貴州巖溶山區(qū)植被恢復(fù)技術(shù)研究

楊先義 李永荷 羅永猛 余剛國 左 艷 裴雙俊

(畢節(jié)市林業(yè)技術(shù)推廣站，貴州 畢節(jié) 551700)

土地石漠化不僅使巖溶地區(qū)土地生產(chǎn)力下降、地表植被覆蓋率銳減、系統(tǒng)水源涵養(yǎng)能力削弱、地表水源枯竭，而且造成土地資源喪失、糧食減產(chǎn)，嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)厝罕姷纳a(chǎn)生活［1］。貴州作為西南巖溶山區(qū)的中心，巖溶面積大，發(fā)育強(qiáng)烈，是典型的生態(tài)脆弱區(qū)，加之這里以農(nóng)業(yè)為主，人地矛盾突出，水土流失和石漠化仍在快速發(fā)展［2］。但是，石旮旯地的低洼地帶，由于長(zhǎng)期的累積，土層相對(duì)較厚，且較為肥沃。針對(duì)這一特點(diǎn)，筆者所在單位于2007年承擔(dān)并實(shí)施了國家林業(yè)局科技司下達(dá)的“巖溶山區(qū)石漠化治理及植被恢復(fù)技術(shù)示范”項(xiàng)目，以貴州省畢節(jié)市黔西縣素樸鎮(zhèn)營山、馬路、古勝3村為研究單元，結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀?、社?huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際情況，通過推廣應(yīng)用先進(jìn)成熟的“西藏藏柏引種技術(shù)”“石山(石炭巖)地區(qū)造林綠化優(yōu)良樹種栽培技術(shù)”等技術(shù)成果，選擇鄉(xiāng)土樹種，科學(xué)地整地、栽植、撫育，結(jié)合容器育苗、保水劑及ABT生根粉等先進(jìn)實(shí)用技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)行科學(xué)合理的技術(shù)配套設(shè)計(jì)，探討巖溶山區(qū)石漠化土地植被恢復(fù)途徑，克服巖溶山區(qū)造林成活率、保存率低的問題，以期為貴州巖溶山區(qū)石漠化土地治理提供參考。

1 貴州土地石漠化現(xiàn)狀

貴州省地處中國西南巖溶山區(qū)的中心，是中國石漠化分布面積最大、危害最嚴(yán)重的省份，石漠化面積已達(dá)到5 萬km2［3］。全省86 個(gè)縣份中巖溶石漠化面積比例在30%以上的就達(dá)76 個(gè)，占全省總縣數(shù)的88%，其中巖溶石漠化面積比例在50%以上的有68 個(gè)，占79%［4］。近年來，隨著一系列治理工程的實(shí)施，石漠化逐漸得到遏制，面積逐年減少。

貴州省各地市石漠化情況見表1。

2 研究區(qū)及樣地概況

2．1 研究區(qū)概況

畢節(jié)市是貴州巖溶山區(qū)土地石漠化的典型區(qū)域，本研究選擇的試驗(yàn)地位于畢節(jié)市黔西縣東南部、烏江上游六廣河西岸的素樸鎮(zhèn)營山、馬路、古勝3 個(gè)村，研究區(qū)屬亞熱帶溫暖濕潤型氣候，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，水熱同季，小氣候差異明顯，全年平均氣溫13．2℃—14．5℃，極端最高氣溫35．4℃，極端最低氣溫－10．4℃。全年≥10℃積溫4 172．3℃，≤0℃氣溫日數(shù)為29d，日照時(shí)數(shù)1 348．9h。平均年降水量為1 005．9 mm，降水日數(shù)188d，雨季5—8月，年平均相對(duì)濕度81%，無霜期250—280d。

表1 貴州省各地市石漠化情況

2．2 研究區(qū)內(nèi)生態(tài)治理情況

研究區(qū)內(nèi)巖石裸露極為普遍，占土地總面積的40%以上。石漠化現(xiàn)象極為典型，區(qū)內(nèi)有零星耕地，但石質(zhì)化嚴(yán)重，因此研究區(qū)內(nèi)老百姓對(duì)植被恢復(fù)響應(yīng)的積極性較高。由于在原有實(shí)施石漠化治理時(shí)，選擇樹種不當(dāng)，營林措施落后，雖已進(jìn)行植被恢復(fù)，但樹木長(zhǎng)勢(shì)差，石漠化現(xiàn)象未得到緩解。因此，根據(jù)適地適樹的原則，通過選擇適宜樹種，推廣應(yīng)用容器苗栽植、施放客土等營林技術(shù)措施，實(shí)施巖溶山區(qū)植被恢復(fù)技術(shù)研究，以期對(duì)貴州省巖溶山區(qū)植被恢復(fù)起參考作用。項(xiàng)目于2007年建設(shè)實(shí)施，2009年建設(shè)完成，2009—2014年進(jìn)行除草、施肥、病蟲害防治、樣地觀測(cè)等常規(guī)撫育管護(hù)工作，因考慮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的完整性和科學(xué)性，研究采用了2009年、2012年和2014年的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比。

2．3 樣地概況

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)石漠化等級(jí)的不同，按潛在、輕度、中度、強(qiáng)度和極強(qiáng)度設(shè)置樣地，每個(gè)等級(jí)設(shè)置兩個(gè)樣地，共10 個(gè)樣地，樣地面積為20m×20m。各樣地監(jiān)測(cè)情況見表2。

表2 樣地基本情況

3 植被恢復(fù)技術(shù)

3．1 潛在石漠化土地的植被恢復(fù)技術(shù)

這一研究區(qū)位于1、2 號(hào)樣地，區(qū)內(nèi)森林覆蓋率較高，大于40%，有少量喬木和大量的疏林和灌叢，土壤比較連續(xù)深厚，厚度在80—200cm 之間，栽植條件較好，但同時(shí)也是耕地資源的集中區(qū)，人口密度大。對(duì)于該區(qū)域的植被恢復(fù)，以營造經(jīng)濟(jì)林為主，根據(jù)適地適樹的原則，選擇適宜本地發(fā)展的桃和李，營造經(jīng)濟(jì)林。

3．2 輕度石漠化土地的植被恢復(fù)技術(shù)

該研究區(qū)域位于3、4 號(hào)樣地，有一定的森林覆蓋率，造林地塊石礫含量輕，基巖裸露率30%—50%，土層厚度50cm以上，立地條件相對(duì)較好，但同時(shí)也是耕地資源的集中分布區(qū)，人口密度大。對(duì)于該區(qū)域的植被恢復(fù)，應(yīng)有計(jì)劃地營造經(jīng)濟(jì)林為主，生態(tài)林為輔。根據(jù)山區(qū)的自然環(huán)境的垂直分布帶特性，采用“一坡三帶”治理模式，即營建山頂水源涵養(yǎng)林、山腰水土保持林、山腳經(jīng)濟(jì)水土保持林。

山頂水源涵養(yǎng)林:山頂由于海拔高，土層淺薄，坡度較大，水土流失嚴(yán)重，為了調(diào)節(jié)坡面徑流，保護(hù)水源，調(diào)洪削峰，防止土壤侵蝕，因此，在山頂營造水源涵養(yǎng)林。

山腰水土保持林:山腰坡面大，侵蝕嚴(yán)重，但仍有少量的農(nóng)地，為控制坡面徑流，固土護(hù)坡，保護(hù)農(nóng)地，同時(shí)為了解決林農(nóng)矛盾，增加收入，該區(qū)域以用材林和經(jīng)果林混交，形成水土保持林。

山腳經(jīng)濟(jì)水土保持林:山腳人多，破壞嚴(yán)重，因此是治理的重點(diǎn)，而且該區(qū)域大部分為耕地，一旦經(jīng)濟(jì)效益下降，將導(dǎo)致水土流失和貧困的惡性循環(huán)，解決農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入是該區(qū)域的關(guān)鍵點(diǎn)。因此在該區(qū)域布置經(jīng)濟(jì)水土保持林，既能夠提高農(nóng)民收入，又能夠保護(hù)環(huán)境，防止水土流失。

3．3 中度石漠化土地的植被恢復(fù)技術(shù)

這一研究區(qū)位于5、6 號(hào)樣地，區(qū)內(nèi)有一定的疏林、灌叢或草叢，有較多的殘、坡積土，但淺薄，小于30cm，具有一定的栽植條件，造林地塊石礫含量中等，森林覆蓋率低于30%，基巖裸露率50%—70%。因此，在植被恢復(fù)過程中，蓄水、治土、造林是該區(qū)域的核心，同時(shí)兼顧生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益一致、短期效益與長(zhǎng)期效益相一致，促進(jìn)區(qū)域內(nèi)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。對(duì)該區(qū)的植被恢復(fù)，應(yīng)因地制宜發(fā)展經(jīng)濟(jì)林為主的混合林業(yè)。

3．4 強(qiáng)度石漠化土地植被恢復(fù)技術(shù)

該區(qū)域位于7、8 號(hào)樣地，同時(shí)也是土地石漠化治理的重點(diǎn)，區(qū)域內(nèi)森林覆蓋率低，小于20%，造林地塊石礫含量較重，基巖裸露率達(dá)到70%以上，立地條件差，土層厚度大多小于10cm，基本喪失了農(nóng)業(yè)利用價(jià)值，是生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重脆弱的地帶。該區(qū)域的治理短期內(nèi)很難收到直接經(jīng)濟(jì)效益，因此對(duì)該區(qū)域的植被恢復(fù)，應(yīng)選用耐干旱瘠薄、喜鈣、巖生、速生、適應(yīng)范圍廣、經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的樹種、灌木、藤和草種，形成喬灌草合理配置的良好生態(tài)系統(tǒng)。

3．5 極強(qiáng)度石漠化土地植被恢復(fù)技術(shù)

該區(qū)域位于9、10 號(hào)樣地，區(qū)域內(nèi)森林覆蓋率極低，小于10%，造林地塊石礫含量較重，基巖大面積裸露率達(dá)到80%以上，立地條件差，已完全喪失農(nóng)業(yè)利用價(jià)值，同時(shí)也不具備人工植被恢復(fù)的條件，是生態(tài)環(huán)境最脆弱的地帶。該區(qū)域的治理基本難以收到直接經(jīng)濟(jì)效益，短期內(nèi)也難以進(jìn)行植被恢復(fù)，因此，對(duì)于該區(qū)域的治理，應(yīng)先進(jìn)行草類培育，同時(shí)利用區(qū)域類的石頭作為支架，種植金銀花等藤本植物，然后進(jìn)行全面封育，等到土壤有一定的積累后，再培育灌木，最后促進(jìn)植被的自然恢復(fù)。植被恢復(fù)林種、樹種及密度等見表3。

表3 植被恢復(fù)林種、樹種及密度

4 結(jié)果分析

4．1 經(jīng)濟(jì)效益分析

表4 研究區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益變化表

由表4 可以看出，營山村人均純收入從2009年的1 847元增加到2014年的5 489元，增加了3 626元，馬路村增加了3 865元，古勝村增加了3 469元。2009—2012年的增長(zhǎng)率分別為76．4%、98．5%和79．9%，2012年到2014年增長(zhǎng)率分別為68．4%、61．4%和60．2%。

4．2 生態(tài)效益分析

表5 治理前后各研究單元石漠化土地面積變化表單位:公頃

分析表5 得出，2012年與2007年相比，營山、馬路、古勝三個(gè)研究單元潛在石漠化面積分別降低了48．5%、49．6%和71．6%;輕度石漠化面積分別降低了66．5%、68．5% 和52．8%，中度石漠化面積分別降低了65．1%、68．9% 和36．6%;強(qiáng)度石漠化面積分別降低了77．8%、48．8% 和53．5%;極強(qiáng)度石漠化面積分別降低了59．5%、53．6% 和79．6%。整個(gè)研究區(qū)植被覆蓋率治理前為31．5%，到2012年研究區(qū)的植被覆蓋率已達(dá)到46%，增長(zhǎng)率達(dá)46%。可見，通過植被恢復(fù)，植被覆蓋率得到了很大的提高。同時(shí)通過營建桃、李、花椒等經(jīng)濟(jì)林，經(jīng)濟(jì)效益增加，農(nóng)戶治理生態(tài)、保護(hù)生態(tài)的積極性也得到了提高，石漠化土地面積也在逐年減少。

表6 植被恢復(fù)區(qū)樹種生長(zhǎng)數(shù)量特征

分析表6 得出，2014年與2009年相比，經(jīng)過5年植被恢復(fù)技術(shù)的治理，研究區(qū)內(nèi)樹種的高度、地徑、冠幅等數(shù)量特征呈明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)，植物生物量明顯增加，生態(tài)效應(yīng)明顯。

5 結(jié)論

5．1 因地制宜，適地適樹

由于各地水文、氣候等自然環(huán)境的不同，巖溶石漠化在各地也是千差萬別，因此，在植被恢復(fù)時(shí)，應(yīng)充分結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀粭l件，因地制宜，適地適樹，同時(shí)考慮當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)條件。本研究在樹種的選擇上，選擇適宜貴州氣候，耐干旱、瘠薄，適生力強(qiáng)的鄉(xiāng)土樹種，這是植被恢復(fù)能否成功的關(guān)鍵。

5．2 喬灌結(jié)合，針闊混交

根據(jù)各石漠化地區(qū)的局部小環(huán)境，宜喬則喬，宜灌則灌，形式上不力求一致。林種選擇應(yīng)針闊混交，形成森林林分多樣化的生態(tài)環(huán)境。

5．3 生態(tài)優(yōu)先，同時(shí)兼顧社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益

巖溶山區(qū)同時(shí)也是人地矛盾突出、經(jīng)濟(jì)貧困的地區(qū)，因此，解決農(nóng)民吃飯問題就顯得極其重要，否則就會(huì)陷入石漠化——貧窮——?dú)Я珠_荒——石漠化加劇——貧窮的惡性循環(huán)。在保證石漠化治理的基礎(chǔ)上，兼顧區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，并力求自然和諧，創(chuàng)造綠色森林景觀。

5．4 科學(xué)合理的技術(shù)配套

推廣應(yīng)用先進(jìn)成熟的技術(shù)成果，科學(xué)合理的技術(shù)配套，對(duì)植被的恢復(fù)將起到推動(dòng)作用。本研究通過推廣應(yīng)用四川省林業(yè)科學(xué)研究院“西藏藏柏引種技術(shù)”以及中國林科院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心“石山(石炭巖)地區(qū)造林綠化優(yōu)良樹種栽培技術(shù)”等先進(jìn)技術(shù)，在貴州巖溶石漠化地區(qū)進(jìn)行人工植被恢復(fù)技術(shù)研究，使造林成活率達(dá)85%以上，年均樹高生長(zhǎng)量和胸徑生長(zhǎng)量大大提高，使研究區(qū)內(nèi)植被迅速得到恢復(fù)，增加了林草植被覆蓋度，控制了水土流失，遏制了土地石漠化，改善了石漠化地區(qū)生態(tài)環(huán)境。

［1］黃金國，魏興琥，王兮之．粵北巖溶山區(qū)土地石漠化成因及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)治理模式［J］． 水土保持研究，2013，(4) :105—109．

［2］蘇維詞．中國西南巖溶山區(qū)石漠化的現(xiàn)狀成因及治理的優(yōu)化模式［J］．水土保持學(xué)報(bào)，2002，(2) :29—79．

［3］羅海波，宋光煜，何騰兵，等．貴州喀斯特山區(qū)石漠化治理過程中土壤質(zhì)量特性研究［J］． 水土保持學(xué)報(bào)，2004，(6) :112—115．

［4］蘇維詞，朱文孝，熊康寧．貴州喀斯特山區(qū)的石漠化治理及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)治理模式［J］． 中國巖溶，2002，(1) :20—24．

［5］賀翔，熊康寧．巖溶山區(qū)石漠化與耕地壓力和糧食安全問題的耦合分析［J］． 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42( 2) : 177—181．