重庆岩溶石山地区石漠化成因及治理研究

2011-01-04冀建成谢世友

重庆三峡学院学报 2011年3期

冀建成谢世友,2

(1.西南大学地理科学学院,重庆 400715)

（2.西南大学三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆 400715)

石漠化（Karst Rocky Desertification）是指在亚热带脆弱的喀斯特环境背景下，受人类不合理社会经济活动的干扰破坏，造成土壤严重侵蚀，基岩大面积裸露，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.[1]喀斯特石漠化是土地荒漠化的主要类型之一，它以脆弱的岩溶（喀斯特）地质环境为基础，在强烈的人类社会经济活动影响下，以土地生产力退化为本质，以出现类似荒漠景观为标志.而西南岩溶地区拥有世界上最大的连片裸露岩溶，生态环境脆弱.西南岩溶地区集中了西南地区70%的国家扶贫县，是西部大开发战略实施的重点和难点地区.这一地区还是我国长江、珠江的重要源区，维系着大江大河下游地区以及大型水利水电设施的生态安全.[2]

根据国家林业局最新发布的岩溶地区石漠化状况公报显示，截至2005年底，石漠化土地总面积为12.96万km2，占该区域岩溶土地面积的28.7%.而西南石漠化广泛分布在湖北、湖南、广东、广西、贵州、云南、重庆、四川8省（自治区、直辖市）的451个县（市、区），区域总面积107.14万km2（见下页表1）.虽然重庆石漠化面积比云、贵、滇三省区较小，但作为国家西部大开发重点市，石漠化加剧对其经济发展产生的消极影响不可忽视.

1 重庆市岩溶石山区石漠化现状及其影响

1.1 重庆市岩溶石山地区石漠化现状

重庆市位于105°17′～110°11′E，28°10′～32°13′N，幅员面积8.24万km2.重庆是我国碳酸盐岩分布最广、喀斯特发育最强烈的省区之一，其岩溶地区面积约4.14×104km2，占全市总面积的51%，而碳酸盐岩出露面积达3.01万km2，占全市土地总面积的40.02 %，全市约有34.6 %的人居住在喀斯特地区.目前，全市石漠化总面积已达9 256.58km2，石漠化比重为9.77 %.碳酸盐岩出露面积较大的县均处于渝东南和渝东北岩溶石山地区.

表1 石漠化土地发生状况[3]

重庆岩溶石山地区位于四川盆地东南边缘，与云贵高原、湘西鄂西山地、大巴山山地的接合部位，涉及的行政区划为奉节、巫山、云阳、万州、石柱、丰都、涪陵、南川、万盛、綦江县（市、区）部分，武隆、彭水、黔江、酉阳、秀山县全境（见图1），其中的万盛区、南川、武隆、彭水、黔江、酉阳、秀山、巫溪、城口等区县的石漠化问题都比较严重，尤其是万盛、巫山、巫溪三县岩溶面积可达90%以上.由于喀斯特环境的特殊性及人类不合理活动的影响，重庆岩溶地区的土壤侵蚀日趋严重，许多陡坡地段的地表土层流失殆尽，出现了连片的裸露石山和半裸露石山景观，已直接威胁到居民的生存环境。

图1 重庆岩溶石山地区所包括的区、县

1.2 重庆市岩溶石山地区石漠化的特征及危害

1.2.1 分布范围广

全区 17个区、县都存在不同程度的石漠化问题，其中碳酸盐岩出露面积占该县面积大于50%的有 8个，占总区、县数的 47.04%.岩溶面积为28 511.23km2，占全区面积的54.32%，占全市岩溶面积的87.13%；石漠化面积为8 557.45km2，占全区岩溶面积的30.01%，占全市石漠化面积的92.45%.

1.2.2 以中度石漠化为主，水土流失严重

水土流失较严重，生态状况恶化，部分石漠化地区生存条件逐渐丧失.全区轻度石漠化面积占石漠化总面积的28.55%，中度石漠化面积占57.19%，重度以上仅占14.26%，但其主要分布在黔江、石柱、秀山等老、少、边、山穷地区，治理难度较大.缺乏森林植被的岩溶土地，极易遭到雨水及地表水的侵蚀、冲刷，水土流失严重.据重庆市第三次水土流失遥感调查，[4]该地区总土壤侵蚀面积为12 480.46km2，占该地总面积的23.78%，其中中度以上水土流失的面积为8 998.63 km2，占该地总土壤侵蚀面积的72.10%.由于重庆市碳酸盐以石灰岩类、石灰岩—白云岩类、白云岩类为主，泥灰岩类只占很小比例，其成土速率很低，尽管岩溶区土壤流失量绝对值并不大，但却导致区域土层处于负增长状态，促使岩体裸露，石山荒漠化趋势加剧；同时由于石漠化土地林草覆盖率低，土壤持水能力差，加剧了干旱程度，人畜饮水十分困难.

1.2.3 分布区域生态区位十分重要

石漠化土地主要集中在渝东北的长江流域、渝东南的乌江流域中下游，石漠化地区水土流失严重，河流泥沙含量高，不仅直接影响到本土水电资源的开发和利用，而且威胁长江下游地区的生态安全，生态区位十分重要.

2 石漠化成因分析

石漠化是在自然岩溶过程基础上人为因素叠加所造成的，人口压力及人类不合理开发利用资源是石漠化形成的主要原因.

2.1 自然原因

2.1.1 特殊的地质地貌基础

地质地貌是生态系统得以存在和发展的载体和物质基础，并在形态上反映其环境的某些外部特征.区内除缺失第三系地层外，从前震旦系板溪群至第四系地层皆有出露，主要为沉积岩.其中广布三叠系、二叠系、奥陶系、寒武系碳酸盐岩，碳酸盐岩地层总厚度 5 725m，约占该区出露地层总厚度的50%.分布面积为 17 280.11km2，占总面积的68.5%.[5]

渝东北岩溶槽谷表现不明显，侵蚀作用大于岩溶作用，形成以灰岩为主体的高山峡谷；渝东南低中山区岩溶发育，凡灰岩分布区均呈现顶面齐一的岩溶丘陵（以中丘为主）景观，圆丘间以洼地、干谷、漏斗和落水洞发育为主，为典型的亚热带岩溶景观.生境基岩裸露，土体浅薄，山多坡陡的地表结构导致强烈的水土资源流失，地表地下双层结构同样不利于水土资源的保存，同时存在水库渗漏、岩溶塌陷、滑坡、泥石流、岩溶水排泄成沼泽、岩溶水上涌成涝、岩溶地下水污染等.[5]

2.1.2 土壤稀薄、植被覆盖率低

喀斯特环境中土壤的成土速率十分缓慢，形成1cm厚的土层一般需要1.3～3.2万年，所以喀斯特环境中土壤厚度较薄，因此，漏水漏肥现象十分严重，土壤允许流失量小，土壤淋溶作用强烈，土壤养分普遍存在限制因子，粘粒含量高，凋萎系数高.如重庆岩溶山地耕地表层有机质12.7～33.2gökg，速效P 0～18.8mgökg，速效K 52.6～149.6mgökg、碱解N 82.3～134.7mgökg，养分含量变化大，普遍缺P；土壤粘粒含量在30% 以上，凋萎系数在20%左右，不耐涝、不耐旱，土性偏冷，易板结.[6]

重庆岩溶区的植被具有喜钙性、旱生性、石生性的特点，生长缓慢，适生树种少，群落结构简单，顺向演替难，逆向演替易，造成本地区植被覆盖率较低，尤其是森林植被缺乏森林调节地表径流的功能减少，如巫溪县 20世纪 50年代林木覆盖率为24%，20世纪70年代林木覆盖率为10.3%，20世纪80年代为13.02%.三峡库区长江两岸30km的范围内，森林覆盖率仅有4%～7%.[7]

2.1.3 气候温暖湿润

气候作为岩溶发育的主要外营力，对岩溶地貌形态与景观的形成、地下岩溶的发育起着区域性的控制作用.[8]重庆市属亚热带季风性湿润气候区，气候温暖湿润，年气温变化小，降雨充沛，在这种气候条件下，碳酸盐岩化学溶蚀作用强烈，形成丰富的岩溶地貌形态及洞穴系统，加速了地表水的向下渗漏.地表土层含水量较少，土质疏松，一旦遭受高强度暴雨的冲刷，表层土壤极易流失，形成土地石漠化.

2.2 人为因素

西南喀斯特地区的人口压力及不合理的人类活动导致区域贫困与生态退化的恶性循环，缺乏经济支撑的人文状况和缺乏文化基石的经济行为相互促动、叠加，加剧了深层次的贫困，使人地关系恶化，积重难返.[9]

2.2.1 人口压力大

明清至民国时期是重庆人口形成的重要时期，特别是抗战爆发后，大量外省民众纷纷迁入重庆，导致这一时期重庆人口暴涨，1937年重庆地区有户数2 549 291，人口数13 635 254口.[10]从1997年直辖到2008年，人口年平均增长率为6.57‰.（见表2）

表2 重庆直辖以来总人口（户籍统计）变动情况单位：万人，‰

人口压力增大导致人们对自然界过度的经济活动，从而造成对资源的破坏远远快于恢复.迅速增长的人口也加快了对土地、能源等的需求，使原有的森林资源快速消耗，植被覆盖率也随之下降，脆弱的岩溶生态不堪负重.人口密度间接地反映了人口对资源和环境的压力，因此，人口密度越大，石漠化的危险性越大.

石漠化是自然和人为因素共同作用的结果，人口密度间接地反映了人口对资源和环境的压力，通常农业人口压力大的地区生态环境破坏较为严重.李瑞玲等[11]提出的贵州省人口密度大小对岩溶地区石漠化产生的危险性划分体系，根据重庆市岩溶石山地区人口密度分布的特点，将是其平均农业人口密度作为人口对石漠化压力中度的等级，平均人口密度最小的地区可视为对石漠化没有明显影响，将平均农业人口密度稍高地区的值作为轻度危险性的界线.将人口密度大小对岩溶地区石漠化产生的危险性划分为3个等级，即轻度危险性（＞147人/ km2）、中度危险性（＞209人/ km2）和极危险性（＞ 262 人/ km2）.根据这一指标贵州岩溶区绝大部分地区处于较重的人口压力之下（见表3）.

表3 人口密度与石漠化危险性

2.2.2 不合理的土地利用方式

西南石漠化地区大多仍以传统农业为主，生产技术落后，维持着广种薄收、结构单一和只种不养的掠夺式经营方式，造成了石漠化地区的生态系统内物质代谢循环的失调，破坏了生态平衡.表现为高陡坡种植，过度的放牧，甚至原始的刀耕火种.毁林开荒是岩溶地区土地退化的主要人为因素，在生产力水平提高有限的情况下，它成为人们获取更多食物的重要途径.[12]加之人地矛盾、人粮矛盾突出，使得毁林开荒非常普遍，大于25°的陡坡耕作现象严重，[13]加剧了水土流失和环境的恶化.

2.2.3 贫困是诱因

该区处于重庆老、少、边、山区，全区 17个区、县中，国家级贫困县 13个以及省级贫困县 2个.该区2008年农村居民人均纯收入为3 546元，比重庆市2008年农村居民人均收入（4 126元）少580元.贫困是导致环境恶化的重要根源之一，环境恶化又加剧了贫困.喀斯特贫困地区普遍存在人口增长速度高于经济增长速度，使人地矛盾十分突出.人口增长对粮食、耕地以及生活资源的需求量的增加，导致毁林毁草开荒，造成成本已脆弱的喀斯特生态环境严重恶化，农业生产困难，严重地制约了当地群众脱贫致富和社会经济的持续发展.[14]随着人口增长，土地超载，导致长期乱砍滥伐和陡坡开荒，使农业生态环境日益恶化，形成恶性循环.[15]

3 石漠化治理措施

石漠化不是纯自然过程，而是与社会、经济紧密相关，以人类活动为主导因素而引起的环境恶化、土地退化过程.根据对重庆岩溶石山地区石漠化的分析，应从强度、中度和轻度石漠化地区采取相应措施进行治理.

3.1 强度石漠化地区

在强度石漠化地区，封山育林是主要手段之一，但在实施过程中，同时抓住“封”和“育”这两个关键.[16]封，就是在适宜自然恢复的区域，利用原有植被资源通过封山保护而实现植被的逐步大面积恢复.育，则是针对当地植物种间竞争，选择，淘汰所需时间较长这一现状，辅以人工促进措施，如局部整地，调整林分种类组成，密度和结构.施行补播补植，预防病虫害，森林火灾及人畜再度破坏等，保障植被的正常恢复与生长.

此外，对自然环境恶劣，人均耕地面积不足0.02 hm2，温饱问题得不到解决，难于发展的贫困户和部分无田无地、居住无定所的少数民族实行易地扶贫搬迁，重建新的家园.

3.2 中度石漠化地区

在中度石漠化地区，生态系统极其脆弱，要尽量避免种植经济、用材林对土壤及植被的破坏.鉴于陡坡耕地非常严重，因此，退耕是最重要的举措.

在石灰岩分布区，应实施封山育林以防止土壤流失；在白云岩以及碳酸盐岩与别的岩性互层分布区，退耕后应种植生长速度快、喜钙、耐瘠且经济价值较高的灌木林，林下种草来固定土壤，提高土壤肥力；在土被连续的地方进行立体种植，采用生物梯化技术，并在灌草周围种植防护林.但树种要耐瘠、耐旱、喜钙和石生性，有发达的地下根系可以充分利用地下水并防止水土流失.

3.3 轻度石漠化地区

在轻度石漠化地区，生态系统受损相对较轻，然而坡度较大，农田种植面积应减少，尤其在石灰岩分布区，应主要发展林牧业.在土层较薄的地带种植牧草，发展养殖业.土层连续且较厚的地区种植经济、用材林，促进经济效益的增加，保持水土.另外，还应充分利用当地光热条件进行多层种植.在山顶栽种水源涵养林，山腰发展经济、用材林，林间还可以种植经济价值较高的灌木，林下则种草，树种需多样化，这样才可以促使生态系统良性发展.

此外，在石漠化地区，还应根据当地实际情况，因地制宜，进行以下计划.

1）农村基础设施建设.在石漠化地区开展农村基础设施建设，如水柜集雨工程、农村生态能源工程、水土保持工程、耕地整理工程和沃土工程等，尤其在农村生态能源工程方面，渝东北地区可依托三峡水电站的有利优势，大力推广水电；渝东南地区应大力发展沼气建设，解决当地居民能源需求.这些工程既解决了当地居民对资源的基本需求，又有利于当地经济的发展.

2）富民措施.政府应大力支持石漠化治理的力度，加大科研投资，推广适宜在石漠化地区种植的经济作物；利用当地丰富的旅游资源和风土人情，大力发展旅游，增加当地农民的收入.

3）宣传和教育措施.加大石漠化危害的宣传力度，提高当地居民保护环境意识；大力发展贫困地区教育，提高居民文化程度，在一定意义上有利于石漠化治理.

[1]王世杰.喀斯特石漠化概念演绎及其科学内涵的探讨[J].中国岩溶，2002，21（2）.

[2]中国科学院学部.关于推进西南岩溶地区石漠化综合治理的若干建议[J].地球科学进展，2003，18（4）.

[3]李梦先.我国西南岩溶地区石漠化发展趋势[J].中南林业调查规划，2006，25（3）.

[4]吴佩林，鲁奇，甘红.重庆市水土流失的影响因素及防治对策[J].长江科学学院院报，2005，22（1）.

[5]陈晓岚，刘滔，吴晓兵.重庆岩溶地区水资源评价及供需平衡分析[J].中国水运，2008，8（11）.

[6]王玲，李阳兵，谢德体，等.重庆岩溶地区生态退化的研究[J].重庆环境科学，2003，25（10）.

[7]刘国华.中国生态退化的主要类型、特征及分布[J].生态学报，2000（1）.

[8]袁春，周常萍，童立强，等.贵州土地石漠化的形成原因及其治理对策[J].现代地质，2003，17（2）.

[9]李瑞玲，王世杰，张殿发.贵州生态环境恶化中的人为因素分析[J].矿物岩石地球化学通报，2002，21（1）.

[10]张超林.重庆历史人口述略[J].历史文化研究，2001（4）.