鄂西南石漠化山区的土地可持续利用研究

1 石漠化现状

石漠化是指在自然环境与人为活动相互作用下, 引发水土严重流失、植被严重毁坏、基岩裸露的一种地质过程, 是生态平衡发生破坏的产物。根据1999年至2002年统计, 通过遥感解译与地面调查, 全区岩溶石漠化总面积为2707.26km2, 占碳酸盐岩总面积的12.53%。其中, 重度石漠化面积184.87km2;中度石漠化面积996.06km2;轻度石漠化面积1526.35km2。

2 石漠化分布与发育特征

岩溶石山地区的石漠化大都发育在正地形突出部位。那里石芽、石脊发育, 仅在溶沟、溶槽内充填有少量的碎石土, 土层厚度多在0.3m～1.2m之间, 其中重度石漠化区土层厚度小于0.4m;中度区在0.4m～0.5m之间;轻度区大于0.5m。当地居民常在这么点微薄的土壤中耕种旱粮作物。这里缺乏植物生长所必须的水分和土壤, 致使其植被覆盖稀疏, 主要适宜季节性荒草生长, 见有少量灌木, 乔木类则更少。在这种环境下, 石漠化有越演越烈之势。在水土保持工作做的较好部位, 石漠化受到了一定程度的遏制。区内经解译与调查验证的石漠化分布与发育具有以下特征。

(1) 石漠化发生于植被覆盖率低, 水土流失严重的地带。如在调查验证的25处共112.7km2的石漠化面积中, 其值被覆盖率仅有31.72%, 植被中主要发育灌木和乔草, 乔木稀少。

(2) 受本区地层走向控制, 石漠化常呈NE-NNE向的条带状分布, 表明石漠化的发生与岩性有关。碳酸盐岩, 生态环境脆弱, 土壤层形成缓慢, 地形支离破碎, 易引发水土流失, 导致石漠化的形成;碎屑岩区, 特别是砂、页、泥岩分布区, 岩石的抗风化能力弱, 土壤层易形成, 地表面相对较平缓, 植被覆盖较好, 石漠化难以形成。

(3) 石漠化主要分布在于岩溶强烈发育的地层出露区。这些岩层出露区在地貌上往往形成背、向斜山脊, 山岭或山麓斜坡, 表层土壤易被降水冲刷流失形成石漠化。

(4) 这些年来采矿、筑路、水利水电、桥梁及工民建筑等工程活动, 形成不少因工程侵蚀所造成的石漠化。如建始县磺厂坪硫铁矿, 由于土法炼磺提硫, 大气污染与酸雨导致植物病变、坏死, 形成一片秃山, 石漠化反映明显。

(5) 石漠化发育较为集中的地段, 位于恩施市以下至长阳县渔峡口镇的清江中游两岸地带。这是由于那里岸坡稳定性较差和人类经济工程活动较剧所致。从行政区划上看, 较严重的是利川市、巴东县、恩施市;较轻微的是鹤峰县、咸丰县及五峰县。这是由于那里生态环境保护的优劣所致。

综上所述, 本区石漠化在平面上集中发育在中西部地区, 呈零星点状分布或与构造线同向呈窄条状展布, 在高程与地貌上主要发育于三级岩溶台面分布区的山脊、山岭、山顶、山麓斜坡及构造残山地带, 在岩性上多分布于T、0系地层出露区的植被稀疏地区。

3 石漠化成因分析

由于石漠化是水土流失导致的最终结果, 它与水土流失相伴而生, 因此, 石漠化的发展趋势必然受岩土体的性状、植被发育覆盖程度、所处地形地貌部位及其坡度、降雨时间的长短及降雨强度、人类经济工程活动的强烈程度等因素影响与控制。所以, 现就上述几方面分析论述如下。

3.1 表层松散土体的流失是导致石漠化形成的主要内因

从前述可知, 本区石漠化多分布发育于山脊、山岭、山顶和山麓斜坡地带, 这些地带的表部常由残坡积碎石土构成, 结构疏松、透水性强、土石比一般在3∶7～4∶6之间, 土层分布较薄, 多数不超过0.5m。同时, 由于土壤与其母质、母岩之间存在一个比较光滑的岩层层面, 较薄的心土层与其没有一个紧密的结合面, 在上述地形条件和久雨、暴雨的溅蚀冲刷下, 一方面导致碎石土直接顺坡, 顺沟流失;另一方面降雨渗入土层后, 很快沿岩层与土层接触面形成侧向通流, 将整个土层冲走导致基岩裸露地表形成石漠化。

3.2 植被扭盖率低是石澳化形成的外在因素

植被可以减缓坡面地表水逸流速度, 控制坡面流量, 阻止雨水直接冲刷地面。植被越发育, 水土流失越轻, 反之越重。植被对水土流失的控制作用主要取决于森林覆盖率和郁闭度, 森林覆盖率越大, 郁闭度就越高, 水土流失就越轻。区内的森林覆盖率在50年前为65%左右, 大跃进及其以后的农业学大寨时期森林遭到大面积的砍伐, 使森林覆盖率迅速下降, 随着森林的逐渐减少, 水土流失逐年加剧, 并导致局部石漠化的形成。如长阳县沿头溪小流域, 面积1 08.8 km2, 山高坡陡, 表层为褐黄色亚粘土, 亚砂土, 森林覆盖率仅为24.5%, 且以灌木为主, 郁闭度仅有0.15, 水土流失严重, 达到6458.7t/km2·a, 流失面积达87.8km2。自1982年开始以恢复植被为主的综合治理措施实施后, 到1992年止, 森林覆盖率提高到36%, 林草覆盖率高达67%, 形成以乔、灌、草为复层的森林系统, 郁闭度提高到0.45左右, 水土流失输沙量由原来的每年56.7万吨下降到目前的22.1万吨, 流失面积下降为58km2。由此可见森林覆盖率的大小对水土流失的控制作用非常显著。

3.3 地形坡度是造成石漠化发育形成的重要外因

由于沟谷溪流切割深度大, 斜坡坡度陡, 降雨时坡面上水流速度也很快, 携带泥沙多, 水流对坡面的侵蚀和冲刷强烈。研究表明:雨量相同时, 水流侵蚀强度最大的是坡度在20°～60°之间的斜坡。同时斜坡越长, 接受的雨量就越多, 水流势能也越大, 侵蚀和冲刷作用更强。因此, 水流对直线坡比对折线坡的冲刷和侵蚀作用要强, 这是因为直线坡坡面逞流畅通无阻所致。其中表现尤为突出的是分布在群山峻岭之间的坡耕地, 由于坡耕地的结构松软, 在久雨或暴雨的侵蚀和冲刷下, 极易形成中度-强度级水土流失, 进而导致石漠化的形成。

3.4 久雨或暴雨是石漠化发育形成的诱发因素

本区属亚热带季风气候区, 降水充沛。多年平均降雨在1100mm～1600mm, 降雨的时空分布极不均匀, 从时间上分析, 主要集中在5～9月份, 本段时间内降雨量占年平均降雨量的60%左右, 且夏季多暴雨, 雨量大, 强度高, 日雨量大于200mm时常常形成山洪暴发, 对坡面土体形成强烈冲刷侵蚀, 造成水土流失, 久而久之, 即形成石漠化。

3.5 不合理的人类经济工程活动促进了石漠化的发育形成

人类经济工程活动导致石漠化的发育形成主要表现在以下三个方面:20世纪60～70年代时期的大跃进和农业学大寨时期的毁林开荒, 导致区内森林植被迅速减少, 水土流失逐年加剧, 进而导致局部岩石直接裸露地表形成石漠化;大量坡耕地正在不断促进水土流失的加剧;修路与采矿导致石漠化的直接形成, 一方面因修路采矿等开挖直接导致岩石裸露地表;另一方面因其弃渣随意堆放形成间接石漠化。

4 石漠化土地可持续利用策略

本着以防为主, 防治结合的原则, 针对全区石漠化的发育分布特征及其成因, 提出防治区划, 对不同地段不同的石漠化发育程度, 有针对性地提出不同的防治方法, 具体说来, 主要有以下几方面。

4.1 石漠化恢复保护措施

为了遏制已有石漠化的日益恶化趋势, 首先应依据国家有关法律、法规, 由各级政府负责, 在保护石漠化工程中、做好国土、环保、农业, 林业等部的协同配合工作。贯彻执行国家及地方的有关方针、政策和法规;广泛宣传相关法律法规及条例, 建立健全石漠化保护工作的规章制度, 唤起全民生态环境地质环境意识, 增强保护和建设石漠化的责任感和紧迫感。制订、实施防治石漠化的规划与措施, 动员当地政府和居民参加石漠化恢复与保护的积极和主动性。

其次利用不同时段的ETM遥感数据进行石漠化遥感动态监测, 对典型重点地段, 以IKONOS为主要数据源进行1/l万精度的石漠化动态监测, 其目的是为相关部门提供石漠化发展趋势与动态数据, 以便及时采取预防治理措施。由于目前还无行之有效的防治, 恢复与保护石漠化的可行措施, 因此, 应选择3～5处石漠化强烈发育的不同地段, 进行1/5万以石漠化恢复保护为核心的生态环境地质、地下水资源调查, 在查清环境地质背景的情况下, 进行石漠化防治、恢复与保护措施, 方法的研究示范。并总结其经验, 推广于全区。

4.2 石漠化恢复建设工程措施

石漠化的建设与恢复, “水”是根本, 因此, 在中度和重度石漠化区, 以建设与恢复为主, 根据各区、段岩溶水文地质条件的不同, 在充分论证的基础上, 选择以下措施进行治理恢复。

(1) 供水工程措施。

由于中度和重度石漠化区土壤分布少而贫瘠, 植被不发育, 降雨时易造成水土大量流失, 但雨停后又形成干旱, 植被难以成活, 为了恢复该区植被, 则应依据各区的环境地质条件, 采取不同的取水工程 (蓄、引、挖、堵、护、钻等) 措施, 开发利用岩溶水资源, 为恢复植被与缓解该区居民用水提供水源。

(2) 植树造林措施。

植物措施是防治石漠化的根本, 恢复植被是治理水土流失的主要途径, 是恢复石漠化的关键。植树造林时要遵循多种合理布局、多种树合理配置的原则, 采取封森治理与营造水土保护林的方法, 并根据各区段的环境水文地质条件、选育适宜的树种、果木、药材等进行间种, 充分考虑其经济效益和水土保持效果。

(3) 水土保持措施。

由于本区降雨强度大且又集中, 易引发水土流失、因此, 在水土流失严重的区段因地制宜地进行坡面开挖截流沟, 沉砂池等工程, 防治地表经流对斜坡的冲刷, 在沟道部位修建拦砂坝工程及缓坡地带进行坡改梯的工程, 从而减缓坡面, 增厚土层, 减小地表径流, 达到水土保持的目的。

5 结语

通过上述分析论述可知, 导致石漠化形成的各因素相关促进, 相互作用, 在现已形成的石漠化区由于土壤贫瘠, 植被稀疏其生态环境已遭到严重破坏, 尤其是中等和严重石漠化区, 若任其发展, 不加以防治, 必将越演越烈, 因此, 针对区内发育分布的石漠化特征及其成因, 初步提出了恢复保护措施和工程防治措施建议, 供相关部门防治石漠化时参考。

摘要：本文基于笔者多年从事鄂西南土地利用的相关研究经验, 以鄂西南石漠化山区的土地可持续利用为研究对象, 分析了当前鄂西南石漠化的现状, 探讨了石漠化的分布与发育特征, 进而对石漠化的成因进行了研究, 在此基础上, 提出了石漠化山区的土地可持续发展策略, 全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：石漠化,山区,鄂西南,土地,可持续

参考文献

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