喀斯特石漠化地區(qū)水土保持模式與效益監(jiān)測評價研究

趙天香

(貴州省桐梓縣水務(wù)局，貴州 遵義 563200)

我國南方地區(qū)分布著廣袤的喀斯特地貌，脆弱的生態(tài)環(huán)境和人類活動破壞，再加上季節(jié)性雨水的沖刷，加劇了當?shù)厥倪M程，喀斯特石漠化已成為當?shù)刈顬橹匾纳鷳B(tài)問題之一，加強治理研究刻不容緩[1- 2]。

喀斯特石漠化地區(qū)植被覆蓋率低，巖石大量裸露，土壤被嚴重侵蝕，導致水土流失逐漸加劇，土壤的水分和養(yǎng)分大量流失，可以利用的土地逐漸減少，給當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟帶來重要影響[3- 4]。張曉遠等應(yīng)用GIS技術(shù)對石漠化小流域地區(qū)水土流失的敏感性進行了空間分布特征的研究[5]。何松引入Logistic生長曲線模型，對生態(tài)補償強度進行了定量研究[6]。

貴州省是喀斯特地貌分布較為廣泛的地區(qū)之一，水土流失現(xiàn)象也比較嚴重，對此，一些專家學者已經(jīng)對該地區(qū)的水土流失治理進行了相應(yīng)研究，取得了一些研究成果[7- 10]。本文基于貴州地區(qū)喀斯特石漠化地區(qū)的生態(tài)特殊性和經(jīng)濟發(fā)展狀況，對該丟棄的水土保持模式進行了詳細分析，并對生態(tài)效益監(jiān)測的評價進行了探討，以期為該地區(qū)的水土流失防治工作提供理論支撐。

1 喀斯特石漠化地區(qū)水土流失耦合機理

喀斯特石漠化地區(qū)的水土流失可分為地表和地下兩個土壤侵蝕系統(tǒng)，土壤漏失的過程更加復雜，根據(jù)前人研究成果和本人工作經(jīng)驗，將喀斯特石漠化地區(qū)水土流失耦合過程分為4個階段(如圖1所示)：

(1)降雨侵蝕階段，此過程是降雨和土壤相互作用的結(jié)果，隨著降雨的增加，地表產(chǎn)數(shù)率和地下滲水逐漸增加，土壤一部分沖積到破面的溶槽、凹地處，一部分經(jīng)過裂隙、溶洞等遷移至地下。

(2)地表水土流失階段，強降雨過程中，由于地表數(shù)流與土壤顆粒相互作用使得地表組成物質(zhì)被沖蝕破壞或搬運至其它地方，帶走了大量的土壤養(yǎng)分，加劇了石漠化地區(qū)的土壤貧瘠和不穩(wěn)定性。

(3)地表-地下水土流失耦合階段，經(jīng)過降雨侵蝕之后，土壤會與巖面之間形成一個較為光滑的巖層面，巖土的親和力較低，土壤一部分經(jīng)過地表水土流失而流失，一部分則進入地下裂隙、溶洞、落水洞、天坑等向地下不斷流失，形成兩個特殊的地表-地下流失(侵蝕)耦合系統(tǒng)。

(4)地下暗河侵蝕階段，喀斯特石漠化地區(qū)由于存在較多的地下暗河，當土壤經(jīng)過裂隙、溶洞等進入地下暗河后，會在地下流水的作用下發(fā)生遷移、堆積，造成地表土壤資源和養(yǎng)分的大量流失。

圖1 喀斯特石漠化地區(qū)水土流失耦合過程示意

2 不同等級石漠化地區(qū)的水土保持模式

根據(jù)主導因素、綜合性、區(qū)域性及開發(fā)治理相結(jié)合的原則，考慮圖斑巖石裸露率、土被覆蓋率、人類活動程度等因素，將喀斯特石漠化地區(qū)分為：潛在石漠化、輕度石漠化、中度石漠化以及強度石漠化4個等級。針對不同等級石漠化地區(qū)的生態(tài)結(jié)構(gòu)，需配備不同的治理模式。從整體功能上講，潛在石漠化地區(qū)需重視增加群眾的經(jīng)濟效益，以此來推動土地治理，同時還應(yīng)增加部分水土保持的工程措施，防范水土流失，最常用的方法便是經(jīng)濟林植被恢復亞模式；輕度石漠化地區(qū)要加強對基礎(chǔ)設(shè)施的投入，努力改造群眾的生產(chǎn)生活條件，將農(nóng)村勞動力逐步轉(zhuǎn)移，擴寬農(nóng)民的收入渠道，最常用的方法是綜合治理亞模式；中度石漠化地區(qū)宜發(fā)展草地建設(shè)，為畜牧業(yè)提供優(yōu)質(zhì)牧草，增加農(nóng)民畜牧業(yè)收入，即草地植被恢復亞模式；在強度石漠化地區(qū)，應(yīng)盡量減少人類活動影響和干擾破壞，實行封山育林的造林技術(shù)，即采用森林植被恢復亞模式，如圖2所示。

圖2 不同等級石漠化地區(qū)的水土保持模式分析示意

3 水土保持效益監(jiān)測評價分析

3.1 水土保持效益監(jiān)測評價體系的建立

以客觀性、實用性、創(chuàng)新性、可更新性和科學性為原則，將生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益作為監(jiān)測評價的一級指標，即將小氣候監(jiān)測、生物多樣性、水文效應(yīng)、土壤效應(yīng)、農(nóng)戶監(jiān)測等作為二級評價項目，對大氣溫度、光照強度、相對濕度、物種多樣性、生態(tài)優(yōu)勢度、農(nóng)作物種植面積等進行具體分析，即可得到相應(yīng)的水土保持效益監(jiān)測評價體系，見表1。

表1 水土保持效益監(jiān)測指標體系

3.2 實例分析

貴州畢節(jié)撒拉溪示范區(qū)和關(guān)嶺-貞豐花江示范區(qū)是典型的喀斯特石漠化地區(qū)，下文將對兩個地區(qū)不同保持模式下的部分監(jiān)測指標進行分析，綜合生態(tài)、經(jīng)濟、社會效益對近年來該地區(qū)的水土保持模式進行評價。

3.2.1 生態(tài)效益監(jiān)測分析

以物種多樣性指數(shù)監(jiān)測為例，得到了不同保持模式下指標的變化關(guān)系，如圖3所示。從圖3可以看出，隨著水土治理保持模式時間的增加，生物多樣性指數(shù)均呈逐漸增大的趨勢，表明當?shù)氐纳锒鄻有灾饾u恢復，生態(tài)環(huán)境得到明顯改善；對比4種保持模式下的生物多樣性指數(shù)可以看出，兩地均是：模式1<模式2<模式I3<模式4，且模式4明顯大于另外3種保持模式，一方面是因為當?shù)氐氖问皆颈容^嚴重，一方面則是采取第4種保持模式是針對強度石漠化地區(qū)的模式，其生態(tài)治理效果因此能夠得到較大改觀。

圖3 生物多樣性監(jiān)測結(jié)果

3.2.2 水土保持經(jīng)濟效益分析

通過對兩地的勞動力狀況統(tǒng)計分析表明：畢節(jié)撒拉溪示范區(qū)和關(guān)嶺-貞豐花江示范區(qū)在2011年的本地務(wù)工人員比重分別為7.97%和22.33%，外出務(wù)工人員分別為13.29%和21.81%，而到了2016年本地務(wù)工人員則是29.8%和26.15%，外出務(wù)工人員占比為45.54%和29.71%，表明隨著保持模式時間的延長，當?shù)氐慕?jīng)濟狀況有較好地發(fā)展，若當?shù)禺a(chǎn)業(yè)項目的實施能夠與經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)有機結(jié)合，則可促進經(jīng)濟發(fā)展。2011年，畢節(jié)撒拉溪示范區(qū)的第一產(chǎn)業(yè)占比達到了78.89%，而到了2016年，下降到57.89%，關(guān)嶺-貞豐花江示范區(qū)的第一產(chǎn)業(yè)占比也從2011年的68.99%下降到2016年的63%，這表明兩地的GDP產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)日趨合理，經(jīng)濟增長向多元化方向發(fā)展。

圖4 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)監(jiān)測結(jié)果

3.2.3 水土保持社會效益分析

2011年，畢節(jié)撒拉溪示范區(qū)的公路通車里程為55.65km，通過項目實施帶動交通工程的修繕，結(jié)合相應(yīng)的石漠化綜合治理機耕道，到了2016年，改示范區(qū)的通車里程達到了140km，關(guān)嶺-貞豐花江示范區(qū)則由2011年的99.22km增加到2016年的146km；相應(yīng)的，隨著石漠化治理工程的實施，2個示范區(qū)內(nèi)的水池、水井數(shù)量也顯著增長，分別較2011年增長450口和200口；石漠化治理措施實行后，兩地的勞動力文化結(jié)構(gòu)也發(fā)生較大變化，高中及以上文化的人數(shù)較2011年提升近50%；可見，水土治理項目的開展，一方面帶動了當?shù)厣鐣恼w發(fā)展，具有明顯的社會效益，另一方面也能很好地反過來支持項目的持續(xù)開展。

3.3 建議與探討

石漠化治理模式的選擇與當?shù)氐牡匦?、氣候、地貌等息息相關(guān)，要因地制宜選擇合理的治理模式，并綜合考慮各項指標，充分把握生態(tài)、經(jīng)濟及社會效益的整體性，將生物、工程、管理、耕作及社區(qū)發(fā)展的多種治理措施與水土保持模式相結(jié)合，對不同成因、現(xiàn)狀和演化過程的石漠化地區(qū)施以正確的方法，方能得到最佳治理效果。

4 結(jié)論

以貴州省喀斯特石漠化地區(qū)為例，通過對水土流失耦合機理和不同等級石漠化治理模式的探討，并結(jié)合生態(tài)、社會、經(jīng)濟效益，對喀斯特石漠化地區(qū)水土保持模式與效益監(jiān)測進行了評價研究，可為類似地區(qū)的水土保持工作提供經(jīng)驗借鑒。