云南省石漠化現狀及環境問題

段蓉 李廷勇,*

（1 云南省高原地理過程與環境變化重點實驗室 云南昆明 650500 2 云南師范大學地理學部 云南昆明 650500）

引言

自西部大開發以來，云南省社會經濟得到了全面快速發展。但是作為集山區、邊疆、多民族以及經濟相對落后于一體的省份，為了進一步推進區域協調發展，必須處理好生態環境保護與可持續發展中面臨的眾多問題。云南是我國生態環境重點區域和西南生態安全屏障[2]，地貌類型多樣，多山地峽谷，生態環境脆弱。目前云南省的發展定位是“生態文明建設排頭兵”、“面向南亞東南亞輻射中心”，以及“民族團結進步示范區”，經濟與生態環境的協調發展成為云南省高質量發展的客觀要求。巖溶地區被認為是同沙漠、草原、黃土高原一樣生態脆弱的地區，具有水土流失、植被退化、農業生產力低下等一系列生態環境和社會經濟問題。石漠化是一種土地退化的現象與過程，主要發生在熱帶亞熱帶暖溫帶等濕潤半濕潤的氣候條件下，巖溶環境的背景加上人類活動對自然界的強烈干擾，使得這些地區的植被退化，水土嚴重流失，基巖裸露，最后造成土地生產力下降，出現類似于荒漠景觀的生態環境問題[1]。西南地區是我國巖溶最集中連片分布的地區，也是巖溶生態環境問題最嚴重的地區。云南省作為我國西南巖溶區的重要組成部分，其中石漠化面積達34773km2，僅次于貴州與廣西[2]。但是相對于貴州和廣西等省份對巖溶生態環境問題及綜合治理的深入研究，關于云南省巖溶地區生態環境問題的研究相對不足。本文通過對云南巖溶分布和石漠化現狀及成因分析，總結了云南巖溶地區的主要生態環境問題及影響因素的研究現狀和理論基礎，并為今后的研究工作提出了一系列建議。

1 云南省巖溶與石漠化現狀

1.1 碳酸鹽巖分布

中國西南地區碳酸鹽巖出露面積53.26 萬km2，占土地面積的27.36%；其中云南省碳酸鹽巖分布面積為24.1 萬km2，碳酸鹽巖出露面積為10.83 萬km2；在云南省的125 個縣中有64 個巖溶縣（碳酸鹽巖出露面積大于30%），分別有26 個縣和9 個縣的碳酸鹽巖出露面積大于70%和90%，主要分布在滇東地區，處于西南巖溶分布帶的中心（圖1）[3]。

圖1 中國巖溶類型分布圖[4]

1.2 地層與巖性

云南省巖溶集中發育于中泥盆統——中三疊統地層，碳酸鹽巖連續沉積、厚度大、成分純，巖溶發育強烈。碳酸鹽巖的空間分布對巖溶石漠化影響較大，云南省的裸露型碳酸鹽巖主要集中于滇東北和滇東南地區（圖2）。滇東北的碳酸鹽巖主要以古生界的灰巖、白云巖和碎屑巖呈夾層互層形式產出，土壤分布相對連續、厚度較大，石漠化較分散、石漠化面積約為27%。滇東南地區以上古生界石炭系、二疊系以及大面積連片分布的中生界三疊系中厚層狀純灰巖和白云質灰巖為主，土壤分布不連續、淺薄；石漠化面積高達53%，呈片狀連續分布。

圖2 云南省碳酸鹽巖分布圖

1.3 巖溶面積

中國巖溶面積為344.4 萬km2，巖溶地貌類型多樣，全國裸露型巖溶地貌面積為90.7 萬km2，集中分布在以貴州為中心的中國西南黔滇桂湘鄂川渝地區（102-111°E，23-32°N）。其中巖溶面積最大的是貴州（12.12 萬km2），云南（10.86 萬km2）和廣西（8.17 萬km2）。云南省是我國巖溶分布最為廣泛的省區之一，巖溶地貌遍布全省17 個地、州、市。主要集中分布在：（1）滇西北褶斷帶高山—中山峽谷、（2）滇東北拗褶帶中山峽谷、（3）滇中—滇東臺背斜臺褶帶山原盆地、（4）滇東南褶皺帶中山峰叢盆地和（5）滇西褶皺帶中山寬谷盆地（圖2）[4]。云南128 個縣（市、區）中，118 個縣（市、區）分布有巖溶地貌。全省有64 個縣的巖溶面積占國土面積30%以上，被列為國家巖溶石漠化重點監測地區。

1.4 石漠化現狀

巖溶地區石漠化由脆弱的自然，生態和地質環境，加之主導驅動力——強烈的人類活動共同作用形成。自1999 年以來，中國西南巖溶地區的石漠化在21 世紀之前加劇，直至國家生態修復工程開始實施，石漠化進程才開始有所減緩，重度石漠化地區得到有效治理，面積由38.08%降至15.31%。截至2016 年底，西南地區石漠化土地面積為9.2 萬km2，相比2005 年減少了3.7 萬km2，減少了28.68%。云南石漠化面積達3.5 萬km2，占土地總面積的8.8%，占巖溶面積的31.36%，占西南地區石漠化面積的38%，是西南石漠化面積第二大省，石漠化最嚴重的區域是文山、紅河及曲靖3 個地州（市）（圖3）[5]。

圖3 云南省石漠化分布圖[5]

1.5 主要生態環境問題

1.5.1 水土流失嚴重

云南省大部分巖溶地區年降水量在1000mm 左右，西部、西南部和東南部年降水量較大；降水主要集中在夏秋季節；加上地形陡峻，地表植被覆蓋率小，導致水土流失嚴重。此外，盲目毀林毀草墾荒，陡坡耕種等也加重了地表徑流對表土的侵蝕，使得耕地質量逐年下降，生存條件日漸惡劣。最后，隨著云南省城市化進程加快，城市人口稠密，工農工業及生活排放的面源污染未得到有效控制，部分支流河流和湖泊污染嚴重，導致水資源短缺的矛盾更加突出[6]。對滇東南文山州西疇縣的土壤地力和水土流失狀況的研究發現，2004年耕地產流量為214.26t·hm-2，產沙量為2.07t·hm-2，均高于當地的花椒地和林地；耕地是產流產沙、固體和液體養分流失最嚴重的土地利用類型；土地開墾是造成滇東南石漠化地區水土流失的重要原因。此外，缺乏植被保護、巖溶裂隙發育等也導致地表水資源缺乏。

1.5.2 成壤速度慢及土壤質量差

巖溶區的成土母巖多為石灰巖或白云巖，成壤速度慢。據研究，巖溶區形成1cm 厚的土層所需要的時間，是同緯度非巖溶區的10～40 倍，每形成厚1cm 的風化殼需要4000～8500a，只為非巖溶地區的1/80～1/10。此外，云南石漠化地區土壤顆粒大，鎂鈣離子濃度高，所以土壤礦化嚴重，保水性差，植被難生存。最后，巖溶區形成的土壤土層薄，層次發育不全，土層與下伏的剛性巖土粘著力差，極易侵蝕；當發生強降水時，加速淺薄的土壤層流失。

2 云南省巖溶石漠化主要原因

2.1 自然因素

云南省地處我國地勢第一、二級階梯過渡地帶，經歷過多次構造運動，地勢自西北向東南方向遞減，最高處是海拔6740m 的梅里雪山，最低處在海拔76m 的滇南河口縣的南溪河與沅江交匯處，地貌縱橫起伏，高差極大（圖4）。云南省氣候類型多屬高原季風氣候，年降水量多在1100-1600mm，干濕分明，干季時間跨度長，11 月到次年4 月的降水量僅占全年降水量的5%-15%（圖4A、C、D）；長時間季節性缺水限制了巖溶地區地表植被的生長發育。地表和地下都受內外力作用發生強烈溶蝕和侵蝕，導致山體尖聳，溝壑縱橫，溶洞眾多，這樣地表地下的雙層空間結構使水土資源難以保存。

圖4 （A）云南省氣候類型圖；（B）云南省地形圖；（C）云南省年平均溫度圖；（D）云南省年降水量圖。

2.2 社會經濟因素

2.2.1 人口

從1965 年到2018 年，云南省總人口從2088.4 萬增加到4829.5 萬；滇東人口增長較快。云南巖溶地區人口多，占全省總人口的59%；人口密度129 人/km2，高出全省平均值19 人；人口增長給脆弱的巖溶生態系統造成了很大壓力。此外，全省少數民族人口數達1621.3 萬人，占全省人口總數的33.6%，是全國少數民族人口數超過千萬的3 個省區（廣西、云南、貴州）之一；而很多民族聚集地由于歷史和現實多方面的原因，農業人口占比高，生產方式比較落后。例如文山壯族苗族自治州作為云南石漠化重災區，2018 年逐漸較少，人地矛盾突出，耕地嚴重不足[5]。研究表明，人口密度與石漠化程度呈正相關。“越耕越窮、越窮越耕”是巖溶石漠化地區普遍存在的現象，即當巖溶區的人口超過當地的土地承載能力時，不斷加大對土地與生物資源的開發力度，從而形成了“人增—耕進—林（草）退—巖石出露—土壤侵蝕—石漠化”的惡性循環。云南94%的地形都是丘陵、山地、高原，可耕地面積少，人地矛盾異常突出。民族地區原始開荒的農業生產模式一直存在，導致林草地銳減，水土流失嚴重，大面積的巖石裸露在地表，石漠化現象嚴重。

2.2.2 工業

有著“有色金屬王國”的云南省，大力發展有色金屬礦采選冶煉工業。滇東和滇東南（蒙自、開遠、平遠街、個舊）是發展有色金屬工業的重點地區，也是石漠化最嚴重的地區[8]。黑色和有色金屬礦產的開采和冶煉對石漠化的影響主要包括：（1）對巖溶石山的礦產進行露天開采，導致基巖大面積裸露；（2）采選冶煉中隨意排放的三廢中含有大量的砷、汞等有毒有害物質，直接造成巖溶石山區的喬木、灌木、草本植物大量死亡，并嚴重危害苔蘚、藻類等先鋒植物，加重石漠化。

2.2.3 旅游

云南東部與東南部是巖溶山水文化旅游區，也是石漠化重點區域，包括曲靖市南部地區，昆明市石林縣和宜良縣、紅河哈尼族彝族自治州，以及文山壯族苗族自治州。巖溶地區旅游業的發展在一定程度上促進了喀斯特自然資源的合理利用。但是旅游業作為一項經濟產業，在開發初期及運營時期，因為不合理的旅游開發活動和不完善的旅游管理，對動植物種群構成消極影響，造成環境污染、破壞與侵蝕，從而使得石漠化程度加重，范圍不斷擴大[9]。

2.2.4 交通建設

隨著社會經濟發展，云南大力加強交通基礎設施建設。在1990 年至2018 年期間，陸上交通路線建設里程從5.82 萬公里增加到25.16 萬公里，增加將近4倍，其中公路里程從5.65 萬公里增加到24.88 萬公里。交通建設占用大面積林地，破壞自然植被。在工程建設期間地表破碎化嚴重，在云南地質地貌及氣候背景下，造成嚴重的水土流失，基巖裸露，石漠化加重。例如在紅河州開遠市大莊鄉大坡頭村和瀘西縣中樞鎮既比村，在追求經濟發展的同時不斷毀林開荒、燒山采礦和修路，惡化了當地的生態環境，最后導致石漠化加劇[10]。

3 對策與建議

3.1 政策法規

對巖溶地區要把以植被恢復為主的生態文明建設作為國家目標和社會需求，在石漠化地區堅持實施防治結合的戰略，推動綠色發展，堅持“保護優先、自然修復為主”的生態文明思想。嚴格執行法律法規，根據國家出臺的《森林法》、《水土保持法》、《環境保護法》等，對亂砍濫伐、毀林毀草開荒、毀壞水利設施和基本農田、非法征占農用地等破壞生態的違法行為進行嚴厲打擊和查處，實施依法治林，著重設計石漠化“國家生態修復工程”。

3.2 基礎科學研究

深入開展針對巖溶地區無機地球化學、生物地球化學，以及生物學和生態學等學科的基礎研究，是揭示系統功能和制定石漠化治理方案的關鍵，對當地石漠化治理具有重要意義。不同土壤利用方式影響土壤中氮磷總量，其影響程度由土壤質地和管理措施決定，進而間接影響土壤微生物活動及土壤質量。例如在云南紅河州進行巖溶區生態重建時，發現叢枝菌根真菌可通過形成復雜的菌絲網絡參與植物水分吸收和運輸，提高植物吸收礦物養分的效率，可促進團聚體的形成和土壤碳氮循環。因此，在巖溶地區植被恢復和重建時可以利用叢枝菌根真菌類群來提高成功率，縮短修復周期[11]。此外，也可利用穗枝赤齒蘚形成的保水保肥生物結皮，來改善巖溶裸露石塊表層的惡劣環境。由于不同巖溶石漠化地區的植物生長形式存在差異，其葉功能的表現形式也不同。研究表明，通過改變光、溫度、水分，地貌等條件，可以間接塑造植物的功能特征[12]。在由強積溫效應形成典型干熱河谷氣候的云南高原峽谷研究區發現，耐旱和耐熱植物群落更適合生長。而在位于云南-貴州高原起伏地帶的高原山地研究發現，由于海拔的升高，氣溫降低，則生長著喜陰和潮濕的植物。所以在不同氣候下的巖溶石漠化地區可根據其不同的環境因素構建適宜當地的生態系統。

3.3 科技攻關

對巖溶地區的生態環境治理主要集中在對石漠化的綜合治理。以增強水土保持為目的的植被恢復模式有生態工程技術治理、小流域綜合治理、地頭水柜、砌墻保土、坡改梯等模式。為促進石漠化地區農村經濟發展，提出了“三位一體”（養殖—沼氣—種植）、農村循環經濟生態產業發展等模式。為提高巖溶地區的生態效益提出植樹造林和封山育林模式、人工促進天然植被恢復模式、生態工程技術治理模式。這些措施在實踐中取得了較好效果，增加了森林覆蓋率、改善了生態環境，使部分農民得以脫貧致富。例如紅河州開遠市大莊山馬哨村磨石溝成為了石漠化治理的典型例子。2015 年12 月，由于人為燒山，此地的生態環境受到嚴重破壞，石漠化持續加重。但經過封山管護、封山育林，人工促進天然植被恢復等措施，實現了石漠化生態修復。到2016 年12 月再次調查時，當地植被得到了不同程度的恢復，生態環境有所好轉[11]。

3.4 關鍵技術推廣應用

在“水是關鍵，土是基礎，植被修復是標志，產業結構優化和替代產業培植是保障”的理念指導下，云南省石漠化綜合治理工程（2000-2015 年）加大了石漠化綜合治理關鍵技術的適用性評價及推廣應用。在云南建水縣，于2008-2012 年期間完成了石漠化地區人共造林39098 畝，封山育林81547 畝，草場建設15512 畝。在個舊市，2011 年在石漠化嚴重的老廠鎮和大屯鎮進行了人工造林8579 畝，草地改良2589 畝；到2012 年時這兩個地區的植被覆蓋率提高了6.05%，每年減少土壤侵蝕量2.07t，石漠化得到明顯減緩[11]。

3.5 城市化與生態移民

隨著中國社會經濟的高速發展，中國正處在高速城市化的階段；在未來10-20 年內，將有大量農村人口進入城市生產生活。由于多數巖溶石漠化地區都存在資源匱乏、生存環境惡劣、經濟水平落后等問題，對重度石漠化地區進行生態移民，推動城市化是解決當地生態環境問題的方法之一。生態移民是一種人口和環境資源再分配的策略，對遷出區（封山育林）和遷入區（按當地自然環境的承載力進行景觀生態規劃和生產生活布局）采取不同的措施，從而實現雙贏[12]。政府在推進地區經濟發展時，可適當地促進當地非巖溶區城市的發展，為進城的農村人口提供相應的就業崗位，提供經濟房和就業補貼等，以此來吸引巖溶地區的農村過剩人口，從而減緩和遏制石漠化的趨勢。例如云南保山市和巧家縣等地，在2000 年陸續有組織地向德宏市盈江縣等地移民，有組織的向外地輸送農村剩余勞動力，減少對當地自然資源的破壞，有利于恢復移出地的生態系統，減少巖溶石漠化地區對資源的壓力[13]。

3.6 其他

云南有著豐富的旅游資源和多樣的少數民族特色文化，適合因地制宜地開展特色旅游業和生態旅游農業（例如巖溶景觀，結合茶園、果園、綠化休閑景觀等），帶動當地經濟發展。例如處于滇東南片區的旅游路線（昆明-宜良-石林-瀘西-彌勒-丘北-羅平-陸良），與貴州、廣西交界，是中國最大的巖溶地貌分布地區，旅游資源呈片狀分布[14]。獨特的巖溶景觀和多彩的少數民族文化共同形成了世界上獨特的旅游資源。因此，可推廣生態保護區開發旅游模式，建立多功能“國家公園”式保護區等，以此帶動服務、交通等產業的發展，轉變以土地耕種為主的傳統農業生產模式，實線對巖溶石漠化的根本性治理[15]。

結語

云南省碳酸鹽巖大面積出露的地質背景、高低起伏的地勢，獨特的高原季風氣候等自然因素，共同塑造了生態環境脆弱的巖溶地貌；加上不合理的傳統農業耕種方式等，導致了巖溶石漠化的發育；滇東北和滇東南是石漠化最嚴重的地區。人口增加、人地矛盾加劇、工業生產、交通設施建設、不合理的旅游開發等是導致或加劇石漠化的重要原因。巖溶石漠化地區植被覆蓋率低、水土流失嚴重、生態環境脆弱、生產力低下，經濟發展水平相對落后。為了巖溶石漠化地區的生態恢復和石漠化治理，需要制定并嚴格執行相應的法律法規、宣傳和樹立生態文明理念、深入開展針對巖溶地區的基礎科學研究、摸索和推廣石漠化綜合治理方案和措施、封山保育和人工造林恢復植被、增加水土保持能力，發展農村循環經濟生態產業。此外，結合城市化進程因地制宜地進行生態移民，開發具有巖溶和當地民族特色的旅游項目等，也是全方位多層次進行巖溶石漠化綜合治理的有效措施。