调查采用100 m×100 m的样方,利用样筐和网捕法收集昆虫,记录昆虫数量,采集标本在室内进行鉴定。结果表明:与无结皮覆盖的植被区相比,生物土壤结皮在地表的覆盖显著地增加了昆虫的多样性和种的丰富度,其中以苔藓和地衣为主的结皮覆盖的植被样方中昆虫种的多样性和丰富度显著地高于以蓝藻和藻类为主的结皮样方。生物土壤结皮对荒漠昆虫多样性的贡献可能是由于稳定了土表、改善了植被系统中的土壤环境,为昆虫,特别是幼虫阶段提供相对适宜的土壤生境或部分食物来源。     

西南岩溶山地乡村景观格局与石漠化调控展望

西南岩溶山地乡村景观格局石漠化过程的生态认识落后于生态治理措施。面对国家需求,优化乡村景观格 局对石漠化发生过程的调控,未来优先研究领域：⑴识别岩溶山地乡村景观格局的转换、渐变和基本不变的层次 性,测算不同尺度下乡村景观类型及其空间组合的贡献;⑵认识不同类型乡村景观空间分布的生态学意义及其对 区域石漠化整体程度的影响,找出不同乡村景观演化格局下的石漠化效应;⑶厘定岩溶山地高强度人类活动及其 所诱导的乡村景观格局演化对石漠化的作用效应,构建乡村景观石漠化的成因框架;⑷探讨乡村景观格局制约下 有利于石漠化土地恢复的格局优化模拟,丰富人们对岩溶山地乡村石漠化发生过程的理解和认识。     

西南岩溶山地乡村景观格局与石漠化调控展望

西南岩溶山地乡村景观格局石漠化过程的生态认识落后于生态治理措施。面对国家需求,优化乡村景观格局对石漠化发生过程的调控,未来优先研究领域：⑴识别岩溶山地乡村景观格局的转换、渐变和基本不变的层次性,测算不同尺度下乡村景观类型及其空间组合的贡献;⑵认识不同类型乡村景观空间分布的生态学意义及其对区域石漠化整体程度的影响,找出不同乡村景观演化格局下的石漠化效应;⑶厘定岩溶山地高强度人类活动及其所诱导的乡村景观格局演化对石漠化的作用效应,构建乡村景观石漠化的成因框架;⑷探讨乡村景观格局制约下有利于石漠化土地恢复的格局优化模拟,丰富人们对岩溶山地乡村石漠化发生过程的理解和认识。     

关于西南岩溶区石漠化土地恢复重建目标的讨论

根据恢复生态学相关研究进展和西南岩溶区石漠化土地综合治理现状,探讨了石漠化土地生态恢复重建的不同空间尺度目标、阶段性目标、植被生态建设目标、社区文化建设目标和效益目标。指出防治岩溶石漠化的实质绝不仅仅是岩溶山区的水土保持问题和恢复植被,只有实现环境恢复、经济发展和社会进步三者的协调发展,生态建设与富民增收并举,石漠化等环境问题才能得到真正的全面解决。因此,近期石漠化综合治理模式目标必须结合市场重新认识资源环境优势,由扶贫型向提高生活质量型转变,由单一坡改梯向多途径特色农业转变,由防护型向开发型转变,由政府主导向参与式转变,从而打破岩溶脆弱生态背景上土地退化的恶性循环。     

岩溶山区石漠化生态治理的植物多样性动态响应——以贵州省花江示范区顶坛小流域为例

以贵州省花江示范区顶坛小流域2005、2007、2010年治理区为研究对象,根据石漠化等级及植被演替特征,选择强、中、轻和潜4个等级的石漠化样地进行调查,研究其植物多样性变化。结果表明:1)在人为干扰作用下,植物数量特征的空间变异程度较高,但植物的高度、地径、冠幅、生物量均呈较明显增长趋势;2)植物种群特征中优势种较为突出,除强度石漠化区外,花椒(Zanthoxylum bungeanum)群落2005、2007、2010年在中度石漠化群落中占16.5%、16.5%、16.8%,在轻度石漠化群落中占26%、25.9%、29.2%,在潜在石漠化群落中占37.9%、39.2%、51.3%,呈现逐年增长趋势;3)在群落分类上以禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)、大戟科(Euphorbiaceae)、桑科(Moraceae)和凤尾蕨科(Pteridaceae)为主;4)植物物种多样性特征上,表现出随石漠化等级的降低而降低的趋势。上述结论表明,不同等级石漠化区植被生长、群落分布及多样性特征均不尽相同,应采取相应的恢复措施。     

干旱区生物土壤结皮对种子植物多样性的影响

通过调查古尔班通古特沙漠筑路形成的严重干扰样方与自然状态下轻微干扰样方种子植物多样性的差异,结合人为干扰生物土壤结皮样方的结果,综合生物土壤结皮土壤种子库、结皮上种子萌发、生长以及土壤养分与水分的特征,研究生物土壤结皮对种子植物多样性的影响。结果表明：完整结皮与适度干扰后结皮样方内植物多样性指数D分别为0.3296和0.5291,多样性指数H分别为0.8400和1.2957,差异均达到显著水平;严重干扰样方的多样性指数D和多样性指数H均显著低于轻度干扰样方的对应指标。说明对生物土壤结皮 “适度”干扰使其保持在早期发育阶段有利于增加种子植物多样性,而“严重”干扰使结皮变为流沙阶段会降低种子植物多样性。结皮影响种子植物多样性的机理主要在于发育后期的生物土壤结皮会降低土壤种子库,也会抑制多数种类种子萌发,夏秋季结皮深层土壤水分的减少也不利于深根植物的生存,但结皮土壤拥有相对较高的养分条件却能保证一年生短命植物生长和生存。相对于流沙,生物土壤结皮的存在有益于保持相对较高的植物多样性,这可能归功于生物土壤结皮有利于地表稳定性、以及其在防风蚀和土壤形成等方面重要的生态功能,因而,在采取 “适度”干扰措施以提高植物多样性之前需要慎重考虑可能带来的不利影响。     

哈萨克斯坦生物多样性及其与中国新疆的比较

哈萨克斯坦是全球生物多样性最丰富的国家之一,同时也是生物多样性遭受威胁最严重的国家之一。新疆特殊的地理地形、景观带和气候条件也决定了其拥有多种类型的生态系统。通过对哈萨克斯坦和新疆生物多样性的概况、特点、面临的威胁,及其目前开展的生物多样性保护工作的一些情况的概述,对二者进行了对比分析。