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第二节 喀斯特石漠化(第1页)

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第二节喀斯特石漠化

喀斯特石漠化是在亚热带喀斯特脆弱生态环境下,人类不合理的社会经济活动乃至造成人地矛盾突出,植被被破坏,水土流失,基岩逐渐**,土地生产力衰退丧失,地表在视觉上呈现类似于荒漠景观的演变过程。

图8-1喀斯特石漠化景观

(左:紫云,右:水城;梅再美摄)

一、喀斯特石漠化的形成与演替

喀斯特石漠化区域是指地球表面具有一定范围的“空间域”;在这个范围内,生态系统与外部的物质能量交换不平衡,系统内部结构、功能失调,系统的稳定性弱,抗逆性弱,脆弱性强。

贵州省内喀斯特生态环境具有碳酸盐岩广布,沉积厚度大,垂直差异显著,剥蚀作用强,水土流失严重,土壤抗蚀年限短,危险程度高,植被覆盖率低,生态环境脆弱等特征且受人类活动影响越来越频繁。喀斯特石漠化的地区并不等同于生态环境脆弱区和生态环境质量最差的地区,其特征主要表现为:人为因素→林退、草毁→陡坡开荒→土壤侵蚀→耕地减少→石山、半石山**→土壤侵蚀→完全石漠化(石漠)的逆向发展模式。作为一种区域渐发性灾害生态过程,其临界值域与生态环境的相互作用机制是认识石漠化过程的关键。

贵州喀斯特石漠化是在诸多自然因素和社会因素共同作用下形成的,而作用的主要过程是毁林、陡坡开荒、水土流失、岩石**。脆弱的生态环境为石漠化过程提供了条件,不良的人为活动则加速了这一进程。从生态环境演替规律的角度分析,石漠化过程实际上是生境逆向演替过程,它包含了土地环境、植被环境和水环境的退化,即由具有稳定的地质基础、较厚的土壤、较高生产力的土地,良好植被覆盖的土地,退化成缺乏植被覆盖,地质基础失稳,基岩大面积**,土地生产力下降的石漠化土地。喀斯特山区石漠化土地的演替极为复杂。组成土地的各因子在内外力作用下的历史发展都能引起土地的变化,各因子变率有较大差异,导致土地变化的不同步性和难以确定性。地貌是决定喀斯特土地特征及类型的关键因子,它的变化最终决定着土地的演替。从贵州喀斯特高原区来看,地貌演替遵循的规律为:喀斯特高原→峰丛中山→峰丛低山→峰林低山、丘陵→峰林丘陵残丘溶原→溶原。这一变化是极为漫长的地质历史演变过程。因此,地貌演替引起的石漠化是一种最漫长的变化。演替过程中的每一状态,都是由植被、土壤、水环境等因子引起的。

喀斯特山区的石漠化主要发生于浅覆盖或**型的喀斯特地区。森林植被的退化或被毁以及人类不合理的土地利用,极易导致地表**,在降雨或径流等的作用下,进一步造成土被丧失,基岩**,最终导致石漠化的发生。喀斯特山区石漠化的形成是水土流失的必然后果,石漠化土地面积的扩大则使水土流失进一步加重。影响石漠化形成的因素既有自然的原因,也有人为的原因。随着社会经济和人类社会活动的发展,人为因素越来越成为喀斯特地区石漠化发生的主导因子。

(一)石漠化发生的自然因素

1。岩性的影响

贵州喀斯特山区的成土母岩主要为石炭系、二叠系和三叠系的碳酸盐岩,岩石质地纯净,方解石、白云石等易溶矿物含量很高,在溶解过程中极易淋失,而酸不溶物的含量一般在4%以下,像石漠化严重的六盘水市一些地方的则在1%以下。岩石风化溶解后能提供形成土壤的物质甚少,成土过程极为缓慢。据计算,在贵州每形成1cm的风化土层需要4000余年,慢者需要8500年。喀斯特山区的土层一般很薄且分布零星,一旦流失极易造成石漠化。另外,喀斯特地区的土体一般缺乏C层,B层常常直接与碳酸盐岩基岩接触,形成上下两个软硬明显不同的岩土界面,其岩土之间的亲和力和黏着力很差,故土层极不稳定。一旦植被遭到破坏,在降雨等诱发条件下,易发生水土流失和土体整体滑动而使基岩**,石漠化也随之发生。此外,与非喀斯特地区相比,喀斯特山区溶蚀裂隙、落水洞和地下空间发育,地表水不易保存,风化和溶蚀作用形成的物质易随水进入近地管道洞穴系统,这也是造成水土流失、岩石**的重要原因。

2。新构造运动的影响

晚第三纪随着青藏高原的整体强烈隆升,贵州陆壳开始间歇性缓慢上隆,形成由西向东掀斜隆升和向东倾斜的地势。西部喀斯特山区的隆升量超过2000m,中部超过1000m,东部则为数百米不等。这种较为强烈的差异性升降运动,也易造成岩石**。随着贵州陆壳的抬升,侵蚀基准面下降,地表河流深度切割碳酸盐岩地层,新的地貌轮回开始发育,喀斯特处于强烈旺盛发育过程当中。典型的**型峰丛谷地、峰丛洼地、峰丛峡谷依次出现,**地表有朝着石漠化发展的趋势。而在这一隆升过程中出露的碳酸盐岩,受强烈的新构造运动影响,岩石破碎并遭受强烈的风化和侵蚀切割作用,致使河流侵蚀模数加大。即使是降雨后形成的溪沟和河流的侵蚀能力也很强,水土流失和石漠化发生的可能性加大。

同时,贵州高原为长江流域和珠江流域的分水岭,地下水距地表很深,而地表水又极易渗漏,又加上河流深切(如乌江干流相对高差700~1000m,南北盘江、红水河下切500~800m),致使分水岭地带和广大高原面出现土在上、水在下的局面。在这种情况下,喀斯特生态环境一旦遭受破坏,极易诱发石漠化。

3。地形地貌的影响

贵州喀斯特地区地表崎岖破碎,山多坡陡(山地、丘陵占97%,大于25°的陡坡占34。5%),这样的地表结构不但使降水极易流失,而且也加大了降水的侵蚀能力。在不合理的人类活动的干扰下,喀斯特山地极易退变为荒山秃岭。

4。高原气候及喀斯特生态环境本身的脆弱性

贵州位于青藏高原的东部,平均海拔1000m左右,全省年平均温度为11℃~19℃,年均降水量为1100~1300mm。由于气温相对比较低,霜冻期较长(西部喀斯特山区125d左右),植物生长速度缓慢,生态效率低下。虽然降水较丰,但由于地表地下喀斯特的发育,降水、岩溶水、地下水之间转化迅速,地表水大量漏失。由于喀斯特地区土层浅薄,土壤多缺乏C层,石灰土本身又具有富钙、易板结、持水力低等特点。因此,要求适生植物要具有嗜钙性、耐旱性和石生性等特点。这一水土条件下的植物一般生长缓慢,而对环境变化反应极为敏感,森林生态阈值低,且易退化,一旦过量采伐,极易导致石山**。

白鹤林场(六盘水市钟山区德钨镇)的封山育林实践证明,喀斯特山区次生林的生成需10余年。对普定县石灰岩采石区的研究表明,石漠化地区发展成乔木林地至少需要60年。可见,喀斯特生态系统的脆弱性是石漠化发生和难于治理的一个重要因素。

(二)石漠化发生的人为因素

1。森林植被退化

森林植被具有很好的水土保持和涵养水源的功能,森林植被的退化或丧失是石漠化发生的直接原因。森林植被的退化既有自然的原因,也有人为的原因,而以人类社会活动影响最为严重。20世纪50年代以前,贵州的森林植被普遍很好。后来,随着人口的不断增长和社会经济的发展,人们对森林资源大量的砍伐,大面积毁林开荒和不合理的土地利用方式造成了森林被严重破坏,致使森林覆盖率锐减,尤其在贵州西部、西北部喀斯特地区最为严重,如大方、纳雍的森林覆盖率分别由20世纪50年代的36。5%、34。9%以上降低到目前的6。5%以下。严重的地区几乎全乡无林,天然林资源几乎枯竭,森林生态的保护作用完全丧失,致使大面积的土地劣变为**的石山、半石山,不仅造成了严重的水土流失,而且也为土地的石漠化创造了的条件。

植被减少或丧失,地表的反照率增高会导致辐射净吸收量的减少和空气辐射冷却的加快,进而有可能影响到降雨和蒸发,破坏森林生态系统的原有结构,使植被结构简化和旱生化,丧失对径流和土壤水的调蓄功能。水分的缺乏使新生树木难以成活,原有森林也随之退化,形成新的石山、半石山。

2。土地利用结构不合理

贵州地处我国西南喀斯特地区的核心,山地丘陵面积占土地总面积的97%。农业人口的80%分布在喀斯特地区,由于没有平地支撑,人们不得不向坡地垦荒求粮。据统计,全省有80。9%的耕地分布在6°以上的坡地上,25°以上的坡耕地占到19。98%,六盘水市则占到31。05%。土地垦殖指数高达27。84%,其中旱地垦殖指数也高达19。47%。这种陡坡开垦的结果必然导致生态环境被破坏,水土流失加重,最终导致石漠化的发生。

3。采矿的影响

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