中國(guó)南方紅壤生態(tài)系統(tǒng)面臨的問(wèn)題及對(duì)策

趙其國(guó)，黃國(guó)勤，馬艷芹

(1.中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所，南京 210008;2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)科學(xué)研究中心，南昌 330045)

紅壤產(chǎn)生于熱帶和亞熱帶雨林﹑季雨林或常綠闊葉林植被下，是發(fā)生脫硅富鋁過(guò)程和生物富集作用而發(fā)育成的紅色呈酸性且鹽基高度不飽和的鐵鋁土。廣義的紅壤是指我國(guó)南部熱帶、亞熱帶地區(qū)廣泛分布著各種紅色或黃色的土壤，包括鐵鋁土綱的磚紅壤、赤紅壤、紅壤、黃壤等所有土類(lèi)，以及半淋溶土綱的燥紅土，一般統(tǒng)歸為紅壤系列［1］。其主要特征是缺乏堿金屬和堿土金屬，而富含鐵、鋁氧化物，呈酸性紅色。從世界范圍來(lái)看，紅壤主要分布于非洲、亞洲、大洋洲及南美洲、北美洲的低緯度地區(qū)，常見(jiàn)于熱帶雨林區(qū)。歐洲特別是地中海東岸和巴爾干半島地區(qū)也有類(lèi)似于紅壤的土壤存在。東亞地區(qū)北起長(zhǎng)江沿岸，南抵南海諸島、南洋群島，東迄臺(tái)灣，西至云貴高原及橫斷山脈的范圍為紅壤的重要分布地帶。我國(guó)紅壤主要分布在長(zhǎng)江以南的廣東、海南、廣西、云南、貴州、福建、浙江、江西、湖南、臺(tái)灣10省(區(qū))，以及安徽、湖北、江蘇、重慶、四川、西藏和上海等7省(區(qū)、市)的部分區(qū)域，總面積218萬(wàn) km2，占全國(guó)土地總面積的22.7%，其中紅壤系列的土壤面積約128萬(wàn)km2，占全區(qū)總面積的58.7%［2-4］。我國(guó)紅壤的形成過(guò)程是脫硅富鋁化過(guò)程與生物富集過(guò)程兩種相互作用的結(jié)果。脫硅富鋁化過(guò)程是紅壤形成的基礎(chǔ)，它與紅壤古風(fēng)化殼的形成有密切聯(lián)系;而生物富集過(guò)程是現(xiàn)代生物富集作用影響紅壤發(fā)育的過(guò)程，這兩個(gè)過(guò)程對(duì)紅壤形成的影響是相互統(tǒng)一，不可分割的［5］。根據(jù)紅壤成土條件、附加成土過(guò)程、屬性及利用特點(diǎn)，紅壤可劃分為紅壤、黃紅壤、棕紅壤，山原紅壤、紅壤性土等5個(gè)亞類(lèi)。紅壤亞類(lèi)具有土類(lèi)典型特征，分布面積最大;黃紅壤亞類(lèi)為向黃壤過(guò)渡類(lèi)型，在本區(qū)均分布于山地垂直帶，下接紅壤亞類(lèi)，上接黃壤土類(lèi);紅壤性土亞類(lèi)是剖面發(fā)育較差的紅壤類(lèi)型，主要分布于紅壤侵蝕強(qiáng)烈的丘陵山區(qū)，江西興國(guó)一帶和福建東南部有較多分布。

新中國(guó)成立60多年來(lái)，我國(guó)在紅(黃)壤資源調(diào)查與區(qū)劃、紅(黃)壤資源的墾殖利用、紅(黃)壤耕地肥力的培育、紅(黃)壤資源保護(hù)等方面取得很大成就，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)乃至整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的迅速提高起了很重要的作用。但由于紅壤性質(zhì)上的酸、瘦、粘等弱點(diǎn)，紅壤分布區(qū)域降水時(shí)空分布的不均勻，以及不合理開(kāi)發(fā)利用造成的水土流失、土壤退化、土壤污染等，導(dǎo)致紅壤地區(qū)的生態(tài)環(huán)境惡化，紅壤資源潛在的生產(chǎn)能力得不到應(yīng)有的發(fā)揮［6］，使整個(gè)地區(qū)農(nóng)業(yè)及經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重影響。

1 中國(guó)南方紅壤生態(tài)系統(tǒng)面臨的問(wèn)題

1.1 水土流失

土壤的主要分布地帶紅壤地區(qū)地形起伏大，坡度陡，同時(shí)雨量多，強(qiáng)度大，降雨集中，有時(shí)一次降雨可高達(dá)200—300 mm以上，在土地利用不合理及地面覆蓋差時(shí)，暴雨就加速了水土流失的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)江流域以南的紅壤丘陵地區(qū)水土流失面積達(dá)8000萬(wàn)km2。這些地區(qū)，由于人多耕地少，山大坡陡，雨量充沛，特別是暴雨多，植被一旦遭到破壞，在高雨量的沖擊下，很容易產(chǎn)生嚴(yán)重的水土流失，特別是有深厚花崗巖風(fēng)化殼的紅壤地區(qū)，嚴(yán)重者每年土壤侵蝕模數(shù)也在1000 t/km2以上，使土壤肥力下降，造成大幅度減產(chǎn)。僅長(zhǎng)江上游35.2萬(wàn) km2水土流失區(qū)的土壤流失量就達(dá)15.6億 t，年均侵蝕模數(shù)達(dá)4432 t/km2［7］。

1.2 土壤酸化

紅壤的脫硅富鋁化過(guò)程，本是一個(gè)較緩慢的酸化過(guò)程。在近代，由于受酸雨的影響，紅壤酸化的進(jìn)程加速了，從而對(duì)作物生長(zhǎng)與環(huán)境產(chǎn)生不良影響。目前我國(guó)的酸雨控制區(qū)主要集中在長(zhǎng)江以南，包括四川、云南的東部，浙江、福建、江西、湖南、重慶的大部分地區(qū)以及長(zhǎng)江、珠江三角洲地區(qū)，而該酸雨控制區(qū)則是我國(guó)南方紅壤主要分布區(qū)，據(jù)統(tǒng)計(jì)目前我國(guó)南方受酸化土壤的分布面積約200萬(wàn)hm2，雨水pH值4.5—5.0，最低可達(dá)3.0—2.0［8］。例如江西南昌是我國(guó)南方兩個(gè)酸雨中心之一，雨水 pH 值4.5—5.0，最低值為3.2，酸雨頻率在80% 以上［9］。

1.3 肥力退化

土壤退化，特別是紅壤的退化，不僅為全球所關(guān)注，而且是關(guān)系我國(guó)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重大問(wèn)題。我國(guó)南方紅壤地區(qū)占全國(guó)土地總面積1/5，人口占全國(guó)40%，耕地占全國(guó)的30%。但由于長(zhǎng)期對(duì)土地的不合理利用，土壤退化問(wèn)題極為嚴(yán)重。由于紅壤受長(zhǎng)期不合理的開(kāi)發(fā)利用，水土流失嚴(yán)重，特別是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分循環(huán)與平衡的失調(diào)，加劇了土壤尤其是早地的養(yǎng)分貧痔化及肥力衰減過(guò)程［9］。據(jù)土壤普查資料顯示，當(dāng)前農(nóng)田中68%為中低產(chǎn)田，耕地普遍缺少有機(jī)質(zhì)和氮素，全部旱地和60%的水田缺磷，耕地中58%缺鉀，80%缺硼，64%缺鑰，49%缺鋅，18%缺鎂?？梢?jiàn)，營(yíng)養(yǎng)元素的缺乏和土壤肥力的衰退，已嚴(yán)重阻礙著本區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展［10］。

1.4 季節(jié)性干旱

目前我國(guó)南方紅壤區(qū)季節(jié)性干旱頻發(fā)，由早期的僅對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成危害，發(fā)展到現(xiàn)在的危害人民的飲水安全、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，已成為目前制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)和諧發(fā)展的重要自然災(zāi)害之一［11］。南方紅壤區(qū)總降水量豐富，但分配極不平衡，有明顯的干、濕季之分，特別是在全球變暖的背景下，南方50年乃至100年一遇的干旱氣候事件近年日益頻繁。2003年江西、湖南等地出現(xiàn)了特大干旱，2006年，百年不遇的特大干旱襲擊了四川、重慶，2007年湖北、四川遭遇嚴(yán)重干旱［12-13］，2009年至2011年云南省連續(xù)出現(xiàn)三次“百年大旱”。據(jù)統(tǒng)計(jì)截至2013年8月上旬，湖南、貴州、重慶等南方13省(市)耕地受旱面積649.13萬(wàn) km2，其中作物受旱面積595.33萬(wàn)km2(重旱180.8萬(wàn)km2、干枯71.8萬(wàn)km2)，待播耕地缺水缺墑面積56.2萬(wàn)km2，此外，紅壤本身水分性質(zhì)不良，調(diào)蓄供水能力較弱［14］，也是干旱的一個(gè)重要原因。

1.5 土壤污染

近期，土壤污染事件頻發(fā)，“鎘大米”、“重金屬蔬菜”等事件的曝光引發(fā)了輿論對(duì)土壤污染問(wèn)題的關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì)目前，中國(guó)受污染的耕地約有1.5億畝，占18億畝耕地的8.3%。全國(guó)政協(xié)常委、人口資源環(huán)境委員會(huì)副主任錢(qián)冠林近期在一次會(huì)議上表示，土壤污染具有隱蔽性、長(zhǎng)期性和不易修復(fù)等特點(diǎn)，威脅國(guó)家糧食安全和食物安全。他指出，總體上中國(guó)南方土壤污染重于北方，長(zhǎng)三角、珠三角、老工業(yè)基地等部分地區(qū)土壤污染問(wèn)題尤為突出。土壤污染主要來(lái)源于生活污水和工業(yè)廢水、廢氣，廢渣以及化肥和農(nóng)藥［15］。其中土壤重金屬污染成為污染的重中之重，目前受重金屬污染的土壤面積近320萬(wàn) hm2，造成資源浪費(fèi)和土壤生產(chǎn)力及農(nóng)林產(chǎn)品質(zhì)量下降。因此整治礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，防治土壤污染，是當(dāng)前亟待解決的重要問(wèn)題。

1.6 生物退化

生物多樣性(biodiversity)是指一定范圍內(nèi)多種多樣活的有機(jī)體(動(dòng)物、植物、微生物)有規(guī)律地結(jié)合所構(gòu)成穩(wěn)定的生態(tài)綜合體。近年來(lái)南方紅壤區(qū)人口的迅速增長(zhǎng)、生物生境的破碎化、環(huán)境污染、外來(lái)的物種入侵以及相關(guān)的制度和規(guī)定不健全等，這些都直接導(dǎo)致了生物多樣性減少。生物多樣性喪失的第一位因素是生境的破壞和破碎化，第二重要因素則是生物入侵［16-17］，外來(lái)物種如果生存和繁殖能力強(qiáng)，則會(huì)壓制和排擠本地物種，形成優(yōu)勢(shì)種群，導(dǎo)致生物多樣性消失［18］，例如滇池草海20世紀(jì)60年代曾有16種高等植物，但隨著水葫蘆的大肆“瘋長(zhǎng)”，使大多數(shù)本地水生植物失去生存空間而死亡，到90年代只剩下3種高等植物［19］。

1.7 石漠化及土地沙化

隨著人口劇增，人類(lèi)活動(dòng)日益頻繁，對(duì)土地開(kāi)發(fā)利用的廣度和深度都在不斷擴(kuò)展，生態(tài)環(huán)境日趨惡化，水土流失的加劇，導(dǎo)致石漠化的形成與面積的不斷擴(kuò)大，長(zhǎng)此以往將嚴(yán)重影響南方紅壤的數(shù)量和質(zhì)量的安全。據(jù)調(diào)查，貴州省輕度以上石漠化土地面積已達(dá)35920 km2，約占全省土地總面積的20.39%。全省有32個(gè)縣市的土地石漠化面積大于全省平均水平，有14個(gè)縣市的土地石漠化面積大于30%，有8個(gè)縣市的石漠化狀況非常嚴(yán)重，石漠化已成為貴州乃至整個(gè)西南紅壤丘陵區(qū)生態(tài)建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展的主要障礙。雖然我國(guó)南方紅壤沙化面積雖不大，但分布范圍較廣。據(jù)國(guó)家林業(yè)局第四次全國(guó)荒漠化和沙化監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)，南方的濕潤(rùn)沙化土地分布廣泛，面積達(dá)到0.88萬(wàn)km2，包括浙江、福建、江西、湖南、湖北、廣東、廣西、海南、貴州、云南、四川、重慶等12個(gè)省區(qū)市的260個(gè)縣市區(qū)。

1.8 耕地面積縮減

隨著近幾年城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，房地產(chǎn)用地和企業(yè)用地不斷擴(kuò)張，耕地一再受到侵蝕，目前中國(guó)耕地面積僅約為1.217億hm2，比1997年的1.299億hm2減少0.082億hm2，中國(guó)人均耕地面積由10多年前的0.105 hm2減少到0.092 hm2，僅為世界平均水平的40%。耕地?cái)?shù)量不斷減少，使本區(qū)本來(lái)就緊張的人地關(guān)系更趨緊張，并且有進(jìn)一步惡化的趨勢(shì)。目前，紅(黃)壤地區(qū)人均耕地僅0.067hm2比全國(guó)人均耕地少1/3，為世界人均耕地的1/5，例如1996年至2008年的12年間，廣東省耕地面積減少41.05萬(wàn) hm2，平均每年減少3.421萬(wàn)hm2。由于人口的不斷增長(zhǎng)和耕地的非農(nóng)業(yè)占用，到2000年本區(qū)人均耕地減至0.057 hm2。

1.9 系統(tǒng)功能衰減

生態(tài)系統(tǒng)能為人類(lèi)提供多樣的產(chǎn)品和服務(wù)，其中除提供食物、藥品、建筑材料及遺傳資源等產(chǎn)品外，更為重要的是調(diào)節(jié)氣候、維持大氣組成的穩(wěn)定、土壤的形成與維持、廢棄物擴(kuò)散、害蟲(chóng)控制、物質(zhì)循環(huán)等作用，這些作用構(gòu)建了整個(gè)地球的生命支持系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的功能最終總是通過(guò)物種來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以生態(tài)系統(tǒng)中多樣性的狀況直接影響其功能。由于人類(lèi)活動(dòng)的加劇，當(dāng)今絕大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)正遭受多樣性的丟失。英國(guó)皇家生態(tài)系統(tǒng)研究所首次評(píng)估:許多生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，如魚(yú)的捕捉量和土壤質(zhì)量面臨衰退，過(guò)度開(kāi)采、管理不善和環(huán)境改變是造成這一現(xiàn)象的主要原因。過(guò)去的60年里，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能衰退了30%，然而，只用20%的生態(tài)系統(tǒng)得到改善。我國(guó)南方紅壤區(qū)由于土壤質(zhì)量衰退，過(guò)度開(kāi)采、管理不善和環(huán)境改變等，致使整個(gè)南方紅壤區(qū)生態(tài)系統(tǒng)功能面臨衰減的危險(xiǎn)。

2 我國(guó)南方紅壤可持續(xù)利用的對(duì)策

我國(guó)東南紅壤丘陵區(qū)地處熱帶、亞熱帶，土、水、熱資源豐富，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿艽?，是我?guó)熱帶、亞熱帶經(jīng)濟(jì)林木、經(jīng)濟(jì)作物及名貴藥材等名特優(yōu)創(chuàng)匯產(chǎn)品的重要基地，在全國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位。針對(duì)上述面臨的問(wèn)題，在綜合治理措施上必須提高認(rèn)識(shí)，調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化耕作制度，大力發(fā)展立體農(nóng)業(yè)，防治水土流失和土壤污染，改良土壤，培肥地力，重建紅壤區(qū)植被生態(tài)系統(tǒng)，建立和完善紅壤預(yù)警等方面，從而促進(jìn)整個(gè)地區(qū)農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

2.1 提高認(rèn)識(shí)

目前對(duì)紅壤的認(rèn)識(shí)存在一些不足之處，主要表現(xiàn)在一是對(duì)紅壤肥力的現(xiàn)狀及其分布的認(rèn)識(shí)的不足，大多基于第二次全國(guó)土壤普查資料，缺乏對(duì)最新?tīng)顟B(tài)的了解，特別是對(duì)其動(dòng)態(tài)變化方面的認(rèn)識(shí)［20］;二是對(duì)紅壤質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一，偏重于土壤化學(xué)和物理性質(zhì)的評(píng)價(jià)，缺乏完善的生物學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo);第三是對(duì)紅壤保護(hù)認(rèn)識(shí)的不足。對(duì)于紅壤保護(hù)的重要性，大部分群眾了解較少，一些人完全不知道什么是紅壤;第四從生態(tài)學(xué)角度來(lái)看，對(duì)紅壤的認(rèn)識(shí)缺乏系統(tǒng)性和整體性，我國(guó)南方紅壤不僅僅是指紅壤，而應(yīng)將其看成一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，必須將其包括的所有生物與非生物環(huán)境作為一個(gè)整體去認(rèn)識(shí)。因此要保持紅壤系統(tǒng)的健康穩(wěn)定發(fā)展，首先就要提高人們對(duì)紅壤的認(rèn)識(shí)。

2.2 調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展立體農(nóng)業(yè)

通過(guò)調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，變單一的“溝谷農(nóng)業(yè)”為農(nóng)、林、牧、副、漁綜合發(fā)展的高效集約持續(xù)農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)本區(qū)各種資源在時(shí)間和空間上的優(yōu)化配置，形成茶果、蠶桑、竹木、畜禽及水產(chǎn)等新型支柱產(chǎn)業(yè)，變資源和區(qū)位優(yōu)勢(shì)為經(jīng)濟(jì)及持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢(shì)［21］。具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)采取下列主要措施:(1)建立合理高效的糧、經(jīng)、飼三元種植結(jié)構(gòu)。在穩(wěn)定糧食生產(chǎn)的同時(shí)積極發(fā)展蔬菜生產(chǎn)，活躍城鄉(xiāng)市場(chǎng)，增加農(nóng)民收入;主要通過(guò)林下種植，發(fā)展與草畜動(dòng)物相適應(yīng)的青綠飼料產(chǎn)業(yè)，開(kāi)發(fā)青飼玉米、割藤甘薯、黑麥草等高產(chǎn)飼料作物。通過(guò)開(kāi)辟青綠飼料資源促進(jìn)以山羊、黃牛、家兔為主導(dǎo)的畜牧業(yè)的發(fā)展;多元多熟的復(fù)合種植模式建立的三元種植結(jié)構(gòu)還有利于植物的共生互惠，有效利用光、熱、水、肥資源，提高經(jīng)濟(jì)效益和植被的年覆蓋率。(2)大力發(fā)展各種林農(nóng)間作、果農(nóng)間作、林牧結(jié)合的立體農(nóng)業(yè)模式。我國(guó)南方紅壤區(qū)低山丘陵較多，發(fā)展山地立體農(nóng)業(yè)具有巨大潛力和優(yōu)勢(shì)，例如依據(jù)不同生物的生活習(xí)性和空間的多層次性，實(shí)行多種生物結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合，合理布局農(nóng)、林、牧、漁、副業(yè)。目前立體農(nóng)業(yè)模式主要有丘陵山地立體綜合利用模式、農(nóng)田立體綜合利用模式、水體立體農(nóng)業(yè)綜合利用模式、庭院立體農(nóng)業(yè)綜合利用模式，較為成功的案例主要有黃淮海平原的魚(yú)塘—臺(tái)田模式、珠江三角洲的基塘農(nóng)業(yè)、千煙洲立體山區(qū)農(nóng)業(yè)。

2.3 優(yōu)化耕作制度

作物都有自己的宜土特性，按作物宜土種植，不但產(chǎn)量較高，而且培肥改土效果也顯著?？梢愿鶕?jù)紅壤的熟化程度，選擇最適宜的作物既可充分利用紅壤的增產(chǎn)潛力，又有良好的養(yǎng)地效果。

首先調(diào)整作物結(jié)構(gòu)和布局，通過(guò)調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，變單一的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)為農(nóng)、林、牧、副、漁綜合發(fā)展的高效集約持續(xù)農(nóng)業(yè)，形成茶果、蠶桑、竹木、畜禽及水產(chǎn)等新型支柱產(chǎn)業(yè)，變資源和區(qū)位優(yōu)勢(shì)為經(jīng)濟(jì)及持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢(shì)。例如采取“雙三制”(即雙季稻三熟制)種植面積，重視旱糧生產(chǎn)，增加經(jīng)濟(jì)作物和飼草飼料作物的播種面積，提高水耕生態(tài)系統(tǒng)的多樣性(或異質(zhì)性)，發(fā)展“兩水一旱”(如兩季水稻+冬種馬鈴薯或冬種蔬菜)或水旱輪作及旱地間混套輪作多熟制等新型耕作制度。

其次充分利用冬閑田。冬閑田的大量存在，浪費(fèi)了豐富的光、熱、水資源。由于冬閑持續(xù)5—7個(gè)月之久，不僅浪費(fèi)了全年光照的35%—45%，積溫的25%—35%，降水的30%—60%，少利用一季土地，降低了復(fù)種指數(shù)，而且使土壤中有機(jī)質(zhì)分解釋放出來(lái)的養(yǎng)分遭到淋溶、揮發(fā)而損失。因此必須充分利用冬閑田。目前南方紅壤區(qū)冬作結(jié)構(gòu)單一(其中綠肥比重占冬種面積的50%左右，油菜占30%左右，而春糧比重極小)、產(chǎn)量低、效益差等特點(diǎn)，以消滅冬閑田為突破口，在提高綠肥鮮草單產(chǎn)的同時(shí)，穩(wěn)定或適當(dāng)壓縮面積，增加油萊、馬鈴薯和蔬菜等的種植面積，并實(shí)行綠肥過(guò)腹還田，促進(jìn)農(nóng)牧結(jié)合。此外，也有相當(dāng)面積的秋閑田，因秋旱不能復(fù)種雙季晚稻，可發(fā)展秋玉米、秋大豆、秋薯類(lèi)等，并組成玉米間作大豆、玉米間作薯類(lèi)以及大豆間作薯類(lèi)等方式。

第三發(fā)展間混套作，在紅壤旱地上發(fā)展間混套作，實(shí)行全年“綠色覆蓋”，做到“根不離土，土不離根”，既有抗旱保墑、搶時(shí)間爭(zhēng)季節(jié)、保持水土的作用，又能大幅度提高旱地生產(chǎn)力、培肥土壤肥力，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。有研究表明，旱地發(fā)展間混套作3熟制，可使單位產(chǎn)量和產(chǎn)值比現(xiàn)有旱地平均提高3—4倍。對(duì)紅壤生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，通過(guò)合理間作套種，特別是安排豆科綠肥和豆科作物參與間套，可以穩(wěn)定水熱動(dòng)態(tài)，防止沖刷，減輕干旱，促進(jìn)作物與土壤之間的協(xié)調(diào)，有利于提高作物產(chǎn)量，恢復(fù)和培育土壤肥力。

2.4 防治紅壤水土流失

水土流失及其誘導(dǎo)的各種生態(tài)環(huán)境問(wèn)題已成為農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展中最嚴(yán)重的障礙因素。水土流失治理應(yīng)以預(yù)防為主，目前許多地方，人們并沒(méi)有認(rèn)訣到這一點(diǎn)，水土流失一邊治理，一邊破壞，并且治理從數(shù)量上抵消不了流失面積的擴(kuò)大，而且質(zhì)量上治理后的土壤生產(chǎn)力遠(yuǎn)未恢復(fù)到遭受侵蝕之前的土壤生產(chǎn)力水平［22］。對(duì)已已經(jīng)產(chǎn)生水土流失問(wèn)題的土壤，應(yīng)采取生物和工程措施相結(jié)合，開(kāi)發(fā)與治理相結(jié)合，長(zhǎng)、中期與近期利益相結(jié)合的辦法，綜合治理水土流失，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。典型代表模式是江西千煙洲的“丘頂薪炭林、山腰果、茶、桑，丘腳棉、油、麻刀的”“一丘多用”生態(tài)農(nóng)林牧業(yè)。該模式從丘陵頂部到下部“溝谷”大體上是闊葉林或針闊混交林—經(jīng)濟(jì)林或毛竹(幼林地內(nèi)可種人工牧草)—果園或人工牧草地—農(nóng)田—魚(yú)塘。經(jīng)過(guò)六年的實(shí)踐，在原來(lái)植被破壞很?chē)?yán)重的200 hm2荒地上，水土流失減少了78%，人均收入增加了5—8倍，農(nóng)林牧生態(tài)環(huán)境日益改善［23］。

2.5 改良土壤，培肥地力

改良土壤，培肥地力是確保紅壤丘陵區(qū)坡地農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最重要的措施，主要包括合理施用化肥;增施有機(jī)肥;擴(kuò)種綠肥;發(fā)展秸稈還田和覆蓋技術(shù)等方面。(1)合理施用化肥。要根據(jù)作物的生產(chǎn)特性，結(jié)合土壤肥力狀況，并考慮作物的耕作制度，因地制宜，采取配方施肥、以產(chǎn)定肥、測(cè)土施肥或診斷施肥等多種方法，減少氮肥的投入量，調(diào)整氮磷鉀到合適的比例。(2)增施有機(jī)肥，提高土壤肥力。長(zhǎng)期施用生物有機(jī)肥土壤的肥力明顯提高，土壤理化性質(zhì)得到改善。隨著有機(jī)肥用量的提高，土壤pH值降低，逐漸接近中性;土壤有機(jī)質(zhì)、全N、堿解氮、有效磷、速效鉀和微生物生物量碳含量也隨著增加［24］。(3)擴(kuò)種綠肥。目前南方紅壤區(qū)冬作結(jié)構(gòu)單一(其中綠肥比重占冬種面積的50%左右，油菜占30%左右，而春糧比重極小)、產(chǎn)量低、效益差等特點(diǎn)，以消滅冬閑田為突破口，在提高綠肥鮮草單產(chǎn)的同時(shí)，穩(wěn)定或適當(dāng)壓縮面積，增加油萊、馬鈴薯和蔬菜等的種植面積，并實(shí)行綠肥過(guò)腹還田，促進(jìn)農(nóng)牧結(jié)合［25］。如紅壤旱地(果園)種植綠肥翻壓后，不但能直接補(bǔ)充各種營(yíng)養(yǎng)元素，而且可提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量。綠肥是一種養(yǎng)分完全的優(yōu)質(zhì)生物肥源，在提供作物養(yǎng)分、防止水土流失、改善生態(tài)環(huán)境和節(jié)能降耗方面均有良好作用，種植綠肥作物是低碳農(nóng)業(yè)的重要環(huán)節(jié)［26］。據(jù)報(bào)道，在丘陵紅壤旱地上連續(xù)種植三年綠肥后，土壤耕層的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷含量分別由6.4 g/kg、0.4 g/kg、0.36 g/kg 提高到12.1 g/kg、0.66 g/kg、0.67 g/kg，分別提高了89%、65%、86%。(4)發(fā)展秸稈還田和覆蓋技術(shù)。作物秸桿中含有糖類(lèi)、纖維、脂肪、含氮化合物等，經(jīng)微生物分解后，可形成大量活性有機(jī)質(zhì)并釋放出礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素，特別是豆科作物秸桿，富含氮素，肥效尤佳。免耕秸稈還田拋秧能夠培肥土壤，增加土壤中的有機(jī)質(zhì)，使土壤結(jié)構(gòu)得到了改良，同時(shí)杜絕了農(nóng)民將油菜秸稈焚燒，減少了環(huán)境污染［27］。丘陵紅壤旱地(果園)秸桿就地還田是一項(xiàng)投資少、見(jiàn)效快、效果好、易推廣的增產(chǎn)培肥措施，也是解決紅壤鉀肥資源不足的有效途徑之一。覆蓋栽培主要包括殘茬覆蓋、秸稈覆蓋、活體覆蓋以及塑料薄膜覆蓋等，能減少土壤的耕作，增加地表覆蓋度，實(shí)現(xiàn)土壤的“少動(dòng)土”、“少裸露”，達(dá)到“適度濕潤(rùn)”和“適度粗糙”等土壤狀態(tài)，對(duì)于改善土壤環(huán)境具有多種獨(dú)特的生態(tài)經(jīng)濟(jì)作用［28-30］。

2.6 綜合治理，減少污染，保護(hù)土壤資源

我國(guó)目前遭受不同程度污染的土壤可達(dá)1000萬(wàn)hm2，對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)造成極大威脅。土壤污染會(huì)引起并加速環(huán)境污染，導(dǎo)致農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)下降，降低生物多樣性，影響人類(lèi)的健康，威脅人類(lèi)生存安全［31］。防治土壤污染必須以防為主，清除污染源，對(duì)已污染的土壤，要采取一切有效措施加以改良，控制土壤中污染物的遷移和轉(zhuǎn)化，消除土壤中污染物的殘留。對(duì)已經(jīng)污染的土地可通過(guò)客土、換土、去表土、翻土、加入改良劑等降低污染，并進(jìn)行生物修復(fù)，還可通過(guò)選擇抗污染品種、改變耕作制度、改種木本植物及工業(yè)用植物等來(lái)減少污染對(duì)作物的危害，另外還要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)污染物排放的標(biāo)準(zhǔn)及法律法規(guī)加強(qiáng)對(duì)污水灌溉、固體廢物的土地處理的管理。

2.7 完善紅壤監(jiān)測(cè)預(yù)警體系

建立健全省、縣二級(jí)土肥檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警體系:要明確省、縣二級(jí)土肥檢測(cè)機(jī)構(gòu)職責(zé)和分工，省級(jí)重點(diǎn)是滿(mǎn)足耕地質(zhì)量調(diào)查和科學(xué)施肥需要的土壤理化性狀和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境建設(shè)的土壤微量元素、重金屬、殘留、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等項(xiàng)目的分析;縣級(jí)主要承擔(dān)土壤肥力和土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)的土壤、肥料常規(guī)項(xiàng)目分析和部分土壤微量元素分析以及土壤物理性狀分析。

建立土壤地力(質(zhì)量)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò):在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)置上，要根據(jù)不同農(nóng)業(yè)區(qū)劃和地貌類(lèi)型、不同種植制度，設(shè)立長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)點(diǎn)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)與試驗(yàn)區(qū)。在管理的方式上，要采取統(tǒng)一布局，一次抽取、分級(jí)管理、分級(jí)負(fù)責(zé)的方法，省、縣二級(jí)各負(fù)其職，定期監(jiān)測(cè)，動(dòng)態(tài)管理，定期發(fā)布土壤地力(質(zhì)量)報(bào)告或白皮書(shū)，為各級(jí)政府和農(nóng)業(yè)部門(mén)提供第一手的決策依據(jù)，為科學(xué)施肥、培肥地力提供數(shù)字化分析報(bào)告。

建立耕地質(zhì)量管理信息系統(tǒng):主要是應(yīng)用GIS技術(shù)，對(duì)地形、地貌、土壤、土地利用、農(nóng)田水利、土壤污染、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本情況、基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)等資料進(jìn)行統(tǒng)一管理，構(gòu)建耕地質(zhì)量管理信息系統(tǒng)，并跟蹤時(shí)空變化，實(shí)施動(dòng)態(tài)管理。

3 結(jié)束語(yǔ)

世界熱帶、亞熱帶地區(qū)，總面積6400萬(wàn)km2，占全球總面積45.2%，人口25億，占全球48%。隨著溫帶地區(qū)荒地日益減少，全球土地利用的重點(diǎn)，已逐漸由溫帶向熱帶、亞熱帶轉(zhuǎn)移［32］。我國(guó)熱帶、亞熱帶紅壤區(qū)，占世界同類(lèi)地區(qū)總面積的8%，與世界情況相比，具有巨大的生產(chǎn)與資源潛力，同時(shí)也面臨農(nóng)業(yè)與生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。因此，當(dāng)前加速該區(qū)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境建設(shè)，不但對(duì)我國(guó)，而且將對(duì)世界熱帶、亞熱帶地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，有著重大的推動(dòng)與指導(dǎo)意義。

從當(dāng)前的形勢(shì)看，紅壤生態(tài)系統(tǒng)功能的建設(shè)，是一項(xiàng)長(zhǎng)期綜合的系統(tǒng)工程。首先，必須將紅壤生態(tài)系統(tǒng)功能建設(shè)建立在提升“生態(tài)文明建設(shè)”理念認(rèn)識(shí)——即“人與自然和諧、可持續(xù)發(fā)展及惠民福祉觀，既滿(mǎn)足自身需要，又不損害自然，成為人與自然，人與人之間和諧發(fā)展的規(guī)范”的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上;其次，將生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)相結(jié)合，綜合利用以上措施指導(dǎo)南方紅壤生態(tài)環(huán)境建設(shè);第三，按不同地區(qū)因地制宜地進(jìn)行長(zhǎng)期定位試驗(yàn)研究，加強(qiáng)對(duì)污染紅壤的環(huán)境治理和修復(fù)的研究，為整個(gè)南方紅壤生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和重建提供理論支持。實(shí)踐證明，要保證整個(gè)南方紅壤生態(tài)系統(tǒng)的健康穩(wěn)定發(fā)展，必須不斷創(chuàng)新，堅(jiān)持奮進(jìn)，才能取得明顯成效。

［1］Li Q K，Xiong Y.Chinese soil.Science Press，1987.

［2］Liang Y，Zhang B，Pan X Z.Current status and comprehensive control strategies of soil erosion for hilly region in the Southern China.Science of Soil and Water Conservation，2008，6(1):22-27.

［3］Wang J P，Cao CG，Zhang WJ.Planting countermeasures to differenceof water-heat resource on dry land in red-yellow soil region of south china.Research of Agricultural Modernization，2005，26(4):306-308.

［4］He X Y，Xie W M.The problems and achievements about improving use red-yellow soil in china.Chinese Journal of Soil Science，1983，(2):1-4.

［5］Zhao Q G.A study on recent pedogenesis and its developing age of red soils in china.Quaternary Sciences，1992，(4):344-351.

［6］Hu M Y，Ou Y C X，Dai J，Wu S H，Wen Z P.Research Progress on Utilization of Red Soil Resources in China.Soil and Environmental Sciences，1999，8(1):53-57.

［7］People.The overview of soil erosion in china.2005-07-19［2013-12-07］.http://scitech.people.com.cn/GB/25509/50262/50980/3553777.Html.

［8］Shi ZH，Cai CF，Zhang GY，Ding SW，Wang TW.The preliminary about the evaluation of red soil degradation in the south of HuBei province.Science＆ technology Progress and Policy，2007，17(12):193-195

［9］Zhao Q G，The problems about the red soil degradation in china.Soils.1995，28(06):281-285

［10］Sun B，Zhang T L，Zhao Q G.The comprehensive evaluation of soil nutrient barren about red soil in hilly region in south china.Soil，1995，16(03):281-285.

［11］Peng SZ，Wu JY，Jun Q.The causes and countermeasures of seasonal drought in south china.China Rural Water and Hydropower，2012，13(2):6-10.

［12］Sui Y，Huang W H，Yang X G，Li M S.Characteristics and adaption of seasonal drought in southern China under the background of global climate changeⅠ:Change characteristics of precipitation resource.Chinese Journal of Applied Ecology，2012，23(7):1875-1882.

［13］Wu X W，Yan Y.Countermeasure of drought controlling Jiangxi province.Jiangxi Hydraulic Science and Technology，2008，34(2):85-87.

［14］Wang M Z.Study on Seasonal Drought in Southern China.Rural Eco-Environment，1997，13(2):6-10

［15］Zhang G X.Soil pollution and control strategies.Shan tou technology 2002，(4):27-28.

［16］Wilcove D S，Rothstein D，Dubow J.Quantifying threat imperiled species in the united states.Bioscience，1998.48(8):607-615.

［17］Xie Z Q，Chen Z G，F(xiàn)an D Y，Xiong G M.Global consequence and control strategies of biological invasion.Chinese Journal of applied ecology，2003，14(10):1795-1798.

［18］Chen Z M，Yang JX，Su R F，Chen X Y.Present status of the indigenous f ishes in Dianchi Lake，Yunnan.Biodiversity Science，2001，9(4):407-413.

［19］Ding JQ.The mechanism of biological invasion and its effect on ecosystem safety.Review of China agricultural Science and Technology，2002，4(4):16-20.

［20］Sun B，Zhao Q G.Evaluation indexes and methods of soil quality concerning red soil degradation.Progress in geography，1999，18(2):118-128.

［21］Zhao QG.Agricultural sustainability andecological environment construction of the red soil uplan region in southeast china.Soils，1998，(4):169-177.

［22］Shi X Z，Shi D M.The integrated utilization of red soil resources and control of soil erosion in China.Journal of soil and water conservation，1992，6(1):33-38.

［23］Southmountain comprehensive scientific expedition of Chinese academy of science.The development and governance about Red-yellow hills.Science Press，1989.

［24］Hu C，Cao Z P，Luo Y R，M a Y L.Effect of long-term application of microorganism compost or vermim compost on soil fertility and microbial biomass carbon.Chinese journal of eco-agriculture，2007，15(3):48-51.

［25］He Y Q，Wang X X，Sun B，Li CL.Effect of different land use patterns on the fertility of red soil with proposals for the regulation of degraded red soil.Resources and environment in the Yangtze Basin，2004，13:78-82.

［26］Yang Z P，Xu M G，Nie J.Effect of long-term winter planting-green manure on reddish paddy soil quality and its comprehensive evaluation under double-rice cropping system.Journal of soil and water conservation，2011，25(3):92-102.

［27］Song SR，Ge SP，Yang Y.Study on the returned rapeseed straw and seedling-broadcast with no-tillage techniques for rice.An Hui agricultural science bulletin，2007，13(10):166.

［28］Cannell R Q，Hawes J D.Trend intillage practices in relation to sustainable crop production with special reference to temperate climates.Soil Tillage Res，1994，30:245-282.

［29］Reeves D W.The role of soil organic matter in maintaining soil quality in continuous cropping systems.Soil Tillage Res，1997，43(1/2):131-167.

［30］Arshad M A.Tillage practices for sustainable agriculture and environmental quality in different agro-ecosystems.Soil Tillage Res.，1999，53(1):1-2.

［31］Liu J，Zhang Y Z.The Degradation and Restoration of Red SoilⅡ.The Control Strategy for Degraded Red Soil.Hunan Agricultural Sciences，2010，(7):62-66.

［32］Zhong J H，Tang SY，Tan J.Improvement of agro-ecological environment in hilly and mountainous areas of south china:taking Xinyi village of Wuhua county as an example.Chinese journal of ecology，1993，12(4):52-54.

參考文獻(xiàn):

［1］李慶逵，熊毅.中國(guó)土壤(第二版).北京:科學(xué)出版社，1987:1-39

［2］梁音，張斌，潘賢章，史德明.南方紅壤丘陵區(qū)水土流失現(xiàn)狀與綜合治理對(duì)策.中國(guó)水土保持科學(xué)，2008，6(1):22-27.

［3］汪金平，曹湊貴，張衛(wèi)健.南方紅黃壤不同類(lèi)型區(qū)旱地水熱資源差異及種植對(duì)策.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2005，26(4):306-308

［4］賀湘逸，謝為民.我國(guó)紅黃壤利用改良的成就和問(wèn)題.土壤通報(bào)，1983，(2):1-4

［5］趙其國(guó).我國(guó)紅壤現(xiàn)代成土過(guò)程和發(fā)育年齡的初步研究.第四紀(jì)研究，1992，(4):344-351

［6］胡月明，歐陽(yáng)村香，戴軍，吳順輝，溫志平.我國(guó)紅壤資源農(nóng)業(yè)利用研究進(jìn)展.土壤與環(huán)境，1999，8(1):53-57

［7］人民網(wǎng).我國(guó)水土流失概況.2005-07-19［2013-12-07］http://scitech.people.com.cn/GB/25509/50262/50980/3553777.Html.

［8］史志華，蔡崇法，張光遠(yuǎn)，丁樹(shù)文，王天巍.鄂南紅壤退化評(píng)價(jià)指標(biāo)初探.科技進(jìn)步與對(duì)策，2000，17(12):11-13

［9］趙其國(guó).我國(guó)紅壤的退化問(wèn)題.土壤，1995，28(6):281-285.

［10］孫波，張?zhí)伊?，趙其國(guó).南方紅壤丘陵區(qū)土壤養(yǎng)分貧瘩化的綜合評(píng)價(jià).土壤，1995，(3):119-128

［11］彭世彰，吳佳姚，俊琪.南方季節(jié)性干旱成因及抗旱對(duì)策.中國(guó)農(nóng)村水利水電，2012，(3):149-151

［12］隋月，黃晚華，楊曉光，李茂松.氣候變化背景下中國(guó)南方地區(qū)季節(jié)性干旱特征與適應(yīng)Ⅰ:降水資源演變特征.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，23(7):1875-1882.

［13］吳學(xué)文，嚴(yán)義.江西防旱抗旱對(duì)策思考.江西水利科技，2008，34(2):85-87.

［14］王明珠.我國(guó)南方季節(jié)性干旱研究.農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，1997，13(2):6-10.

［15］張光興.土壤污染及防治對(duì)策.汕頭科技，2002，(4):27-28.

［17］謝宗強(qiáng)，陳志剛，樊大勇，熊高明.生物入侵的危害及防治對(duì)策.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，14(10):1795-1798.

［18］陳自明，楊君興，蘇瑞鳳，陳小勇.滇池土著魚(yú)類(lèi)現(xiàn)狀.生物多樣性，2001，9(4):407-413.

［19］丁建清.外來(lái)生物的入侵機(jī)制及其對(duì)生態(tài)安全的影響.中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2002，4(4):16-20.

［20］孫波，趙其國(guó).紅壤退化中的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法.地理科學(xué)進(jìn)展，1999，18(2):118-128.

［21］趙其國(guó).我國(guó)東南紅壤丘陵地區(qū)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè).土壤，1998，(4):169-177.

［22］史學(xué)正，史德明.綜合利用我國(guó)紅壤資源防治水土流失.水土保持學(xué)報(bào).1992，6(1):33-38.

［23］中國(guó)科學(xué)院南方山地綜合科學(xué)考察隊(duì).紅黃壤丘陵開(kāi)發(fā)和治理.北京:科學(xué)出版社，1989.

［24］胡誠(chéng)，曹志平，羅艷蕊，馬永良.長(zhǎng)期施用生物有機(jī)肥對(duì)土壤肥力及微生物生物量碳的影響.中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2007，15(3):48-51

［25］何園球，王興祥，孫波，李成亮.不同利用方式對(duì)紅壤肥力的影響與退化紅壤的調(diào)控.長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2004，13:78-82.

［26］楊曾平，徐明崗，聶軍，鄭圣先，高菊生，謝堅(jiān)，廖育林.長(zhǎng)期冬種綠肥對(duì)雙季稻種植下紅壤性水稻土質(zhì)量的影響及其評(píng)價(jià).水土保持學(xué)報(bào)，2011，25(3):92-102

［27］宋執(zhí)儒，葛詩(shī)平，楊勇.油菜秸稈還田水稻免耕拋秧栽培技術(shù)初探.安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2007，13(10):166

［31］劉杰，張楊珠.紅壤地區(qū)土壤退化與恢復(fù)重建研究(Ⅱ)退化紅壤的防治對(duì)策.湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，(7):62-66

［32］鐘繼洪，唐淑英，譚軍.南方丘陵山區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的改善—以五華縣新一村為例.生態(tài)學(xué)雜志，1993，12(4):52-54