喀斯特石漠化地区土壤地下漏失的机理研究——以贵州普定县陈旗小流域为例

土壤的地下漏失是喀斯特石漠化地区一种特殊的水土流失方式。本文以喀斯特石漠化严重地区——贵州普定县陈旗小流域为例,阐明了土壤地下漏失的过程及其机理。研究结果表明喀斯特地区特殊的地质环境为土壤的地下漏失创造了有利的空间条件;地表降水的大量渗漏为土壤的地下漏失提供了侵蚀的水动力条件;风干的土壤团聚体遇水易崩解,离散出的细粒物质可沿土间孔隙和岩溶裂隙向地下空间迁移;岩溶洞隙内填积的粘土在流水的浸润软化下呈可塑、软塑甚至流塑状,可向其下的溶洞、地下河蠕滑搬运,最终导致地表土壤漏失。      

Characteristics of red clay creep in karst caves and loss leakage of soil in the karst rocky desertification area of Puding County,Guizhou, China

The loss of surface soil and water in the karst rocky desertification area of carbonate rock in Chenqi village, Puding County, Guizhou Province was monitored in this study. The results show that the major form of surface soil loss in the area is the loss of soil through underground channels. A creep test of red clay formed by loss through underground channels was conducted. The results of the test show that the creep curve of the red clay samples includes two stages: attenuation creep stage and stable creep stage. The creep law for the red clay samples in the karst cave can be described by Buger’s model. The parameters of Buger’s equation were deduced by fitting the creep curve, which provides the reference for analyzing the surface soil loss leaking through the underground channels.     

贵州省石漠化治理中的县域冲突

贵州石漠化治理中产生的县域冲突主要表现为：一是原本需要进行一体化治理的区域被不同行政归属的县域分割,导致无法进行协调治理;二是同一水系的不同县域由于利益分配格局导致的石漠化治理冲突;三是在分属不同政区的县域边界地带形成“边缘治理区”,石漠化治理未得到重视或者被忽略。探究其产生原因为：一是自然地理空间分割造成的区域碎片化;二是“犬牙交错、山川形便”行政区划分原则形成的土地碎片化;三是行政区分割导致的治理差异化,包括治理重视度的差异,治理理念的差异,行政能力的差异,资源、要素的投入差异,行政考核制度的刚性制约等。基于此,建议更多从人文地理视角的区域合作、上级协调、利益共享等方面去着手解决,包括行政区治理向经济区治理的转变,单县治理向多县合作治理的转变,单县考核验收向片区考核验收的转变,适时合理推进县域边界优化调整,特别是遍布飞地和插花地的碎片化区域。     

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。      

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。     

Analysis of soil biogeochemical characteristics in the process of karst rocky desertification

The sampling method of karst soil is always the one used for non-karst area. However, if the samples can represent the plot, it still needs further investigation due to high degree of spatial variability of karst soil. The study results of soil from the Maolan karst virgin forest in Guizhou Province elucidated that only the surface area-weighted samples could represent plot soils in the karst ecosystem. The remediation of karst rocky desertification has currently become a national issue, but soil degradation research on rocky desertification genesis types and processes is still insufficient. Soil physical, chemical, biological characteristics and enzymes activities from plots of different rocky desertification genesis types and grades in the Cha＇eryan catchment in the Huajiang Gorge area, Guizhou, were studied. The results showed that woodcutting and land reclamation influenced soil biogeochemical characteristics, and the influence of different disturbing ways was huge. The author suggested a soil degradation index system which could illustrate the rocky desertification genesis type and extent. The degraded modes of woodcutting and reclamation sequence were different, both had no synchronism with rocky desertification grades divided by current landscape index. Only soil of serious grade degraded evidently in wood cutting sequence. On the contrary, soils of slight, medium and serious grades degraded evidently in the reclamation sequence.     

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。      

Fractal characteristics and stability of soil aggregates in karst rocky desertification areas

Karst rocky desertification is one of the major ecological and environmental problems that threaten the sustainable development of southwestern China. This study focuses on a case study of the small watershed in Chenqi where karst rocky desertification is particularly severe. This paper considers samples of soils from six different land use patterns in Chenqi village. Various correlations are observed by using fractal theory, including an emerging model for studying soil aggregates. This study demonstrates how the fractal characteristics of soil structure and the stability of soil aggregates are crucial to better understanding karst rocky desertification. The fractal dimension of different land use patterns can be used to indicate the magnitude of soil destruction. Soil fractal dimension can be applied using different methods to characterize the changes in factors influencing the stability of soil structure. The results indicate a significant negative relationship between fractal dimension of soil aggregates and large aggregate content (of diameters 5?C10?mm) and a significant positive relationship between fractal dimension and micro-aggregate content (<0.25?mm). The fractal dimension of soil aggregates is also significantly negatively correlated with both clay content and organic matter content. These results suggest that fractal dimension can be used as a reliable indicator of soil quality and presents advantages compared to using mean weight diameter.     

基于“3S”的贵州喀斯特石漠化现状及变化趋势分析

石漠化是在喀斯特脆弱的生态环境下,不合理的社会经济活动的产物。利用贵州省遥感影像,在3S平台上获取了研究区喀斯特石漠图,分析了贵州省喀斯特石漠化现状。结果表明,全省喀斯特面积11.3158万km2,现有石漠化土地面积达4.1091万km2,约占全省喀斯特面积的36.3%,为西南地区石漠化最为严重的省份。空间分布上,贵州石漠化存在西部重、东部轻、南部重、北部较轻的宏观格局;在2000-2005年,部分潜在、轻度石漠化经过治理转变成了无石漠化,但石漠化总的面积仍在增加,新增总量为5172km2,平均年增长率为2.88%,发展速度较快。     

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。      

The relations between land use and karst rocky desertification in a typical karst area,China

Karst rocky desertification (KRD) is one major type of desertification which is under irrational human impact on the vulnerable eco-geo-environment. In this study, Zhudong fengcong rocky desertification landscape was selected to investigate the land use types distribution law in different rock types and the KRD land in different land use types. KRD data was determined by user–computer interactive interpreting method from Aster images in 2004, according to the exposed ratio of rock, the coverage of vegetation and soil in 0.2 km² unit, integrating with land utilizing present situation map, hydrogeology map, relief map, vegetation map, soil distribution map, as well as the practical investigation and the population census datum in 2002. Results showed that the occurrence ratio of KRD land is different in land use types and rocky assemblages obviously; land cover has a strong impact upon KRD. The sloping cropland distributed in homogenous limestone has a higher occurrence ratio of light KRD, secondly, is in the limestone interbedded with clastic rock. Light KRD land was dominated by shrubland, and sloping cropland accounts for 11.67% of it, moderate KRD land was dominated by moderate coverage grass slopes, strong and extremely strong KRD was dominated by rocky dry land which is difficult to use.     

贵州省岩溶石漠化地区生态服务价值损失评估

构建了适合岩溶石漠化地区的生态价值损失评估指标体系,基于遥感资料、典型样点调查数据及社会公共数据,采用将物质量转化为价值量的方法,估算和评价了贵州省石漠化地区的有机质生产、固碳释氧、水土保持、营养物质积累、生物多样性保育及景观游憩6项核心生态价值的损失。结果表明:(1)不同石漠化等级单位价值量分别为潜在12483.88元/(hm2?a)、轻度7425.97元/(hm2?a)、中度6557.83元/(hm2?a)、重度4414.06元/(hm2?a)、极重度3755.07元/(hm2?a)。(2)贵州省岩溶石漠化地区生态系统服务的总价值损失量为210.85亿元/a,其中潜在、轻度、中度、重度、极重度的损失量分别为8.72亿元/a,59.43亿元/a,101.15亿元/a,47.89亿元/a和5.66亿元/a。(3)空间分布上,各州市生态价值损失量变幅在12.92~56.57亿元/a之间,生态价值损失量大小依次为毕节地区>黔南州>遵义市>黔西南州>安顺市>铜仁地区>六盘水市>黔东南州。      

喀斯特地区石漠化与土壤类型的空间相关分析——以贵州省为例

以贵州省2010年石漠化程度分布与土壤类型分布图为基础,运用地图代数原理,通过计算二者的转移矩阵,从而得出不同石漠化程度下土壤类型的空间分布情况,并探讨研究区石漠化背景下,土壤类型与石漠化的空间分布规律,分析石漠化的发生、分布与土壤类型的相关关系。其结果表明:喀斯特地区石质土的石漠化发生率最高达到46.41%,其次为黄棕壤的43.32%,综合排序为石质土>黄棕壤>山地草甸土>棕壤>红壤>粗骨土>石灰土>黄壤>紫色土>水稻土>潮土;分等级讨论时以中度石漠化为主导,且石质土的中度石漠化发生率最高,达到了21.68%。石漠化程度的空间分布在不同土壤类型中存在着明显差异,并且二者之间有一定联系,土壤本身的性质差异是重要的因素之一。      

喀斯特石漠化小生境对大型土壤动物群落结构的影响

对花江流域喀斯特地区小生境(土面、石槽、石沟)的土壤动物进行了研究。结果表明:喀斯特石漠化地区小生境共捕获大型土壤动物平均为276.7只,分别隶属3门7纲24类。其中,优势类群蚂蚁占总数的56.75%。 土面生境土壤动物的多样性指数为1.199,石沟的为1.592,石槽的为1.962; 均匀性指数为0.616,石沟的为0.989,石槽的为1.095; 土面生境土壤动物的优势度为0.545,石沟的为0.353,石槽的为0.245。利用统计软件SPSS13.0进行相关分析,结果说明不同小生境和土层对土壤动物个体数量和类群数影响均不显著,组间的均方差（F值）分别为0.834和1.226,但小生境对土壤动物的生物量有显著的影响,F值为3.844。三种小生境中,石沟生境比较有利于土壤动物生存。      

贵州关岭县喀斯特峰丛石漠区苔藓群落生态特征

为了了解喀斯特峰丛石漠化区苔藓植物的种类和群落特征,本文选取贵州省安顺市关岭县喀斯特峰丛石漠化区的三种典型生境（裸地、人工植被和自然植被）,对苔藓植物进行样地调查,并利用种间相遇几率（PIE）、生态优势度、Shaanon-Wiener信息指数(衡量生态位宽度)和Morisita-Horn指数(衡量生态位重叠)来分析该区苔藓植物群落的组成、分布规律及生态特征。结果表明:（1）该区苔藓植物共有11科17属22种,真藓科为优势科,苔藓植物群落有19个类型。（2）苔藓群落PIE值与植被覆盖度呈正比,与岩石裸露率呈反比,自然植被生境的苔藓群落PIE值高于人工植被和裸地生境,但研究区苔藓群落PIE总体偏低,反映了喀斯特峰丛地区恶劣的生境条件。（3）研究区内卷叶湿地藓群落(Hyophiletum)、直蒴卷柏藓群落(Racopietum)和皱叶牛舌藓群落(Anomodetum)有着较高的生态优势度和生态位宽度,并且与其它苔藓群落的生态位重叠值很高。表明这三种苔藓群落对不同类型的峰丛石漠化生境都有着较好的适应能力,能够很好地与其它苔藓群落互利共生。      

近30年黔西喀斯特区典型县域农田土壤有机碳动态研究——以贵州普定县为例

文章选取贵州省普定县作为黔西喀斯特区的典型县域,依据1980年第二次土壤普查数据和2011年实测土壤数据,运用土壤类型法,计算该县域近30年（1980-2011年）农田表层（0～20 cm）土壤有机碳（SOC）储量和密度的变化,并借助逐步回归分析,对该县域近30年农田表层SOC动因进行分析,结果表明:（1）普定县近30年来农田0～20 cm表土有机碳库总体表现为基本持平且略有上升的趋势,增幅为0.95%,年均变化量15.31 kg C·hm-2·a-1;（2）不同类型农田土壤的表层有机碳储量和密度变化较大,其中水稻土固碳幅度最大,为28.95%,而山地灌丛草甸土的丢碳最为严重,降幅达70.22%;（3）农田表层SOC密度年均变化量在空间分布上总体表现为县城中部、南部和三岔河及夜郎湖地区呈增加趋势,而在县城以西、以东及斗篷山大部分区域则为下降态势,这主要受土壤类型空间分布差异所致;（4）影响普定县农田表层SOC变化的主要因素有SOC密度初始值（1980年）、C/N、砾石体积比和速效K密度等,其中SOC密度年均变化量与SOC密度初始值和砾石体积比呈负相关,与C/N和速效K密度呈正相关。总的来看,近30年的人为活动对普定县农田表土有机碳总库存未产生负面影响。      

广西都安县三只羊地区与贵州罗甸县大关地区岩溶石漠化进程对比分析

基于遥感数据得出贵州罗甸县大关地区和广西都安县三只羊地区三个时期的土地覆盖类型数据。通过对这些不同时期土地覆盖类型数据的分析,发现大关地区从1979年到2001年,植被面积减少,石漠面积增加,土地覆盖类型以灌木林→灌丛→荒草地→石漠的方向变化为主,岩溶生态环境朝着恶劣的方向即典型的石漠化方向发展;而都安三只羊地区则相反,从1976年至2002年,植被面积增加,石漠面积减少,土地覆盖类型的主导变化方向是石漠→荒草地→灌丛→灌木林,即反石漠化方向,岩溶生态环境总的趋势是朝着良性的方向发展。两地的石漠化进程不同的原因主要在于土地利用的方式不同,大关地区采取的是劈山造田的方式来解决紧张的人地关系;而三只羊地区则是采取生态移民的方式。      

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.