但新球, 吳照柏, 賀東北, 吳協(xié)保, 屠志方, 李夢(mèng)先, 但維宇
(1.國(guó)家林業(yè)局中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院,長(zhǎng)沙 410014;2.國(guó)家林業(yè)局石漠化監(jiān)測(cè)中心, 長(zhǎng)沙 410014; 3.國(guó)家林業(yè)和草原局,北京 100714)
石漠化旱地因基巖裸露度高、土被不連續(xù)、土層薄,存在缺土少水,土地生產(chǎn)力整體較低的實(shí)際情況,但旱地是巖溶地區(qū)廣大群眾生存的根本和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ),直接關(guān)系到區(qū)域糧食生產(chǎn)安全、精確扶貧和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。加強(qiáng)石漠化區(qū)域旱地質(zhì)量評(píng)價(jià),因地制宜地開展旱地提質(zhì)改造和合理開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng),充分發(fā)揮旱地的生產(chǎn)潛力,是現(xiàn)階段促進(jìn)巖溶地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵任務(wù)。目前廣大學(xué)者主要是針對(duì)石漠化旱地開展土壤養(yǎng)分、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)力及水土流失等方面進(jìn)行研究[1-3],但對(duì)石漠化旱地現(xiàn)狀及保護(hù)利用對(duì)策方面的研究極少。
據(jù)巖溶地區(qū)第三次石漠化監(jiān)測(cè),我國(guó)巖溶石漠化監(jiān)測(cè)涉及湖北、湖南、廣東、廣西、重慶、四川、貴州、云南8省(區(qū)、市)的465個(gè)縣,縣域國(guó)土總面積10 710.2萬hm2,其中5 909個(gè)監(jiān)測(cè)鄉(xiāng)的巖溶土地面積4 522.3萬hm2。截止2016年,巖溶地區(qū)有耕地面積1 276.1萬hm2,占巖溶土地總面積的28.2%,其中旱地1 027.4萬hm2,水田248.7萬hm2。
按照《巖溶地區(qū)第三次石漠化監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)定》的規(guī)定,在旱地中,凡基巖裸露度>30%,沒有梯土化的旱地為石漠化旱地;基巖裸露度>30%,已梯土化的旱地為潛在石漠化旱地。
調(diào)查結(jié)果顯示:截止2016年底,巖溶地區(qū)有旱地1 027.4萬hm2。其中石漠化旱地面積261.6萬hm2,占區(qū)域旱地面積的25.5%,占石漠化土地總面積的26.0%;潛在石漠化旱地面積60.7萬hm2,占區(qū)域旱地面積的5.9%,占潛在石漠化土地面積的4.1%;非石漠化旱地面積705.1萬hm2,占區(qū)域旱地面積的68.6%。
1.1.1 分省情況
石漠化旱地中,以貴州省面積最大,為113.6萬hm2,占石漠化旱地總面積的43.5%,占到貴州省石漠化土地面積的46.0%。按面積總量看,以下依次為云南、重慶、湖北、湖南、四川、廣西和廣東;按占各省石漠化土地面積比重看,以下依次為重慶、云南、四川、湖北、廣東、湖南和廣西。貴州和云南兩省的石漠化旱地面積分布較多,占到石漠化旱地面積的2/3。詳見表1。
表1 石漠化旱地省(市、區(qū))統(tǒng)計(jì)表省(區(qū)、市)巖溶土地石漠化土地總面積/hm2旱地面積/hm2占比/%總面積/hm2旱地面積/hm2占比/%占石漠化旱地比例/%湖北5 096 476.1721 989.114.2961 510.1183 379.519.17.0湖南5 496 381.2491 061.78.91 251 402.8170 549.013.66.5廣東1 059 636.0113 007.710.759 446.78 613.714.50.3廣西8 331 203.61 845 467.722.21 532 898.9114 158.17.44.4重慶3 268 325.0761 291.423.3772 864.8222 066.328.78.5四川2 782 006.6547 555.319.7669 926.5165 083.124.66.3貴州11 247 200.33 273 032.829.12 470 132.11 136 493.946.043.5云南7 941 352.02 520 638.931.72 351 936.8615 821.726.223.5合計(jì)45 222 580.810 274 044.522.710 070 118.72 616 165.326.0100.0
1.1.2 分流域情況
石漠化旱地中,以長(zhǎng)江流域面積最大,為169.9萬hm2,占石漠化旱地總面積的64.9%,占長(zhǎng)江流域石漠化土地面積的64.9%。按面積總量看,以下依次為珠江、紅河、怒江和瀾滄江;按占各流域石漠化土地面積比重看,以下依次為珠江、紅河、怒江和瀾滄江,且以長(zhǎng)江和珠江流域分布最多,兩者占到石漠化旱地面積的90.9%。詳見表2。
石漠化旱地以中度石漠化為主,面積為186.7萬hm2,占石漠化旱地面積的71.4%。其次為輕度、重度與極重度石漠化;面積分別為44.5萬hm2,28.6萬hm2和1.8萬hm2;分別占17.0%,10.9%和0.7%。石漠化旱地的石漠化程度以中度、輕度為主,處于治理的有利時(shí)期。
1.3.1 土層厚度狀況
表2 石漠化旱地流域統(tǒng)計(jì)表流域巖溶土地石漠化土地總面積/hm2旱地面積/hm2占比/%總面積/hm2旱地面積/hm2占比/%占石漠化旱地/%長(zhǎng)江流域27 531 961.15 762 410.320.95 992 774.11 698 553.928.364.9珠江流域15 565 857.63 865 853.224.83 438 343.7680 280.919.826.0紅河流域1 161 929.8380 970.432.8459 260.9173 791.037.86.7怒江流域616 291.8189 158.530.7122 877.447 240.038.41.8瀾滄江流域346 540.375 652.121.856 862.616 299.528.70.6總計(jì)45 222 580.810 274 044.522.710 070 118.72 616 165.326.0100.0
石漠化旱地土層厚度普遍較薄,土層厚度不足40 cm的面積達(dá)194.9萬hm2,占石漠化旱地面積的74.56%,其中土層厚度為極薄(<20 cm)的面積20.1萬hm2,占石漠化旱地面積的7.7%。因巖溶母巖不溶性物質(zhì)含量低,成土速度慢,導(dǎo)致土層薄,表土層缺乏,而巖溶地區(qū)獨(dú)特的雙層水文結(jié)構(gòu),使得表層土壤的地下漏失嚴(yán)重,制約著巖溶地區(qū)的石漠化綜合治理進(jìn)展與成效。
SCADA系統(tǒng)是進(jìn)行電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控的系統(tǒng)。通過SCADA系統(tǒng)檢驗(yàn)開關(guān)狀態(tài),去除不良數(shù)據(jù),計(jì)算出比SCADA遙測(cè)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確的運(yùn)行方式,以及未裝量測(cè)的設(shè)備潮流和難以測(cè)量的電氣量。數(shù)據(jù)在SCADA中需有定義,沒有定義的數(shù)據(jù)不從SCADA獲取。
1.3.2 基巖裸露度情況
石漠化旱地基巖裸露度以30%~49%居多,面積達(dá)215.1萬hm2,占石漠化旱地面積的82.23%,而基巖裸露度≥50%的面積46.48萬hm2,占石漠化旱地面積的17.77%?;鶐r出露比重高,導(dǎo)致表層土被不連續(xù),土層淺薄,可耕作土地面積比重低,嚴(yán)重影響到巖溶地區(qū)耕地質(zhì)量和土地生產(chǎn)力。詳見表3。
1.3.3 坡度狀況
石漠化旱地以緩坡和斜坡(坡度為5°~24°之間)為主,面積達(dá)233.75萬hm2,占石漠化旱地面積的89.35%;坡度≥25°的面積有11.45萬hm2,占到石漠化旱地面積的4.37%。巖溶地區(qū)山高坡度,石漠化旱地分布微地貌上高低起伏較大,地表凹凸有致,農(nóng)作物春播耕種及秋收期間,對(duì)地表造成高強(qiáng)度的擾動(dòng),以及在地表植被覆蓋度低的期間,遭受強(qiáng)降雨時(shí)會(huì)導(dǎo)致石漠化旱地區(qū)水土流失嚴(yán)重,自然災(zāi)害頻發(fā)。詳見表3。
表3 土層厚度、坡度級(jí)及基巖裸露度面積分布表hm2土層厚度/cm基巖裸露度坡度級(jí)合計(jì)平坡(<5°)平緩坡(5~8°)中緩坡(9~14°)斜坡(15~24°)陡坡(25~34°)急坡(35~44°)險(xiǎn)坡(≥45°)小計(jì)665 443.444 627.1150 567.6270 699.9172 012.025 461.51 958.4117.030%~39%444 982.231 938.798 772.6177 983.8115 279.519 377.81 523.6106.3中厚(≥40)40%~49%134 890.57 777.534 172.254 485.134 650.83 542.7258.33.9≥50%85 570.64 910.917 622.938 231.022 081.82 541.0176.56.8小計(jì)1 067 091.864 796.8226 894.1420 545.9310 343.341 287.93 010.6213.330%~39%631 449.440 928.1139 906.3244 742.8180 152.324 117.31 500.6101.9薄(20~39)40%~49%252 735.914 509.047 229.6104 036.575 666.510 462.0802.529.8≥50 %182 906.59 359.739 758.171 766.554 524.56 708.6707.481.6小計(jì)682 245.441 779.5125 371.8273 912.6208 038.830 822.22 185.4135.030%~39%363 502.121 062.265 464.8145 749.1111 495.718 438.51 227.564.5較薄(10~19)40%~49%174 088.810 771.830 787.569 759.155 366.56 877.6504.421.8≥50%144 654.59 945.629 119.658 404.441 176.55 506.2453.648.7小計(jì)201 384.713 027.542 831.779 907.556 355.68 513.0724.325.030%~39%101 326.86 760.621 330.040 382.228 564.53 948.4332.68.4極薄(<10)40%~49%48 355.63 127.49 948.320 488.312 554.32 099.9134.23.3≥50%51 702.33 139.511 553.419 037.115 236.92 464.7257.513.3合計(jì)2 616 165.3164 230.9545 665.21 045 065.9746 749.7106 084.67 878.7490.3
1.3.4 水土流失狀況
石漠化旱地雖土層薄,土壤容量小,但仍是巖溶地區(qū)土壤侵蝕與水土流失重災(zāi)區(qū),根據(jù)《巖溶地區(qū)水土流失綜合治理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(SL 461—2009),經(jīng)測(cè)算,石漠化旱地水土流失面積達(dá)257.1萬hm2,占到石漠化旱地面積的98.3%,占到巖溶地區(qū)水土流失面積的13.5%。2016年石漠化旱地水土流失量1822.3萬t,占到巖溶地區(qū)水土流失量的13.8%;水土流失侵蝕模數(shù)為708.8t/(a·km2),較巖溶地區(qū)侵蝕模數(shù)695.1 t/(a·km2)稍高,是巖溶地區(qū)土壤容許流失量(50 t/(a·km))的14倍以上,水土流失問題依然突出。
根據(jù)2005年、2011年和2016年三期石漠化監(jiān)測(cè)顯示(表4),三期石漠化旱地面積分別為270.6 hm2,275.0 hm2和261.6 hm2。2005—2011年間,我國(guó)石漠化旱地面積呈現(xiàn)增加,而2011—2016年石漠化旱地面積呈現(xiàn)減少,較前期減少13.35萬hm2,縮減率4.86%。2005—2011年期間,退耕還林還草工程已在2006年基本結(jié)束,而石漠化綜合治理工程于2008年啟動(dòng),2009年正式開展工程建設(shè),截止2011年調(diào)查時(shí),石漠化旱地實(shí)施治理面積有限;而巖溶地區(qū)旱地順坡耕種、粗放經(jīng)營(yíng)突出,水土流失嚴(yán)重,由非石漠化及潛在石漠化旱地逆轉(zhuǎn)為石漠化旱地現(xiàn)象突出;此外,受經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng),毀林開荒的現(xiàn)象依然突出,2005—2011年間,巖溶地區(qū)有8.1萬hm2林地被開墾為耕地[4]。2011—2016年間,石漠化旱地面積減少,首先國(guó)家加大了對(duì)低產(chǎn)田(地)的綜合整治力度,土層較厚、坡度較大區(qū)域?qū)嵭衅赂奶莨こ?,部分石漠化土地通過炸石客土等措施實(shí)施了徹底改造整治,建成了保土保水保肥的高產(chǎn)田地;另外,實(shí)施了新一輪退耕還林還草工程,通過植樹造林,石漠化旱地轉(zhuǎn)變?yōu)榱值?;此外因耕作成本和回?bào)不成比例,使得農(nóng)村勞動(dòng)力大量輸出,農(nóng)村閑置撂荒地大量開始種植經(jīng)濟(jì)樹種,提高植被覆蓋度,降低了石漠化程度等級(jí)。
表4 歷期石漠化旱地面積、程度動(dòng)態(tài)變化hm2年度面積輕度中度重度極重度合計(jì)2005年346 338.41 962 450.4380 978.516 548.22 706 315.52011年395 051.21 972 390.9363 849.618 455.72 749 747.42016年444 982.21 866 932.0286 266.017 985.12 616 165.3
結(jié)合第二期石漠化監(jiān)測(cè)結(jié)果,分析旱地石漠化演變情況(表5),和上期相比石漠化程度或狀況發(fā)生改變的面積為50.2萬hm2,占可比面積的5.0%,其中48.1萬hm2為順向演變,但仍有2.1萬hm2的旱地石漠化狀況逆向演變,占變化面積的4.2%。
表5 石漠化旱地面積演變狀況表hm2類型面積 /hm2比例/%狀態(tài)變化合計(jì)明顯改善輕微改善退化型退化加劇型穩(wěn)定型502 369.7100.0241 931.548.2239 278.247.64 762.40.916 397.63.39 562 650.4
據(jù)統(tǒng)計(jì),巖溶地區(qū)陡坡耕種依然突出,石漠化坡耕地中15°以上的面積占32.9%,其中25°以上的面積達(dá)11.4萬hm2,且2012—2016年間因陡坡耕作不合理的經(jīng)營(yíng)方式新增石漠化面積2.4萬hm2;因毀林開墾新增石漠化面積1.6萬hm2,石漠化面積擴(kuò)展與程度加重的風(fēng)險(xiǎn)依然存在。
根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和《巖溶地區(qū)水土流失綜合治理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(SL 461—2009)測(cè)算,2016年與2011年相比,巖溶地區(qū)石漠化旱地水土流失面積由270.4萬hm2減少到257.1萬hm2,減少4.9%;土壤侵蝕模數(shù)由782.2 t/(a·km2)下降到708.8 t/(a·km2),降低73.4 t/(a·km2),降低9.4%;土壤流失量由2 114.7萬t減少到1 822.3萬t,減少292.3萬t,減少13.8%,石漠化旱地水土流失狀況逐步改善。
針對(duì)石漠化旱地土層厚度、坡度級(jí)及基巖裸露度等特性,結(jié)合國(guó)家現(xiàn)有重點(diǎn)生態(tài)工程與區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r,因地制宜地選擇不同的利用和治理方式,加強(qiáng)區(qū)域生態(tài)建設(shè)與生態(tài)經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)業(yè)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)巖溶地區(qū)生態(tài)建設(shè)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的協(xié)調(diào)推進(jìn)。
1) 針對(duì)基巖裸露度在50%以下、土層厚度為中厚、坡度級(jí)在平坡—中緩坡的石漠化耕地,由于區(qū)域貧困,耕地面積小,可以在水土保持理論的指導(dǎo)下,進(jìn)行保護(hù)性耕作,面積40.5萬hm2。
2) 針對(duì)基巖裸露度在50%以下、土層厚度為薄、坡度級(jí)在平坡—中緩坡的石漠化耕地、由于經(jīng)過長(zhǎng)期耕種后耕地質(zhì)量比較差,如果繼續(xù)耕作,會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)存本已不多的土壤進(jìn)一步流失,土地進(jìn)一步退化,建議結(jié)合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,通過砌石筑坎等工程措施,發(fā)展經(jīng)濟(jì)林,減少對(duì)土壤的擾動(dòng),面積59.1萬hm2。
3) 針對(duì)基巖裸露度在50%以下、土層厚度為中厚、坡度級(jí)在斜坡—急坡的石漠化耕地,如果繼續(xù)耕種,產(chǎn)生水土流失的風(fēng)險(xiǎn)比較大,因此,建議耕坡改梯后繼續(xù)耕種,面積17.5萬hm2。
4) 針對(duì)基巖裸露度在50%以下、土層厚度為薄、坡度級(jí)在斜坡—急坡的石漠化耕地,如果繼續(xù)耕種,產(chǎn)生水土流失的風(fēng)險(xiǎn)比較大,因此,建議耕坡改梯后繼續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)林。同時(shí),土層厚度為薄,對(duì)于基巖裸露度超過50%,但是坡度級(jí)在平坡—中緩坡的也可以坡改梯后發(fā)展經(jīng)濟(jì)林,區(qū)域這些石漠化耕地面積47.6萬hm2.
5) 針對(duì)土層厚度為較薄與極薄的石漠化耕地,由于留存土壤量極少,實(shí)際上已難以滿足旱地農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)需要,建議逐步安排退耕還林還草,面積88.3萬hm2;此外對(duì)于其他土層厚度基巖裸露度超過50%,或坡度級(jí)為險(xiǎn)坡的石漠化耕地同樣建議逐步進(jìn)行退耕還林還草,面積8.6萬hm2。