但新球,賀東北,吳協(xié)保,吳照柏,李夢(mèng)先,屠志方,但維宇
(1.國(guó)家林業(yè)局中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院,長(zhǎng)沙 410014; 2.國(guó)家林業(yè)局石漠化監(jiān)測(cè)中心,長(zhǎng)沙 410014;3.國(guó)家林業(yè)局,北京 100714)
石漠化是西南地區(qū)的首要生態(tài)問(wèn)題,也是我國(guó)三大生態(tài)問(wèn)題之一。石漠化的形成與演替除受西南地區(qū)廣泛分布的碳酸鹽巖,以及地表高低不平、溝壑縱橫的地質(zhì)背景和雨熱同期、且多暴雨的自然氣候環(huán)境影響外,更因區(qū)域人口密度大、人地矛盾突出等社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的疊加效應(yīng),導(dǎo)致區(qū)域巖溶土地退化加劇,呈現(xiàn)地表基巖裸露、植被稀疏,水土流失加劇的石質(zhì)荒漠化景觀[1]。本文結(jié)合巖溶地區(qū)第三次石漠化監(jiān)測(cè),對(duì)巖溶地區(qū)生態(tài)特征與石漠化危害進(jìn)行了深入分析,以期為推進(jìn)巖溶地區(qū)石漠化防治提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。
1.1.1 地理位置與生態(tài)區(qū)位
石漠化區(qū)域主要包括以云貴高原為主體的貴州、廣西、云南、湖南、四川、重慶、湖北、廣東8省(自治區(qū)、直轄市)(以下簡(jiǎn)稱省)的巖溶土地,地理坐標(biāo)為98°39′—116°05′E,22°00′—33°16′N。行政范圍涉及8個(gè)省(區(qū)、市,以下簡(jiǎn)稱“省”)的465個(gè)縣(市、區(qū),以下簡(jiǎn)稱縣),縣域國(guó)土面積107.1萬(wàn)km2,其中巖溶土地面積45.2萬(wàn)km2[2]。
該區(qū)域是珠江的源頭(云南曲靖市境內(nèi)烏蒙山脈的馬雄山),長(zhǎng)江的重要水源補(bǔ)給區(qū),影響著珠江、長(zhǎng)江下游的生態(tài)安全;既在我國(guó)“一帶一路”的重要廊道上,也在長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的重要水源涵養(yǎng)與生態(tài)屏障區(qū)中,涉及7個(gè)國(guó)家生態(tài)主體功能區(qū);還是西電東輸、南水北調(diào)、三峽水庫(kù)等國(guó)家重大工程所在地,生態(tài)區(qū)位十分重要[3]。
1.1.2 地質(zhì)地貌
該區(qū)域以山地地貌為主,巖溶地貌廣泛分布。因受大地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響,地表高程逐步抬升,巖體皺褶、變形和斷裂,受河流的切割作用不斷加大,從而塑造了陡峭而破碎的地形特征。山嶺河谷交錯(cuò),相對(duì)高差大,山地面積占監(jiān)測(cè)區(qū)總面積的80%以上。區(qū)域內(nèi)分布著豐富的碳酸鹽巖,由于受到長(zhǎng)期的強(qiáng)烈侵蝕,地下巖溶發(fā)育成熟,峰叢、峰林、孤峰、殘丘、石林等巖溶地貌廣泛存在。
1.1.3 氣候
氣候溫暖濕潤(rùn),干濕季節(jié)明顯,水熱條件較好。區(qū)域年均氣溫在14~24 ℃之間,年降雨量800~1800mm,絕大部分地區(qū)1000~1400 mm,降水量呈自東南向西北和由南向北遞減的趨勢(shì),且具有明顯的山地垂直氣候特征。降水季節(jié)分布不均,降雨多集中在5—9月,通常占全年降雨量的70%左右,降雨強(qiáng)度大,年均暴雨日數(shù)多為2~6 d,導(dǎo)致干旱和內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)。巖溶地區(qū)雖然人均擁有水資源量3000~4000 m3/a,約為全國(guó)平均水平的1.6倍,但由于巖溶地區(qū)的漏斗效應(yīng),經(jīng)常出現(xiàn)地帶性、季節(jié)性缺水。
1.1.4 水資源
區(qū)域內(nèi)河流眾多,分屬長(zhǎng)江、珠江及西南諸河的紅河、瀾滄江、怒江等,河流水量豐富,但落差大,具有夏漲冬枯和暴漲暴落的特性,季節(jié)性明顯。巖溶地表下墊面透水性強(qiáng),地下水文過(guò)程活動(dòng)強(qiáng)烈。特別是長(zhǎng)期不合理的人為活動(dòng)干擾,致使森林植被遭到破壞,森林調(diào)蓄地表水和地下水能力減弱,導(dǎo)致巖溶地區(qū)的水資源利用率低,局部地區(qū)缺水嚴(yán)重。
1.1.5 土壤
區(qū)域地處熱帶、亞熱帶,地域遼闊,各地作為成土母質(zhì)的基巖風(fēng)化物不同,土壤類型豐富,巖溶土地成土母巖主要為純灰?guī)r,間或有少部分泥質(zhì)灰?guī)r或硅質(zhì)灰?guī)r。碳酸鹽巖質(zhì)地較純,含不溶成分較少,風(fēng)化成土速率極慢。巖溶土壤土被不連續(xù),土層與下伏的剛性巖石直接接觸,缺少母質(zhì)層,土層薄,易侵蝕,土壤理化性質(zhì)有別于地帶性的土壤,表現(xiàn)為富鈣、偏堿性,有效營(yíng)養(yǎng)元素供給不足且不平衡,質(zhì)地粘重,有效水分含量偏低。巖溶土地因碳酸鹽巖具有化學(xué)可溶性,形成獨(dú)特的“雙層水文結(jié)構(gòu)”,導(dǎo)致巖溶土地呈現(xiàn)地表地下的水土雙層漏失。而土地漏失與成土速率慢等自然特性,決定了石漠化土地具有缺土少水、富鈣化、土地生產(chǎn)力低、抵御自然災(zāi)害能力弱等限制因素。
1.1.6 植被
區(qū)域植被類型豐富,幾乎包含了東部季風(fēng)區(qū)內(nèi)所有地帶性植被,植被類型主要有南亞熱帶常綠季雨林帶、亞熱帶常綠闊葉林、亞熱帶落葉闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、暖性針葉林、溫帶暗針葉林、竹林、灌木林和灌草叢。巖溶植被具有旱生性、喜鈣性的特點(diǎn),種質(zhì)資源豐富,生物多樣性指數(shù)較高。根據(jù)《中國(guó)南部和西南部石灰?guī)r植物名錄》記載,中國(guó)目前已記錄的自然分布于廣西、貴州和云南的石灰?guī)r上的維管植物共195科1213屬4287種(包括亞種、變種和變型種),約占全中國(guó)植物區(qū)系的七分之一。
截止2016年底,該區(qū)域國(guó)土總面積為107.1萬(wàn)km2,人口22270.8萬(wàn)人,其中農(nóng)業(yè)人口12140.3萬(wàn)人,占總?cè)丝诘?4.5%,少數(shù)民族人口4514.3萬(wàn)人,主要有壯族、苗族、瑤族等46個(gè)民族,分布在50個(gè)少數(shù)民族自治縣。人口密度為207人/km2,相當(dāng)于全國(guó)平均人口密度的1.5倍。巖溶地區(qū)人均耕地面積0.087 hm2,部分石漠化嚴(yán)重地區(qū)僅0.03 hm2,人地矛盾突出。監(jiān)測(cè)區(qū)單位面積耕地產(chǎn)量為4.1 t/hm2,較八省單位面積糧食產(chǎn)量低24.2%,比全國(guó)單位面積糧食產(chǎn)量低25.1個(gè)百分點(diǎn),土地生產(chǎn)力低[4]。
石漠化與貧困互為孿生關(guān)系,脆弱的生態(tài)環(huán)境和落后的社會(huì)經(jīng)濟(jì)在該區(qū)域相互耦合,使該區(qū)域成為我國(guó)國(guó)家扶貧工作重點(diǎn)縣(國(guó)家級(jí)貧困縣)和集中連片特殊困難縣重要分布區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì),巖溶地區(qū)465個(gè)石漠化監(jiān)測(cè)縣里有217個(gè)縣屬于國(guó)家級(jí)貧困縣或集中連片特殊困難縣,有96個(gè)縣屬于全國(guó)生態(tài)功能區(qū),其中巖溶地區(qū)貧困縣個(gè)數(shù)占巖溶地區(qū)縣數(shù)的46.7%,占八省貧困縣數(shù)的64.8%。該區(qū)域2016年有貧困人口1525.9萬(wàn)人,占到八省的76.8%,占全國(guó)的35.2%;地區(qū)生產(chǎn)總值86359.7億元,占八省地區(qū)的36.2%,僅占全國(guó)的11.6%。人均GDP為39224.0元,為八省的79.0%,僅為全國(guó)的72.7%;農(nóng)村居民年均可支配收入10839.0元,為八省的95.3%,僅為全國(guó)的87.7%。
巖溶地區(qū)造山運(yùn)動(dòng)和水流侵蝕造成該區(qū)域地形高度破碎,小生境異常豐富,堆積的地方環(huán)境較好,沖刷的地方環(huán)境惡劣,這種多樣化的生境可以支撐生物多樣性的復(fù)雜性,據(jù)廣西壯族自治區(qū)氣象局發(fā)布的重大氣象信息專報(bào)顯示,廣西和貴州兩省的植被生態(tài)質(zhì)量位于全國(guó)前兩名,這也佐證了巖溶地區(qū)的生物多樣性豐富。但因?yàn)榈匦纹扑閹?lái)復(fù)雜的生境,但缺少大規(guī)模一致的生境也導(dǎo)致各種生物群體規(guī)模較小,抵御自然風(fēng)險(xiǎn)能力差。即巖溶地區(qū)生物群落的特點(diǎn)是規(guī)模小而多樣化[5]。
巖溶地區(qū)雖然生境多樣,生物多樣性豐富,但是生物種群數(shù)量一般較小,生物鏈中可替代物種選擇性少,生態(tài)系統(tǒng)一旦破壞,很難自我恢復(fù)。很典型的是巖溶地區(qū)植被群落以次生植被為主,有些遭人為破壞的石漠化退化地區(qū)甚至以先鋒植被群落占優(yōu)勢(shì),生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差,缺少必需的生存資源,物種演替多處于初中級(jí)階段,很難向較高階段演替發(fā)展。
巖溶地區(qū)有很大一部分分布在我國(guó)三大階梯過(guò)度的斜坡地帶,水流侵蝕導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重,地下溶洞普遍發(fā)育,水蝕過(guò)程帶走了生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)——土壤下漏現(xiàn)象明顯,使得地面保水能力更差,所以缺土少水致使該區(qū)域土地生產(chǎn)能力低下,該區(qū)域基巖裸露度較高,可利用土地面積小,加上其他可利用資源很少,經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較差,造成該區(qū)域經(jīng)濟(jì)水平落后,該區(qū)域GDP僅為全國(guó)的11.7%。是我國(guó)貧困面最廣、貧困程度最深的區(qū)域,分布有國(guó)家級(jí)貧困縣217個(gè),占到全國(guó)四分之一以上的國(guó)家級(jí)貧困縣,占到全國(guó)三分之一的貧困人口。
石漠化區(qū)域國(guó)土面積達(dá)107.1萬(wàn)hm2,占全國(guó)國(guó)土面積的九分之一;人口達(dá)2.22億人,占全國(guó)人口的六分之一。2016年人口密度為207人/hm2,相當(dāng)于全國(guó)人口密度的1.5倍,遠(yuǎn)超巖溶地區(qū)合理的生態(tài)環(huán)境承載力,人地關(guān)系高度緊張。石漠化區(qū)域耕地資源十分稀缺,人均耕地僅866.67 m2,部分石漠化嚴(yán)重地區(qū)人均耕地不到333.33 m2,其有限耕地大多屬旱澇頻發(fā)、收成難保的貧瘠山地。
據(jù)對(duì)貴州和廣西的典型調(diào)查顯示,每年因石漠化減少的耕地約占耕地總面積的0.5%,使本來(lái)就很尖銳的“人地矛盾”更加突出。
我國(guó)石漠化區(qū)域是珠江源頭,也是長(zhǎng)江和珠江的分水嶺與重要水源補(bǔ)給區(qū),還是瀾滄江、紅河等國(guó)際河流的中上游地區(qū);涉及7個(gè)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū),還是我國(guó)西電東輸、南水北調(diào)、三峽水利、長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶等國(guó)家重大工程(戰(zhàn)略)所在地,生態(tài)地位極為重要。長(zhǎng)期以來(lái),石漠化導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能退化,流域內(nèi)截蓄降水、調(diào)節(jié)徑流的能力減弱,水土流失加劇,泥沙淤積江河湖庫(kù),直接影響流域內(nèi)水利水電設(shè)施的安全運(yùn)行和效能發(fā)揮,威脅著長(zhǎng)江、珠江等江河中下游地區(qū)的生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展。
“缺土少水”是石漠化土地的主要生態(tài)特征,普遍具有土層薄、土被不連續(xù)、土層結(jié)構(gòu)不完整、水土下滲嚴(yán)重、保水保肥性差等特性,有限耕地大多屬旱澇頻發(fā)、收成難保的貧瘠山地。水土流失造成土地石漠化,石漠化又引起更嚴(yán)重的水土流失,這種惡性循環(huán)使巖溶地區(qū)水土流失極為嚴(yán)重,生態(tài)狀況日漸惡化。巖溶地區(qū)造壤力極差,據(jù)有關(guān)研究報(bào)道,巖溶地區(qū)每厘米厚的土層需要4000~8500 a才能形成。
此外,由于山高坡陡的地形條件和獨(dú)特的巖溶雙層地質(zhì)結(jié)構(gòu),加上降水豐沛且多暴雨的氣候特征,人類生存與發(fā)展的最基礎(chǔ)生態(tài)條件——水土資源極易遭受雨水侵蝕、沖刷與地下滲漏而逐漸喪失,導(dǎo)致土地生產(chǎn)力下降,可耕種土地面積縮減,嚴(yán)重威脅到中華民族的生存空間。監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)平均土壤侵蝕模數(shù)達(dá)695.1 t/(hm2·a),大部分巖溶山區(qū)缺水少土,生態(tài)狀況日漸退化[2]。
長(zhǎng)期以來(lái),水土流失造成土地石漠化,石漠化又引起更嚴(yán)重的水土流失,這種惡性循環(huán)致使林草植被減少,巖溶生態(tài)系統(tǒng)功能退化,流域內(nèi)截蓄降水、調(diào)節(jié)徑流的能力減弱,導(dǎo)致泥沙淤積江河湖庫(kù),直接影響流域內(nèi)水利水電設(shè)施的安全運(yùn)行和效能發(fā)揮,并威脅著長(zhǎng)江、珠江等江河中下游地區(qū)的生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展。
據(jù)云南省水土流失公報(bào),云南省全部石漠化縣水土流失面積為55169.8 hm2,占石漠化縣國(guó)土面積的30.28%,非石漠化縣水土流失面積49557.9 hm2,占非石漠化縣國(guó)土面積的24.65%,表明石漠化縣比非石漠化縣水土流失占國(guó)土面積的比例大,石漠化縣更易發(fā)生水土流失現(xiàn)象。
石漠化區(qū)域多屬老、少、邊、山、窮、山區(qū),既是西部地區(qū)、邊疆地區(qū),又是多民族聚居地區(qū)和革命老區(qū),涉及192個(gè)少數(shù)民族縣,2016年有少數(shù)民族人口4514.3萬(wàn)人;區(qū)域內(nèi)山地面積占到70%以上,有陸地邊界線近2000 km;還曾發(fā)生過(guò)百色起義、遵義會(huì)議和紅軍二萬(wàn)五千里長(zhǎng)征,又是左右江革命根據(jù)地等所在地;涉及我國(guó)7個(gè)集中連片特殊困難片區(qū),有集中連片特殊困難縣和國(guó)家扶貧開(kāi)發(fā)工作重點(diǎn)縣共217個(gè),石漠化區(qū)域貧困人口約3000萬(wàn)人,占到全國(guó)貧困人口的40%左右,人均GDP僅為39224元,不足全國(guó)平均水平的四分之三;農(nóng)民人均純收入為10839元,僅相當(dāng)于全國(guó)平均水平的87.7%,區(qū)域貧困面大,貧困程度深,社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題突出。日益嚴(yán)重的石漠化,不僅是區(qū)域生態(tài)惡化、經(jīng)濟(jì)落后、社會(huì)貧困的根源,還影響到民族的團(tuán)結(jié)、群眾的生存和社會(huì)的穩(wěn)定。
石漠化地區(qū)屬于典型的“老、少、偏、窮”地區(qū),全國(guó)592個(gè)國(guó)家扶貧工作重點(diǎn)縣中,有169個(gè)在巖溶地區(qū)石漠化監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)。巖溶地區(qū)2016年貧困人口1525.9萬(wàn),其中,絕大部分分布在石漠化嚴(yán)重的巖溶地區(qū)。長(zhǎng)期以來(lái),由于巖溶地區(qū)人口不斷增加,人均耕地不足,人民群眾為了生活,不得不以犧牲環(huán)境為代價(jià),毀林開(kāi)荒,過(guò)度樵采、濫用資源,導(dǎo)致了嚴(yán)重的生態(tài)危機(jī)。糧食不能自給,經(jīng)濟(jì)收入少,人地矛盾、人水矛盾不斷加劇,許多巖溶石山地區(qū)陷入了“越窮越墾,越墾越窮”的惡性循環(huán),使巖溶地區(qū)成為我國(guó)農(nóng)村貧困面最廣、貧困人口最多、貧困程度最深的地區(qū)之一。地貌上特有的“先天缺陷”加上人為的“后天失調(diào)”,使石山區(qū)人民披上了土地石漠化和生活貧困化的雙重包袱。
巖溶地區(qū)屬于自然災(zāi)害易發(fā)區(qū)域,旱災(zāi)、洪澇、崩塌、山體滑坡、泥石流等自然災(zāi)害都有不同程度發(fā)生,且時(shí)常交替發(fā)生。巖溶地區(qū)暴雨和山洪誘發(fā)的山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)多面廣,災(zāi)害頻繁發(fā)生,對(duì)水利設(shè)施、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)和安全構(gòu)成了極大的威脅。
同時(shí),受全球氣候變化的影響,巖溶地區(qū)面臨極端天氣危害的挑戰(zhàn)進(jìn)一步加劇,干旱、暴雨、洪澇、有害生物等自然災(zāi)害及火災(zāi)對(duì)工程建設(shè)和成果鞏固的潛在威脅越來(lái)越嚴(yán)峻。
由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地被覆蓋物的不穩(wěn)定,巖溶地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),據(jù)統(tǒng)計(jì),僅2015年巖溶地區(qū)八省區(qū)發(fā)生滑坡3007處,崩塌758處,泥石流304處,地面塌陷198處,對(duì)局部石漠化土地?cái)U(kuò)展造成重大影響。同時(shí),因自然災(zāi)害對(duì)水利設(shè)施、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全等構(gòu)成了極大的威脅。
“十二五”期間,貴州省各類自然災(zāi)害累計(jì)受災(zāi)人口達(dá)8240.04萬(wàn)人次,因?yàn)?zāi)死亡失蹤418人,農(nóng)作物受災(zāi)面積551.37萬(wàn)hm2,其中成災(zāi)316.46萬(wàn)hm2,直接經(jīng)濟(jì)損失729.46億元,平均每年因?yàn)?zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失145.89萬(wàn)元。僅滑坡、泥石流、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害就有1 271起,造成144人死亡失蹤[6]。
有研究結(jié)果表明[7],巖溶地區(qū)植物多樣性的4種指數(shù)(均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù),多樣性指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù))均低于非巖溶地區(qū),不同程度石漠化環(huán)境的植物多樣性4種指數(shù)均具有顯著差異,顯示了喀斯特石漠化植物生態(tài)系統(tǒng)較脆弱,一旦破壞恢復(fù)難度較大。此外,被列入《外來(lái)有害生物的防治和國(guó)際生防公約》中四大惡草之一的紫莖澤蘭長(zhǎng)驅(qū)直入,成為石漠化地區(qū)生態(tài)退化的典型標(biāo)志,同時(shí)對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)安全構(gòu)成重大威脅。
石漠化監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示,重度及以上石漠化集中分布在云貴高原東南邊緣向低山丘陵的過(guò)渡地帶、云貴高原向青藏高原過(guò)度地帶的橫斷山脈一帶和南北盤江峽谷地帶,這三大片重度及以上石漠化面積占巖溶地區(qū)重度及以上石漠化面積的50%以上。石漠化程度較重的巖溶地區(qū)具有基巖裸露度較大、土壤不連續(xù)、土層結(jié)構(gòu)不完整,土體淺薄且分布不均、水分下滲嚴(yán)重、保水保肥性差等生態(tài)特征。貧乏的土地資源不可避免導(dǎo)致更多的人為干擾,進(jìn)而造成該區(qū)域生態(tài)環(huán)境惡化,植被結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化,生態(tài)系統(tǒng)退化,又進(jìn)一步減少可用的土地資源,形成惡性循環(huán),如缺少外力干擾很難自我恢復(fù)。該區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定極易引發(fā)泥石流、山體滑坡等重大自然災(zāi)害,嚴(yán)重威脅區(qū)域生態(tài)安全。
巖溶生態(tài)系統(tǒng)脆弱,抗風(fēng)險(xiǎn)能力差,區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展整體滯后,石漠化導(dǎo)致自然災(zāi)害頻發(fā),水土流失加劇、生態(tài)系統(tǒng)退化、土地生產(chǎn)力下降,加深區(qū)域民眾貧困,嚴(yán)重制約著區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展和全國(guó)全面小康社會(huì)建設(shè)進(jìn)程,其危害影響深遠(yuǎn)。在巖溶地區(qū)繼續(xù)實(shí)施以石漠化綜合治理等為依托的國(guó)家重大生態(tài)工程,是實(shí)現(xiàn)石漠化治理與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
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