岩溶石漠化区植被恢复重建技术探讨

郭红艳，万　龙，唐夫凯，周　薇，崔　明，刘玉国，王玉杰

(1.北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室，北京100083; 2.中国林业科学研究院荒漠化研究所，北京100091)

岩溶石漠化区植被恢复重建技术探讨

郭红艳1，万龙1，唐夫凯2，周薇2，崔明2，刘玉国2，王玉杰1

(1.北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室，北京100083; 2.中国林业科学研究院荒漠化研究所，北京100091)

植被恢复重建;石漠化程度;治理措施;治理模式;西南岩溶区

我国西南岩溶区土地石漠化问题严重，国家对此高度重视，2008年在该地区启动了以植被恢复重建为主的岩溶石漠化综合治理工程，7年来治理工程取得初步成效。综合分析了已有的植被恢复技术和恢复模式，并指出存在的一些问题:缺乏治理水土地下流失的配套工程措施，非石漠化土地和潜在石漠化土地没有纳入植被恢复重建工程范围，后期管护能力不足，群众积极性不高等。针对存在的问题，建议按照不同石漠化程度设计植被恢复重建措施和模式，注重石漠化区植被恢复与水土流失的关系研究，提高当地群众参与的积极性。

我国西南岩溶地区山高坡陡，史书记载这里生态环境良好。新中国成立后，人口数量迅速增加，由于当地适宜农业种植的平原区面积较小，为了发展农业经济，开垦了大面积的坡耕地，大规模的农业活动导致水土流失严重。经实地考察，岩溶山区坡面地表土层浅薄，一般厚20～40 cm，经过多年耕种后，部分农业种植区地表土壤已流失殆尽，土地石漠化现象严重，如不采取相应措施，水土流失及石漠化程度将进一步加剧。因此该地区水土流失及石漠化治理刻不容缓。石漠化治理工程以植被重建为主，理论上说，植被恢复重建可以实行自然恢复，但自然恢复过程非常漫长，因此，在石漠化地区植被重建过程中，人工干预必不可少。从国内外研究现状来看:西方国家岩溶山区人口稀少、生态良好，基本不存在石漠化治理问题，因此治理技术方面的研究报道较少;国内水土流失治理技术较为成熟的地区是黄土高原地区，但是由于石漠化地区的地质地貌类型特殊，其治理措施和黄土高原地区有很大不同，因此只能在借鉴的基础上，因地制宜，研究总结适合该地区的治理技术和模式。众多研究者对我国石漠化区植被恢复技术进行了研究总结，虽已探索出了一些较好的治理模式和方法，但仍然存在很大困难，还处在探索阶段［1-5］。本研究针对西南岩溶石漠化地区的水土流失现状及植被生态系统保护、恢复与重建的迫切需求，综合分析石漠化地区植被恢复重建的难点及植被恢复的关键技术，在此基础上，进行优良植物材料的筛选，并提出不同类型区植物合理配置的关键技术，旨在为国家石漠化综合治理规划设计和植被恢复重建技术研究提供参考。

1　石漠化地区植被恢复重建的困难

岩溶石漠化区植被恢复到破坏前的状态，需要一定的时间和技术条件，在造林技术、造林成本、立地条件、交通条件、资金等方面存在诸多限制:①石漠化地区季节性干旱严重，土壤缺水且没有地下水的补给，严重抑制种子萌发和植物生长，部分地区存在水土地下流失情况;②石漠化地区成土速率慢，最高的成土速率仅为40～60 t/(km2·a)，而该地区的土壤允许侵蚀量平均为30 t/(km2·a)［6-9］;③岩溶小生境的严酷性对种子的存活和萌发具有强烈的选择性，部分农田杂草对生境的早期垄断，将抑制树苗的生长;④石漠化地区人地矛盾突出，对坡耕地的依赖性较大，不利于退耕还林工程的实施［10-11］。总之，岩溶石漠化区土壤总量少，保水保土能力差，粮食、能源短缺，人口压力大，产业结构不合理，人民生活贫困，因而植被恢复重建困难不仅仅是自然的原因，还是社会问题、人口问题与当地环境共同作用的结果，土地承载负荷高和人口素质普遍较低是植被恢复重建的最大障碍。

2　植被恢复重建的主要技术措施

在岩溶石漠化区植被恢复重建过程中，针对生境异质性较强的特点，应选择优良乡土树种，采用开发造林和封育管理相结合的技术。岩溶区有丰富的植物资源，大量的优势物种尚未用于造林和播种试验，许多种类是生态功能和经济价值良好的树种，适当增加种源，营造适宜乔木植物生长的小生境，是促进岩溶山区森林植被迅速恢复的有效办法［12-13］。

2.1封山育林育草

岩溶石漠化地区的坡耕地主要有以下两类:第一，大面积(或连续土体类型)陡坡耕地，该类区域土层浅薄，但植物繁殖体丰富，退耕后自然植被容易恢复，为加快植被恢复速度，可采用人工促进天然更新的模式;第二，半连续土体类型的陡坡耕地，该类区域人均耕地面积较大、土层较深厚，可采用先造林后退耕的模式，同时在林地中套种农作物。

试验表明，在荒坡地带种植经济林有很好的保土保水效果。陡坡中部土石质土地是石漠化发生的主要地段，应改变坡中部土石质土地的农业利用方式，避免犁耕运移土壤和扰动土壤［14］，在坡地上部封山育林，在有土的石旮旯地上种植有经济效益的经济林和有水土保持效益的灌木［15-16］。由于树木的生长速度慢，树冠对地表的覆盖度低，还林区前期的保土保水效果不及还林还草区，因此岩溶区植被恢复重建应采取封育与造林结合、造林与种草结合的模式。

2.2人工造林

人工造林是石漠化治理最为有效的措施。中国林科院热带林业实验中心的造林试验显示，石漠化地区人工植苗造林的成活率一般可达90%以上。国外治理经验也证实了这一点，如一次世界大战结束后，意大利维琴察省在被战争破坏的岩溶土地上大面积种植冷杉等树种，如今该地区岩溶石漠化地段已恢复生机，成为生态环境良好的森林。

石漠化地区人工造林应采取造林与种草相结合的方式。林草结合，对树种和草种的选择都有一定要求。实践证明:树种应选择落叶少且落叶易腐烂的树种，不宜选择落叶丰富且落叶腐烂慢的树种;草种应选用根系发达、有经济价值的多年生牧草。

人工造林在树草种选择、配置方面应避免单一物种的大规模种植［17］。造林的季节选择也非常重要，石漠化区季节性干旱严重，雨季气温偏高，影响造林成活率，春、冬季节温度适宜，造林易于成活，但需采取工程措施解决土壤水分不足的难题。

2.3草地建设

在岩溶地区种植优良牧草，实行林草结合、草畜结合，不仅是治理石漠化的有效途径，而且是石漠化地区解决贫困和生态退化问题的有效途径［18-19］。草地建设工程包括人工种草和改良草地两部分，主要做法为:在宜牧石漠化荒草地采用豆科和禾本科牧草混播的方式保持水土，草畜工程饲养的家畜主要是山羊［20］，荒草地改良后可有效提高当地居民的收入水平;对中、轻度石漠化土地上的原有天然草地，通过人工的方式更新为优质高产的草地。监测结果显示，不同的草地恢复措施，物种的组成、数量、生长状况也存在差异，封育草地物种数量最多，其次依次是天然草地、人工草地和改良草地［21-22］。

2.4营造植物篱

在土石山区坡耕地上采用灌草结合的方式营造植物篱，具有良好的水土保持效果，虽然生产期运行成本略高于石坎，且植物篱的形成周期较长，但其建设期投入费用低，保土保水能力逐渐增强，同时具有明显的经济效益［23］。植物篱的营造方法是在坡耕地上沿等高线，每隔一定距离种植一行或多行灌木或灌草，形成生长茂密的灌丛或灌草丛。植物种应具有速生、萌生力强、有经济价值等特点。植物篱建成后，可在篱间坡地种植经济林果或农作物，形成农林、农牧复合生态系统。

在石坎上栽植植物篱，应选用多年生草本植物或灌木，其地上部分密集簇生的特点和发达的根系可有效拦截土壤，减缓径流速度，提高农田土壤含水量。研究表明，沿等高线种植植物篱耕作较坡耕地常规耕作可使作物增产20%以上，土壤流失量减少50%～80%。

利用坡耕地土坎种草，在较平缓的土坎上可撒播，在较陡的土坎上可点播。推行农区坡耕地土坎种草养畜，一可为牲畜提供丰富优质的饲料资源，二可保障粮食生产安全，三可实现种植业和畜牧业的有机结合，四可涵养水分、防止水土流失。在峰丛洼地不同地貌部位种植水土保持林，修建薛荔植物篱、裸露石芽植物篱、砌墙保土地埂植物篱、隔坡式植物篱等，可形成一套完整的水土保持技术体系［24］。

综上所述，不同的植物措施在石漠化治理中发挥着不同的作用，与当地农户的生产生活相结合，有利于区域生态环境的改善和农户生活水平的提高。不同植物措施优选植物种见表1。

表1　不同植物措施优选植物种

3　植被恢复模式

3.1不同地貌类型的植被恢复模式

植被恢复是石漠化治理的关键环节，植被覆盖率的高低直观反映石漠化治理的成效。在植被恢复模式的设计过程中，应根据不同地貌类型和土地表现出的缺土、缺水、植被覆盖率低、生产力水平低等特征，来进行植被恢复途径、恢复技术的模式设计［25-26］。石漠化地区土壤含水量主要受降水影响，在生态重建过程中，可混种、套种匍匐类农作物，以减弱地表蒸发，适应坡地干旱生境的特点;同时可通过人工加盖枯枝落叶层提高旱季土壤的抗旱能力，这在造林初期具有重要意义［27］。例如，在干热河谷和岩溶区造林困难地段，花椒树生长良好，但目前存在的问题是花椒纯林较多，如果在花椒林下种植豆科牧草，既能防止雨滴侵蚀地面、减缓地表径流，又能改善土壤条件，同时还能增加经济收益［28］。根据地貌类型不同，目前我国石漠化地区植被恢复的成功治理模式主要有以下几种［29-30］:①山区、坝地及干热河谷区，推荐种植金银花，它根系发达，匍匐生长，具有固土保水功能，且经济价值较高，其次是种植车桑子和花椒;②肥沃的山地和沿河两岸坡耕地，推荐种植猕猴桃;③水土流失严重的土石陡坡地，主要采取竹、林结合的模式，原因是深根系与浅根系搭配可充分发挥固土保水的效果，例如刺梨根系发达、适生能力强、繁殖容易、管理方便，与竹类植物相结合，可迅速覆盖地面，防止水土流失，还可获得经济效益;④土壤干旱瘠薄地区，在保留造林地原生植被的条件下，营造针阔混交林，主要树种为柏木、杉木、马尾松、华山松等，次要树种为有固氮功能的豆科植物，如刺槐、漆树等;⑤岩溶高寒山地主要营造柳杉与刺槐、漆树、香樟、喜树等的混交林。

3.2不同程度石漠化土地植被恢复模式

岩溶石漠化区具有生态环境复杂、小型、分散的特点，所以应区别对待，分区治理，目前比较可行的方法是按照石漠化程度进行分区治理(见表2)。中国的潜在石漠化土地有1 331.8万hm2，占岩溶区土地面积的29.4%，应以预防为主。石漠化土地中，以轻度和中度石漠化为主，面积分别为431.5万和518.9万hm2，占石漠化土地面积的79.1%，是重点治理对象;重度石漠化土地面积为217.7万 hm2，占石漠化土地面积的18.2%;极重度石漠化土地面积为32.0万hm2，占石漠化土地面积的2.7%，具有旅游、观赏、科教价值，由于留存的土壤极少，因此不进行刻意的治理，实行自然恢复。

表2　不同程度石漠化土地植被恢复措施［31-33］

4　问题与建议

4.1存在的问题

我国岩溶石漠化区的植被恢复研究还处于初期阶段，在植被的恢复技术和经验方面还存在很多不足。水是植被恢复的关键因子，现有的水土保持措施不能解决水土地下流失问题，有些措施甚至会促进岩溶坡地的水土地下流失和土地石质化，因此防止岩溶坡地的水土地下流失是石漠化地区水土流失综合治理措施配置与设计方案的关键。目前，植被恢复技术研究多是针对已经石漠化的土地，而对非石漠化和潜在石漠化土地的研究较少，而且植被恢复实施后的管护问题较多，例如管护工作滞后于造林工作、后期管护资金缺乏、奖惩制度不明确、一些新造林地人畜破坏严重等。同时，石漠化地区的植被恢复短期内很难获得直接的经济效益，怎样调动和保护农民群众参与生态重建的积极性，是推动岩溶石漠化区植被恢复的一个难题。

4.2建议

(1)将非石漠化和潜在石漠化土地纳入植被恢复工程范围。石漠化地区的植被恢复重建，应从整个岩溶区综合治理的角度出发，将非石漠化和潜在石漠化土地纳入植被恢复工程范围，将轻度和中度石漠化列为植被恢复工程的重点治理对象，而对于重度和极重度石漠化土地则可因地制宜进行生态保护，避免其进一步恶化，降低对该类土地的人为生态恢复干扰。根据现有监测结果，由潜在石漠化转变为石漠化土地的类型依然存在，而且岩溶区非石漠化土地的水土流失也不应忽视，防治结合才能确保区域整体生态环境的健康发展。

(2)以人为本，提高群众积极性。石漠化地区的植被恢复重建工程，其本质是把生态、经济和技术有机结合起来，而不是多种恢复技术的简单组合。目前实施的工程措施存在物种配置简单、种植方式不合理等问题，应根据岩溶区不同小流域自然条件和水土流失特点，针对不同立地类型、石漠化程度合理安排治理措施。针对坡地的植被恢复措施，既要考虑当地群众的生产需求，也要从岩溶石漠化治理的生态需求出发，坚决实施退耕还林还草，配建田间水利灌溉工程。生态移民工程不能解决石漠化区人口的生计问题，必须将石漠化区植被恢复重建与区域致富相结合，在改善石漠化区生态环境的同时，使当地居民脱贫致富，才能实现生态效益与经济效益的双赢。

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(责任编辑徐素霞)

S157.2;X171.4

A

1000-0941(2016)03-0034-04

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资助项目(CAFYBB2014ZD006)

郭红艳(1982—)，女，河南安阳市人，博士，研究方向为石漠化治理与生态恢复;通信作者王玉杰(1960—)，男，内蒙古赤峰市人，教授，博士，博士生导师，主要从事水土保持与荒漠化防治研究。

2015-08-15