粤北岩溶山区石漠化土地的植被退化及其恢复途径——以英德、阳山、乳源、连州4县(市)为例

德、阳山、乳源、连州4县(市)为例

黄金国;魏兴琥;李森

【摘 要】The Karst mountainous area in northern Guangdong province is the main distribution region of rock desertification within the province. The rock desertification has become the main restriction factor for the ecoenvironmental improvement and social economy development. Taking Yingde, Yangshan, Ruyuan and Lianzhou as examples,the desertified land was divided into 4 levels based on the surveyed data, qualitative and quantitative analysis methods. Considering the practical situations of the natural, social and economical developments, contermeasures of vegetation restoration of desertified land with different levels were proposed according to the analysis of current situation, process of vegetation degradation, as well as its influence factors.%粤北岩溶山区是广东省石漠化土地分布的主要区域,土地石漠化已成为当地生态环境改善和社会经济发展的主要制约因素.以英德、阳山、乳源、连州4县(市)为例,采用实地调查、定性分析和定量分析等方法,将石漠化土地划分为4个等级.在分析石漠化土地现状特征、植被退化过程及其影响因素的基础上,结合当地的自然、社会和经济发展的实际情况,提出了不同等级石漠化土地的植被恢复途径与对策. 【期刊名称】《西北林学院学报》 【年(卷),期】2011(026)001

【总页数】5页(P22-26)

【关键词】石漠化土地;植被退化;恢复途径;粤北岩溶山区 【作 者】黄金国;魏兴琥;李森

【作者单位】佛山大学资源环境系,广东佛山528000;佛山大学资源环境系,广东佛山528000;佛山大学资源环境系,广东佛山528000 【正文语种】中 文

【中图分类】S288;S727.23

土地石漠化是指在湿润气候条件下,受喀斯特作用及人类不合理活动的干扰,喀斯特地表土层流失殆尽、基岩大面积裸露,呈现出一种无土无水无林、类似于荒漠化的景观现象与过程[1]。石漠化不但直接导致了水土流失、可耕地减少、旱涝灾害、水资源短缺和生态系统退化等自然灾害,而且还带来石漠化地区的经济文化落后、居民生活贫困等一系列社会问题。粤北岩溶山区是我国西南岩溶区的东延部分,也是广东省石漠化分布的主要区域,由于特殊的自然条件和社会经济发展背景,这些地区的经济发展落后,土地石漠化问题仍是制约当地社会经济可持续发展的核心问题之一。本文以粤北岩溶山区石漠化分布最为典型的英德、阳山、乳源、连州4县(市)为例,探讨不同等级石漠化土地的植被恢复途径,为粤北岩溶山区石漠化土地的治理提供参考。 1 石漠化土地现状特征 1.1 石漠化土地的分布

通过对1∶100 000TM影像进行解译和实地考察,目前英德、阳山、乳源、连州4县(市)石漠化面积为534.56 km2。根据基岩裸露率、植被与土被覆盖率、坡度3

个主要指标以及土地利用方式等社会经济因素,可将研究区内石漠化划分为极重度石漠化、重度石漠化、中度石漠化、轻度石漠化4个等级,各等级石漠化土地的面积分分布见表1。

极重度石漠化主要分布在阳山县东南部的东山、杜布、水口、江英、岭背镇,乳源县的古母水、大布、龙南、侯公渡镇,连州的星子、大路边,英德的岩背、石灰铺镇;重度石漠化主要分布于乳源县红云、大坪、必背、大桥镇,阳山县江英、青连、水口、东山、岭背等镇,英德市西侧青坑镇、东侧青塘镇,连州市山塘、大路边、清江、星子、东陂、保安、龙坪等镇,除在乳源县大桥镇、连州市大路边镇及其附近为大片分布外,其余为小片状分布或呈零星分布;中度石漠化主要分布于乳源县大桥、必背镇,连州市东陂、西岸、九陂、龙潭、高山、西江、龙坪等镇,阳山县江英、青莲、七拱、东山、大莨、犁头、岭背等镇,英德青坑、青塘等镇,一般呈小块斑状出现或呈零星状分布;轻度石漠化主要分布于阳山县—连州市一带的裸露石灰岩分布区,呈较均匀的斑点状分布,在本区东部和北部的覆盖型岩溶地区,盆地中周边分布的峰林或残残丘也多数属轻度石漠化。

表1 英德、阳山、乳源、连州4县(市)不同等级石漠化土地现状Table 1 Present status of different levels of rock desertification in the four target areas县(市)石漠化土地面积/km2石漠化等级英德阳山乳源连州合计/km2占石漠化面积的比例/%极重度石漠化土地0.881.940.240.313.370.63重度石漠化土地23.6272.4954.5611.90162.5930.41中度石漠化土地30.44107.1348.1545.26230.9743.21轻度石漠化土地31.5661.0414.0630.98137.6325.75合计88.46242.6086.50117.01534.56100.00 1.2 石漠化土地的主要特征

(1)极重度石漠化土地。石质荒漠景观表现十分明显,地表十分破碎,基岩裸露率＞

90%,石芽溶蚀沟、缝、坑发育,地表十分破碎;土壤侵蚀破坏极为强烈,原生土壤几乎全部流失掉,仅存土壤呈斑状分布于石芽、石缝间,土层不连续,厚度一般＜10 cm;地表植被稀疏,植被和土被覆盖率＜10%,仅在石芽、石洼和石穴处可见多年生草本和小灌木,主要有乌蕨(Stenoloma chusanum)、何首乌(Polygonum multi f lorum)、黑果薄柱草(Nertera nigricarpa)等草本植物。这类土地多发生在高纯度石质岩峰丛、峰林喀斯特山地丘陵上,土地利用类型为裸岩地,已丧失农业利用价值。 (2)重度石漠化土地。石质荒漠景观表现较明显,基岩裸露率70%～90%,地表破碎,石芽溶蚀沟发育;土壤侵蚀破坏较强烈,被石芽强烈分割,土层不连续,呈斑片状分布于石芽、石缝间,厚度较小一般＜20 cm;植被较稀疏,植被和土被覆盖率10%～30%之间,土层不连续,呈斑状分布于石芽之间,厚度一般＜20 cm;坡度陡(一般大于25°以上),植被较稀疏,有少量多年生草本和小灌木,植物种主要为旱生的野古草(Arundinella anomala)、牛筋草(Eleusine indica)、野菊(Dendranthema indicum)、白茅(Imperata cylindrica)等,土地利用类型为石垄地、荒草地,基本丧失农业利用价值,属生态环境严重脆弱型土地。

(3)中度石漠化土地。石质荒漠景观较明显,基岩裸露率在50%～70%之间,石芽分割土壤;土壤受侵蚀明显,但土层基本连续,呈片状分布于石芽、石缝间,厚度一般20～40 cm;植被和土被覆盖率在30%～50%之间,植被较发育,主要有青蒿(Artemisia apiacea)、类芦(Neyraudia reynaudiana)、马唐(Digitaria sanguinalis)、牛筋草和吊丝竹(Dendrocalamusminor)等草本植物和深绿卷柏(Selaginella doederleinii)等多年生草本和藤状灌木混合群落,亦可见乔木。土地利用类型为石垄地、坡耕地、草坡地,这类土地多发生在纯碳酸盐岩峰丛洼地或峰林地貌喀斯特山地丘陵上,人类活动强烈的地区,属于比较脆弱的喀斯特生态环境,过度垦殖是加剧水土流失和石漠化的重要原因。

(4)轻度石漠化土地。石质荒漠景观不显著,基岩裸露率在30%～50%之间,有石芽

零星散布土壤中,溶蚀沟、缝、坑不发育。土壤侵蚀较明显,分布比较零散破碎,土层基本连续,厚度一般30～50 cm;植被和土被覆盖率在50%～70%之间,植被生长较好,有野艾蒿(Artemisia lavandulaef olia)、青蒿等多年生草本和苎麻(Boehmeria nivea)、黄荆(Vitex negundo)等藤状灌木混合群落和少量马尾松

(Pinusmassoniana)等次生乔木;土地利用景观为灌木林地和坡耕地。这一地区土地资源具有多样性,开发利用方式较多元,目前人口密集,仍属落后的传统农业区,人们的温饱依赖于对土地的开发利用。 2 石漠化土地的植被退化过程及其影响因素 2.1 石漠化土地的植被退化过程与特征

石漠化过程中植被退化、丧失是最为直观和敏感的现象。石漠化植被退化、丧失过程,首先表现在物种数量减少,其次是群落组成成分、结构趋向于单一化,以及生物量和植被盖度降低。根据实地调查(表2),轻度石漠化土地的植被是以半灌木苎麻为优势种的禾本科植物和石灰岩藤状灌木的混合群落;中度石漠化土地的植被演替为以1 a生青蒿为优势种的草本和藤状灌丛群落;重度石漠化土地的植被退化为多年生野古草等草本植物群落及少量小灌木;极重度石漠化土地仅有乌蕨等苔藓地衣植物和极少数低结构草丛群落。由此可见,随着石漠化程度加重,植被生境愈来愈向旱生、岩生方向转化,群落结构趋于简单,多样性和植被盖度降低,植物群落出现乔木群落→灌木群落→灌草群落→草本群落→苔藓→石质荒漠方向的退化和演替,层片从4层变为1层,平均高度从55.7 cm降到5.4 cm,群落结构趋于简单,物种多样性减少,丰富度指数从1.80降到0.40,植被平均盖度从70%降至不足10%。实地调查表明,无论人为活动影响下由石垄地起始的石漠化植被演替系列,还是自然因素影响下由自然坡面起始的石漠化植被演替系列,都以植被系统的受损、退化过程为核心,以自然植被丧失为终结,最终形成仅有苔藓地衣和低结构草丛生长的石质荒漠。 表2 英德、阳山、乳源、连州4县(市)不同等级石漠化土地的植被特征Table 2

Vegetation features of different levels of rock desertification in the four target areas土地等级植物群落及结构丰富度指数植被平均盖度/%石漠化轻度为多年生草本和藤状灌木混合群落,有少量马尾松等次生乔木。以苎麻、野艾蒿、青蒿、牛筋草、黄荆群落为主,物种数超过17种,优势种为苎麻,群落层片4层,平均高55.7 cm 1.8050～70中度为多年生草本和藤状灌木混合群落,亦可见乔木。以青蒿、类芦、白茅、马唐、牛筋草和吊丝竹等草本植物和深绿卷柏等藤状灌木混合群落为主,有15种以上植物,优势种青蒿,群落层片3层,平均高45 cm 1.4030～50重度为多年生草本群落,亦有小灌木。以野古草、牛筋草、野菊、白茅群落为主,有11种以上植物,优势种为野古草,层片结构为2层,平均高30 cm1.1010～30极重度为苔藓地衣等低等植物和低结构草丛群落,仅在石芽和石穴处可见小灌木,优势种为乌蕨等,层片结构为1层,平均高5.4 cm 0.40＜10 2.2 植被退化的主要影响因素

(1)自然因素。首先,喀斯特山区碳酸盐岩系抗风化能力强,母岩造壤能力差,成土过程缓慢,在喀斯特地区,每形成厚1 cm的风化壳要4 000～8 500 a,若考虑淋溶则要(113×104)～(312×104)a,成土模数为45～75 t·(hm-2·a-1),只有非喀斯特地区的1/80～1/10[2-3]。差异性风化和非等体积风化使基岩面凹凸不平,甚至形成裂隙、地下管道和洞穴,从而形成土粒垂直方向上的搬运,使土壤表现为负增长,残留的土壤粘而瘦,物理性质很差,不适合植物的生长。其次,粤北喀斯特地区地貌类型复杂多样,以中山、低山、丘陵为主,地表崎岖破碎,整个区域不仅山地面积大,而且坡面陡峭,沟壑纵横,多乱石缝地和石旮旯地,山高坡陡的地表结构为土壤的重力侵蚀提供势能。乳源县的抽样调查结果表明,除河谷和洼地外,山体的坡度大部分都在25°以上,上部岩石风化脱落,形成落石在中下部堆积,土壤稀少,不利于植物生长。第三,研究区地处亚热带北缘,虽然年平均气温为20.1～21.9℃,年平均降水量为1 286～2 590 mm,但降雨的年内分配不均,月际变化大,有明显的干雨季之分,加上当地土层浅薄,土壤贮

水能力低,岩溶区入渗系数大,地下水水位变幅可达数十米,即使在多雨的生长季节,也常出现蒸发量大于降雨量的干燥期,形成岩溶性干旱气候,严重抑制种子萌发和植物生长,植被更新速度缓慢。此外,喀斯特地区适生的物种大都具有耐旱、喜钙、抗酸、抗瘠的特点,生长缓慢,绝对生长量低,适生树种少,群落结构简单,生态系统的正向演替速率慢且易中断,群落的自调控能力弱,植被遭到破坏后,适生的物种种源都较远,部分大粒种子需通过鸟类等动物的搬运才能侵入,大大延长了植被恢复的时间。 (2)人为因素。人类活动对喀斯特地区的植被退化及石漠化的发展起到了至关重要的作用,首先是人口的快速增长,近50 a来,英德、阳山、乳源、连州4县(市)人口总数从1955年的99.95万人增加到2007年的229.03万人,人口的增长必然导致“人与植被争夺土地”的局面,陡坡耕种、过度开垦、樵采和放牧导致植被退化的现象在所难免。其次,20世纪以来,当地先后遭到3次较大规模的生态破坏:第1次是在20世纪50年代末,“大炼钢铁”毁灭了大片原始森林和次生林;第2次是在“文革”期间,“以粮为纲”,开山造田,大肆砍伐林木;第3次是20世纪80年代初,农村实行家庭联产承包责任制,农民种粮的积极性空前高涨,开荒造地,植被再次遭到严重破坏。此外,近几年进行的“村村通公路”工程涉及面大,技术监督管理也不到位,造成工程周围植被退化现象相当明显。 3 不同等级石漠化土地的植被恢复途径 3.1 极重度石漠化土地的植被恢复途径

极重度石漠化土地岩石裸露率在90%以上,土壤很少、土层极薄(一般不超过2～3 cm)、地表水极度匮乏,立地条件极差,这类土地基本不具备人工造林的条件,因此,对此类地段必须采取全面封禁的措施,通过封禁,促进土壤有效积累,利用喀斯特山区有利的水热条件,促进植被自然恢复,先培育草类,进而培育灌木,通过培育形成自然乔、灌、草相结合的植物群落[4-5]。封育的方式主要有3种,一是全封,即在封山时间内整个封山地段禁止一切不利于林木生长的人为活动;二是半封即在林木生长季节实

行全面封山,其余时间在严格保护目的树种、幼苗、幼树的前提下,可以有计划地进行砍柴、割草、采集等活动;三是轮封,即为了协调农民对放牧、割草、采集等与森林植被恢复需求的矛盾,实行分片区轮流封山,一般情况下前3～5 a封山初期适宜全封,5 a后可实行半封。

3.2 重度石漠化土地的植被恢复途径

重度石漠化土地区域一般坡陡、基岩出露率高达70%～90%、植被覆盖率低,土地利用类型为石垄地、荒草地,基本丧失农业利用价值,属生态环境严重脆弱型土地。因此,应通过封山育林、人工造林与退耕还林等措施进行植被恢复。对于条件相对较差的地段,可经过局部整地,通过“栽针(叶)、留灌(丛)、补阔(叶)”或“栽阔、抚灌”的措施人工补植(播),再采取全面封禁措施;对于条件相对较好地段应遵循“适树则树、适草则草”的原则,选用耐干旱瘠薄、喜钙、岩生、速生、适应范围广、经济价值较高的树种、灌木、藤和草种(如香椿、任豆、菜豆树、阴香、南酸枣等),采取“见土整地、见缝插针、适当密植”的造林方式,提倡冬春造林和雨季造林相结合,推广吸水保水剂、促根剂、节水技术等高新造林技术,形成乔灌草合理配置的良好生态系统[6-7]。同时,对于坡度大于25°的坡耕地实施退耕还林,以营造生态公益林为主,经济林营造应结合当地农村产业结构调整,薪炭林营造应与农村生活能源需求相结合。退耕还林还草,建设和保护生态环境,短期内很难收到直接经济效益,因此,必须建立有效的激励机制,调动起农户的积极性,在退耕初期,各县(市)应根据当地的实际情况,施行奖惩制度或者有偿退耕的办法保证坡耕地的完全退耕,当流域治理好后,侧重于保护管理,防止重复破坏。 3.3 中度石漠化土地的植被恢复途径

中度石漠化生态脆弱区的人为活动十分强烈,分布着大量的陡坡耕地,由于土层薄、植被覆盖度较低、土壤疏松(石灰土)且呈片状分布于石芽、石缝间,水土流失严重、自然灾害频繁。因此,在植被恢复过程中,应遵循“适地适用”的原则,以蓄水、治土、

造林为核心,把生物措施、工程措施、耕地措施、管理措施等进行组装配套,强化资源与生态环境的合理保护与利用,加大天然林保护工程、退耕还林还草工程、坡改梯工程、水利水保工程的实施力度,重建以林为中心的复合农林牧生态系统[8-9]。在实施退耕还林还草工程的过程中应因地制宜地发展以经果林、竹、药、茶、草为主的立体型、生态型、经济型、复合型混农林业,使生态效益与经济效益相一致、短期效益与长期效益相一致,促进区域内社会和经济的可持续发展。 3.4 轻度石漠化土地的植被恢复途径

轻度石漠化生态脆弱区是粤北岩溶山区耕地资源的集中分布区,人口密集,大多属落后的传统农业区。土、水、肥及人地矛盾突出,低产田面积比重大,生产方式落后,生产力水平低下。因此,植被的恢复应根据山区坡面自然环境的垂直分布带特性,推行“山顶植树造林戴帽子、山腰坡改梯配置经果林拴带子、山下多种经营及生态农业铺毯子”,大力发展绿色产业、生态产业和“三高”农业,大力推行立体农林复合型、林果药为主的林业先导型、林牧结合型、牧农结合型、农牧渔结合型等生态农业模式[10],通过土地的合理开发与利用和产业结构的调整,逐步建立经济可持续发展的生态保障系统,为石漠化土地的植被恢复创造必要的条件。 4 结语

恢复植被是石漠化治理的关键环节,植被覆盖率的高低直观地反映了石漠化治理的成效。粤北岩溶山区石漠化土地的植被恢复在方法上既要实施植被保护、退耕还林、封山育林育草、土地整治和水土保持、改变耕作制度、推广农村沼气和易地扶贫等措施保护和恢复林草植被,还要通过调整农村产业结构,因地制宜地实施农业综合开发,重点发展立体农林复合型、林果药为主的林业先导型、林牧结合型等多种生态农业模式,这样既可以大幅度提高石漠化地区的植被覆盖率,恢复和重建石漠化地区良性生态系统,防治石漠化扩大,又可增加石漠化地区农民收入,调动农民治理石漠化的积极性。石漠化地区的植被恢复短期内很难收到直接经济效益,因此,必须建立有

效的激励机制和政策扶持、资金投入、科技支撑、人口控制等社会保障体系,只有这样,才能调动和保护农民群众参与石漠化治理与生态重建的积极性,推动石漠化的治理不断向前发展。 参考文献:

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