喀斯特峰丛洼地坡地水土流失与阻控技术

邹志刚 曾馥平

[摘要]在长期定点观测的基础上，先对喀斯特峰丛洼地水土流失进行了分析，提出了水土流失阻控的主要技术措施，随后对广西区环江县水土流失阻控技術集成与实践进行了回顾，为西南喀斯特地区的水土资源高效利用提供技术支撑。

[关键词]喀斯特;土壤;养分漏失;工程措施;水土保持

[中图分类号]P931.5[文献标识码]A

以滇贵黔连带成片的我国西南喀斯特地区（世界三大喀斯特地区之一），受自然因素（易淋溶、土层浅薄、土被不连续、成土慢等）和人为因素（过度开发及不合理的耕作方式）的影响，大部分地区的植被退化严重并逐渐形成石漠化景观。统计表明，西南地区有11.35万km2的石漠化土地，占全国石漠化总面积的53.4%，直接威胁着长江、珠江流域上游的生态安全。石漠化在宏观上表现为植被退化后水土流失严重与生态服务功能的丧失，在微观上表现为生境土壤养分的丢失与空间异质性的增强。土壤水分和养分供给是喀斯特土壤最为重要的生态功能之一， 是该地区植被恢复和石漠化治理的基础。在气候、母岩、地形、植被和人为干扰等诸多自然和人为因素的影响下， 喀斯特土壤水分、养分的时空分布表现出明显的异质性， 同时这种特殊生境对喀斯特地区植被群落的组成、物种分布和生物量格局都有着十分深远的影响。同时，由于过度开垦种植，农田水土流失也日益严重，直接影响当地农民的农业生产。本文在中国科学院环江喀斯特站长期监测的基础上，对喀斯特峰丛洼地坡地的水土流/漏失进行了分析，提出了水土漏失阻控的主要技术措施，随后对广西区环江县喀斯特区水土漏失阻控的实践进行了回顾，为西南喀斯特区的水土资源高效利用提供技术支撑。

1 喀斯特峰丛洼地水土流失特征

西南喀斯特生态脆弱区位于珠江水系上游，在人为活动的干扰下，地表植被受到严重破坏，土壤侵蚀明显，水土流失加剧，基岩裸露率增加，地表出现类似荒漠化的土地退化。目前广西喀斯特地区耕地仅占土地总面积的9%，大大低于全国耕地面积占国土总面积14%的比例。在喀斯特峰丛山地，耕地面积不足土地总面积的5%，而且除洼地底部外，均是分散的石窝地，土层薄、肥力差。但洼地底部相对集中的耕地资源在雨季又常常短暂受淹，利用率低。在调蓄水资源方面，因为地表植被严重破坏，降雨会快速向地下渗漏，形成地下水丰富但是地表水稀缺和“无雨则旱，降雨则涝”的现象。旱季由于降水稀少，储水困难，日常生产基本无法进行，人畜饮水用水也十分紧张。然而在长时间降雨或强降雨时，又会出现大面积内涝。干旱与季节性洪涝等自然灾害使喀斯特洼地人民的财产与玉米种植遭受巨大损失。统计表明，近年来广西喀斯特地区有400多万人口面临缺水问题，平均每年有116.73万hm2农作物遭受到旱涝灾害，约减收11.15亿kg粮食，造成4.47亿元的经济损失。由于缺水、缺土，土地生产力低下，玉米每667m2产量只有150kg左右，造林的成活率不到20%，而且树木生长非常缓慢。

2 峰丛洼地水土流失阻控技术

长期以来，黄土高原等非喀斯特地区的水土流失已经受到了各界人士的广泛关注，但是针对于喀斯特区的水土流失的研究还需要进一步深入。与非喀斯特区不同，喀斯特区溶蚀孔隙、裂隙、管道等的发育使水土流失具有隐蔽性，同时，土壤短距离丢失和地下漏失现象普遍存在，这在一定程度上限制了传统土壤侵蚀研究方法在喀斯特区的应用，并严重影响西南喀斯特地区水土流失防治工程的效果。

为了抢救喀斯特峰丛山区的土地资源，在已有工作基础上，依据有效保护、充分合理利用水土资源以及改善生态环境的原则，结合石漠化的综合防治，根据不同土地类型，针对不同地貌部位特有的水文地质结构、岩+土组合特征以及水土流失的主要途径，基于生物与工程技术，采用相应措施的切断了地表、地下流失通路，并过滤泥沙;通过发展水土保持水源林，可以改良土壤，提高调蓄水资源和保持水土的生态功能。以生物措施为主，结合相应的、小型分散的工程措施，兼顾生态效益和经济效益，因地制宜的实施了水源林、植物篱、截留沟、坡改梯、炸石、砌墙保土、客土整地等措施试验与示范。如：利用藤本植被覆盖或去除裸露岩石，以防治岩石表面径流引起的土壤侵蚀;改进种植结构避免翻动土，减少石旮旯地和土层薄的土地的地下漏失;对于土层相对较厚、土被相对连续的土地，采取炸石、砌墙保土、植物篱、立体种植相结合防治水土流失。筛选出7种适宜喀斯特区的水保植物，即山猫豆、火龙果、牧草、金银花、薜荔、赤苍藤、山麻杆;并设计了牧草+金银花、牧草+火龙果、牧草篱、猫豆+花生、扶芳藤+果、山麻杆+果等生态土地优化利用模式。通过开展试验示范工程，开发了以峰丛洼地土壤漏失阻控为核心的水土保持技术体系，包括：峰丛洼地不同地貌部位的水土保持林建设技术、薜荔植物篱技术、裸露石芽植物篱技术、砌墙保土地埂植物篱技术、隔坡式植物篱技术、土+石组合微地貌单元水土保持技术、坡面植物梯化技术、洼地整地种植火龙果技术等。

3 土壤漏失/流失阻控技术集成与示范

3.1 技术集成

基于坡面、洼地落水洞、裂隙土壤侵蚀研究结果，研发坡耕地梯化、植物篱种植、免耕保土耕作技术，构建了喀斯特峰丛洼地土壤流失阻控技术体系，并在平果果化示范区和环江下塘示范区进行了示范退耕。

3.2 技术示范

广西环江县下南乡下塘示范区（ 中心坐标107°55′56.53″E， 24°55′39.17″N）主要开展石漠化垂直分带治理模式示范，选择石漠化较为严重的喀斯特坡地，根据坡顶、坡上部（石质坡地）-坡腰（土石质坡地）-坡麓（土质坡地）-易涝洼地的垂直分异规律，实施因地制宜的峰丛洼地石漠化垂直分带综合治理模式。封禁坡顶、坡上部的石质坡地以恢复植被，防治地下和地表土壤流失;通过退耕还林、退耕还灌、退耕还草等方式在坡腰土石质坡地种植经济林和生态林以防止犁耕侵蚀;针对土质的坡麓以坡改梯防治水土流失;在洼地建设合理的水利工程来防治内涝，保障基本农田的高产稳产。

该示范的的主要技术内容如下：①人工造林结合封山育林，提高地表植被覆盖度;②对坡顶和坡上部石质坡地实施全面封禁，以自然修复为主，排除土壤扰动，有利于形成对孔隙和孔洞有封闭作用的多年生植物根系网络，防止地下和地表土壤流失;③在土石质坡腰地段，应尽可能采取退耕还林、退耕还灌、退耕还草、建设经济林、生态林、围栏放牧等措施，减少犁耕运移土壤直接驱动的土地石质化和防止由农耕破坏植物根系、扰动土壤而增加的土壤流失;④将坡麓土质坡地整改为梯田，以防止水土流失;⑤在洼地建设水利工程，避洪耐涝，形成高产稳产的基本农田。

该模式已在桂西北喀斯特峰丛洼地石漠化严重地区推广示范应用，其中广西环江下塘示范区通过2011～2014年的治理（图1），封山育林面积2000余hm2，营造林面积62hm2，森林覆盖率增加4个百分点，石漠化得到控制，生态环境明显改善。

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[收稿日期]2018-12-13

[基金项目]国家科技支撑计划项目（2015BAD06B04）资助。

[作者简介]邹志刚（1995—），男，湖北公安人，硕士研究生，主要从事喀斯特生态系统的生态服务功能评价等相关工作。

[通讯作者]曾馥平（1964—），男，湖北天门人，主要从事喀斯特生态恢复相关的科研与扶贫工作。