石漠化地区植被退化机制研究

周奕辰

摘要：指出了石漠化是一种制约生态环境、社会和经济发展的土地退化现象，其主要的表现为基岩裸露、植被退化。通过对国内外研究文献的查阅分析，从生态系统内因以及人为外因两方面对石漠化地区植被退化机制进行了研究。结果发现：地形地貌、岩性、土壤、气候、水源、人为破坏是石漠化地区植被退化的主要原因。在此基础上提出了一些恢复石漠化地区植被的建议，以期能为完善石漠化地区植被退化机制以及植被重建恢复提供理论依据。

关键词：石漠化;植被退化;研究现状;植被重建

中图分类号：X144文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）14-0024-03

1引言

石漠化主要发生于热带、亚热带湿润和半湿润地区，是一种由人类活动导致的地表植被破坏、基岩大面积裸露的土地退化现象。中国西南地区是石漠化现象最集中的地区，石漠化面积达到176.08×10⁴km²。目前，石漠化问题有进一步扩大的趋势。在廣西，石漠化范围以每年3%～6%的速度在增加，云南省石漠化面积也以每年2500km²的速度扩大。石漠化问题已经成为了制约地区经济发展，加重贫困程度的核心问题之一。土地石漠化不仅造成景观上的破坏，而且产生了大量耕地损失，带来了人口、生存、能源等一系列问题。石漠化程度的划分往往需要根据植物覆盖率，因此研究植被退化机制对植被恢复具有重要意义。本文将从环境因素和人为因素进行石漠化地区植被退化机制分析。

2石漠化地区植被退化机制分析

2.1植被的退化

石漠化是一种土地退化现象同时也是喀斯特地区生态环境恶化的顶级形态。植被覆盖面积的减少加剧了水土流失、土壤退化，是造成石漠化的重要原因。大多数情况下，在自然及人为的作用下，原有的优势种会遭到破坏，从而由低一级的物种代替，层层退化，生物多样性丧失，使得群落逆向演替。植被退化的同时也造成了环境的变化。为了适应环境的变化，维持系统平衡，山地森林退化成灌丛，然后再退化为草丛，直至退化使植物濒临死亡、基岩裸露，最后形成石漠景观。

2.2退化内因

石漠化地区植被退化主要由自然因素和人为因素的双重作用造成的。其中，自然内因又主要包括地质环境、气候、水3个方面。

2.2.1地质环境

（1）地形地貌。石漠化主要发生在岩溶分布区域或以岩溶分布为主的区域。岩溶区域主要又可以划分为峰丛洼地、峰岭洼地、丘陵谷地、缓丘台地、峰林平原、缓丘平原等。其中最易发生石漠化的岩溶区域是丘陵谷地其次是峰丛洼地。该区域构造活动强烈，地形相对高差较大，坡度陡，水土流失容易发生，生态环境相对脆弱。此外，植被的生长空间异质性也与坡度有关，不同坡度的植被生长趋势也不同。因为土壤侵蚀量与坡度呈正相关，所以在不同坡度下，土壤侵蚀量越高，水土流失越严重，植物生存条件越恶劣、易受到破坏。

（2）岩性。岩性是石漠化地区植被退化的关键因素，石漠化常发生的岩溶区域以各类碳酸盐岩为主，比如灰岩、白云岩以及灰岩与白云岩混杂，同时也存在各类杂碳酸盐岩，比如碳酸盐岩夹碎屑岩、碳酸盐岩与碎屑岩混杂、碎屑岩夹碳酸盐岩等。石漠化与岩性具有明显的相关性，强度石漠化主要分布在纯灰岩区域。随着石漠化程度减轻，灰岩所占的成分降低，白云岩所占的比例增高。石灰岩区的岩石裸露率高于白云岩地区，且土壤分布非常不规律，容易形成多样化的小生境，如石沟、石缝、石槽等，这不利于植被的生长。另外，由于岩性的差异，岩石风化后形成的土壤中的钙镁含量存在显著差异，这对植物生长产生了重要影响。调查研究表明，与非岩溶地区相比，岩溶地区植物对钙镁等大量元素以及铜铁锰锌等微量元素的吸收更低。在岩溶区域内部，以白云岩为主的岩溶地区的植物对微量元素的吸收比以石灰岩为主的岩溶地区的植物高。因此，在白云岩地区的植被生长环境比灰岩地区的植被好，白云岩为主的岩溶地区石漠化程度也就更轻。这也证明了岩性在植物营养吸收方面有着重要的影响。

（3）土壤。土壤养分有效性是石漠化地区植被恢复的关键因子。石漠化地区土壤的形成主要是碳酸盐岩风化，速率极慢，加上石漠化的地貌极易产生水土流失以及地表的自然剥削，石漠化地区的表层土粒处于负增长状态。植物的生长离不开基本元素，而基本元素又大多数来源于土壤。因此土壤是植物群落更新演替过程中的重要一环。从轻度到极重度石漠化土地演变过程中，土壤有机质、全氮、速效氮、磷、钾的含量均呈下降趋势，特别在轻度到中度过度阶段，下降幅度最大。

同时，土壤中微生物的含量可以作为土壤质量的标准，土壤微生物类群中，细菌、真菌、放线菌的组成比例可以反映出土壤的肥力。在石漠化地区微生物重量下降，细菌所占比例降低，土壤肥力下降。从而影响植物生长。岩溶地区土壤偏碱性，容易受到流水侵蚀，肥力低下，使喜酸、喜湿、喜肥的植物难以生存，从而导致群落结构简单易受外界干扰。另外，石漠化地区呈现地表一地下双层结构特征，从而使土壤里的养分、植物所需要的水分都无法正常移运。因此土壤直接影响了植物的生存。

2.2.2气候

石漠化地区主要分布在北纬25°～26°的热带亚热带地区。气候特征以湿润多雨，高温降雨量大为主，容易发生干旱和内涝，近几十年来，在全球变暖的大环境下，气温明显上升，降水量有所减少，干旱的发生率大大增加。广西是石漠化最为严重的几个省之一，以广西为例，该地区气候就是典型的石漠化地区气候。近年来，广西的气温明显升高，降雨量减少，高温暴雨日集中且增多，因此频繁的极端天气经常造成干旱。对于植物生长而言，温度、光照、降水、二氧化碳浓度等气候因子起着至关重要的作用。其中温度和降水的作用最为明显。气温的胁迫作用大于降水，植物对降水的响应又比对温度的响应速度快。因此，高气温降雨量减少造成的干旱影响着植物的种子萌发、生长、光合作用与蒸腾作用，从而阻碍植物正常生长，造成植被覆盖度降低，植被退化。有研究表明降雨量小降雨间隔短将造成水热条件失衡不利于植物地上部分以及地下的根系生长。因此石漠化地区的气候条件将制约植被的生长。

2.2.3水源

石漠化地区气候干旱，水资源的短缺已经成为了制约石漠化地区植被恢复的主要因素。植物的生长发育都离不开水，水能直接参与植物体中的新陈代谢使植物保持固有的姿态，同时水也是植物进行光合作用的原料之一。水分的缺乏会降低植物对养分的吸收以及吸氮能力等。而在石漠化地区植被生长的主要水分来源是大气降水、地表水和地下水。由于气候原因，石漠化地区大气降水减少会影响地表水和地下水的水量。正常情况下，降雨后的雨水一般會被植物截流、土壤吸收，形成地下水。研究表明：雨水主要转化成了土壤水和地下水，但在石漠化地区因为土壤条件不好，植被稀少，所以很难将水锁住在土壤里。从轻度到极重度石漠化地区，土壤水显著减少，地下水显著增大。对植物来说一般会利用深根吸收地下水或深层土壤水，利用发达的浅层根系吸收较浅的土壤水，所以，当石漠化越来越严重的时候，植物很难获得充足的浅层土壤水，只能依靠地下水。但对于非旱生植物根系若不能探及毛细水带，则植物生长会受到水分胁迫。因此，难以获得水源是大多数植物无法在石漠化地区生存的重要原因。

2.3外因

退化外因为人为因素。随着经济的发展，人地矛盾越发严重。人为因素也是造成植被退化的主要原因。石漠化地区贫困人口较为集中，比如在西南岩溶山区的贫困总人口占全国贫困总人口的1/2。山区长期以来较为封闭，导致人们以掠夺自然资源例如（陡坡开垦）破坏环境的方式来维持人口增常以及居民的生活水平。过度的砍伐放牧、不合理开采掠夺土地资源。以及当地的生活习惯都会使得区域的生态系统遭到严重破坏，导致植被退化，超出了环境的承载能力形成了恶性循环。由于植被受到大量破坏，由林地退化为荒草坡进一步退化为坡耕地，最后导致水土流失加速石漠化进程。许多植物在越发严重的石漠化地区失去了最适宜的生长环境，植被多样性下降。在石漠化植被演替的过程_中，随着石漠化程度的加深，物种数量和生物量减少，植物群落也由草本藤本乔灌木退化到草本苔藓口。因此人类不合理的土地利用行为严重影响了植物生存环境，对植被退化产生了最为明显和快速的作用。

3结论与讨论

由石漠化地区植被退化机制分析可知，石漠化地区环境的退化主要是因为系统本身属性和外部干扰共同作用的结果。活跃的构造活动、陡峭的地貌、岩性、贫瘠的土壤、易发生干旱内涝的天气、稀缺的水源等为内因，毁林开荒、过载放牧、陡坡耕作等人类干扰活动则是石漠化地区植被退化的外因。

根据本研究的分析，石漠化地区植被重建可采取以下措施：①保护现有的人工林和未造林;②对已经退化的石漠化地区，可以根据不同的石漠化程度因地制宜的选择优势树种;③可以依据植被的分布划分植物功能群，针对不同程度的石漠化情况及不同社会经济特征的石漠化地区制定出不同的治理模式;④在生态系统恢复的同时，需要加强对当地居民生活方式的指导，让他们改变不正确的耕作习惯，并加大退耕还林的扶持力度。