杜文鵬,閆慧敏,*,甄 霖,胡云鋒

1 中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所,北京 100101 2 中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049

石漠化是在巖溶山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)脆弱性與人類(lèi)不合理經(jīng)濟(jì)活動(dòng)相互作用下造成的地表呈現(xiàn)類(lèi)似于荒漠景觀的演變過(guò)程或結(jié)果[1- 3],是巖溶生態(tài)系統(tǒng)退化到極端的表現(xiàn)形式[4]。中國(guó)西南地區(qū)、歐洲中南部地區(qū)、北美東部地區(qū)是全球三大集中連片的巖溶分布區(qū)[5-6],巖溶生態(tài)系統(tǒng)具有可溶巖成土速率慢、巖石滲漏性強(qiáng)、地表缺水少土且異質(zhì)性高、植被立地條件困難、易破壞難恢復(fù)等脆弱性特征。我國(guó)西南巖溶地區(qū)巖溶面積占國(guó)土面積的5.35%,人口密度相當(dāng)于全國(guó)平均人口密度的153.3%,且有限的耕地大多屬于旱澇不保收的貧瘠山地[7]；人口密度大且經(jīng)濟(jì)落后導(dǎo)致人地矛盾突出,長(zhǎng)期不合理土地利用引起的大面積水土流失和植被退化使得石漠化現(xiàn)象得以形成與發(fā)展。19世紀(jì)以來(lái),我國(guó)西南巖溶地區(qū)生態(tài)環(huán)境經(jīng)歷了戰(zhàn)亂破壞(1840—1949年)、“大煉鋼鐵”、“以糧為綱”、“向山要糧”等政策導(dǎo)向(1950—1970年)、相關(guān)配套制度和政策滯后的荒山荒地承包到戶(1978年開(kāi)始)3次嚴(yán)重的人為浩劫,造成今天喀斯特石漠化問(wèn)題的局面[8]。

石漠化不僅帶來(lái)水土流失加劇、旱澇災(zāi)害頻發(fā)、土壤肥力下降、生物多樣性降低甚至喪失等生態(tài)問(wèn)題[9],還會(huì)帶來(lái)人口貧困、交通不便、經(jīng)濟(jì)與科技文化落后等一系列社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題[10],已成為我國(guó)西南巖溶地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵制約因素。突出的人地矛盾導(dǎo)致農(nóng)民長(zhǎng)期墾山種糧、伐林燒柴,引起大面積水土流失和植被退化[11-12],使得該地區(qū)陷入一個(gè)“人口壓力大-貧困-掠奪資源-生態(tài)退化-進(jìn)一步貧困”惡性循環(huán)的貧困陷阱[13]。因此,石漠化治理對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)西南巖溶地區(qū)巖溶社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)和全面小康社會(huì)建設(shè)具有重要意義[14]；現(xiàn)階段,石漠化治理工作不僅已經(jīng)提升到國(guó)家層面而且成為相關(guān)學(xué)者關(guān)注與研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。

我國(guó)西南巖溶地區(qū)石漠化治理始于20世紀(jì)80年代,“八七”扶貧攻堅(jiān)計(jì)劃,退耕還林工程、“長(zhǎng)防”和“長(zhǎng)治”工程、“珠治”試點(diǎn)工程、世界糧食計(jì)劃、世界銀行貸款項(xiàng)目和澳大利亞、新西蘭援助計(jì)劃等一系列國(guó)內(nèi)國(guó)際生態(tài)治理項(xiàng)目,為石漠化治理積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)[15-16]。2000年,黨中央國(guó)務(wù)院將“推進(jìn)西南巖溶地區(qū)石漠化綜合整治”列入我國(guó)“十五”政府工作計(jì)劃,自此石漠化治理工作上升到國(guó)家層面[17-18]；之后的“十一五”、“十二五”、“十三五”都將石漠化綜合治理作為我國(guó)重點(diǎn)區(qū)域生態(tài)修復(fù)的主要內(nèi)容[19]。隨著2000年以來(lái)退耕還林還草、天然林保護(hù)等生態(tài)治理工程的實(shí)施,巖溶生態(tài)系統(tǒng)得到一定程度的恢復(fù)[20]。特別是自2008年國(guó)務(wù)院批復(fù)《巖溶地區(qū)石漠化綜合治理規(guī)劃大綱》以來(lái),在西南巖溶地區(qū)首批100個(gè)石漠化治理試點(diǎn)縣開(kāi)展封山育林育草、人工造林種草、坡改梯、生態(tài)移民等石漠化綜合治理工程,之后又陸續(xù)在351個(gè)石漠化縣開(kāi)展生態(tài)恢復(fù)工作。從2005年開(kāi)始,石漠化治理工作已經(jīng)開(kāi)始扭轉(zhuǎn)西南巖溶地區(qū)石漠化問(wèn)題惡化的趨勢(shì),截至2016年我國(guó)西南巖溶地區(qū)石漠化總面積為10.07萬(wàn)km2,較2005年下降2.89萬(wàn)km2,近五年來(lái)減少1.93萬(wàn)km2,年平均減少率達(dá)到3.45%[21]。我國(guó)西南巖溶地區(qū)生長(zhǎng)季植被覆蓋度從1999年的69%增加到2017年的81%,植被生物量顯著增加區(qū)域面積占比約為55%,是全球植被覆蓋度和生物量同時(shí)顯著增加的區(qū)域之一[22-23]。

巖溶地區(qū)特殊的地質(zhì)、地貌、氣候、水文、土壤等特征決定了巖溶生態(tài)系統(tǒng)退化形態(tài)的多樣性和高度異質(zhì)性[24-25],因此,石漠化治理過(guò)程中探索出諸多的經(jīng)驗(yàn)與模式[26-27]。同時(shí),學(xué)者也從不同的角度對(duì)我國(guó)巖溶地區(qū)石漠化概念內(nèi)涵[28- 31]、發(fā)生機(jī)制[32- 34]、退化機(jī)理與演變過(guò)程[35- 39]、空間分布與分級(jí)[40- 42]以及治理技術(shù)、措施、模式[43- 48]進(jìn)行了一系列研究,從2006年起,以“石漠化”為主題的期刊文獻(xiàn)年發(fā)文量超過(guò)100篇,2015年發(fā)文量達(dá)到峰值275篇；但以“石漠化研究進(jìn)展”與“石漠化綜述”為主題的期刊文獻(xiàn)年發(fā)文量不足20篇。黨的十九大報(bào)告與鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略意見(jiàn)均提出要開(kāi)展國(guó)土綠化行動(dòng),推進(jìn)荒漠化、石漠化、水土流失綜合治理；現(xiàn)階段,雖然已有眾多的石漠化治理技術(shù)、措施與模式范例,但仍需要對(duì)石漠化治理技術(shù)、措施與模式及其相互關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)梳理,使得現(xiàn)有石漠化治理理論與實(shí)踐成果能夠更好地支撐下一階段石漠化治理工作,從而為我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)2035年目標(biāo)(國(guó)土生態(tài)安全骨架基本形成,生態(tài)服務(wù)功能和生態(tài)承載力明顯提升,生態(tài)狀況根本好轉(zhuǎn))與2050年目標(biāo)(生態(tài)文明全面提升,實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生)的實(shí)現(xiàn)做出貢獻(xiàn)[49-50]。本研究以凝練我國(guó)西南巖溶地區(qū)石漠化多年治理經(jīng)驗(yàn)范式為目標(biāo),以石漠化治理典型區(qū)域調(diào)研資料與文獻(xiàn)資料為數(shù)據(jù)基礎(chǔ),梳理不同石漠化治理項(xiàng)目治理周期與目標(biāo)的差異,分析當(dāng)前石漠化治理技術(shù)的退化問(wèn)題針對(duì)性；結(jié)合案例總結(jié)不同石漠化退化階段采用的治理途徑與措施,闡明不同巖溶地區(qū)石漠化治理優(yōu)良模式的共性與特性；進(jìn)而從石漠化治理目標(biāo)、技術(shù)、措施與模式四個(gè)層面總結(jié)石漠化綜合治理配置原則,以期為今后石漠化理論研究與實(shí)踐治理工作提供依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究基于以下三方面數(shù)據(jù)對(duì)我國(guó)西南巖溶地區(qū)石漠化治理技術(shù)、途徑措施和模式進(jìn)行歸納、分析與總結(jié)：

(1)石漠化治理代表性研究機(jī)構(gòu)調(diào)研成果資料

石漠化治理代表性研究機(jī)構(gòu)調(diào)研成果資料主要來(lái)自于以下機(jī)構(gòu)：中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站、國(guó)際巖溶研究中心(巖溶動(dòng)力系統(tǒng)與全球變化國(guó)際聯(lián)合研究中心)、貴州師范大學(xué)喀斯特研究院(國(guó)家喀斯特石漠化防治工程技術(shù)研究中心)、貴州省水土保持監(jiān)測(cè)站等。相關(guān)資料主要包括：《貴州省2013—2015年石漠化監(jiān)測(cè)實(shí)施方案》、《貴州省水土保持世行貸款歐盟贈(zèng)款項(xiàng)目竣工報(bào)告》、《貴州省水土保持監(jiān)測(cè)站課題研究進(jìn)展情況報(bào)告》、《綠色旋律——2016貴州水土保持新聞報(bào)道側(cè)記》、《貴州省水土保持規(guī)劃(2016—2030)》、《山谷吹來(lái)世行風(fēng)——貴州實(shí)施水土保持世行貸款/歐盟贈(zèng)款項(xiàng)目側(cè)記》、《點(diǎn)石成金——貴州石漠化治理技術(shù)與模式》、《貴州省喀斯特石漠化綜合防治圖集(2006—2050)》、《環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站建設(shè)情況匯報(bào)報(bào)告》、《國(guó)際巖溶研究中心6年歷程》、《西南巖溶石漠化綜合治理地質(zhì)調(diào)查報(bào)告》、《廣西巖溶山區(qū)石漠化及其綜合治理研究》、《巖溶峰叢洼地生態(tài)重建》等。

(2)自20世紀(jì)80年代以來(lái),我國(guó)在西南巖溶地區(qū)實(shí)行的重點(diǎn)生態(tài)治理與恢復(fù)建設(shè)項(xiàng)目及基本實(shí)施情況。主要項(xiàng)目有：國(guó)家水土保持重點(diǎn)建設(shè)工程、畢節(jié)鴨池示范區(qū)建設(shè)項(xiàng)目、“長(zhǎng)防”、“長(zhǎng)治”試點(diǎn)工程、廣西巖溶山區(qū)封山育林工程、貴州花江示范區(qū)建設(shè)項(xiàng)目、廣西環(huán)江古周/馬山弄拉/平果果化示范區(qū)建設(shè)項(xiàng)目、貴州世界銀行貸款/歐盟贈(zèng)款項(xiàng)目、“珠防”、“珠治”試點(diǎn)工程、巖溶地區(qū)石漠化綜合治理項(xiàng)目、坡耕地水土流失綜合治理工程等。

(3)針對(duì)我國(guó)西南巖溶地區(qū)石漠化概念內(nèi)涵,退化機(jī)制,空間分布,演變過(guò)程,治理技術(shù)、措施、模式等方面進(jìn)行研究的相關(guān)文獻(xiàn)。

2 石漠化治理的目標(biāo)、技術(shù)與措施

本研究中生態(tài)治理目標(biāo)、技術(shù)、措施與模式的概念分別為：生態(tài)治理目標(biāo)是指生態(tài)治理活動(dòng)預(yù)期達(dá)到的目的,為生態(tài)治理活動(dòng)指明方向；生態(tài)治理技術(shù)是指人類(lèi)在長(zhǎng)期利用和改造自然的過(guò)程中積累起來(lái)的提升生態(tài)系統(tǒng)功能的方法及其原理；生態(tài)治理措施是指為阻止某種生態(tài)退化進(jìn)程所采取的遵循自然規(guī)律的技術(shù)手段；生態(tài)治理模式是指在以往經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上形成的解決生態(tài)問(wèn)題的某種技術(shù)與措施的結(jié)構(gòu)性組合,較生態(tài)治理技術(shù)與措施更具整體性與綜合性?；谏鲜錾鷳B(tài)治理目標(biāo)、技術(shù)、措施與模式的定義,石漠化治理目標(biāo)對(duì)石漠化治理技術(shù)、措施、模式選擇具有導(dǎo)向作用,石漠化治理技術(shù)是解決石漠化問(wèn)題治理的基礎(chǔ),石漠化治理措施必須以相應(yīng)的治理技術(shù)作為支撐,石漠化治理模式由石漠化治理技術(shù)與措施有機(jī)組合形成。

2.1 石漠化治理目標(biāo)

基于石漠化治理代表性研究機(jī)構(gòu)成果資料、代表性石漠化治理工程以及相關(guān)研究文獻(xiàn),對(duì)石漠化治理工程的目標(biāo)、周期等基本信息進(jìn)行梳理(表1)：我國(guó)目前實(shí)施的各類(lèi)項(xiàng)目中,以兼顧生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益為目標(biāo)的項(xiàng)目周期為5—10年,主要包括小流域石漠化綜合治理項(xiàng)目、世行項(xiàng)目等項(xiàng)目類(lèi)型,主要采取生態(tài)措施、生物措施、農(nóng)藝措施與工程措施相結(jié)合的治理措施；以生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)的項(xiàng)目周期為3—5年,主要包括與脫貧計(jì)劃、五年規(guī)劃等相結(jié)合的石漠化治理項(xiàng)目,主要采取生態(tài)措施、生物措施、農(nóng)藝措施與工程措施相結(jié)合的治理措施；單純以生態(tài)效益為目標(biāo)的項(xiàng)目周期為1—3年,主要包括道路工程、采礦生態(tài)保護(hù)、礦山修復(fù)等項(xiàng)目,主要采取生態(tài)措施與工程措施兩項(xiàng)治理措施。我國(guó)西南巖溶地區(qū)石漠化與貧困化具有必然的地理耦合性,致使單獨(dú)的生態(tài)治理工程項(xiàng)目和片面的環(huán)境保護(hù)無(wú)法從根本上解決石漠化問(wèn)題[52-56],在石漠化治理工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)需要通過(guò)對(duì)治理成果的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益進(jìn)行三重優(yōu)化,才能達(dá)到巖溶山區(qū)自然社會(huì)經(jīng)濟(jì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的目標(biāo)[54,57-58],從根本上解決我國(guó)西南巖溶地區(qū)石漠化問(wèn)題。

表1 石漠化生態(tài)治理項(xiàng)目治理周期、目標(biāo)、措施與技術(shù)

2.2 石漠化治理技術(shù)

石漠化治理技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用建立在對(duì)石漠化形成機(jī)制的研究和認(rèn)知基礎(chǔ)之上,學(xué)術(shù)界已經(jīng)對(duì)以巖溶地區(qū)脆弱的生態(tài)地質(zhì)環(huán)境是基礎(chǔ)、強(qiáng)烈的人類(lèi)活動(dòng)是驅(qū)動(dòng)力這一石漠化成因達(dá)成了共識(shí)[12]。以碳酸鹽為物質(zhì)基礎(chǔ)的巖溶地區(qū)少水與缺土伴生,土層淺薄且不連續(xù),地下裂隙發(fā)達(dá),雨水降落至地面沿著溶巖縫隙、豎井、落水洞等進(jìn)入地下系統(tǒng),形成水土漏失[59]。缺水少土決定了這里的植被是易損、難生的,一旦巖石迅速大片裸露,即便土壤種子庫(kù)未被破壞,植被的自然恢復(fù)也需要數(shù)十年甚至上百年。針對(duì)巖溶生態(tài)系統(tǒng)缺水、少土、植被恢復(fù)困難導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境脆弱的基本特點(diǎn),石漠化綜合治理必須以蓄水、治土、造林為核心,其實(shí)質(zhì)就是要解決水土保持與植被恢復(fù)問(wèn)題[60- 62]。我國(guó)西南巖溶地區(qū)石漠化與貧困化具有必然的地理耦合性：石漠化是巖溶生態(tài)系統(tǒng)脆弱生態(tài)環(huán)境疊加人類(lèi)不合理土地開(kāi)發(fā)利用活動(dòng)的最終表現(xiàn)形式,石漠化與貧困化之間存在一種內(nèi)在互動(dòng)效應(yīng)[53]——石漠化現(xiàn)象的產(chǎn)生減少了區(qū)域可利用資源量,制約區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,進(jìn)而造成貧困化；而貧困又導(dǎo)致人類(lèi)增加對(duì)土地資源開(kāi)發(fā)利用的強(qiáng)度,使得區(qū)域石漠化問(wèn)題更加嚴(yán)重；石漠化綜合治理不僅要解決水土保持和恢復(fù)植被問(wèn)題,更要解決區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)民生問(wèn)題。因此,“水是龍頭,土是關(guān)鍵,植被(經(jīng)濟(jì)植物)是根本,區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)雙贏、農(nóng)民脫貧致富是目標(biāo)[47]”的石漠化綜合治理基本思路得到了廣大學(xué)者的認(rèn)可。自20世紀(jì)80年代我國(guó)開(kāi)始進(jìn)行西南巖溶地區(qū)生態(tài)問(wèn)題治理以來(lái),相關(guān)工作人員與研究學(xué)者已經(jīng)針對(duì)巖溶地區(qū)缺水、少土、植被生長(zhǎng)困難和區(qū)域貧窮落后四大基本問(wèn)題研發(fā)和總結(jié)了一系列適用于石漠化治理的關(guān)鍵技術(shù)(表2)：

針對(duì)石漠化地區(qū)缺水的問(wèn)題——重點(diǎn)應(yīng)用水資源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)與水土保持技術(shù)。西南巖溶地區(qū)的雙層巖溶水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)使得地表水水資源不足,水資源以地下水為主且地下水深埋、開(kāi)發(fā)利用困難。水資源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)即通過(guò)蓄、引、提、堵等多種形式開(kāi)發(fā)利用地表與地下水資源；同時(shí),在不同地貌部位應(yīng)用適用的水土保持技術(shù),減少地表水的下滲、充分利用地表徑流；此外,在地表與地下水開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中應(yīng)采取水污染防治等相應(yīng)配套技術(shù)。

針對(duì)石漠化地區(qū)少土的問(wèn)題——重點(diǎn)應(yīng)用土地整理技術(shù)、土壤改良技術(shù)與水土保持技術(shù)。西南巖溶地區(qū)缺土問(wèn)題主要表現(xiàn)在地表徑流對(duì)土壤沖刷作用強(qiáng)使得地表土層薄、土壤養(yǎng)分與有機(jī)質(zhì)含量低、土地生產(chǎn)力低下、可利用土地資源面積小且分散。因此,需要通過(guò)土地整理技術(shù)調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)、改善土地資源利用條件來(lái)提高土地資源利用率與生產(chǎn)力；通過(guò)土壤改良技術(shù)改善土壤的理化性質(zhì)、增加土壤有機(jī)質(zhì)含量來(lái)提高土壤蓄水保肥能力及生產(chǎn)能力,進(jìn)而為植被生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的條件；通過(guò)水土保持技術(shù)削弱地表徑流對(duì)土壤的沖刷作用來(lái)保持土壤空間分布的完整性,進(jìn)而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供良好的耕作條件。

針對(duì)石漠化地區(qū)植被生長(zhǎng)困難的問(wèn)題——重點(diǎn)應(yīng)用植被恢復(fù)與重建技術(shù)。植被可以帶來(lái)生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)三重效益,可以說(shuō)植被的恢復(fù)與重建是石漠化治理工作的重中之重。由于西南巖溶地區(qū)氣候、土壤、水文等條件的組合使得植被立地條件十分困難,因此,需要研發(fā)適生植物收集、苗木繁育、恢復(fù)封造等植被恢復(fù)與重建技術(shù)因地制宜地營(yíng)造生態(tài)林與經(jīng)濟(jì)林,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)石漠化治理生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。

針對(duì)石漠化地區(qū)貧困落后的問(wèn)題——重點(diǎn)應(yīng)用石漠化區(qū)域農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與生態(tài)產(chǎn)業(yè)培育技術(shù)。經(jīng)濟(jì)落后引起的土地資源不合理開(kāi)發(fā)利用是西南巖溶地區(qū)石漠化現(xiàn)象產(chǎn)生的動(dòng)因,石漠化綜合治理必須兼顧生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益。因此,需要研發(fā)石漠化區(qū)域農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與生態(tài)產(chǎn)業(yè)培育技術(shù),在石漠化綜合治理過(guò)程中通過(guò)因地制宜調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)雙贏,使得石漠化綜合治理效果具有可持續(xù)性[35,47,51,63]。

表2 石漠化治理技術(shù)總結(jié)表(針對(duì)解決問(wèn)題)[51]

2.3 石漠化治理途徑及措施

石漠化治理途徑可以分為自然恢復(fù)與人工干預(yù)兩種：自然恢復(fù)主要指在消除人為干擾因素的前提下,通過(guò)巖溶生態(tài)系統(tǒng)自身的生產(chǎn)與恢復(fù)潛力來(lái)實(shí)現(xiàn)石漠化治理的過(guò)程,自然恢復(fù)途徑的主要措施有封山育林、環(huán)境移民、生態(tài)保護(hù)區(qū)建設(shè)等生態(tài)措施。人工干預(yù)主要是指在生物、農(nóng)藝、工程等人工措施的幫助下實(shí)現(xiàn)巖溶生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù)與生態(tài)重建的目標(biāo),主要包括退耕還林還草等生物措施,套種輪作等農(nóng)藝措施以及坡改梯、小型水利設(shè)施建設(shè)等工程措施[54-55,64]。

封山育林是石漠化地區(qū)最直接、最有效、最經(jīng)濟(jì)的治理措施[9],通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間自然封育,植被在依靠?jī)H有的石縫土頑強(qiáng)地生長(zhǎng)起來(lái)之后根系可以直接利用各種裂隙在巖層形成巨大的生態(tài)空間來(lái)滿足其生長(zhǎng)繁殖等自身需求[65-67],進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自我更新演替,形成復(fù)合的植物群落。從現(xiàn)有石漠化治理實(shí)踐來(lái)看,植樹(shù)造林等人工措施很難使植被在巖石表層上直接生長(zhǎng)起來(lái),并且由于人工造林難以實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)自然演替過(guò)程,形成的人工林在群落穩(wěn)定性、生物多樣性、生態(tài)功能性等方面無(wú)法與自然恢復(fù)的天然林相比[9]。因此,僅從生態(tài)恢復(fù)的角度來(lái)看,在巖溶地區(qū)采用自然途徑進(jìn)行石漠化治理的效果要優(yōu)于人工途徑。我國(guó)西南巖溶地區(qū)突出的人地矛盾關(guān)系決定石漠化綜合治理必須要兼顧生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益,不能單靠自然恢復(fù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。生物、農(nóng)藝、工程等人工干預(yù)措施也是人類(lèi)活動(dòng)的一部分,不同石漠化退化階段的巖溶生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類(lèi)活動(dòng)承載能力的差異決定了要采取的石漠化治理措施不同[9]；因此,“在不同石漠化退化階段應(yīng)采用不同的治理措施”這一觀點(diǎn)的提出對(duì)石漠化治理實(shí)踐工作與理論研究具有重要的指導(dǎo)意義[68]。

對(duì)于重度石漠化地區(qū),宜采取封山育林與人工輔助生態(tài)修復(fù)措施。重度石漠化地區(qū)人地關(guān)系、人與自然的關(guān)系嚴(yán)重失調(diào),對(duì)重度石漠化地區(qū)進(jìn)行生態(tài)治理,首先應(yīng)該減輕人口壓力,減少對(duì)區(qū)域資源的掠奪式開(kāi)發(fā)。在重度石漠化地區(qū)采取的治理措施主要以生態(tài)移民、封山育林等自然恢復(fù)措施為主；考慮到自然恢復(fù)周期較長(zhǎng)等問(wèn)題,在條件允許的情況下,可以采用一些人工播種、補(bǔ)植、種草等林草措施以及鋪設(shè)人工土,噴注草種泥漿等工程措施來(lái)推動(dòng)植被順向演替,加快石漠化治理進(jìn)程。

對(duì)于中度石漠化地區(qū),宜采取林草種植與生態(tài)誘導(dǎo)修復(fù)措施。大多數(shù)中度石漠化地區(qū)目前還處于開(kāi)發(fā)利用中,人們通過(guò)砍伐、燒毀喬灌開(kāi)墾土地進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn),使得中度石漠化地區(qū)物種單一、生態(tài)系統(tǒng)承載力極其不穩(wěn)定易向重度石漠化演化；因此,對(duì)中度石漠化地區(qū)進(jìn)行生態(tài)治理,應(yīng)該在減輕人口壓力追求生態(tài)效益的同時(shí)通過(guò)營(yíng)造經(jīng)濟(jì)林果、種草養(yǎng)畜、改善耕作條件等措施兼顧治理的經(jīng)濟(jì)效益。

對(duì)于輕度石漠化地區(qū),宜采取生態(tài)恢復(fù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相結(jié)合的治理措施。輕度石漠化地區(qū)土地資源具有多功能性,土地開(kāi)發(fā)利用活動(dòng)具有多元化,生態(tài)問(wèn)題并不嚴(yán)重,生態(tài)系統(tǒng)自身恢復(fù)能力較強(qiáng)；但是該區(qū)域大多屬于落后的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū),人地矛盾突出,人類(lèi)不合理土地利用導(dǎo)致的水土流失等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)初現(xiàn)；因此,對(duì)輕度石漠化地區(qū)進(jìn)行治理主要是通過(guò)宣傳教育減少人類(lèi)不合理的土地開(kāi)發(fā)利用活動(dòng),并通過(guò)配套措施降低人類(lèi)土地開(kāi)發(fā)利用活動(dòng)帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)。

潛在石漠化地區(qū)——采取水土保持與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整措施。潛在石漠化地區(qū)大多具有人口密度大、經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、土地集中連片農(nóng)業(yè)集約化水平相對(duì)較高等特點(diǎn)；但是該區(qū)域土地利用存在嚴(yán)重錯(cuò)位現(xiàn)象,雖然沒(méi)有明顯的石漠化現(xiàn)象,一經(jīng)破壞治理也相當(dāng)困難；因此,對(duì)潛在石漠化地區(qū)進(jìn)行治理應(yīng)該以水土保持等預(yù)防保護(hù)措施為主,同時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)措施調(diào)整與優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)解決土地利用錯(cuò)位問(wèn)題[56,69-71]。

近年來(lái),開(kāi)展不同退化階段石漠化治理工作,形成了許多典型示范區(qū)與典型案例；表3總結(jié)了不同退化階段石漠化治理典型的治理措施與模式、治理成效和存在的問(wèn)題。

3 石漠化綜合治理模式的典型案例與經(jīng)驗(yàn)

巖溶地區(qū)獨(dú)特的地貌形態(tài)與地域結(jié)構(gòu)對(duì)光、熱、水、土、氣等環(huán)境要素進(jìn)行再分配使得氣候、土壤、生物等自然要素在空間上具有水平分布和垂直分布的雙重性質(zhì),不同區(qū)域之間以及同一區(qū)域內(nèi)部的生態(tài)環(huán)境均存在差異[16,56,80-81]。我國(guó)西南巖溶地區(qū)根據(jù)其地形地貌特征可以分為：巖溶高原區(qū)、巖溶峽谷區(qū)、巖溶槽谷區(qū)、中高山地區(qū)、斷線盆地區(qū)、峰叢洼地區(qū)、溶丘槽谷區(qū)和峰林平原區(qū)八個(gè)地形區(qū)；對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行石漠化綜合治理需要采取不同的蓄水、保土、恢復(fù)植被以及促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展措施,不同措施的有機(jī)結(jié)合形成了多樣的石漠化綜合治理模式。自20世紀(jì)80年代在西南巖溶地區(qū)開(kāi)展大規(guī)模石漠化治理以來(lái)涌現(xiàn)出許多典型的治理模式(表4)。由于巖溶地區(qū)生態(tài)環(huán)境的高度異質(zhì)性,各種石漠化治理模式特征鮮明,但各種治理模式亦存在共性特征：封山育林(草)或保護(hù)林草植被是各種治理模式均采取的措施,相關(guān)研究表明巖溶地區(qū)通過(guò)自然途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)與恢復(fù)效果優(yōu)于人工途徑[9],因此,石漠化治理模式在理念上順應(yīng)自然規(guī)律,盡可能依靠自然力量恢復(fù)與治理是可行的途徑。巖溶地區(qū)地表與地下的“二元結(jié)構(gòu)”以及自然要素垂直方向空間分布的異質(zhì)性[83],使得各種石漠化治理模式均由不同治理措施結(jié)合而成,如平果果化的“山頂戴帽,中間纏帶,腳穿鞋”立體生態(tài)農(nóng)業(yè)模式就是一個(gè)典型特例；因此,從宏觀上來(lái)看石漠化治理模式是各種治理措施空間上有機(jī)結(jié)合形成的一套立體治理模式。從微觀上看各種治理模式所采取的系列治理措施,都是以減少水土流失(蓄水與固土)、增加植被覆蓋度、增加地表土壤養(yǎng)分等為治理目標(biāo)。

表3 不同退化階段石漠化治理典型案例總結(jié)表

表4 八種巖溶地貌區(qū)石漠化治理思路及石漠化治理模式[82]

在地貌類(lèi)型區(qū)域內(nèi)部,不同的地形、水分等自然條件相互組合導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)部巖溶過(guò)程存在差異,進(jìn)而形成了復(fù)雜多樣的小生境,小生境之間亦具有高度異質(zhì)性[16]。如生境相對(duì)開(kāi)放的石坑、石溝等小生境土壤有機(jī)碳及全氮的含量普遍高于處于相對(duì)封閉狀態(tài)的石槽、石洞和石縫,可為石漠化治理過(guò)程中的植被恢復(fù)提供良好的土壤條件[84]；在相同氣候條件下,巖性與地形是控制表層巖溶水發(fā)育的主導(dǎo)因素,山體低凹處表層巖溶水發(fā)育相對(duì)較好,可為植被恢復(fù)與農(nóng)牧業(yè)發(fā)展提供良好的水源基礎(chǔ)[85]；同一區(qū)域,海拔、坡度等因素的差異對(duì)石漠化治理過(guò)程中植被類(lèi)型選擇與農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)布局也會(huì)產(chǎn)生重大的影響?，F(xiàn)階段,相關(guān)研究還未闡明不同土壤-巖石環(huán)境水分狀況的差異成因及植物的適應(yīng)機(jī)理[86],制約了石漠化綜合治理模式的推廣；但基本明確的是在特定區(qū)域石漠化治理模式構(gòu)建與選擇時(shí)要以小流域?yàn)榛締卧?借鑒相似區(qū)域的石漠化治理模式,結(jié)合本區(qū)域特點(diǎn)構(gòu)建適宜本區(qū)域生態(tài)恢復(fù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的石漠化治理模式。

4 結(jié)論

依據(jù)機(jī)構(gòu)調(diào)研資料與文獻(xiàn)資料,本文通過(guò)對(duì)我國(guó)西南巖溶地區(qū)石漠化治理相關(guān)工程項(xiàng)目及其所采用的治理技術(shù)、措施、模式的梳理,解析石漠化綜合治理模式目標(biāo),歸納不同治理目標(biāo)項(xiàng)目中石漠化綜合治理模式所采用治理技術(shù)的退化問(wèn)題針對(duì)性與采用措施的時(shí)空特征針對(duì)性,總結(jié)出以下四點(diǎn)石漠化治理技術(shù)需求配置原則：

(1)以治理目標(biāo)與預(yù)期周期為導(dǎo)向,確立石漠化治理采取的措施：對(duì)于以生態(tài)效益為治理目標(biāo)的短期項(xiàng)目,主要采取生態(tài)措施與工程措施；以生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益為治理目標(biāo)的中短期項(xiàng)目,主要采取生態(tài)措施、生物措施、農(nóng)藝措施與工程措施；以兼顧生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益為治理目標(biāo)的中長(zhǎng)期與長(zhǎng)期項(xiàng)目,主要采取生態(tài)措施、生物措施、農(nóng)藝措施與工程措施。

(2)針對(duì)要解決的關(guān)鍵生態(tài)退化問(wèn)題,結(jié)合區(qū)域特征遴選石漠化治理技術(shù)：石漠化現(xiàn)象是脆弱生態(tài)環(huán)境疊加人類(lèi)不合理經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的最終表現(xiàn)形式,石漠化治理需要解決缺水、少土、植被立地困難和經(jīng)濟(jì)落后四大關(guān)鍵問(wèn)題——應(yīng)用水資源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)與水土保持技術(shù)解決缺水的問(wèn)題,應(yīng)用土地整理技術(shù)、土壤改良技術(shù)與水土保持技術(shù)解決少土的問(wèn)題,應(yīng)用植被恢復(fù)與重建技術(shù)解決植被生長(zhǎng)困難的問(wèn)題,應(yīng)用石漠化區(qū)域農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與生態(tài)產(chǎn)業(yè)培育技術(shù)解決貧困落后的問(wèn)題。

(3)針對(duì)石漠化退化階段的差異,確定石漠化治理途徑措施與基本思路：根據(jù)石漠化地區(qū)土地退化程度,可將其分為潛在石漠化地區(qū)、輕度石漠化地區(qū)、中度石漠化地區(qū)和重度石漠化地區(qū)。不同石漠化退化階段應(yīng)采取不同的治理措施：潛在石漠化地區(qū)主要采取水土保持與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整措施,輕度石漠化地區(qū)主要采取治生態(tài)恢復(fù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相結(jié)合的治理措施,中度石漠化地區(qū)主要采取林草種植與生態(tài)誘導(dǎo)修復(fù)措施,重度石漠化地區(qū)主要采取封山育林與人工輔助生態(tài)修復(fù)措施。

(4)結(jié)合石漠化綜合治理模式的共性特征,以小流域?yàn)榛締卧?因地制宜的選擇與構(gòu)建石漠化綜合治理模式：巖溶地區(qū)生態(tài)環(huán)境的高度異質(zhì)性,使得石漠化治理過(guò)程中形成眾多特征鮮明的石漠化治理模式,但各種治理模式亦存在共性特征——理念上順應(yīng)自然發(fā)展規(guī)律、宏觀上構(gòu)建立體生態(tài)恢復(fù)模式、微觀上解決水土植被問(wèn)題；石漠化治理模式構(gòu)建與選擇時(shí)要以小流域?yàn)榛締卧?結(jié)合典型石漠化治理模式的共性特征,構(gòu)建適宜本區(qū)域生態(tài)恢復(fù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的石漠化治理模式。

石漠化綜合治理是我國(guó)西南巖溶地區(qū)生態(tài)文明建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展的重要舉措,近年來(lái)系列生態(tài)工程措施的實(shí)施,使得西南巖溶地區(qū)石漠化治理已初見(jiàn)成效。然而,現(xiàn)階段石漠化綜合治理仍面臨著治理難度逐步加大、陡坡耕種等人地矛盾難以全面消除、治理成果鞏固乏力與可持續(xù)性差等系列問(wèn)題。十九大報(bào)告提出的開(kāi)展國(guó)土綠化行動(dòng)與鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃中提到的加強(qiáng)鄉(xiāng)村生態(tài)保護(hù)與修復(fù)部分,都指出要大力推進(jìn)石漠化綜合治理。因此,本文從近30年來(lái)的石漠化治理實(shí)踐中汲取有益的治理經(jīng)驗(yàn)與做法,以期為提升區(qū)域生態(tài)承載能力和保障脆弱的巖溶地區(qū)人地和諧發(fā)展提供重要的科學(xué)依據(jù)。

致謝：中國(guó)科學(xué)院環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站、國(guó)際巖溶研究中心、貴州師范大學(xué)喀斯特研究院、貴州省水土保持監(jiān)測(cè)站等機(jī)構(gòu)的專(zhuān)家在項(xiàng)目組貴州和廣西石漠化調(diào)研期間給予支持，特此致謝。