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研究現狀及主要問題

壹,國外研究現狀

石漠化的發展及其對人類的危害是壹個全球性的問題。自20世紀60年代以來,隨著人口的急劇增加和生態的破壞,世界範圍內喀斯特地區的石漠化日益嚴重。比如地中海的喀斯特地區,加拿大東南部的布魯斯半島,日本的赤府地區,澳大利亞的塔斯馬尼亞島,都面臨著嚴重的石漠化問題。世界各國都非常重視石漠化問題,並進行了治理。在石漠化地區開發巖溶含水層水資源、退耕還林、利用速生樹種和苗木營養液進行石漠化地區生態重建等方面取得了許多有效經驗。而國外石漠化地區人口密度小,水土人矛盾不像國內那麽突出,相對容易治理,技術成果報道也少。

二、國內研究現狀

近十年來,國家實施了“八七”扶貧、長江中上遊防護林工程、水土保持工程、世界糧食計劃署、世界銀行貸款和澳大利亞、新西蘭援助項目,在植樹造林、封山育林、退耕還林、坡改梯、築墻保土、改良土壤、開發巖溶水、種植適生經濟作物等方面做了大量工作。,實現了更多的石漠化環境整治。

(壹)石漠化治理的主要工程措施

1.生態恢復措施

包括植樹造林、退耕還林、封山育林、人工種草和草地改良,結合經濟林建設和中藥材種植,擴大植被覆蓋面積。

2.農田基本建設措施

為了提高耕地質量,提高土地產出率,減少自然和人類活動對耕地的破壞和水土流失,增加農民經濟收入,進而達到遏制毀林開荒的目的。這類措施以治理6 ~ 25°坡耕地為重點,通過“變坡為梯田”(變坡為梯田、變土)、“變旱地為水”(變旱地為水澆地、變平旱地為水田、變汪甜甜田為灌溉田)、“變碎地為整地”(變小塊為大塊、變無序為規整)、開新田土、變冷爛銹田等等。

3.水利水土保持建設措施

水資源是動植物生存的必要條件,是自然環境的重要組成部分,是可持續發展的基礎。《辦法》堅持“開源”與“截流”並重。通過灌區改造、病險水庫治理和地表“三小”工程(小山塘、小水窖、小水池)建設,致力於解決石漠化地區人畜飲水和農田灌溉,改善人類生存條件,增加土地產量,促進農業結構調整,促進石漠化地區經濟發展,切實實施退耕還林、封山育林。

4.農業產業結構調整措施

根據區域資源環境條件,調整產業結構,合理利用資源,布局適合當地資源環境優勢的產業,促進區域經濟發展。如貴州省根據當地地形氣候,在部分高寒地區實施退耕還草,發展草地畜牧業,在北盤江兩岸發展辣椒種植;廣西在石漠化地區實行“砍頭樹”種植,發展養殖業。

5.農村能源改造措施

為解決煤炭資源匱乏地區農民生活和燃料生產問題,采取發展家庭養殖、沼氣工程、節柴改竈、農村小水電建設、利用太陽能等措施,遏制人為毀林。

6.生態移民措施

主要方式是異地安置。通過小城鎮建設和鄉鎮民營企業發展,使石漠化地區(生態惡劣地區)的人口和人類工程活動有效地向資源環境條件優越的地區集中,轉移農村勞動力,提高農村人口就業率。壹方面使貧困地區人口盡快脫貧,另壹方面緩解石漠化地區的資源環境壓力和人類活動對環境的破壞,使人類對資源的需求和自然資源的承載能力達到平衡,生態環境逐步得到恢復。

7.其他人

主要表現為政策保障措施、科技支撐體系等。包括石漠化治理的政策支持、科學技術研究、示範工程、石漠化監測、科技培訓、宣傳教育、組織保障等。

(二)石漠化綜合治理的主要模式

石漠化治理是壹項系統工程。總的來說,應根據當地具體的資源和社會經濟環境條件,因地制宜,采取多手段、多功能、多層次相結合的模式進行綜合治理。目前,我國巖溶山區采用的綜合治理模式主要有以下幾類。

1.小流域綜合管理模式

喀斯特石質山區受地形、地貌、水文網和地質構造的控制,由許多具有獨立功能的小流域單元組成。小流域綜合治理模式的內容是根據小流域上、中、下遊特定的社會環境條件,確定生態經濟功能,合理配置生態保護系統,以水土保持為核心,借助壹系列集合科學技術,實現流域綜合規劃、綜合保護系統和復合農業生產系統的建設布局, 水資源開發為基礎和產業結構調整,從而形成符合山區特點的復合型農業生產體系。

2.生態環境綜合管理模式

針對喀斯特山區缺水、少土、水土流失嚴重、人地矛盾突出的特點,以蓄水、控土、造林為核心治理脆弱的生態環境。坡面雨水徑流和地表帶巖溶水與三小工程(小山塘、小水窖、小水池)相結合,形成微型水利系統,達到防止水土流失和解決幹旱時農田灌溉用水的目的;實施坡耕地“變坡為梯”工程,與有經濟價值的草、果(樹)種植相結合,與攔沙溝作坊相配合,防止水土流失和沖溝侵蝕;開展生態林建設,把生態林建設與經濟林種植結合起來,不僅可以加強流域水土保持,還可以增加經濟收入。通過以上手段,流域生態環境狀況將得到改善。

3.生態農業建設模式

針對喀斯特山區山多壩少的特點,結合區域資源環境結構,實行農林牧壹體化的產業結構模式。考慮本地區區域農業資源優勢,以保護和擴大森林覆蓋率為核心,以水土保持、經濟發展和環境保護為目標,合理調整區域經濟結構和農(植)業結構,維護生態平衡,走生態農業之路。同時,發展特色農業和種植名優產品,集種植、養殖、深加工於壹體,提高農產品經濟附加值,促進生態經濟有序發展和動態平衡,形成完整協調的農業生態循環體系,既提高了資源利用率,又實現了生態環境保護。

4.草地畜牧業模式

西南喀斯特山區雨熱同季,氣候溫和濕潤,有利於牧草生長,為畜牧業發展提供了優越條件。在壹些人口密度小、草原面積大的地區,要利用這壹優勢,發展牧農結合、以草養畜、以畜養農的生態農業,進壹步發展農畜產品深加工產業。以草代林代糧,草、農、牧、林結合,短期保持水土,長期發展森林資源,既有短期效益,又有長期效益。

5.生態移民模型

中度以上石漠化面積大,水土資源匱乏,土地生產力和人口承載力低。對於這類地區,可以通過生態移民的方式,將居民遷移到環境條件更好、資源承載力更高的地區。壹方面可以減少人類為了生存對脆弱的生態環境的破壞,恢復和重建生態環境系統。另壹方面可以改善石漠化地區貧困人口的生存環境,促進異地開發扶貧,實現石漠化地區的社會經濟和資源環境。

6.庭院生態經濟模式

以沼氣建設利用為紐帶,以“果林-畜牧養殖-沼氣”的改良和穩定為基礎,充分利用農民庭院和耕地資源,以改善農民生活基礎設施條件為目標,以種植經濟林木、中藥材和養殖優質畜禽為主要內容,對石漠化山區的山、水、林、田、路、網進行綜合規劃建設。通過優化喀斯特石漠化地區經濟系統中的種植結構、養殖結構、能源結構和技術結構,增加農民收入,優化農村環境。庭院生態經濟模式的高效運行,可以改變農村庭院的生存環境條件和不文明現象,逐步形成以種植業為基礎,以養殖業為重點,以沼氣為紐帶,以種植加工為支撐,農林牧副業協調發展的農村生態經濟體系,與石漠化防治融為壹體,促進石漠化綜合治理。

(3)石漠化理論研究的典型工作。

1)袁道賢院士在《喀斯特生態系統與石漠化治理》中,結合我國西南喀斯特石漠化山區的實際情況,運用大量科學數據和圖表,對喀斯特環境生態系統進行了具體的分析和論證。

2)1999 ~ 2002年期間,中國地質調查局完成了西南巖溶山區地下水與生態地質環境調查,通過遙感解譯和地面核實調查,基本摸清了西南巖溶山區石漠化現狀、空間分布和發展趨勢,編寫了《西南巖溶山區地下水與生態地質環境調查報告》。

3)貴州省地礦局王研究員在“貴州省巖溶山區地下水與生態地質環境調查”成果的基礎上,編寫出版了《貴州省巖溶石山生態地質環境研究》,研究和闡述了貴州省石漠化的現狀、分布、成因、發展演變,並從地質角度提出了如何治理石漠化的壹些設想。

4)貴州省地礦局區域地質調查所匡順達博士在國家高技術研究發展計劃(863計劃)的基礎上,完成了《利用遙感技術進行石漠化演變監測技術與方法研究》,提交了《西南地區石漠化遙感調查關鍵技術研究與預警預報成果報告》。

5)貴州師範大學熊康寧教授等人以遙感技術為主要手段,對貴州省石漠化現狀進行了調查,編寫出版了《貴州省喀斯特石漠化類型遙感調查》,闡述了遙感調查的方法、貴州省石漠化的基本特征和現狀。

6)中科院地球化學研究所牽頭,貴州大學、貴州師範大學、貴州科學院、貴州省地礦局、河海大學、同濟大學承擔國家重點基礎研究(973計劃),從地球化學角度開展了包括石漠化在內的喀斯特山區物質輸運循環研究。

(4)石漠化治理的典型工作。

1)從20世紀80年代開始,林業部門結合國家長期防治和珠江防治工程,開展了以“退耕還林、植樹造林、封山育林”為重點的生態修復工程。

2)國家發改委、水利、農業部門以小流域為單元,實施山、水、林、田、路、網統籌的綜合治理工程。以坡耕地綜合整治為突破口,對25°以下輕度石漠化、土層較厚的緩坡耕地實施坡改梯工程;在人口密度相對較小的地區大力實施生態和自然修復工程;加大沼氣建設,解決能源短缺問題;圍繞增加群眾收入、促進農民脫貧致富,因地制宜發展中藥材、花椒、砂仁等具有市場優勢的經濟水果,培育形成生態產業。貴州省的典型工程有關嶺縣石板橋小流域治理工程、花江板貴小流域治理工程、寺南灣大壩小流域治理工程等。

3)2003年以來,中國地質調查局開展了西南巖溶石山區典型巖溶盆地地質環境綜合整治示範工程,並以巖溶盆地為單元,在貴州省、雲南省、廣西壯族自治區、湖南省等省(區)開展了石漠化地質環境綜合整治示範工程。典型工程如代表峰叢窪地類型的貴州巨木地下河流域、貴州道真上壩地下河流域、雲南瀘西小江流域、湖南塔羅等石漠化治理工程。從地學角度,開展以石漠化綜合治理為目的的地質環境整治示範工作。通過多年的工作,取得了壹些經驗和成果,豐富了石漠化綜合治理的理論。上述示範項目的實施,將為當地群眾改善生產生活條件、脫貧致富提供基礎條件,對喀斯特山區石漠化綜合整治將起到積極的推動作用。這個項目成為了這項研究的基礎。

4)在國家林業局的支持下,貴州省星火科技廳計劃在全省喀斯特石漠化地區實施金銀花種植30萬畝石漠化生態環境治理項目,實施“林-草-畜”生態發展模式發展畜牧業,帶動農民致富,同時保護和改善生態環境,取得了良好的社會效益和經濟效益,並完成了《喀斯特石漠化地區金銀花種植生態經濟效益報告》。

5)中國地質科學院巖溶地質研究所在廣西國華和湖南塔羅開展了以地下水開發為重點的地質環境整治示範工程。

6)中韓共同投資貴州省修文縣石漠化治理項目,主要包括植樹造林、小水窖和沼氣工程,取得了良好的效果。

7)2008年以來,國家在西南巖溶山區選擇了100個重點縣(其中貴州省55個),開展了石漠化綜合治理試點工作,試點工作進展正常。

三、主要問題

石漠化的研究和治理取得了豐碩的成果,但總體上仍存在以下問題。

(壹)石漠化持續發展,生態環境形勢依然嚴峻。

目前,國內外有關人員從不同方面對喀斯特石漠化治理進行了大量的研究,開展了較多的試驗和示範工程,在喀斯特山區石漠化成因和治理理論方面取得了較大進展,為喀斯特山區石漠化治理提供了較多的成功經驗。但需要註意的是,治理效果仍然不是很理想。據有關資料顯示,20世紀以來,我國雖然有效控制了5000平方公裏的喀斯特石漠化面積,但由於地質環境條件的復雜和人類工程活動的不合理,喀斯特石漠化加重的面積增加了2.5萬平方公裏。石漠化強化治理面積比為5∶1。喀斯特石漠化形勢依然嚴峻。

(二)石漠化治理的理論和實踐措施需要進壹步豐富和完善。

“石漠化的形成和發展是脆弱的喀斯特環境條件和不合理的人類活動共同作用的結果”;“脆弱的喀斯特地質環境是石漠化的基礎,不合理的人類工程活動是石漠化的推手”;公眾已經認識到“石漠化治理不僅要恢復已經發生的石漠化環境,而且要通過科學手段防止新的石漠化繼續發生和發展”。因此,合理的石漠化治理方式既要遏制不合理的工程活動,又要通過科學手段改善脆弱的地質環境,才能達到預期的效果。然而,在目前的實踐中,通常采用的各種治理模式主要側重於遏制不合理的人為工程活動,而對如何改善石漠化地區脆弱的地質環境重視不夠。

近年來,不同部門從不同行業實施了許多石漠化治理項目,取得了壹定的成效和豐富的經驗,並總結出不同的綜合治理模式。總結起來,這些治理模式基本上都是擴大植被覆蓋、土地整理、開發地表水資源、調整農業產業結構、生態移民、庭院經濟等措施的集成。雖然這些模式包括通過自然和人工幹預促進植被恢復和修復惡化的石漠化生態環境的項目,以及通過科學手段改善石漠化地區人民的生活和生產環境,發展經濟,從源頭上防止石漠化繼續發生和發展的措施,但綜合分析表明,這些治理模式都具有相同的特點。都側重於對地表生物圈的人工幹預和控制,卻不同程度地忽視了支撐生物圈的地質環境在石漠化發展中的巨大作用,表現在以下幾個方面:壹是缺乏對石漠化形成的內部基礎環境——石漠化地區地質環境的綜合改善;二是地質環境背景(水文地質條件、地球化學背景等)的適宜性。在處理措施的選擇和工程布置中,通常沒有充分考慮處理措施的處理面積;第三,當地豐富的地質資源在石漠化治理中沒有得到很好的考慮和充分的利用。因此,治理工程仍主要在脆弱的地質環境基礎上進行。雖然多年來國家在水土保持、石漠化治理等生態環境治理方面投入了大量資金,但這些治理工作確實起到了很好的作用。但綜合分析近年來西南巖溶山區石漠化發展趨勢,石漠化程度和面積仍在快速發展。究其原因,可以認為是這樣的:造成這個問題的原因是目前的管理模式和項目太多基於石漠化形成的外部控制,而是對地質環境的管理。

地質環境是壹切生態環境形成的基礎,地質環境條件的好壞決定生態環境的質量。“基礎不牢,地動山搖。”可以認為,忽視地質環境的有效修復,基於脆弱地質環境的石漠化防治工作只能取得理想的預期效果。因此,現有的石漠化綜合治理模式需要進壹步補充和完善。

(3)水資源短缺、土地短缺、土壤質量差的問題亟待解決

石漠化地區脆弱生態環境的基本特征是“地表缺水、土壤少、土質差”,這是石漠化形成發展的最根本原因,也是目前采取的石漠化治理工程難以解決的關鍵點。

巖溶山區巖溶發育強烈,造成地表水滲漏嚴重,地表幹旱缺水嚴重,導致巖溶山區人畜飲水和工農業生產供水困難,成為社會經濟發展的“瓶頸”。

“少土”是喀斯特石漠化地區生態環境脆弱的又壹典型特征。碳酸鹽巖成土條件極差,地形條件以山地為主,土地主要分布在山間盆地、山谷、窪地,耕地面積少,土地資源有限。隨著農村人口的增加,人均耕地有減少的趨勢。尤其是喀斯特山區,人口增長速度快,土地承載力低,人口密度高,必然導致糧食增長與人口增長的不平衡。以貴州省為例。2005年,全省人均耕地面積為1.7畝,其中人均耕地只有0.68畝。雖然退耕還林可以有效阻止水土流失的進壹步發展,但人口過剩的現實也相應增加了石漠化地區土地資源的壓力。雖然加大小城鎮建設和生態移民是緩解農村人口和耕地不足矛盾的有效措施,但也要看到,農民在未來相當長壹段時間內仍將對土地有較強的依賴性,生態移民也需要相應的水土資源作為支撐。因此,耕地不足成為制約生態移民工程實施的“瓶頸”之壹。

碳酸鹽巖巖溶地區耕地壹方面土層薄,分布不連續,保水抗旱能力差,另壹方面土壤中營養元素缺乏,嚴重的水土流失造成土壤中營養元素顯著減少,使耕地土質差,土地產量低,作物質量低,成為限制區域經濟發展的重要原因之壹。

喀斯特山區缺水、缺地、貧土與地質環境密切相關,是石漠化治理的難點,也是必須解決的最基本問題。

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