近15年中国岩溶地区石漠化土地动态变化研究
2019-04-20但新球吴照柏吴协保李梦先
但新球, 吴照柏, 吴协保, 李梦先
(1.国家林业和草原局中南调查规划设计院,长沙 410014;2.国家林业和草原局石漠化监测中心, 长沙 410014; 3.国家林业和草原局, 北京 100089)
自上世纪90年代以来,国家和社会各界高度关注石漠化问题,尤其是1998年长江特大洪水后,国家加大生态保护与建设力度,2008年启动了岩溶地区石漠化综合治理工程,石漠化土地动态变化状况成为我国生态环境保护与建设方面的重要关注点[1-2]。本文以国家林业和草原局三次石漠化监测成果为基础,全面剖析了石漠化土地的动态变化及其特点,为国家和地方制订石漠化防治政策与建议提供科学数据。
1 石漠化土地动态变化
1.1 石漠化土地总体动态变化
1.1.1 总体动态变化
截至2016年底,监测区有石漠化土地面积1 007.0万hm2。2012—2016年5年间,石漠化土地面积减少193.2万hm2,减少了16.1%,年均减少面积38.6万hm2,年均缩减率为3.45%(年均缩减率=1-(A/B)^(1/N),A为本期石漠化面积,B为前期石漠化面积,N为监测间隔期)。较上个监测期(2006—2011年)石漠化土地面积多减少97.2万hm2,年均减少面积多19.4万hm2。监测结果显示:2005年岩溶地区有石漠化土地面积1 296.2万hm2,2011年有石漠化土地面积为1 200.2万hm2;2005—2011年间石漠化土地年均变化率为-1.27%,2011—2016年间石漠化年均变化率-3.45%。另据专题研究,上世纪九十年代,石漠化土地面积年均增长1.86%,“十五”时期年均增加1.37%,表明我国石漠化经历了由20世纪末的“快速扩展”,到21世纪初全面启动生态工程治理后的“扩展逆转”[3],再到现阶段以石漠化综合治理等生态工程持续推进后的“持续减少”态势,与我国生态建设总体发展和区域生态环境状况持续改善的趋势一致。
1.1.2 各省动态变化
与2011年相比,8省石漠化土地面积均有所减少,贵州省面积减少最多,为55.4万hm2;其它依次为云南、广西、湖南、湖北、重庆、四川和广东,减少面积分别为48.8万、39.3万、17.9万、12.9万、12.3万、6.2万hm2和0.4万hm2。详见图1。
图1 各省石漠化土地减少面积变化图
在本监测期间,广西、贵州、云南3省石漠化缩减率较大,分别为20.42%,18.31%和17.18%;其它依次为重庆13.68%、湖南12.53%、湖北11.86%、四川8.47%和广东6.84%。滇黔桂三省区石漠化土地减少总面积143.5万hm2,占岩溶地区石漠化土地面积减少总量的74.3%;年均减少面积28.7万hm2,年均缩减率为4.15%。
2005—2016年间,广西石漠化土地面积减少最多,达84.6万hm2,年均缩减率为4.1%;其它依次为贵州、云南、湖南、湖北、四川、重庆和广东。各省石漠化土地面积普遍减少,生态状况明显好转。
1.1.3 土地利用类型动态变化
与2011年相比,石漠化土地中各土地利用类型的面积均有所减少,以其他林地面积的减少为最多,为103.5万hm2,占石漠化土地减少面积的53.6%,其次为未利用地、乔灌林地、耕地和草地,主要是21世纪以来,国家加大了石漠化综合治理、退耕还林还草等生态工程林草植被恢复力度,治理成效初步显现。
按两期石漠化土地减少率看,石漠化土地中乔灌林地与耕地变动幅度较小,相对稳定。乔灌林地变动小,首先是部分石漠化土地中的乔灌林地通过封山育林等人工促进措施植被得以恢复,石漠化得到治理;同时大量的低覆盖石漠化土地通过治理后,乔灌植物种类和数量增加,形成石漠化乔灌木林地,进出比例相对均衡所致。石漠化耕地变动幅度较小,主要是新一轮退耕还林还草工程2014年才正式启动,目前在石漠化土地中的旱地上实施退耕还林的比重小所致。而其他林地、未利用地、草地的植被覆盖较低,是石漠化土地生态修复的主要实施对象,通过治理后转入乔灌林地或植被覆盖度有较大幅度增加,导致在监测期间变动较大。
从2005—2016年看,石漠化土地上的乔灌林地面积增加74.9万hm2,而2005—2011年间,石漠化土地上乔灌林地增加107.0万hm2,本监测期内石漠化土地上的乔灌林地面积呈现减少趋势,表明前期石漠化土地上的乔灌林地生态状况进一步好转,顺向演变为潜在石漠化土地,且面积大于本期石漠化土地通过治理顺向演变为乔灌林地的面积。
石漠化土地上的其它林地和未利用地面积在2005—2016年间均持续减少。其中石漠化土地上的其它林地在2005—2016年间共减少229.5万hm2,本期较前期的减少量少22.4万hm2;石漠化土地上的未利用地在2005—2016年共减少121.8万hm2,本期较前期的减少量少44.6万hm2,表明随着生态工程持续推进及自然修复,石漠化土地上的其它林地和未利用地的治理难度增加,治理速度减缓。
石漠化土地上的耕地面积在2005—2016年间呈现前期略有增加,而本期减少的态势。2005—2011年石漠化土地上的坡耕地面积增加4.3万hm2,2012—2016年则减少13.4万hm2,表明随着生态文明建设持续推进,因退耕还林工程、石漠化综合治理工程实施及土地整治力度加大,石漠化治理成效初步显现。详见表1。
表1 2005—2011年及2012—2016年土地利用类型面积变动表土地利用类型面积/ hm22005年2011年变化量变化率 /%面积/hm22012年2016年变化量变化率/%乔灌林地5 102 376.46 172 673.61 070 297.221.06 172 673.65 850 918.4-321 755.2-5.2其他林地3 253 452.41 994 226.9-1 259 225.5-38.71 994 226.9958 731.9-1 035 495.0-51.9耕地2 706 315.52 749 747.443 431.91.62 749 747.42 616 165.3-133 582.1-4.9草地153 824.6171 310.217 485.611.4171 310.2116 254.2-55 056.0-32.1未利用地1 746 296.6914 390.4-831 906.2-47.6914 390.4528 048.8-386 341.6-42.3合计12 962 265.512 002 348.5-959 917.0-7.412 002 348.510 070 118.7-1 932 229.8-16.1
1.1.4 流域动态变化
与2011年相比,各流域石漠化土地面积均有减少,长江流域减少最多,为96.4万hm2,占石漠化土地减少面积的49.9%。其它依次为珠江、红河、澜沧江和怒江流域,分别减少面积82.3万、11.1万、2.4万hm2和1万hm2;分别占减少面积的42.6%,5.7%,1.3%和0.5%。
按一级流域统计,长江、珠江、红河、怒江、澜沧江流域的石漠化土地缩减率分别为13.9%,19.3%,19.5%,16.5%和15.1%;缩减率在13.9%~19.0%间,说明石漠化地区因水热条件差异,加之地方财政投入治理的力度不同,体现在治理速度上有所差别,总之,石漠化治理在各流域发展较均衡。
1.1.5 岩溶地貌动态变化
与2001年比,岩溶山地石漠化土地面积减少量最大,减少面积114.2万hm2,占石漠化土地面积减少量的59.2%。其它依次是峰丛洼地、岩溶丘陵、岩溶槽谷、岩溶峡谷、孤峰残丘及平原、峰林洼地、岩溶断陷盆地,减少面积分别为33.6万、20.1万、17.5万、3.1万、2.8万、1.5万hm2和0.4万hm2;分别占石漠化土地面积减少量的17.4%、10.4%、9.1%、1.6%、1.4%0.8%和0.2%。详见表2。
表2 地貌类型面积变动表岩溶地貌面积/ hm22011年2016年变化量变化率/%峰丛洼地1 720 491.91 384 047.3-336 444.6-19.6峰林洼地128 107.4113 039.5-15 067.9-11.8孤峰残丘及平原157 064.1128 625.6-28 438.5-18.1岩溶丘陵1 458 897.71 258 391.1-200 506.6-13.7岩溶槽谷1 507 522.31 332 489.5-175 032.8-11.6岩溶峡谷245 975.9214 796.9-31 179.0-12.7岩溶断陷盆地20 265.816 438.9-3 826.9-18.9岩溶山地6 764 023.45 622 289.9-1 141 733.5-16.9合计12 002 348.510 070 118.7-1 932 229.8-16.1
按岩溶地貌中石漠化土地缩减率分析,峰丛洼地、孤峰残丘及平原、岩溶断弦盆地石漠化土地减少率较高,均超过18%;岩溶山地石漠化土地缩减率居中,为16.9%。其余岩溶地貌石漠化土地缩减率相对较低,依次为岩溶丘陵、岩溶峡谷、峰林洼地、岩溶槽谷,缩减率均在11.6%以上;分别为13.7%,12.7%,11.8%和11.6%。这也说明了峰丛洼地、孤峰残丘及平原、岩溶断弦盆地立地条件相对较好,易治理;岩溶山地石漠化土地面积大,可供治理的选择范围大。两者的治理速度相对较快,体现了石漠化治理总体上先易后难的基本原则。
1.2 石漠化程度动态变化
1.2.1 总体动态变化
与2011年相比,本期各程度石漠化土地面积均有减少,中度石漠化土地面积减少最多,为86.2万hm2;其它依次为重度石漠化土地面积减少51.7万hm2,轻度石漠化土地面积减少40.3万hm2,极重度石漠化土地面积减少15.1万hm2。轻度、中度、重度与极重度石漠化土地面积占石漠化土地总面积的比重由第二次监测的36.0∶43.1∶18.2∶2.7变化为本次监测的38.8∶43.0∶16.5∶1.7,其中重度及极重度石漠化土地面积比重较2011年下降2.7%个。从变化率上看,极重度、重度、中度和轻度石漠化土地面积与第二次监测结果相比;分别减少47.1%,23.7%,16.6%和9.3%,石漠化程度总体减轻。
2005—2016年间,重度及极重度石漠化土地面积由2005年的348.0万hm2,减少至2011年的249.9万hm2、2016年的183.1万hm2,所占比重由2005年的26.8%下降至2011年的20.9%和2016年的18.2%,石漠化治理成效初步显现。详见图2。
1.2.2 各省动态变化
图2 2012—2016年石漠化程度变化图
八省份轻度、中度、重度和极重度石漠化土地面积总体上均为减少,石漠化程度整体呈下降趋势,向好的方向发展。
极重度石漠化减少面积依次为广西区、云南省、湖南省、贵州省、四川省、重庆市、湖北省,而广东省基本持平。监测期内,有14.9万hm2极重度石漠化土地得到初步治理。
重度石漠化减少面积依次为广西区、贵州省、云南省、湖南省、四川省、重庆市、湖北省、广东省。监测期内,治理重度石漠化土地面积达51.7万hm2。
中度石漠化减少面积依次为贵州省、云南省、四川省、广西区、重庆市、湖南省、湖北省。
轻度石漠化减少面积依次为云南省、贵州省、湖北省、广西区、湖南省、重庆市,而四川省和广东省有所增加。详见表3、表4。
表3 各省石漠化程度动态变化hm2省份石漠化面积合计轻度石漠化中度石漠化重度石漠化极重度石漠化潜在石漠化面积非石漠化面积湖北-129 347.1-61 688.4-50 308.5-14 893.7-2 456.5113 742.515 579.8湖南-179 311.8-33 214.2-66 705.2-52 090.9-27 301.569 538.8111 539.3广东-4 364.3745.4-3 344.7-1 941.6176.67 642.3-6 702.4广西-393 325.9-51 356.6-106 578.1-195 026.2-40 365.0376 044.214 214.3重庆-122 441.3-7 534.2-86 320.7-22 724.4-5 861.977 866.841 011.7四川-61 999.8120 102.3-120 505.7-49 705.8-11 890.652 773.613 965.0贵州-553 625.1-126 863.5-281 372.3-120 934.5-24 454.8382 966.3177 684.4云南-487 814.5-242 927.6-147 147.1-59 261.6-38 478.2270 686.0212 861.4全国-1 932 229.8-402 736.9-862 282.3-516 578.6-150 632.01 351 260.5580 153.6
由表4可以看出,岩溶地区石漠化程度显著减轻。特别是湖南、四川、贵州,重度及极重度石漠化土地面积比例分别由2011年的18.6%,20.6%和14.1%;下降至2016年的14.9%,13.2%和11.4%。
1.2.3 土地利用类型动态变化
与2011年比,石漠化土地上的乔灌林地石漠化程度均呈现减少,其中以中度石漠化土地面积减少最多,为16.2万hm2,占乔灌林地上减少的石漠化土地面积的50.2%;其次为重度和轻度石漠化土地。
石漠化土地上的其它林地石漠化程度均呈现减少趋势,其中以中度石漠化土地面积减少最多,为46.0万hm2,占其它林地上减少的石漠化土地面积的44.4%;其它依次为轻度、重度和极重度石漠化土地。
表4 各省石漠化程度比例动态变化%调查单位2011年2016年轻度中度重度极重度轻度中度重度极重度湖北46.344.08.61.146.144.78.21.0湖南40.540.915.72.943.741.413.81.1广东20.139.239.80.922.936.539.41.2广西14.329.451.84.514.630.052.43.0重庆37.052.89.01.241.950.07.40.7四川24.255.217.43.244.442.411.61.6贵州35.150.812.51.637.850.810.41.0云南48.439.48.83.448.141.48.12.4全国36.043.218.12.738.843.016.51.7
石漠化土地上的耕地,轻度石漠化土地面积呈现增加,增加面积5.0万hm2,而中度以上石漠化土地均出现减少,以中度石漠化土地面积减少最多,为10.5万hm2,其它依次为重度和极重度石漠化土地。这说明耕地通过耕种与保护,石漠化程度普遍降低。至于轻度石漠化土地面积增加也反映了轻度石漠化土地通过坡改梯等治理措施向潜在石漠化土地演变的速度小于极重度、重度和中度石漠化土地向轻度石漠化土地演变的速度所致,总体上是向好的方向转变。因此对坡耕地的治理,尚需进一步加强坡改梯的力度。
石漠化土地上的草地,轻度石漠化土地面积呈现增加,增加面积773.2 hm2,而中度以上石漠化土地均减少,以中度石漠化土地减少最多,面积为3.6万hm2,其它依次为重度和极重度石漠化土地。加强草地保护,促进草地植被自然修复,草地石漠化程度普遍减轻。至于草地上轻度石漠化土地面积增加,说明要想通过自然修复促使石漠化草地得到根本治理,向潜在石漠化土地演变仍是一个长期的过程。
通过对各土地利用类型不同程度石漠化土地面积减少量分析,可以看出,各土地利用类型不同石漠化程度均减轻。其中石漠化程度面积减少量最高的是其他林地,减少面积103.5万hm2,占石漠化土地面积总减少量的53.6%;其次是乔灌林地,减少面积32.2万hm2,占石漠化土地面积总减少量的16.7%。两者合计,占石漠化土地面积总减少量的70.3%,这充分说明通过扩大石漠化治理范围,增加石漠化治理投入,石漠化综合治理工程、天然林资源保护工程、生态公益林保护等重点生态工程的持续推进,人工造林、封山育林、封山管护等增加林草植被措施不断加强所取得的治理成效显著。
1.2.4 流域动态变化
与2011年比,长江、珠江、红河、澜沧江、怒江五大流域石漠化土地中各类石漠化程度面积总体上呈现减少趋势。
长江流域以中度石漠化土地面积减少最多,达52.5万hm2,占长江流域石漠化土地减少量的54.5%;其它依次为重度、轻度和极重度石漠化土地。
珠江流域以重度石漠化土地面积减少最多,达28.3万hm2,占珠江流域石漠化土地减少量的34.4%;中度石漠化土地面积减少28.1万hm2,占珠江流域石漠化土地减少量的34.2%;其它依次为轻度和极重度石漠化土地。
红河流域以中度石漠化土地面积减少最多,达4.2万hm2,占红河流域石漠化土地减少量的37.4%;中度石漠化土地面积减少4万hm2,占红河流域石漠化土地减少量的36.3%;其它依次为轻度和极重度石漠化土地。
澜沧江流域石漠化土地总面积5.7万hm2,仅占石漠化土地总面积的0.6%。除极重度石漠化土地面积小(0.2万hm2以下),与上期基本持平外,轻度、中度、重影石漠化土地均有不同程度减少,总的减少面积为1.2万hm2。
怒江流域以轻度石漠化土地面积减少最多,达1.4万hm2,占怒江流域石漠化土地减少量的57.5%;其它依次为中度、重度和极重度石漠化土地。
通过对各流域不同程度石漠化土地面积减少量分析,可以看出,各流域不同石漠化程度呈现不同程度的减轻趋势。与2011年比,中度和重度石漠化土地面积减少量大,为137.9万hm2,占石漠化土地总面积71.4%,且以珠江流域、长江流域为主,面积129.2万hm2,占石漠化土地总面积66.8%。这也说明珠江流域、长江流域是石漠化土地主要分布区域,区域石漠化土地分布面积大,对当地农民生产生活和地方国民经济发展影响大。因此,在石漠化治理中力度与资金投入大,反映在治理面积与治理成效上就更为突出。
2 石漠化动态变化主要特点
第三次监测结果显示,岩溶地区石漠化土地仍以云贵高原集中分布为主,石漠化土地面积持续减少,石漠化程度逐步减轻,但石漠化发展状况未得到根本遏制,石漠化治理任重道远。
2.1 滇黔桂三省减少最多、最快
滇黔桂三省是石漠化土地集中分布区,2005—2016年11年间,三省区石漠化土地面积减少222.2万hm2,减少了25.9%,占全国石漠化土地面积减少总量的76.8%,高出监测区石漠化土地缩减率3.6%;年均减少面积20.2万hm2,年均缩减率2.8%,远高出全国石漠化土地年均缩减率。滇黔桂三省重度及以上石漠化土地面积由2005年的262.7万hm2减少至2011年的185.8万hm2、2016年的137.9万hm2,总减少量为124.8万hm2,占监测区重度及以上石漠化减少量的75.7%,石漠化程度明显减轻,生态状况明显改善。
2.2 岩溶地区南部石漠化土地减少速率高于北部
岩溶地区各区域年均降雨量存差异,具有由东南向西北减少的趋势,降雨量的区域分布与石漠化减少程度的区域分布密切相关。以云贵高原为界,石漠化土地减少面积及年均缩减率都呈现出云贵高原南部>云贵高原>云贵高原北部的趋势,这也是降雨量比较丰沛的广西、贵州和云南南部、湖南、湖北石漠化治理效果相对较好的重要原因。
2.3 不同岩溶地貌类型石漠化土地缩减率存在较大差别
峰丛洼地、孤峰残丘及平原、岩溶断弦盆地立地条件相对较好,易治理,石漠化土地缩减率较高,均超过18%;岩溶山地石漠化土地面积大,可供治理选择范围大,石漠化土地缩减率为16.9%;两者的治理速度相对较快。而岩溶丘陵、岩溶峡谷、峰林洼地、岩溶槽谷的石漠化土地缩减率相对较少,在13.7%以下,最低的只有11.6%。
2.4 石漠化土地上的其它林地和未利用地面积减幅较大
与2011年监测结果相比,石漠化土地中各土地利用类型面积均有所减少,其中以其它林地和未利用地上的石漠化土地面积减幅最大,分别为103.5万hm2和38.6万hm2,占石漠化土地面积减少总量的73.6%,表明随着生态工程持续推进,人工造林、封山育林、封山管护等人工措施的加强以及自然修复,其它林地和未利用地上的植被逐步得以恢复。但同时,从2012—2016年和2005—2011年两期结果比较分析,通过前期的治理,其它林地和未利用地上的石漠化治理难度增加,治理速度减缓。石漠化土地上乔灌林地变动幅度较小,相对稳定。但一直进行耕种的陡坡耕地石漠化程度局部呈现加剧现象,总体上仍呈下降态势。
2.5 石漠化综合治理工程试点县石漠化土地减少幅度大
2016年,100个石漠化综合治理工程试点县石漠化土地面积439.7万hm2,较2011年减少91.0万hm2,减少17.1%,占全国石漠化土地总减少量的47.1%,年均缩减率3.7%,高于岩溶地区石漠化土地年均缩减率0.3%,表明工程试点县石漠化土地先期治理的成效逐步显现。
2.6 贫困程度深的县域石漠化土地减少幅度较小
根据对石漠化区域227个特殊困难地区及国家重点扶贫工作县监测数据统计,2015年底227个贫困县人均GDP为20 907元,农村居民可支配收入为7 593元。2016年有石漠化土地面积907.3万hm2,较2011年减少石漠化土地面积143.6万hm2,减少了15.8%,占岩溶地区石漠化土地减少量的74.3%,年均缩减率3.39%,低于岩溶地区石漠化土地年均缩减率3.44%。因此,加强贫困地区精准扶贫工作,加大生态建设投入力度,促进地方社会经济发展,是确保岩溶地区石漠化得到治理的根本保证。
2.7 重度以上石漠化土地比重下降,石漠化程度持续减轻
石漠化程度按轻度:中度:重度:极重度的比重, 2005年为27.5∶45.7∶22.6∶4.2, 2011年为36.0 43.2∶18.1∶2.7,2016年为38.8∶43.0∶16.5∶1.7。轻度和中度石漠化土地面积增加,重度和极重度石漠化土地面积持续减少,由前期的249.8万hm2减少到本期的183.1万hm2,减少幅度高达26.7%,重度及以上石漠化土地面积比重由前期的20.78%下降至本期的18.19%,岩溶地区石漠化程度逐渐减轻。详见图3。
2016年,轻度、中度、重度、极重度石漠化土地的面积分别为391.3万、432.6万、166.2万hm2和16.9万hm2,各程度所占比重为38.8∶43.0∶16.5∶1.7,与2011年各石漠化程度所占比重36.0∶43.2∶18.1∶2.7和2005年各石漠化程度所占比重27.5∶45.7∶22.6∶4.2相比,轻度和中度石漠化土地面积比重持续增加,重度和极重度石漠化土地面积比重持续减少。其中重度和极重度石漠化土地面积由2005年的348.0万hm2减少到2011年的249.8万hm2、2016年的183.1万hm2,所占比重由26.8%下降至2011年的20.8%t和2016年的18.2%。
图3 三期监测石漠化程度面积变化对比分析图
通过对8省份各程度石漠化土地进行加权平均取得区域石漠化程度指数值(区域石漠化程度平均值=(1×轻度石漠化面积+2×中度石漠化面积+3×重度石漠化+4×极重度石漠化)÷石漠化总面积),可以发现,石漠化程度平均值由2005年的2.04减少到2011年的1.88和2016年的1.81,石漠化程度平均值不断减小。详见表5。
表5 岩溶地区石漠化程度指数值省份石漠化程度指数值2005年2011年2016年湖北1.701.651.64湖南1.991.811.72广东2.292.212.19广西2.602.462.44重庆1.861.741.67四川2.072.001.71贵州1.871.811.75云南1.961.671.65岩溶地区2.041.881.81
3 结论与探讨
本世纪以来,我国石漠化土地面积经历了“扩展—逆转—持续减少”,石漠化程度则呈现持续减轻势态,岩溶地区生态保护与建设成效日渐显现,区域生态环境状况逐步改善。但我国现阶段石漠化土地面积绝对量仍很大,石漠化面积虽在减少,但减少的石漠化土地主要是因生态建设后林草植被改善、生态功能增加所致。石漠化土地及其修复后潜在石漠化土地因其基岩裸露度高,独特的双层水文结构,且具有富钙、缺土、少水等天然缺陷,其生态系统的稳定性仍较差,抵御自然与人为干扰的能力弱[4],因此,应继续加强石漠化土地防治力度,全面推进岩溶地区生态环境建设步伐。