中国西南喀斯特地区家庭牧场生产技术
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3.中国南方喀斯特地貌区域特点

世界喀斯特地貌区域面积约占全球总面积的10%。国外的喀斯特地貌主要分布于欧洲中南部、北美东部和西南地区,其中前两者的生态状况明显优于后者,水土流失、生态破坏等问题不显著或者不足以引起生态危机、危害人类生存,草地生态系统也处于优良状态,草地资源可以得到有效开发。我国西南部的喀斯特地貌区域面积超过55万平方千米,主要以西南为核心地带,包括南方八个省、直辖市,分别为贵州、广西、云南、四川、重庆、湖北、湖南和广东,其中以贵州为中心向四周呈连续性分布的地区是世界喀斯特地貌发育最典型、最复杂、类型最全的地区,同时也是草地生态系统的脆弱区。该区域主要受亚热带季风气候影响,由于自然因素和人为因素的共同作用,当地水土流失量大、植被覆盖率低、生态灾害严重等问题极其显著,制约当地民众生活水平的提高和经济的发展。中国西南部喀斯特地貌区域(以下简称喀斯特地区)石漠化分布面积广,仅贵州和广西地区的石漠化面积就分别达5万平方千米和4.7万平方千米,并且以每年2500km2的速度在不断扩展。尽管多数地区水土流失以轻度为主,但经过长时间的持续性水土流失,很多地区已无土可流,导致石漠化加剧,最终加剧了旱灾、洪涝等自然灾害,使草地生态系统恶化,草地的潜在价值不能得到有效、合理利用。在整个植被群落的演替过程中,其演替顺序依次为一年生草本植物—多年生草本植物—藤刺灌丛—次生乔木林—生态演替顶级,由此可看出草地生态系统在整个群落演替中的基础作用以及其本身在植被演替中的效用价值。基于西南喀斯特地区独特的生态环境,水资源的时空分布不均,植物生长受到抑制,群落发生逆向演替的现象,草地生态系统在整个生态系统中的作用更加突出。生态问题与经济问题密切联系,作为基础生态系统的草地生态系统,不仅对生态产生显著影响,也与当地经济发展和人们生活水平的高低直接挂钩。

(1)水土流失 自然生态系统是以地貌类型为基础框架,再结合气候特征而形成的,从宏观上制约了区域生态系统的主导植被和水土流失的强度。西南喀斯特地区可溶性岩石分布广,岩溶作用强烈,地表崎岖不平,地形起伏大,陡坡多,坡度决定了地表径流和冲刷的基本驱动力,因此导致其产生独特的二元结构,即上部疏松的土层和下部破碎的岩石,使水土流失成为该区域的一个重要特征。仅贵州山区水土流失面积就达6.7万平方千米,年流失泥沙6200多万吨,年均土壤侵蚀模数1288t/km2,年侵蚀量达1.9亿吨。由于严重的水土流失,再加上木本植物生长所需时间较长,木本植被的生长受到严重抑制,当地形成以草本植物为主的草地生态系统;当水土流失达到一定程度,甚至出现无土可流的现象,草地植被便失去生长的物质基础,草地生态系统遭到严重破坏,甚至某些区域寸草不生,生态危机和自然灾害相续出现。

(2)土壤贫瘠、肥力退化 西南喀斯特地区历史上经历过人口大爆发,为了养活更多的人口,拓展耕地面积成为必然趋势,在土地长期使用过程中的不合理利用与水土流失双向问题,引起了养分的循环与平衡失调,加剧了土壤的养分贫瘠化及肥力衰减过程;杨汉奎根据峰丛、洼地、石山土地类型测算认为,单位面积上可耕地仅20%~30%,难利用的石质山地达50%以上,人口密度为每平方千米52~100人,峰丛、槽谷的人口容量明显高于石质山地,达每平方千米100~150人,黔中丘原人口容量最大,可达每平方千米150~200人,但是现实数据明显高于这一数值,土壤贫瘠无法养活更多的人口,人地矛盾突出。西南喀斯特地区以红壤和黄壤为主,与我国酸雨的主要分布区域长江以南地区有大面积的重合,土壤酸化使脱硅富铝化过程加快,营养元素的匮乏与肥力的衰减已经影响到土壤表面植被的生长蔓延,对生态系统构成重大威胁;草产量及品质是评价草地第一性生产力高低的重要内容,土壤肥力过低致使草地生产能力低下已经成为喀斯特地区的现状。伴随土地不合理利用时间的延长,土壤有机质含量降低、肥力下降、外来有机质补充不足,肥力低的土壤不能为牧草提供优越的营养元素,所以也同时给处于基础地位的草地生态系统带来不良效果。

(3)水、土、光资源的分布不均 喀斯特地区的二元结构不仅表现在地质方面,还表现在水文方面,地表水经过下渗直接转化为地下水,地表草地生态系统的退化引起地下水系统自我调蓄和净化能力降低,使低下岩层中的水资源失控,分布不均,总资源量减少,水质易受不合理利用影响而退化。该区域主要受来自印度洋的季风影响,因此夏季高温多雨,冬季温和少雨,降雨集中,夏季大范围的大雨、暴雨及短历时高强度暴雨易于出现,该时间段岩石所受的侵蚀作用较明显,加之水土流失严重,流失后的水土有相当部分并非直接倾倒入河流中,其中相当大的一部分是沿着岩石裂隙进入地下,再由地下囤积一部分,另一部分随地下暗河流出,水土流失也由地上转为地下,最终导致水土资源的空间分布差异显著。喀斯特地区地貌环境复杂,“天无三日晴,地无三里平”是当地地貌和气候的真实写照,尤其是贵州省,冬天几乎都处于阴雨绵绵的天气,光照资源得不到充分利用。由于基本的水土资源与光、热产生时空错位,致使植物光合作用在特定时间段内呈现明显的衰减现象,不利于植被生长,尤其是在冬季,当该地区由于自然灾害和人为因素而导致生态系统受到极为强烈的破坏后,无法在短时间内形成稳定的草地生态系统,对外界的自然灾害的抵御能力也明显降低。

(4)土地石漠化 石漠化是指在喀斯特脆弱生态环境中,由于人类不合理的社会经济活动,使覆被遭到严重破坏、水土流失严重、岩石裸露率高、土地生态力严重下降,地表呈现类似荒漠化加快的过程。西南喀斯特代表着全球最典型的热带-亚热带喀斯特,是青藏高原隆起在南亚大陆亚热带气候区形成的一个海拔梯度大、地势格局复杂、生态脆弱的独特环境单元。石漠化已成为中国三大生态灾害之一,西南8省、自治区的基岩裸露率及浅盖型喀斯特面积达29万平方千米,成为世界最大的岩溶区和生态脆弱地带,与黄土高原并列为中国环境退化与贫困最突出区域。石漠化地区具有土层薄、石灰岩裸露、土壤肥力低、植被覆盖率低、水土流失严重、生态环境恶化等特征,生态系统退化和石漠化互为结果,严重制约了当地经济发展,并且该区域草地生态系统的应急机制匮乏,无法短时间内单方面解决类似问题。石漠化作为生态退化的极端表现,对自然灾害的防御能力变得极差,并且使自然灾害发生的时间间隔缩短,对经济造成重大损失,如石漠化较为严重的广西,自然灾害由过去的八九年一遇逐渐变为现在的两三年一遇,每年单受旱涝影响的农作物面积就达115万公顷,粮食减收100多万吨,折合经济损失达4亿多元,由此可见,石漠化是当地生态和经济的主要威胁因素之一。

(5)生物多样性减少 生物多样性是指在一定时间和一定地区所有生物(动物、植物、微生物)物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称,它包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。新中国成立以来,西南喀斯特地区遭遇了生物生境破碎、环境污染、外来物种入侵、人口快速增长、国家和地方政策不健全等问题的不理想处境,对当地生态环境产生了极其强烈的冲击。喀斯特地区植被组成和植被群落具有多样性和复杂性特征。生物多样性丧失和生物入侵分别是生境的破坏和破碎化的第一位因素和第二因素,但是由于喀斯特地区独特的地质地貌,水土流失才是引起生物多样性减少和生态系统衰减的第一要素。喀斯特山地植被群落以禾本科、菊科、蔷薇科、唇形科植物为主,草地植被群落密度随海拔升高逐渐增加,草地植被受海拔影响较大;植被群落主要以次生林群落、灌木灌丛群落、灌草群落、草本群落为主,优势群落和次生优势群落以多年生草本植物为主,物种多样性和基因遗传多样性状况令人担忧,木本植物所占比率明显较低,表明生态系统朝下方向转移。土壤动物在植被逆向演替过程中明显减少,植被的种类和数量伴随着石漠化的发生也呈急速下降趋势。生物多样性减少的直接结果是系统功能的衰减,在整个植被生态系统中,因为草地生态系统抵御外来风险能力明显低于森林生态系统,所以西南喀斯特地区也最容易遭受外来作用力的威胁。

(6)人类不合理的开发利用 在人类数量较少的时期,草地生态系统也面临一些问题,但经过本身的自净和恢复能力,能够有效地避免这些问题,随着人类数量的增加和对自然资源利用的范围变广,不合理利用资源的现象逐渐显露,最终导致生态被破坏。在西南喀斯特地区,具有最典型的一类脆弱生态系统和突出的人地矛盾系统,在资源利用和经济发展过程中存在严重的生态环境问题,不合理利用的开发活动所引起的问题,通常表现在土壤质量方面,如李生等报道,土地质量的变化趋势是林地>草地>退耕地>农田,这一报道与一些石漠化地区得出的研究结果一致,原因可能是人为活动导致土壤养分、土壤动物等的垂直分布发生改变。开荒在草地植被的破坏过程中扮演着一个先锋角色,这也是人口大爆炸引起的问题之一,在某一时间段是对草地生态系统破坏最严重的土地利用方式;其次是过度放牧,喀斯特石漠化地区的人民比较贫穷,家畜在当地的生活开支和劳力援助中都具有重要地位,农户认为养更多的家畜不但能增加家庭收入,还能提高饮食质量,在某些地区过度放牧已成为石漠化的主要人为因素,这与北方沙漠化成因类似;相关政策也是不可忽略的一个重要影响因子。生态问题正是与人类生活相联系才存在,否则只能认为其是一种自然现象,通常人类的不合理开发利用资源是生态问题出现的导火线。