中国岩溶地区生态特征与石漠化危害探讨

但新球，贺东北，吴协保，吴照柏，李梦先，屠志方，但维宇

(1.国家林业局中南林业调查规划设计院，长沙 410014； 2.国家林业局石漠化监测中心，长沙 410014；3.国家林业局，北京 100714)

石漠化是西南地区的首要生态问题，也是我国三大生态问题之一。石漠化的形成与演替除受西南地区广泛分布的碳酸盐岩，以及地表高低不平、沟壑纵横的地质背景和雨热同期、且多暴雨的自然气候环境影响外，更因区域人口密度大、人地矛盾突出等社会经济因素的叠加效应，导致区域岩溶土地退化加剧，呈现地表基岩裸露、植被稀疏，水土流失加剧的石质荒漠化景观[1]。本文结合岩溶地区第三次石漠化监测，对岩溶地区生态特征与石漠化危害进行了深入分析，以期为推进岩溶地区石漠化防治提供借鉴经验。

1 岩溶地区自然与社会经济情况

1.1 岩溶地区自然概况

1.1.1 地理位置与生态区位

石漠化区域主要包括以云贵高原为主体的贵州、广西、云南、湖南、四川、重庆、湖北、广东8省(自治区、直辖市)(以下简称省)的岩溶土地，地理坐标为98°39′—116°05′E，22°00′—33°16′N。行政范围涉及8个省(区、市，以下简称“省”)的465个县(市、区，以下简称县)，县域国土面积107.1万km2，其中岩溶土地面积45.2万km2[2]。

该区域是珠江的源头(云南曲靖市境内乌蒙山脉的马雄山)，长江的重要水源补给区，影响着珠江、长江下游的生态安全；既在我国“一带一路”的重要廊道上，也在长江经济带的重要水源涵养与生态屏障区中，涉及7个国家生态主体功能区；还是西电东输、南水北调、三峡水库等国家重大工程所在地，生态区位十分重要[3]。

1.1.2 地质地貌

该区域以山地地貌为主，岩溶地貌广泛分布。因受大地构造运动的影响，地表高程逐步抬升，岩体皱褶、变形和断裂，受河流的切割作用不断加大，从而塑造了陡峭而破碎的地形特征。山岭河谷交错，相对高差大，山地面积占监测区总面积的80%以上。区域内分布着丰富的碳酸盐岩，由于受到长期的强烈侵蚀，地下岩溶发育成熟，峰丛、峰林、孤峰、残丘、石林等岩溶地貌广泛存在。

1.1.3 气候

气候温暖湿润，干湿季节明显，水热条件较好。区域年均气温在14～24 ℃之间，年降雨量800～1800mm，绝大部分地区1000～1400 mm，降水量呈自东南向西北和由南向北递减的趋势，且具有明显的山地垂直气候特征。降水季节分布不均，降雨多集中在5—9月，通常占全年降雨量的70%左右，降雨强度大，年均暴雨日数多为2～6 d，导致干旱和内涝灾害频发。岩溶地区虽然人均拥有水资源量3000～4000 m3/a，约为全国平均水平的1.6倍，但由于岩溶地区的漏斗效应，经常出现地带性、季节性缺水。

1.1.4 水资源

区域内河流众多，分属长江、珠江及西南诸河的红河、澜沧江、怒江等，河流水量丰富，但落差大，具有夏涨冬枯和暴涨暴落的特性，季节性明显。岩溶地表下垫面透水性强，地下水文过程活动强烈。特别是长期不合理的人为活动干扰，致使森林植被遭到破坏，森林调蓄地表水和地下水能力减弱，导致岩溶地区的水资源利用率低，局部地区缺水严重。

1.1.5 土壤

区域地处热带、亚热带，地域辽阔，各地作为成土母质的基岩风化物不同，土壤类型丰富，岩溶土地成土母岩主要为纯灰岩，间或有少部分泥质灰岩或硅质灰岩。碳酸盐岩质地较纯，含不溶成分较少，风化成土速率极慢。岩溶土壤土被不连续，土层与下伏的刚性岩石直接接触，缺少母质层，土层薄，易侵蚀，土壤理化性质有别于地带性的土壤，表现为富钙、偏碱性，有效营养元素供给不足且不平衡，质地粘重，有效水分含量偏低。岩溶土地因碳酸盐岩具有化学可溶性，形成独特的“双层水文结构”，导致岩溶土地呈现地表地下的水土双层漏失。而土地漏失与成土速率慢等自然特性，决定了石漠化土地具有缺土少水、富钙化、土地生产力低、抵御自然灾害能力弱等限制因素。

1.1.6 植被

区域植被类型丰富，几乎包含了东部季风区内所有地带性植被，植被类型主要有南亚热带常绿季雨林带、亚热带常绿阔叶林、亚热带落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、暖性针叶林、温带暗针叶林、竹林、灌木林和灌草丛。岩溶植被具有旱生性、喜钙性的特点，种质资源丰富，生物多样性指数较高。根据《中国南部和西南部石灰岩植物名录》记载，中国目前已记录的自然分布于广西、贵州和云南的石灰岩上的维管植物共195科1213属4287种(包括亚种、变种和变型种)，约占全中国植物区系的七分之一。

1.2 岩溶地区社会经济状况

截止2016年底，该区域国土总面积为107.1万km2，人口22270.8万人，其中农业人口12140.3万人，占总人口的54.5%，少数民族人口4514.3万人，主要有壮族、苗族、瑶族等46个民族，分布在50个少数民族自治县。人口密度为207人/km2，相当于全国平均人口密度的1.5倍。岩溶地区人均耕地面积0.087 hm2，部分石漠化严重地区仅0.03 hm2，人地矛盾突出。监测区单位面积耕地产量为4.1 t/hm2，较八省单位面积粮食产量低24.2%，比全国单位面积粮食产量低25.1个百分点，土地生产力低[4]。

石漠化与贫困互为孪生关系，脆弱的生态环境和落后的社会经济在该区域相互耦合，使该区域成为我国国家扶贫工作重点县(国家级贫困县)和集中连片特殊困难县重要分布区。据统计，岩溶地区465个石漠化监测县里有217个县属于国家级贫困县或集中连片特殊困难县，有96个县属于全国生态功能区，其中岩溶地区贫困县个数占岩溶地区县数的46.7%，占八省贫困县数的64.8%。该区域2016年有贫困人口1525.9万人，占到八省的76.8%，占全国的35.2%；地区生产总值86359.7亿元，占八省地区的36.2%，仅占全国的11.6%。人均GDP为39224.0元，为八省的79.0%，仅为全国的72.7%；农村居民年均可支配收入10839.0元，为八省的95.3%，仅为全国的87.7%。

2 岩溶地区生态与社会经济特征

2.1 景观高度破碎化，生物多样性丰富

岩溶地区造山运动和水流侵蚀造成该区域地形高度破碎，小生境异常丰富，堆积的地方环境较好，冲刷的地方环境恶劣，这种多样化的生境可以支撑生物多样性的复杂性，据广西壮族自治区气象局发布的重大气象信息专报显示，广西和贵州两省的植被生态质量位于全国前两名，这也佐证了岩溶地区的生物多样性丰富。但因为地形破碎带来复杂的生境，但缺少大规模一致的生境也导致各种生物群体规模较小，抵御自然风险能力差。即岩溶地区生物群落的特点是规模小而多样化[5]。

2.2 自我恢复能力低下，影响区域生态恢复进程

岩溶地区虽然生境多样，生物多样性丰富，但是生物种群数量一般较小，生物链中可替代物种选择性少，生态系统一旦破坏，很难自我恢复。很典型的是岩溶地区植被群落以次生植被为主，有些遭人为破坏的石漠化退化地区甚至以先锋植被群落占优势，生态系统的稳定性较差，缺少必需的生存资源，物种演替多处于初中级阶段，很难向较高阶段演替发展。

2.3 经济基础较差，区域经济水平落后

岩溶地区有很大一部分分布在我国三大阶梯过度的斜坡地带，水流侵蚀导致水土流失严重，地下溶洞普遍发育，水蚀过程带走了生物生存的物质基础——土壤下漏现象明显，使得地面保水能力更差，所以缺土少水致使该区域土地生产能力低下，该区域基岩裸露度较高，可利用土地面积小，加上其他可利用资源很少，经济基础较差，造成该区域经济水平落后，该区域GDP仅为全国的11.7%。是我国贫困面最广、贫困程度最深的区域，分布有国家级贫困县217个，占到全国四分之一以上的国家级贫困县，占到全国三分之一的贫困人口。

2.4 人口密度大，人地关系高度紧张

石漠化区域国土面积达107.1万hm2，占全国国土面积的九分之一；人口达2.22亿人，占全国人口的六分之一。2016年人口密度为207人/hm2，相当于全国人口密度的1.5倍，远超岩溶地区合理的生态环境承载力，人地关系高度紧张。石漠化区域耕地资源十分稀缺，人均耕地仅866.67 m2，部分石漠化严重地区人均耕地不到333.33 m2，其有限耕地大多属旱涝频发、收成难保的贫瘠山地。

据对贵州和广西的典型调查显示，每年因石漠化减少的耕地约占耕地总面积的0.5%，使本来就很尖锐的“人地矛盾”更加突出。

2.5 生态地位极为重要

我国石漠化区域是珠江源头，也是长江和珠江的分水岭与重要水源补给区，还是澜沧江、红河等国际河流的中上游地区；涉及7个重点生态功能区，还是我国西电东输、南水北调、三峡水利、长江经济带等国家重大工程(战略)所在地，生态地位极为重要。长期以来，石漠化导致区域生态系统功能退化，流域内截蓄降水、调节径流的能力减弱，水土流失加剧，泥沙淤积江河湖库，直接影响流域内水利水电设施的安全运行和效能发挥，威胁着长江、珠江等江河中下游地区的生态安全与可持续发展。

3 岩溶地区石漠化危害

3.1 缩减可耕种土地面积，土地生产力下降

“缺土少水”是石漠化土地的主要生态特征，普遍具有土层薄、土被不连续、土层结构不完整、水土下渗严重、保水保肥性差等特性，有限耕地大多属旱涝频发、收成难保的贫瘠山地。水土流失造成土地石漠化，石漠化又引起更严重的水土流失，这种恶性循环使岩溶地区水土流失极为严重，生态状况日渐恶化。岩溶地区造壤力极差，据有关研究报道，岩溶地区每厘米厚的土层需要4000～8500 a才能形成。

此外，由于山高坡陡的地形条件和独特的岩溶双层地质结构，加上降水丰沛且多暴雨的气候特征，人类生存与发展的最基础生态条件——水土资源极易遭受雨水侵蚀、冲刷与地下渗漏而逐渐丧失，导致土地生产力下降，可耕种土地面积缩减，严重威胁到中华民族的生存空间。监测区内平均土壤侵蚀模数达695.1 t/(hm2·a)，大部分岩溶山区缺水少土，生态状况日渐退化[2]。

3.2 导致泥沙淤积，影响水利水电设施安全

长期以来，水土流失造成土地石漠化，石漠化又引起更严重的水土流失，这种恶性循环致使林草植被减少，岩溶生态系统功能退化，流域内截蓄降水、调节径流的能力减弱，导致泥沙淤积江河湖库，直接影响流域内水利水电设施的安全运行和效能发挥，并威胁着长江、珠江等江河中下游地区的生态安全与可持续发展。

据云南省水土流失公报，云南省全部石漠化县水土流失面积为55169.8 hm2，占石漠化县国土面积的30.28%，非石漠化县水土流失面积49557.9 hm2，占非石漠化县国土面积的24.65%，表明石漠化县比非石漠化县水土流失占国土面积的比例大，石漠化县更易发生水土流失现象。

3.3 加剧区域贫困，影响全面小康社会建设

石漠化区域多属老、少、边、山、穷、山区，既是西部地区、边疆地区，又是多民族聚居地区和革命老区，涉及192个少数民族县，2016年有少数民族人口4514.3万人；区域内山地面积占到70%以上，有陆地边界线近2000 km；还曾发生过百色起义、遵义会议和红军二万五千里长征，又是左右江革命根据地等所在地；涉及我国7个集中连片特殊困难片区，有集中连片特殊困难县和国家扶贫开发工作重点县共217个，石漠化区域贫困人口约3000万人，占到全国贫困人口的40%左右，人均GDP仅为39224元，不足全国平均水平的四分之三；农民人均纯收入为10839元，仅相当于全国平均水平的87.7%，区域贫困面大，贫困程度深，社会经济问题突出。日益严重的石漠化，不仅是区域生态恶化、经济落后、社会贫困的根源，还影响到民族的团结、群众的生存和社会的稳定。

石漠化地区属于典型的“老、少、偏、穷”地区，全国592个国家扶贫工作重点县中，有169个在岩溶地区石漠化监测范围内。岩溶地区2016年贫困人口1525.9万，其中，绝大部分分布在石漠化严重的岩溶地区。长期以来，由于岩溶地区人口不断增加，人均耕地不足，人民群众为了生活，不得不以牺牲环境为代价，毁林开荒，过度樵采、滥用资源，导致了严重的生态危机。粮食不能自给，经济收入少，人地矛盾、人水矛盾不断加剧，许多岩溶石山地区陷入了“越穷越垦，越垦越穷”的恶性循环，使岩溶地区成为我国农村贫困面最广、贫困人口最多、贫困程度最深的地区之一。地貌上特有的“先天缺陷”加上人为的“后天失调”，使石山区人民披上了土地石漠化和生活贫困化的双重包袱。

3.4 自然灾害频发，危及群众生命财产安全

岩溶地区属于自然灾害易发区域，旱灾、洪涝、崩塌、山体滑坡、泥石流等自然灾害都有不同程度发生，且时常交替发生。岩溶地区暴雨和山洪诱发的山体滑坡、泥石流等地质灾害点多面广，灾害频繁发生，对水利设施、农业生产和人民生命财产和安全构成了极大的威胁。

同时，受全球气候变化的影响，岩溶地区面临极端天气危害的挑战进一步加剧，干旱、暴雨、洪涝、有害生物等自然灾害及火灾对工程建设和成果巩固的潜在威胁越来越严峻。

由于地质结构和地被覆盖物的不稳定，岩溶地区地质灾害频发，据统计，仅2015年岩溶地区八省区发生滑坡3007处，崩塌758处，泥石流304处，地面塌陷198处，对局部石漠化土地扩展造成重大影响。同时，因自然灾害对水利设施、农业生产和人民生命财产安全等构成了极大的威胁。

“十二五”期间，贵州省各类自然灾害累计受灾人口达8240.04万人次，因灾死亡失踪418人，农作物受灾面积551.37万hm2，其中成灾316.46万hm2，直接经济损失729.46亿元，平均每年因灾直接经济损失145.89万元。仅滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害就有1 271起，造成144人死亡失踪[6]。

3.5 生物多样性下降，影响区域生态系统安全

有研究结果表明[7]，岩溶地区植物多样性的4种指数(均匀度指数、丰富度指数，多样性指数、优势度指数)均低于非岩溶地区，不同程度石漠化环境的植物多样性4种指数均具有显著差异，显示了喀斯特石漠化植物生态系统较脆弱，一旦破坏恢复难度较大。此外，被列入《外来有害生物的防治和国际生防公约》中四大恶草之一的紫茎泽兰长驱直入，成为石漠化地区生态退化的典型标志，同时对区域生态系统安全构成重大威胁。

3.6 石漠化土地集中分布，威胁区域生态安全

石漠化监测结果显示，重度及以上石漠化集中分布在云贵高原东南边缘向低山丘陵的过渡地带、云贵高原向青藏高原过度地带的横断山脉一带和南北盘江峡谷地带，这三大片重度及以上石漠化面积占岩溶地区重度及以上石漠化面积的50%以上。石漠化程度较重的岩溶地区具有基岩裸露度较大、土壤不连续、土层结构不完整，土体浅薄且分布不均、水分下渗严重、保水保肥性差等生态特征。贫乏的土地资源不可避免导致更多的人为干扰，进而造成该区域生态环境恶化，植被结构简单化，生态系统退化，又进一步减少可用的土地资源，形成恶性循环，如缺少外力干扰很难自我恢复。该区域的地质结构不稳定极易引发泥石流、山体滑坡等重大自然灾害，严重威胁区域生态安全。

4 结论

岩溶生态系统脆弱，抗风险能力差，区域社会经济发展整体滞后，石漠化导致自然灾害频发，水土流失加剧、生态系统退化、土地生产力下降，加深区域民众贫困，严重制约着区域的可持续发展和全国全面小康社会建设进程，其危害影响深远。在岩溶地区继续实施以石漠化综合治理等为依托的国家重大生态工程，是实现石漠化治理与区域可持续发展的必由之路。

参考文献：

[1] 但新球，屠志方，李梦先，等.中国石漠化[M].北京：中国林业出版社，2014.

[2] 但新球，白建华，吴协保，等.岩溶地区石漠化综合治理工程规划研究[M].北京：中国林业出版社，2015.

[3] 环境保护部，中国科学院.关于印发《全国生态功能区划(修编版)》的公告[EB/OL].(2015-11-23).http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bgg/201511/t20151126_317777.htm.

[4] 但新球,喻甦,吴协保.我国石漠化地区生态移民与人口控制的探讨[J].中南林业调查规划,2004,23(4):49-51.

[5] 王艳.天眼“遥望八桂守护绿水青山”——看广西如何开展多源卫星遥感综合监测[N].广西日报，2017-12-15(11).

[6] 聂毅.贵州省民政厅：“十二五”全省因灾每年损失145亿[N].贵州都市报，2016-05-13(8).

[7] 盛茂银，熊康宁，崔高仰，等.贵州喀斯特石漠化地区植物多样性与土壤理化性质[J].生态学报，2015，35(2)：434-448.