喀斯特石漠化--中国西南最严重的生态地质环境问题

作为最严重的环境地质问题,日益扩展的土地石漠化,正在吞噬着中国西南喀斯特地区民众的生存空间,已经构成灾害和贫困之源。喀斯特石漠化是土地荒漠化的主要类型之一,是人类不合理经济活动叠加于脆弱生态地质环境背景上的综合作用结果。它以脆弱的生态地质环境为基础,以强烈的人类活动为驱动力,以土地生产力退化为本质,以出现类似荒漠景观为标志。中国西南脆弱的喀斯特生态环境是经过漫长的地质历史演化而形成的,它对喀斯特石漠化具有明显的控制作用。构造运动塑造了陡峻而破碎的喀斯特地貌格局,古环境演化奠定了石漠化的物质基础。喀斯特地区的人口压力及不合理的人类活动,导致土地资源的严重退化、植被覆盖度锐减、水土流失加剧和生态环境严重恶化,超载的社会经济压力是导致喀斯特土地石漠化最重要的驱动力。尽管喀斯特石漠化综合治理非常艰巨,但仍具备恢复或重建生态环境的可能性。     

中国西南喀斯特地区石漠化成因及防治初探

喀斯特地区石漠化,是我国西南地区生态环境最突出的问题。首先探讨我国西南地区喀斯特石漠化成因,主要有自然因素和人为因素两方面的原因,指出喀斯特石漠化引起的干旱缺水、土壤贫瘠、地质灾害等严重威胁当地人民的生产和生活;据此,提出防治喀斯特石漠化的基本措施,即缓解人口压力、加快生态建设、调整产业结构与布局等。     

北盘江流域水土流失及石漠化调控

以1989- 2001年通过盘江桥、高车断面的输沙量资料,分析北盘江流域的水土流失状况。结果表明,喀斯特地区的水土流失特征具有非线性的复杂关系。为了改善北盘江流域的生态环境质量,有必要对石漠化过程和人类活动方式采取适当的调控措施。通过对不同尺度范围可行性的探讨,认为按尺度层次划分的坡地改良方式,可能是北盘江喀斯特地区石漠化治理较为有效的途径。      

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。     

基于耗散结构理论的西南喀斯特地区石漠化治理

在分析西南喀斯特石山地区石漠化现状的基础上,认为这些地区所要建立的人地关系地域系统是耗散结构.根据耗散结构理论,建立和谐的人地关系地域系统,不仅需要不断地进行物质、能量和信息的输入和交换,以及调整输入种类,还需要提高这些地区的喀斯特意识,并提出提高喀斯特意识的具体措施.     

生态建设中的喀斯特石漠化分级问题

提出石漠化土地景观+ 成因的两级分类模型,根据景观现状进行第一级分类,按石漠化土地的成因类型进行第二级分类,采用“景观+ 成因”对石漠化土地进行命名。景观分类是利用遥感影像特征解译石漠化强度和分布面积所必不可少的;石漠化土地成因类型与恢复治理模式密切相关,有必要在石漠化土地现状调查时考虑石漠化土地的成因类型。      

西南喀斯特地区石漠化综合治理:成效、问题与对策

西南喀斯特地区石漠化与贫困问题相互交织,是该区域社会经济可持续发展的瓶颈。近二十年来,通过实施植被恢复、水土保持、生态移民等一系列治理措施,石漠化整体扩展的趋势得到初步遏制,由过去持续扩展转变为净减少,西南喀斯特地区生态状况呈良性发展态势,但防治形势仍很严峻,迫切需要寓经济发展于生态治理之中。本文在分析石漠化综合治理成效、存在问题的基础上,探讨了基于民生改善的石漠化防治对策。认为今后应在系统梳理和总结一期治理经验和不足的基础上,进一步加强石漠化演变规律及其关键驱动因子、喀斯特关键带结构与功能变化、植被与水文过程相互作用等基础研究,将植被恢复与生态服务提升、民生改善有机结合,健全“造血”功能,培育和发展与生态治理方向相适应的生态衍生产业,助力扶贫攻坚,实现生态治理与脱贫致富双赢,促进该区域社会经济协同发展及西南生态安全屏障建设。      

贵州贞丰-关岭花江喀斯特石漠化过程中岩土体化学元素含量与石漠化差异性关系研究

不同等级石漠化地区岩体和土体中化学元素有较大的差异,表现在石漠化演化过程中不断被改变,化学元素的差异性对石漠化等级差异性的形成有着内在的关联性。文章以贵州贞丰-关岭花江石漠化治理示范区为研究区,选取11处样地的岩石样和土样,对其进行室内实验分析,以了解该地区岩石和土壤的化学元素含量,从而研究其含量的差异性与石漠化等级之间的关系。结果显示:① 岩体中CaO/ MgO的值越大,Rb/Sr值越低,石漠化等级越高。②在碳酸盐母岩逐渐溶蚀和风化成土的过程中,岩体中Ca、Mg离子被带走,导致成土后土体中Ca、Mg离子含量降低,但强度石漠化地区的土体中Mg离子含量却增加。③不同等级石漠化地区的样品化学元素流失和富集的程度略有差异,一般强度和潜在石漠化地区(离子)含量要高于轻度和中度石漠化地区。④土体中Rb/Sr值越大,石漠化等级越强。该研究可以为示范区的水土流失及石漠化治理提供理论和实践依据。      

喀斯特石漠化概念演绎及其科学内涵的探讨

通过喀斯特石漠化概念、演绎过程的介绍,深入探讨了喀斯特石漠化的科学内涵.喀斯特石漠化是指在亚热带脆弱的喀斯特环境背景下,受人类不合理的社会经济活动的干扰破坏,造成土壤严重侵蚀,基岩大面积出露,土地生产力严重下降,地表出现类似荒漠景观的土地退化过程.喀斯特石漠化是土地荒漠化的主要类型之一,它以脆弱的生态地质环境为基础,以强烈的人类活动为驱动力,以土地生产力退化为本质,以出现类似荒漠景观为标志.     

花江喀斯特峡石漠化治理示范区水资源赋存特点及开发条件评价

文章阐述了贵州花江喀斯特峡谷石漠化治理示范区水资源赋存特点:降水资源比较丰富,但垂直差异大、干湿季节明显;坡面径流比较丰富,但时空分布不均;过境河流水量丰富,但水质较差;地下水资源量大,但空间分异明显.然后,从资源、经济、技术等不同层面综合分析了示范区水资源开发利用条件,指出示范区水资源开发利用中存在的主要问题:"三水"资源开发利用程度低,工程性缺水严重;"三水"资源时空分布不均,调控相对困难,有些技术还需开展攻关研究.最后简要提出相应的对策建议.     

西南岩溶区水土流失与石漠化的变化关系研究——以重庆南川岩溶区为例

以重庆南川区为例,利用TM遥感影像、Arcgis和Erdas软件,运用地图代数原理,采用图像数据转移矩阵计算,结果表明从1988年到2000年水土流失增强面积为9 605.89 hm2,减弱面积为79 947.85 hm2;石漠化强度增强面积为15 078.92 hm2,减弱面积为12 492.53 hm2。石漠化是水土流失长期作用的结果,水土流失是石漠化形成过程的阶段性表现,二者在成因上存在因果关系,但在生态治理恢复的过程中,水土流失减弱面积与石漠化减弱面积的变化不同步,在时间上存在滞后关系。造成这种滞后的现象,原因是石漠化土地生态的恢复过程较水土流失土地的长。      

基于RapidEye影像的蚂蝗田小流域土壤侵蚀与岩溶石漠化分析

依据《岩溶地区水土流失综合治理技术标准》(SL461-2009),以蚂蝗田岩溶小流域为研究对象,实地测量了22组典型地物光谱,发现岩石和土壤在红光-近红外二维光谱特征空间具有线性分布规律,由此推导出土壤—岩石指数方程,并构建了岩溶区土壤侵蚀与石漠化强度分析技术流程。在此基础上,利用研究区RapidEye卫星遥感影像,通过提取土地利用、植被覆盖度、基岩裸露率和坡度等指标因子信息,实现了土壤侵蚀与岩溶石漠化强度的分析评价。研究发现:岩溶区土壤侵蚀与植被覆盖度呈负相关性,与坡度和基岩裸露率无单向相关性;岩溶石漠化与植被覆盖度呈负相关性,与坡度呈正相关性,与基岩裸露率呈线性相关。      

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“结构一过程—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.     

西南喀斯特区土壤侵蚀研究进展

西南喀斯特区土层浅薄、成土速率低等特点决定了其允许土壤流失量小,土壤一旦流失,极难恢复,土壤侵蚀及其造成的石漠化现象已成为制约该区可持续发展最严重的生态环境问题。文章首先明晰西南喀斯特区土壤侵蚀特征,从坡面、小流域和区域三个尺度上系统概括西南喀斯特区土壤侵蚀的相关研究进展。针对当前喀斯特区土壤侵蚀研究野外径流小区、小流域及区域空间尺度数据缺少和相关研究模型限制性强等不足,建议从不同尺度深入研究喀斯特区土壤侵蚀发生发展规律及时空演化格局,并结合高新遥感、地球物理探测技术及模型,同步监测坡面—小流域—区域土壤流失,对土壤侵蚀进行定量评估,结合不同空间尺度土壤侵蚀特征构建系统性水土保持生态恢复治理模式和监测系统评价体系。     

西南石漠化区林下土壤养分特征及差异性

文章采用文献检索法收集20世纪90年代以来石漠化区植被修复和土壤研究相关论文,以全国二次土壤普查养分分级标准为基础,探讨林下土壤养分改良情况及土壤化学计量特征。结果表明：（1）中国西南石漠化区林下土壤总有机碳、全氮均值均高于全国二次土壤普查养分一等级,全磷处于二级范围,土壤养分改善效果明显,而全钾含量属于五级低钾区;（2）广西壮族自治区总有机碳和全氮均值为五省（区、市）第一,全磷和全钾位于二等级和四等级,土壤养分含量增加最明显;贵州省总有机碳、全氮高于一等级34%和37%,全磷值在二等级范围,全钾值位于第五等级,贵州省石漠化林下土壤养分改良明显;云南省总有机碳、全磷指标分别高于一等级9%、21%,全氮属于二等级,全钾属于五等级,土壤养分指标有不同程度提高;重庆市总有机碳高于一等级1.75%,全氮和全磷属于二等级,全钾为五省中最高且属于四级,土壤养分指标改良较其他三省慢;湖南省总有机碳指标为二等级,全氮、全磷、全钾值分别属于二等级、五等级、五等级,湖南省需加强石漠化治理的力度;（3）西南石漠化区土壤总有机碳和全氮指标呈正相关,植被生长亦受钾元素限制。其中,广西壮族自治区总有机碳、全氮和全磷存储快,土壤改良效益极其显著;贵州省土壤固碳能力高于全国平均值;云南省石漠化地区土壤钾元素偏低,影响植被生长;重庆市土壤中全钾含量高与总有机碳、全氮、全磷关系不大,氮元素成为限制植物生长的元素;湖南省植被生长需补充磷、钾元素。西南石漠化区植被生长应充分补充钾元素,除此之外,湖南、重庆需加强磷、氮元素的补充;云南、湖南、重庆应借鉴广西壮族自治区生态修复经验,加强石漠化生态治理并发挥效益。     

峰丛洼地区石漠化治理的碳汇研究进展

根据峰丛洼地区石漠化治理碳汇的现有研究文献,系统总结了峰丛洼地区石漠化治理过程中的碳储量空间格局及其动态过程、不同模式下的碳汇评价与定量化等方面的研究进展与不足,提出了峰丛洼地区二期石漠化治理应关注碳汇稳定性、受气候变化制约等问题,从而优化资源配置的思路;展望了峰丛洼地区二期石漠化治理工程中碳汇研究的趋势：一方面,将土壤分布格局、碳汇耦合机理研究和增加当地经济效益相结合,提高当地农民参与石漠化治理的积极性,推广和发展第一期石漠化治理工程的成果和经验; 另一方面,将遥感技术与石漠化治理碳汇研究相结合,构建更多碳汇估算模型,为二期石漠化治理碳汇定量化服务。     

我国南方岩溶山区石漠化基本问题研究进展

通过参考国内研究的相关文献,运用比较分析方法,从岩溶石漠化概念的内涵、分布格局和量化分级、成因分析和演化过程、综合治理和效益评价等基本问题回顾了我国南方岩溶山区石漠化研究进展:岩溶石漠化的概念和成因已取得了较为一致的认识;石漠化等级评价指标相差甚远,需要建立统一调查研究方法、分级标准和评价指标体系;已探索出了一些较好的治理模式和方法,但治理建设仍然存在很大困难;目前没有成熟的石漠化治理效益评价体系和方法,严重影响了石漠化治理措施的修订和完善。指出了我国岩溶石漠化问题研究应从如下几方面加强:不断创新岩溶石漠化的研究方法;把握岩溶石漠化与人类活动相互作用关系;深入开展岩溶石漠化过程模拟与调控研究;推广和完善岩溶石漠化综合治理技术和模式;重视地球系统科学在岩溶石漠化研究中的运用。在岩溶石漠化与人类活动相互作用关系方面,特别要注意加强石漠化地区土地的生产力和人口承载力的定量研究;实施岩溶山区人类经济活动影响预报和经济社会后果预报,建立岩溶山区生态安全监控预警系统;加强不同时空尺度下岩溶石漠化人文驱动机制研究;确定自然因素和人文作用对石漠化过程的正负面影响和各自的贡献率,建立相应的概念模型和数学模型等。      

贵州贞丰—关岭花江喀斯特石漠化地区土壤厚度的空间分布特征

土壤厚度与石漠化发展程度有着密切的关系,土壤也是石漠化地区生态恢复以及农业生产的基础。为了研究典型高原峡谷中-强度石漠化地区的土壤厚度空间分布规律,在土壤厚度野外调查的基础上,利用地统计学方法分析了贵州典型石漠化地区——贞丰—关岭花江小流域土壤厚度空间分布特征及主要影响因素。结果表明：（1）研究区土壤平均厚度仅为26 cm,土壤平均厚度表现为坡耕地>荒地>林地;（2）土壤厚度空间变异性以强度为主,荒地的土壤厚度空间分布连续程度优于林地和坡耕地,林地的土壤厚度空间分布有明显突变性,坡耕地的土壤厚度具有点状分布特征,有耕作物附近土壤厚度较大;（3）土壤厚度与海拔、基岩裸露率、坡度之间均有明显负相关关系;（4）自然和人为因素综合影响下的土壤强侵蚀是研究区土壤厚度分布极为不均的主要原因,对该区域石漠化的治理可以采用工程措施与生物措施相结合的方法。研究结果对研究区石漠化因地制宜地防治及其他地区水土流失防治、生态恢复、农业合理生产具有一定的参考价值。     

喀斯特石漠化治理措施对土壤颗粒有机碳与团聚体有机碳的影响

文章以耕地为对照,分析不同石漠化治理措施（花椒林和次生林）对土壤0~20 cm土层有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)、矿物结合有机碳(MOC)和团聚体有机碳的影响,探讨POC、MOC与SOC、团聚体有机碳的关系。结果表明：与耕地相比,花椒林和次生林均不同程度提高SOC、POC、MOC和团聚体有机碳含量。0~10 cm土层次生林SOC含量和各粒径团聚体有机碳含量均显著高于耕地和花椒林,在10~20 cm土层无显著差异;0~20 cm土层花椒林和次生林土壤POC含量显著高于耕地,MOC无显著差异。POC/SOC范围为20.38%~45.27%,花椒林和次生林显著高于耕地。相反,MOC/SOC为耕地显著高于花椒林和次生林 。退耕为花椒林和次生林后,SOC含量的增加主要以POC含量增加为主。次生林和花椒林>2 mm粒径对SOC贡献率显著高于耕地,但0.25~2 mm粒径、0.053~0.25 mm粒径和 < 0.053 mm粒径对SOC贡献率显著低于耕地。其相关分析表明：POC、MOC与SOC、团聚体有机碳的关系均呈正相关,表现为次生林 > 花椒林 > 耕地。退耕恢复为花椒林和次生林后,SOC、POC和MOC增加量与团聚体有机碳增加量显著相关,其以次生林的相关性较强。石漠化治理措施改变SOC物理组分及其组成以及它们之间的关系,从而促进有机碳的积累。