喀斯特峰叢洼地坡地水土流失與阻控技術

鄒志剛 曾馥平

[摘要]在長期定點觀測的基礎上，先對喀斯特峰叢洼地水土流失進行了分析，提出了水土流失阻控的主要技術措施，隨后對廣西區環江縣水土流失阻控技術集成與實踐進行了回顧，為西南喀斯特地區的水土資源高效利用提供技術支撐。

[關鍵詞]喀斯特;土壤;養分漏失;工程措施;水土保持

[中圖分類號]P931.5[文獻標識碼]A

以滇貴黔連帶成片的我國西南喀斯特地區（世界三大喀斯特地區之一），受自然因素（易淋溶、土層淺薄、土被不連續、成土慢等）和人為因素（過度開發及不合理的耕作方式）的影響，大部分地區的植被退化嚴重并逐漸形成石漠化景觀。統計表明，西南地區有11.35萬km2的石漠化土地，占全國石漠化總面積的53.4%，直接威脅著長江、珠江流域上游的生態安全。石漠化在宏觀上表現為植被退化后水土流失嚴重與生態服務功能的喪失，在微觀上表現為生境土壤養分的丟失與空間異質性的增強。土壤水分和養分供給是喀斯特土壤最為重要的生態功能之一， 是該地區植被恢復和石漠化治理的基礎。在氣候、母巖、地形、植被和人為干擾等諸多自然和人為因素的影響下， 喀斯特土壤水分、養分的時空分布表現出明顯的異質性， 同時這種特殊生境對喀斯特地區植被群落的組成、物種分布和生物量格局都有著十分深遠的影響。同時，由于過度開墾種植，農田水土流失也日益嚴重，直接影響當地農民的農業生產。本文在中國科學院環江喀斯特站長期監測的基礎上，對喀斯特峰叢洼地坡地的水土流/漏失進行了分析，提出了水土漏失阻控的主要技術措施，隨后對廣西區環江縣喀斯特區水土漏失阻控的實踐進行了回顧，為西南喀斯特區的水土資源高效利用提供技術支撐。

1 喀斯特峰叢洼地水土流失特征

西南喀斯特生態脆弱區位于珠江水系上游，在人為活動的干擾下，地表植被受到嚴重破壞，土壤侵蝕明顯，水土流失加劇，基巖裸露率增加，地表出現類似荒漠化的土地退化。目前廣西喀斯特地區耕地僅占土地總面積的9%，大大低于全國耕地面積占國土總面積14%的比例。在喀斯特峰叢山地，耕地面積不足土地總面積的5%，而且除洼地底部外，均是分散的石窩地，土層薄、肥力差。但洼地底部相對集中的耕地資源在雨季又常常短暫受淹，利用率低。在調蓄水資源方面，因為地表植被嚴重破壞，降雨會快速向地下滲漏，形成地下水豐富但是地表水稀缺和“無雨則旱，降雨則澇”的現象。旱季由于降水稀少，儲水困難，日常生產基本無法進行，人畜飲水用水也十分緊張。然而在長時間降雨或強降雨時，又會出現大面積內澇。干旱與季節性洪澇等自然災害使喀斯特洼地人民的財產與玉米種植遭受巨大損失。統計表明，近年來廣西喀斯特地區有400多萬人口面臨缺水問題，平均每年有116.73萬hm2農作物遭受到旱澇災害，約減收11.15億kg糧食，造成4.47億元的經濟損失。由于缺水、缺土，土地生產力低下，玉米每667m2產量只有150kg左右，造林的成活率不到20%，而且樹木生長非常緩慢。

2 峰叢洼地水土流失阻控技術

長期以來，黃土高原等非喀斯特地區的水土流失已經受到了各界人士的廣泛關注，但是針對于喀斯特區的水土流失的研究還需要進一步深入。與非喀斯特區不同，喀斯特區溶蝕孔隙、裂隙、管道等的發育使水土流失具有隱蔽性，同時，土壤短距離丟失和地下漏失現象普遍存在，這在一定程度上限制了傳統土壤侵蝕研究方法在喀斯特區的應用，并嚴重影響西南喀斯特地區水土流失防治工程的效果。

為了搶救喀斯特峰叢山區的土地資源，在已有工作基礎上，依據有效保護、充分合理利用水土資源以及改善生態環境的原則，結合石漠化的綜合防治，根據不同土地類型，針對不同地貌部位特有的水文地質結構、巖+土組合特征以及水土流失的主要途徑，基于生物與工程技術，采用相應措施的切斷了地表、地下流失通路，并過濾泥沙;通過發展水土保持水源林，可以改良土壤，提高調蓄水資源和保持水土的生態功能。以生物措施為主，結合相應的、小型分散的工程措施，兼顧生態效益和經濟效益，因地制宜的實施了水源林、植物籬、截留溝、坡改梯、炸石、砌墻保土、客土整地等措施試驗與示范。如：利用藤本植被覆蓋或去除裸露巖石，以防治巖石表面徑流引起的土壤侵蝕;改進種植結構避免翻動土，減少石旮旯地和土層薄的土地的地下漏失;對于土層相對較厚、土被相對連續的土地，采取炸石、砌墻保土、植物籬、立體種植相結合防治水土流失。篩選出7種適宜喀斯特區的水保植物，即山貓豆、火龍果、牧草、金銀花、薜荔、赤蒼藤、山麻桿;并設計了牧草+金銀花、牧草+火龍果、牧草籬、貓豆+花生、扶芳藤+果、山麻桿+果等生態土地優化利用模式。通過開展試驗示范工程，開發了以峰叢洼地土壤漏失阻控為核心的水土保持技術體系，包括：峰叢洼地不同地貌部位的水土保持林建設技術、薜荔植物籬技術、裸露石芽植物籬技術、砌墻保土地埂植物籬技術、隔坡式植物籬技術、土+石組合微地貌單元水土保持技術、坡面植物梯化技術、洼地整地種植火龍果技術等。

3 土壤漏失/流失阻控技術集成與示范

3.1 技術集成

基于坡面、洼地落水洞、裂隙土壤侵蝕研究結果，研發坡耕地梯化、植物籬種植、免耕保土耕作技術，構建了喀斯特峰叢洼地土壤流失阻控技術體系，并在平果果化示范區和環江下塘示范區進行了示范退耕。

3.2 技術示范

廣西環江縣下南鄉下塘示范區（ 中心坐標107°55′56.53″E， 24°55′39.17″N）主要開展石漠化垂直分帶治理模式示范，選擇石漠化較為嚴重的喀斯特坡地，根據坡頂、坡上部（石質坡地）-坡腰（土石質坡地）-坡麓（土質坡地）-易澇洼地的垂直分異規律，實施因地制宜的峰叢洼地石漠化垂直分帶綜合治理模式。封禁坡頂、坡上部的石質坡地以恢復植被，防治地下和地表土壤流失;通過退耕還林、退耕還灌、退耕還草等方式在坡腰土石質坡地種植經濟林和生態林以防止犁耕侵蝕;針對土質的坡麓以坡改梯防治水土流失;在洼地建設合理的水利工程來防治內澇，保障基本農田的高產穩產。

該示范的的主要技術內容如下：①人工造林結合封山育林，提高地表植被覆蓋度;②對坡頂和坡上部石質坡地實施全面封禁，以自然修復為主，排除土壤擾動，有利于形成對孔隙和孔洞有封閉作用的多年生植物根系網絡，防止地下和地表土壤流失;③在土石質坡腰地段，應盡可能采取退耕還林、退耕還灌、退耕還草、建設經濟林、生態林、圍欄放牧等措施，減少犁耕運移土壤直接驅動的土地石質化和防止由農耕破壞植物根系、擾動土壤而增加的土壤流失;④將坡麓土質坡地整改為梯田，以防止水土流失;⑤在洼地建設水利工程，避洪耐澇，形成高產穩產的基本農田。

該模式已在桂西北喀斯特峰叢洼地石漠化嚴重地區推廣示范應用，其中廣西環江下塘示范區通過2011～2014年的治理（圖1），封山育林面積2000余hm2，營造林面積62hm2，森林覆蓋率增加4個百分點，石漠化得到控制，生態環境明顯改善。

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[收稿日期]2018-12-13

[基金項目]國家科技支撐計劃項目（2015BAD06B04）資助。

[作者簡介]鄒志剛（1995—），男，湖北公安人，碩士研究生，主要從事喀斯特生態系統的生態服務功能評價等相關工作。

[通訊作者]曾馥平（1964—），男，湖北天門人，主要從事喀斯特生態恢復相關的科研與扶貧工作。