西南喀斯特地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)面臨的問題及對(duì)策

許留興，熊康寧,張錦華，池永寬，諶 妍，劉成名(.貴州師范大學(xué)中國南方喀斯特研究院，貴州 貴陽 55000； 2.國家喀斯特石漠化防治工程技術(shù)研究中心，貴州 貴陽 55000； .貴州省畜牧獸醫(yī)研究所，貴州 貴陽 550005)

西南喀斯特地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)面臨的問題及對(duì)策

許留興1,2，熊康寧1,張錦華3，池永寬1,2，諶 妍1,2，劉成名1,2
(1.貴州師范大學(xué)中國南方喀斯特研究院，貴州 貴陽 550001； 2.國家喀斯特石漠化防治工程技術(shù)研究中心，貴州 貴陽 550001； 3.貴州省畜牧獸醫(yī)研究所，貴州 貴陽 550005)

本文系統(tǒng)闡述了西南喀斯特地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)的重要性，并分析了西南喀斯特地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)面臨的問題，主要為水土流失、土壤貧瘠、土地石漠化、生物多樣性減少以及人類不合理利用等，針對(duì)上述問題提出了增加栽培草地面積、提高公眾環(huán)保意識(shí)、調(diào)整農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、保持水土、防治石漠化、建立完善的監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)體系等一系列相應(yīng)對(duì)策，以期為喀斯特地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)健康、穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展提供一定的科學(xué)依據(jù)。

喀斯特；石漠化；草地；生態(tài)系統(tǒng)

草地生態(tài)系統(tǒng)是指在一定生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)上，以草本植物為主要生產(chǎn)者的陸地生態(tài)系統(tǒng)，其中以禾本科植物為主要植物種類，并兼有薔薇科、蓼科、菊科等其他科，全球從低緯度到高緯度地區(qū)皆有分布。世界喀斯特面積約為5.1億km2，占全球總面積的10%[1-2]，歐洲中南部、北美東部和中國西南地區(qū)是其主要分布范圍，前兩者的生態(tài)環(huán)境明顯優(yōu)于后者[3]，水土流失、生態(tài)破壞等問題不顯著或者不足以引發(fā)生態(tài)災(zāi)害、危害人類生存，草地生態(tài)系統(tǒng)處于優(yōu)良狀態(tài)，草地資源可以得到有效發(fā)揮；中國西南喀斯特地區(qū)面積超過55萬km2，主要以西南為核心地帶，包括南方8個(gè)省(市)，分布在貴州、廣西、云南、重慶、湖北、湖南等地，其中以貴州高原為中心向四周呈點(diǎn)、線、面分布，是世界喀斯特發(fā)育最典型、最復(fù)雜、也是最健全的區(qū)域，同樣也是草地生態(tài)系統(tǒng)的脆弱區(qū)[4]。該區(qū)域主要受來自印度洋的亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候影響，在氣候、地質(zhì)地貌等自然環(huán)境和人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)、政府政策等人為因素的共同作用下，水土流失量大、植被覆蓋率低、生態(tài)災(zāi)害嚴(yán)重等問題突出，嚴(yán)重制約著當(dāng)?shù)孛癖娚钏降奶岣吆徒?jīng)濟(jì)的發(fā)展。西南喀斯特地區(qū)石漠化分布面積廣，僅貴州和廣西的石漠化面積分別達(dá)5萬和4.7萬km2，并以2 500 km2·a-1的速度在不斷擴(kuò)展[5]，盡管多數(shù)地區(qū)水土流失以輕度為主，但經(jīng)過長時(shí)間的持續(xù)性水土流失，加上流失速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于土壤的再生速度，很多地區(qū)已無土可流，最終導(dǎo)致石漠化加劇[6]。石漠化加劇的直接結(jié)果是旱災(zāi)、洪澇等自然災(zāi)害發(fā)生頻率增加、交替時(shí)間縮短[7]，草地生態(tài)系統(tǒng)惡化，草地的潛在價(jià)值不能得到有效、合理地利用。在整個(gè)植被群落的演替過程中，其演替順序依次為一年生草本植物-多年生草本植物-藤刺灌叢-次生喬木林，以此達(dá)到群落演替頂級(jí)，由此可以看出，草地生態(tài)系統(tǒng)在整個(gè)群落演替中的基礎(chǔ)作用，以及其本身在植被演替中的效用價(jià)值。基于西南喀斯特地區(qū)獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境、水資源的時(shí)空分布不均、植物生長受到抑制，群落發(fā)生逆向演替的現(xiàn)象[8]，草地生態(tài)系統(tǒng)在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的作用更加凸顯，生態(tài)問題與經(jīng)濟(jì)問題密切聯(lián)系，作為僅次于土壤生態(tài)系統(tǒng)、水生態(tài)系統(tǒng)、氣候生態(tài)系統(tǒng)等基本生態(tài)系統(tǒng)的草地生態(tài)系統(tǒng)，不僅對(duì)整個(gè)生態(tài)產(chǎn)生顯著影響，也與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平的高低直接聯(lián)系，所以草地生態(tài)系統(tǒng)的健全性不得不引起我們的高度關(guān)注。

1 西南喀斯特地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)面臨的問題

1.1 水、土、光資源的分布不均

原生草地植被是區(qū)域群落組成的先鋒植物，最先影響其構(gòu)成的要素是氣候、地貌等外觀環(huán)境，所以水、土、光對(duì)西南喀斯特地貌、植被組成以及生物種類具有不可忽略的作用。喀斯特地區(qū)的二元結(jié)構(gòu)不僅表現(xiàn)在巖石與土壤方面，還表現(xiàn)在水文方面。大氣降水到地表，形成地表徑流，地表水經(jīng)過下滲直接轉(zhuǎn)化為地下水，地表草地生態(tài)系統(tǒng)的退化引起地下水系統(tǒng)自我調(diào)蓄和凈化能力降低，使地下巖層中的水質(zhì)時(shí)空分布不均，總資源量減少，水質(zhì)易受不合理利用而退化[9-11]。該區(qū)域主要受來自印度洋的季風(fēng)影響，夏季高溫多雨，冬季溫和少雨，降雨集中，夏季大范圍的大雨、暴雨及短歷時(shí)高強(qiáng)度的暴雨易出現(xiàn)，土壤所受外力沖擊作用強(qiáng)烈。喀斯特地區(qū)地貌環(huán)境復(fù)雜，“天無三日晴，地?zé)o三里平”是當(dāng)?shù)氐孛埠蜌夂虻恼鎸?shí)寫照，我國南方地區(qū)年降水量在1 200-2 400 mm之間，0 ℃以上積溫為5 500-8 000 ℃，對(duì)于草本植物的生長極為有利[12]，而西南喀斯特地區(qū)的氣候、地貌垂直立體性較強(qiáng)，可充分利用這一優(yōu)勢(shì)來發(fā)展草產(chǎn)品，但是也因?yàn)闅夂蚝偷孛苍?，云層厚、云霧天氣多、日照強(qiáng)度和利用率低，尤其像貴州省(表1)，冬天幾乎處于陰雨綿綿的天氣，日照總時(shí)數(shù)僅為2 000～2 200 h，光照資源得不到充分利用，植物光合作用受到抑制。水土資源與光、熱產(chǎn)生時(shí)空錯(cuò)位，致使植物光合作用在特定時(shí)間段內(nèi)呈現(xiàn)明顯的衰減現(xiàn)象，不利于植被生長，當(dāng)該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)受到極為強(qiáng)烈地破壞后，無法在短時(shí)間內(nèi)形成穩(wěn)定的草地生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)外界自然災(zāi)害的抵御能力也明顯降低。

1.2 水土流失嚴(yán)重

自然生態(tài)系統(tǒng)是以地貌類型為基礎(chǔ)框架，結(jié)合氣候特征輔助而形成，從宏觀上制約了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的主導(dǎo)植被種類和水土流失的強(qiáng)度?？扇苄詭r石分布面積廣，巖溶作用強(qiáng)烈，地表崎嶇不平，陡坡多，坡度決定了地表徑流和沖刷的基本驅(qū)動(dòng)力，因此，導(dǎo)致其呈現(xiàn)獨(dú)特的二元結(jié)構(gòu)，即上部疏松的土層和下部破碎的巖石[13]，結(jié)合人多地少的緣故，水土流失成為該區(qū)域的一個(gè)重要特征，流失后的水土很大程度上并非直接匯入河流中，而是沿著巖石裂隙進(jìn)入地下，在地下囤積一部分，另一部分隨地下暗河流出，由地上水土流失轉(zhuǎn)為地上和地下雙重水土流失，最終導(dǎo)致水土資源的空間分布差異顯著。僅貴州山區(qū)水土流失面積為6.7萬km2，年流失泥沙超過6 200萬t，年均土壤侵蝕模數(shù)1 288 t·km-2·a-1，年侵蝕量達(dá)1.9億t[14]。從理論上來說，木本植物生長所需時(shí)間較長，伴隨著嚴(yán)重的水土流失，導(dǎo)致其高要求的生長環(huán)境受到抑制，而草本植物對(duì)環(huán)境要求低，速生性強(qiáng)，所以水土流失嚴(yán)重區(qū)域若有植被覆蓋，則主要以草本植物為主；當(dāng)水土流失達(dá)到一定程度，甚至出現(xiàn)無土可流的現(xiàn)象，草地植被便失去生長的物質(zhì)基礎(chǔ)，草地生態(tài)系統(tǒng)受到嚴(yán)重破壞，更有甚者出現(xiàn)寸草不生的現(xiàn)象，生態(tài)危機(jī)和自然災(zāi)害相續(xù)出現(xiàn)。

表1 貴州各市(區(qū))自然環(huán)境概況Table 1 Natural environment conditions in different areas of Guizhou (municipality, state)

注：表中數(shù)據(jù)來源于貴州氣象局。

Note: Data came from Guizhou Meteorological Bureau.

1.3 土壤貧瘠、肥力退化

自明清以后，西南喀斯特地區(qū)人口空前大爆發(fā)[13]，為了養(yǎng)活更多的人口，拓展耕地面積成為必然趨勢(shì)，耕地的拓展意味著縮小植被覆蓋面積，該區(qū)域勞動(dòng)力素質(zhì)低，以傳統(tǒng)種植為主，成土速度慢，土層薄，土地面臨長期不合理利用與水土流失雙重問題，引起養(yǎng)分的循環(huán)與平衡失調(diào)，加劇了土壤養(yǎng)分貧瘠化及肥力衰減過程；根據(jù)峰叢、洼地、石山土地類型測(cè)算，單位面積上可耕地僅20%～30%，難利用的石質(zhì)山地超過50%，人口密度應(yīng)為52～100人·km-2，峰叢、槽谷的人口容量明顯高于石質(zhì)山地達(dá)100～150人·km-2，黔中丘原人口容量最大，高達(dá)150～200人·km-2[15]，但是現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)明顯高于這一數(shù)值，土壤貧瘠無法養(yǎng)活更多的人口，人地矛盾突出。西南喀斯特地區(qū)以紅壤和黃壤為主，與我國酸雨主要分布的長江以南地區(qū)有大面積的重合，較薄的土壤本身無太高的營養(yǎng)價(jià)值，土壤酸化使脫硅富鋁化過程加快，導(dǎo)致肥力更低[16]，營養(yǎng)元素的匱乏與肥力的衰減嚴(yán)重影響依附在土壤表面的植被生長與繁衍，對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成重大威脅。草產(chǎn)量及品質(zhì)作為評(píng)價(jià)草地第一性生產(chǎn)力高低的重要內(nèi)容[17]，土壤肥力過低致使草地生產(chǎn)能力低下已經(jīng)成為喀斯特地區(qū)的現(xiàn)狀，并直接影響當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)的發(fā)展。在可利用土地類型中，耕地出現(xiàn)缺鉀、硼、鋅、鎂等礦物元素，旱地和水田缺磷，氮肥和有機(jī)質(zhì)含量低，而許多草地是由耕地、旱地甚至水田改良而來，隨著農(nóng)用化肥和農(nóng)藥使用時(shí)間的延長，土地出現(xiàn)板結(jié)、殘留農(nóng)藥積增等現(xiàn)象，使土質(zhì)更加貧瘠。綜上所述，基于各種自然和人為因素，土壤貧瘠、肥力退化成為當(dāng)前草地生態(tài)系統(tǒng)面臨的必然問題。

1.4 土地石漠化

石漠化是指在喀斯特脆弱生態(tài)環(huán)境中，由于人類不合理的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，使覆被遭到嚴(yán)重破壞、水土流失嚴(yán)重、巖石裸露率高、土地生態(tài)力嚴(yán)重下降，地表呈現(xiàn)類似荒漠化景觀的過程[18]。西南喀斯特代表著全球最典型的熱帶-亞熱帶喀斯特[19]，是青藏高原隆起在南亞大陸亞熱帶氣候區(qū)形成的一個(gè)海拔梯度大、地勢(shì)格局復(fù)雜、生態(tài)脆弱的獨(dú)特環(huán)境單元[20]；石漠化已成為中國三大生態(tài)災(zāi)害之一[21-22]，西南各省(區(qū))的基巖裸露率及淺蓋型喀斯特面積達(dá)29萬km2[23]，成為世界最大的巖溶區(qū)和生態(tài)脆弱地帶，與黃土高原并列為中國環(huán)境退化與貧困最突出區(qū)域[24]。石漠化地區(qū)具有土層和植被覆蓋率低，石灰?guī)r裸露，水土流失嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境惡化等特征[25-26]，生態(tài)系統(tǒng)退化和石漠化互為結(jié)果，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，并且該區(qū)域草地生態(tài)系統(tǒng)的應(yīng)急機(jī)制匱乏，當(dāng)外來因素高于系統(tǒng)抵御能力時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)面臨崩潰的危險(xiǎn)。西南喀斯特各省(區(qū))皆有石漠化分布，其中云南、貴州、廣西的石漠化分布面積占各省土地面積比重較大，分別為8.65%、17.07%和11.55%[27]，石漠化作為生態(tài)退化的極端表現(xiàn)，對(duì)自然災(zāi)害的防御能力變的極差，使自然災(zāi)害發(fā)生的時(shí)間間隔縮短，對(duì)經(jīng)濟(jì)造成重大損失，如石漠化較為嚴(yán)重的廣西，自然災(zāi)害由過去的8、9年逐漸變?yōu)楝F(xiàn)在的2、3年一遇，每年單受旱澇影響的農(nóng)作物面積達(dá)115萬hm2，糧食減收10億kg以上，折合經(jīng)濟(jì)損失達(dá)4億多元[28]，由此可見，石漠化在某些嚴(yán)重地區(qū)已成為生態(tài)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要障礙之一。

1.5 生物多樣性減少

生物多樣性是指在一定時(shí)間和一定地區(qū)所有生物(動(dòng)物、植物、微生物)物種及其遺傳變異和生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性總稱，包括遺傳(基因)多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性3個(gè)層次。地區(qū)植被組成和植被群落具有多樣性和復(fù)雜性特征，生物多樣性喪失和生物入侵分別是生境的破壞和破碎化的第一和第二位因素[29-30]，但是基于喀斯特地區(qū)獨(dú)特的地質(zhì)地貌和氣候環(huán)境，水土流失是引起生物多樣性減少和生態(tài)系統(tǒng)衰減的第一要素。新中國成立以來，西南喀斯特地區(qū)遭遇了生物生境的破碎、環(huán)境污染、外來物種入侵、人口的快速增長、國家和地方政策的不健全等問題，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊。該區(qū)域生物多樣性的減少主要體現(xiàn)在植物多樣性和動(dòng)物多樣性兩個(gè)方面?？λ固厣降刂脖蝗郝湟院瘫究?、菊科、薔薇科、唇形科植物為主，草地植被密度隨海拔升高逐漸增加(P≤0.01)，受海拔影響較大[31]，植被群落主要以次生林群落、灌木灌叢群落、灌草群落、草本群落為主，優(yōu)勢(shì)群落和次生優(yōu)勢(shì)群落以多年生草本植物為主[32-33]，木本植物所占比率明顯較低。表明生態(tài)系統(tǒng)有逆向演替的趨勢(shì)，物種多樣性和基因遺傳令人擔(dān)憂，植被的種類和數(shù)量伴隨著石漠化的發(fā)生也呈急速下降趨勢(shì)。土壤動(dòng)物在植被逆向演替過程中明顯減少[34]，對(duì)成土速度和土壤質(zhì)量的影響較大，并直接影響到整個(gè)食物鏈的改變。生物多樣性減少的直接結(jié)果是系統(tǒng)功能的衰減，在整個(gè)植被生態(tài)系統(tǒng)中，因?yàn)椴莸厣鷳B(tài)系統(tǒng)抵御外來風(fēng)險(xiǎn)的能力明顯低于森林生態(tài)系統(tǒng)，所以在西南喀斯特地區(qū)也最容易遭到破壞。

1.6 人類不合理利用

在人口數(shù)量較少的時(shí)期，草地生態(tài)系統(tǒng)也面臨一些問題，主要由自然原因引起，經(jīng)過一定的時(shí)間，系統(tǒng)的抗逆性可以得到恢復(fù)，環(huán)境得到有效改善。但隨著人口數(shù)量的增加和對(duì)自然資源利用的范圍擴(kuò)展，不合理利用資源的現(xiàn)象逐漸突出，并且在極短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)大量資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。在西南喀斯特地區(qū)，具有最典型的一類脆弱生態(tài)系統(tǒng)和突出的人地矛盾系統(tǒng)，在資源利用和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中存在嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題[35]，不合理利用的開發(fā)活動(dòng)所引起的問題，通常表現(xiàn)在土壤質(zhì)量方面，如李生等[36]報(bào)道，人為干擾導(dǎo)致土地質(zhì)量下降的程度表現(xiàn)為林地>草地>退耕地>農(nóng)田，這一報(bào)道也與一些石漠化地區(qū)得出的研究結(jié)果一致[37-38]，原因可能是人為活動(dòng)導(dǎo)致土壤養(yǎng)分、土壤動(dòng)物等的空間結(jié)構(gòu)分布發(fā)生改變。開荒在草地植被的破壞過程中扮演著一個(gè)先鋒角色，這也是人口大爆炸引起的問題之一，在某一時(shí)間段對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)破壞最嚴(yán)重；其次是過度放牧，喀斯特石漠化地區(qū)很大一部分都是貧困山區(qū)[39]，農(nóng)戶認(rèn)為養(yǎng)更多的家畜不但能增加家庭收入，還能提高飲食質(zhì)量，家畜對(duì)日常生活和勞力援助扮演著重要作用，因此，飼養(yǎng)數(shù)量增加，過度放牧問題出現(xiàn)，這與北方沙漠化成因類似；政府政策也是不可忽略的一個(gè)重要影響因子，如新中國成立后的“以糧為綱”、“大煉鋼”等政策導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)全國絕大部分地區(qū)的植被覆蓋率呈直線下降；開礦、架橋、修路等施工活動(dòng)中，施工人員環(huán)保意識(shí)弱，有意無意的破壞草地植被，導(dǎo)致小區(qū)域草地生態(tài)系統(tǒng)的退化。生態(tài)問題正是與人類生活相聯(lián)系才存在，通常人類的不合理開發(fā)利用資源是生態(tài)問題出現(xiàn)的導(dǎo)火線，所以，恢復(fù)草地植被和發(fā)展草地農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一條必然出路，也是治理石漠化的有效方式之一。

2 西南喀斯特地區(qū)草地可持續(xù)利用的對(duì)策

2.1 增加栽培草地面積

西南喀斯特地區(qū)山高谷深，氣候的垂直立體結(jié)構(gòu)性強(qiáng)，在不同氣候、地質(zhì)地貌條件下能種植對(duì)氣候具有不同適應(yīng)性的牧草，如在貴州喀斯特石漠化治理示范區(qū)內(nèi)，以花江為代表的喀斯特高原峽谷氣候可種植王草(Pennisetumpurpureum)、芒草(Miscanthussinensis)等熱帶牧草，以畢節(jié)為代表的喀斯特高原山地可種植紫花苜蓿(Medicagosativa)、多年生黑麥草(Loliumperenne)、鴨茅(Dactylisglomerata)、高羊茅(Festucaarundinacea)等溫帶牧草；全國禾本科植物有180屬766種，僅貴州就有101屬320種，而云南、四川、廣西等地區(qū)植被種類更加復(fù)雜多樣，所以西南喀斯特地區(qū)草種資源豐富，開發(fā)潛力巨大。草地保持水土作用顯著，如通過對(duì)玉米地、灌叢、草地3種植被類型進(jìn)行觀測(cè)，得出草地土壤水分遞減速率小于灌叢和玉米、保水性強(qiáng)的結(jié)論[40]，所以種植牧草不僅能增加草產(chǎn)量，還能保水固土；人工種草具有時(shí)間短、見效快的優(yōu)點(diǎn)，春末、夏初是南方雜草生長旺盛的季節(jié)，盡管人工種植多年生牧草的幼苗生長緩慢，競(jìng)爭(zhēng)力差，未能在原始群落中獲取與雜草相似的競(jìng)爭(zhēng)力，逐漸被雜草覆蓋[41]，但是在冬季，一年生和兩年生為主的雜草群落因不耐寒而凋萎死亡，人工種植的多年生牧草在群落中占據(jù)主導(dǎo)地位，有利于植被覆蓋度的增加，避免群落的季節(jié)性凋零。天然植被中，很少有自然形成的植被群落具有培肥地力的作用，但是根據(jù)人為調(diào)節(jié)作用，豆科與禾本科牧草混播可達(dá)到培肥地力的效果。研究表明，豆科牧草根系可形成眾多根瘤，與根瘤菌固氮共生，每年可固氮75～150 kg·hm-2[42]；豆科牧草在理想環(huán)境中的固氮量為40～400 kg·hm-2[43]，豆科牧草與禾本科牧草混播，豆科牧草固氮最多可達(dá)草地氮積累總量的46%，足以維持草地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力[44]，如白三葉(Trifoliumrepens)與禾本科牧草混播時(shí)，每年通過白三葉地下部分的降解傳給相鄰的禾本科牧草的氮量為3～102 kg·hm-2，占生物總固氮量的26%[45]。綜上所述，科學(xué)合理地混合播種，可以培肥土壤、保持水土、增加飼用價(jià)值，西南喀斯特地區(qū)具備草本植物生長的天然優(yōu)勢(shì)，建植多種植被類型有利于提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，縮短群落演替的時(shí)間，培肥固土，此外，增加栽培草地面積不僅能全面利用立體氣候環(huán)境，也是治理石漠化的有效措施之一。此外，關(guān)于生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展類型，針對(duì)貴州不同喀斯特地形的畜牧業(yè)建立相應(yīng)的生態(tài)畜牧業(yè)類型[46-47](表2)。

2.2 提高公眾的環(huán)保意識(shí)

人類的認(rèn)知廣度和深度較為膚淺也是致使草地生態(tài)系統(tǒng)面臨迫害的重要原因之一，草地面積的分布調(diào)查間隔時(shí)間長，缺乏對(duì)最新動(dòng)態(tài)的了解。從某種意義上來說，水土流失、生態(tài)破壞的誘導(dǎo)因素都是以人的利益為前提下出現(xiàn)的，所以無論是利用資源和生態(tài)保護(hù)，提高人類的認(rèn)知是很有必要、也是極度迫切的。認(rèn)知是群眾的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)或通過科研人員的試驗(yàn)調(diào)查反饋給普通群眾知識(shí)的一個(gè)過程，群眾的認(rèn)知主要體現(xiàn)在利用資源，而科研人員的認(rèn)知?jiǎng)t體現(xiàn)在科學(xué)研究，所以提高認(rèn)知主體的廣度和深度很有必要。面臨西南喀斯特地區(qū)獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境，以往對(duì)草地系統(tǒng)通用的評(píng)價(jià)指標(biāo)不能有效、全面地反映當(dāng)?shù)鼐唧w情況，應(yīng)該偏重于在現(xiàn)有的指標(biāo)下結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w條件進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，正是對(duì)草地認(rèn)識(shí)缺乏系統(tǒng)性和整體性的認(rèn)識(shí)，喀斯特地區(qū)的草地不僅僅指草地資源，而應(yīng)將其看成一個(gè)本身獨(dú)立卻又與其他生態(tài)系統(tǒng)相結(jié)合的介于整體與個(gè)體之間的交叉系統(tǒng)，包括對(duì)其內(nèi)部所有生物和非生物環(huán)境的整體認(rèn)識(shí)，所以提高當(dāng)?shù)厝罕姷闹R(shí)和技能是當(dāng)前的重中之重，只有這樣才能在認(rèn)識(shí)和利用草地資源中保護(hù)草地生態(tài)環(huán)境。

2.3 調(diào)整農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

西南喀斯特地區(qū)農(nóng)村貧困區(qū)域分布面積廣、貧困人口數(shù)量多，許多地區(qū)仍以單一的種植業(yè)為主，由于交通、通訊等基本設(shè)施不健全，無法滿足工業(yè)活動(dòng)發(fā)展的需求，大面積的農(nóng)墾活動(dòng)不但收入低，還不利于恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)和石漠化治理，所以迫切需要改變農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。目前，貴州省的“林-草-畜”生態(tài)養(yǎng)殖模式被專家認(rèn)為是西南喀斯特山區(qū)充分利用自身資源條件、發(fā)揮優(yōu)勢(shì)特色、建設(shè)生態(tài)畜牧業(yè)、帶動(dòng)農(nóng)民脫貧致富最好的模式[48]。大面積無人耕作的草山草坡、樹林草地和灌叢草地、農(nóng)閑田草地等土地資源，具有發(fā)展草地畜牧業(yè)的優(yōu)越條件[49]，期間適度刈割和放牧有利于草本植物的快速健康生長。畜牧業(yè)通常伴隨著牧草資源的繁茂而發(fā)展起來，不顧草地承載量、過多的養(yǎng)殖牲畜是農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)面臨的嚴(yán)重問題，所以草畜平衡是必然解決的首要問題；在坡度>25°、不適宜耕作的地區(qū)，應(yīng)發(fā)展畜牧業(yè)，并且有利于防治水土流失，如于德海和王寧[50]報(bào)道，種草的坡地比種糧的坡地地面徑流可減少37%，沖刷量減少67%。但西南喀斯特地區(qū)仍有不少地區(qū)在坡度>25°的坡地堅(jiān)持耕作，這顯然對(duì)維持草地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、防止水土流失、治理石漠化、發(fā)展當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)不利，這種特殊地段應(yīng)作為放牧的備用草地，不但可以充分利用土地資源，還可充分利用草地資源。

表2 貴州草地畜牧業(yè)特征Table 2 The characteristics of the local pasture husbandry of Guizhou

2.4 頒布法律法規(guī)

法律具有威懾性和滯后性兩大特性，并有懲戒、預(yù)防、引導(dǎo)3個(gè)作用，可以通過這些特性和作用引導(dǎo)人們的行為，所以有關(guān)保護(hù)草地資源的法律法規(guī)是不可缺少的，當(dāng)前有關(guān)草地的法律主要圍繞著草原或草地的保護(hù)與合理利用，中國目前有關(guān)的法律主要以《中華人民共和國草原法》為核心，確立并實(shí)施其他相關(guān)法律法規(guī)。《中華人民共和國草原法》的頒布實(shí)施，為喀斯特地區(qū)草地的保護(hù)、建設(shè)和合理利用提供了法律保障，是對(duì)草原保護(hù)、建設(shè)、利用的根本大法，為此，必須加大宣傳和貫徹執(zhí)行《中華人民共和國草原法》的力度[51]。草地是治理喀斯特生態(tài)破壞和修復(fù)生態(tài)環(huán)境的重要物質(zhì)基礎(chǔ)之一，《草原法》的最大作用是對(duì)草地進(jìn)行保護(hù)和合理利用，為更好保護(hù)草地，必須依法加大執(zhí)法力度、提高執(zhí)法效率，嚴(yán)厲打擊各種破壞草原的違法行為。

2.5 保持水土

草地植被在群落演替中為適應(yīng)水資源時(shí)空分布不均的環(huán)境，使自身在形態(tài)結(jié)構(gòu)上發(fā)生變化，如葉片大小、植株密度的改變來控制蒸騰作用，減少水分散失，增強(qiáng)保水性[40]。保持水土常用的措施是實(shí)施人工造林、飛播種草、封山育林等，對(duì)涵養(yǎng)水源、保持水土、改善植被條件等效果顯著。以往的研究表明，治理水土流失最有效的方法是在短時(shí)間內(nèi)提高植被覆蓋率，草地改良、人工種草、圍欄封育等草地建設(shè)措施，對(duì)減少地面徑流、保持水土的作用效果顯著[51]，水土資源被有效固定，資源環(huán)境有所改善，可反饋給當(dāng)?shù)刂脖?，促使其生長速度加快。植被在生長過程中，經(jīng)過群落演替和對(duì)生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)，能有效利用土壤中的水分[52]；當(dāng)降水量為346 mm時(shí)，草地、人工林地、耕地、裸地的水土流失量分別為93、600、3 570、6 750 kg·hm-2[50]。水土流失是各種生態(tài)問題的主要誘導(dǎo)因素，而增加草地面積則是防治水土流失的首選措施，所以，水土流失和增加草地面積存在雙向互利作用。

2.6 防治石漠化

石漠化的核心問題是水土資源的遷移，基巖裸露迫使植被從區(qū)域內(nèi)退出，而植被又是最基礎(chǔ)的能量來源，所以石漠化問題又引起其他諸多問題。在所有綠色植物中，草本植物種類最多、適應(yīng)能力強(qiáng)、覆蓋率大、生長速度也較快，對(duì)于增加植被覆蓋率具有顯著效果[53]，這些明顯優(yōu)勢(shì)也是在治理石漠化過程中優(yōu)先選擇草本植物作為先鋒植物的立足點(diǎn)。在植被遭受強(qiáng)烈破壞的喀斯特地區(qū)，恢復(fù)草地植被能夠有效防治石漠化，是保護(hù)生態(tài)環(huán)境的最后屏障[54]，西南喀斯特地區(qū)的主要8個(gè)省(市)，草地面積約為0.52億hm2(其中可利用草地約0.43億hm2)，黔桂滇草地面積共0.28億hm2(其中可利用草地面積約0.22億hm2)[51]，如此龐大的草地面積，對(duì)減少地表徑流、保水固土具有其他土地類型無法替代的作用；研究表明，在草地與石漠化治理的關(guān)系方面，栽培草地是最為有效的石漠化治理措施，其次是改良草地，封育草地治理效果最差[55]，在植被破壞嚴(yán)重地區(qū)，建立栽培草地可以取得較高地恢復(fù)效率。同樣，草地若管理不善，也可能會(huì)變成最易發(fā)生石漠化的土地類型之一[27]，但這一結(jié)果是建立在人為干擾強(qiáng)度較大、范圍較廣的前提下，所以不完全成立。國家和當(dāng)?shù)厝罕姙樯鷳B(tài)恢復(fù)與重建投入了大量的人力物力，并取得了一些值得肯定的成績，但石漠化必須防治結(jié)合，否則治理之后管理不善易于引起石漠化的再次逆襲。

2.7 建立完善的監(jiān)測(cè)預(yù)警體系

為全面了解西南喀斯特地區(qū)的草地系統(tǒng)變化趨勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)其監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)是不可避免的，西南喀斯特地區(qū)對(duì)草地監(jiān)測(cè)大致遵循宏觀和微觀、橫向和縱向、點(diǎn)線面相結(jié)合的原則，以定量研究和定性研究為主要研究方法。

建立全區(qū)域草地分布面積、氣候、水文等監(jiān)測(cè)預(yù)警體系；在任務(wù)分配上，按照行政區(qū)劃分工，采取國家級(jí)、省級(jí)和縣級(jí)三級(jí)分區(qū)制。國家統(tǒng)籌分配各項(xiàng)重大任務(wù)和決議；省級(jí)主要責(zé)任為結(jié)合本轄區(qū)的地質(zhì)地貌監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的土地利用類型、人口分布、草地面積的動(dòng)態(tài)變化；縣級(jí)主要責(zé)任是建立試驗(yàn)基地，采集各自轄區(qū)內(nèi)試驗(yàn)基地中的土壤、土壤動(dòng)物、草地群落、年度內(nèi)各季節(jié)草產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)樣品并送到專業(yè)研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行理化性質(zhì)監(jiān)測(cè)，并同時(shí)監(jiān)測(cè)各月產(chǎn)草量、草地生態(tài)系統(tǒng)中土壤動(dòng)物的種類和數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)農(nóng)戶人工種植牧草的意向進(jìn)行調(diào)查。監(jiān)測(cè)的目的是為了能對(duì)未來的工作指明方向，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采取相對(duì)應(yīng)的措施，實(shí)施動(dòng)態(tài)管理。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

為保證喀斯特地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)的健康、穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展，長期加大對(duì)知識(shí)和技術(shù)的投入力度，持續(xù)創(chuàng)新、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益相結(jié)合，才能取得良好效果。

1)中國南方喀斯特地區(qū)經(jīng)過自然因素和人為因素的疊加作用，草地植被破壞嚴(yán)重、水土流失加劇、土地嚴(yán)重退化、區(qū)域貧困問題顯著，最終石漠化面積達(dá)46.3萬km2，短期內(nèi)有潛在石漠化嚴(yán)重的趨勢(shì)的土地達(dá)87.6萬km2；全區(qū)域涉及429個(gè)縣級(jí)行政區(qū)，涉及人口占全國人口的十分之一；草地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于解決農(nóng)村貧困與恢復(fù)退化的生態(tài)系統(tǒng)具有重要作用，草地蓄水保土能力明顯優(yōu)于其他植被類型，尤其是栽培草地具有不可比擬的優(yōu)越性。草地生態(tài)系統(tǒng)在生態(tài)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要作用，通過擴(kuò)大草地面積來縮短群落演替時(shí)間是極為有效的一種方式，這也是取得生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益并優(yōu)的一項(xiàng)重要舉措，如晴隆縣發(fā)展草地畜牧業(yè)獲取的收益就是最好的證明之一[56]。

2)從當(dāng)前形勢(shì)看，對(duì)于遭受嚴(yán)重破壞急需修復(fù)的草地生態(tài)系統(tǒng)功能的重建，是一項(xiàng)長期綜合的系統(tǒng)工程，涉及農(nóng)學(xué)、化學(xué)、生態(tài)學(xué)、地理學(xué)等多種學(xué)科，需要投入大量的人力物力，尤其是科研成果的推廣和群眾的接受，這直接關(guān)系到系統(tǒng)修復(fù)的可能性、可靠性和持續(xù)性。此外，政策因素在特定時(shí)間段作為水土流失和石漠化產(chǎn)生的主要原因，同時(shí)也應(yīng)該是解決生態(tài)問題的一個(gè)必不可少的措施，需要特別注意。中國南方喀斯特地區(qū)以次生植被為主，近百年內(nèi)出現(xiàn)森林-農(nóng)田-棄耕地-草叢和灌草叢的不同土地利用類型的演變態(tài)勢(shì)，這個(gè)過程中有政策、經(jīng)濟(jì)、災(zāi)害、文化等影響因子的干擾，所以綜合各方面因素考慮，制定一個(gè)切合實(shí)際的政策需要仔細(xì)斟酌。充分利用巖溶地區(qū)以婦女和老人為代表的勞動(dòng)力的致富潛力也可稱為今后工作的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)[56]，利用種草養(yǎng)畜有效改善土地利用結(jié)構(gòu)、種植業(yè)結(jié)構(gòu)、畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)[57]，為當(dāng)?shù)厝嗣裰\福利。

3)在解決草地生態(tài)問題過程中。首先，要將草地生態(tài)系統(tǒng)功能建設(shè)與生態(tài)文明建設(shè)理念相結(jié)合；其次，要將生態(tài)建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相結(jié)合，努力發(fā)展喀斯特落后山區(qū)經(jīng)濟(jì)，加強(qiáng)政策扶持；第三，要加強(qiáng)對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)研究，為中國南方喀斯特地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)功能的修復(fù)和重建提供數(shù)據(jù)和理論支撐。

3.2 結(jié)論

草地生態(tài)系統(tǒng)作為復(fù)雜與簡(jiǎn)易并存的一個(gè)矛盾系統(tǒng)，是喀斯特石漠化地區(qū)抵御生態(tài)災(zāi)害的最后屏障，也是人類促進(jìn)生態(tài)修復(fù)所必須重視的基本系統(tǒng)之一。通過修復(fù)草地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，利用草本資源的速生和抗旱保墑的優(yōu)點(diǎn)，重建更加頂級(jí)的生態(tài)系統(tǒng)，還能充分利用草地資源發(fā)展生態(tài)畜牧業(yè)，使喀斯特石漠化地區(qū)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益得以同時(shí)兼顧。而水土流失和石漠化是最大的障礙，通過增加人工草地面積可以得到有效遏制，也是目前面臨生態(tài)問題所必須采取的舉措。

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(責(zé)任編輯 武艷培)

The problems and resolutions of grassland ecosystem in karst of southwest China

XU Liu-xing1,2, XIONG Kang-ning1, ZHANG Jin-hua3, CHI Yong-kuan1,2, CHEN Yan1,2, LIU Cheng-ming1,2
(1.Institute of South China Karst, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, China;2.State Key Engineering Technology Research Center for Karst RockyDesertification Rehabilitation, Guiyang 550001, China;3.Guizhou Animal Husbandry and Veterinary Institute, Guiyang 550005, China)

The present paper analyzes the importance and problems of the grassland ecosystem in karst area of Southwest China. The problems included soil erosion, water loss, poor soil, rocky desertification, reduced biodiversity and the unreasonable utilization which should be resolved by different methods such as increasing areas of artificial grassland, improving the public's awareness of environmental protection, adjusting rural industrial structure, conserving soil and water, preventing and controlling rocky desertification, establishing and improving the monitoring and evaluation system. Hopefully, these analysis could provide reference for the health, stable and sustainable development of grassland ecosystem in karst area.

Karst; rocky desertification; grassland; ecological system

XIONG Kang-ning E-mail：xiongkn@163.com

10.11829j.issn.1001-0629.2014-0388

2014-08-21 接受日期：2014-10-27

國家“十二五”科技支撐重大課題“喀斯特高原峽谷石漠化綜合治理技術(shù)與示范”(2011BAC09B01)；貴州省科技計(jì)劃重大專項(xiàng)“國家喀斯特石漠化防治工程中心關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與示范”(黔科合重大專項(xiàng)字[2014]6007號(hào));貴州師范大學(xué)研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目[研創(chuàng)2014(23)]

許留興(1991-)，男，貴州盤縣人，在讀碩士生，主要從事喀斯特飼草青貯研究。 E-mail:xuliuxing1991@163.com

熊康寧(1958-)，男，貴州威寧人，教授，博導(dǎo)，碩士，主要從事喀斯特地貌與洞穴、世界自然遺產(chǎn)、石漠化治理研究。E-mail：xiongkn@163.com

S812.29

A

1001-0629(2015)05-0828-09*

許留興,熊康寧,張錦華,池永寬,諶妍,劉成名.西南喀斯特地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)面臨的問題及對(duì)策[J].草業(yè)科學(xué),2015,32(5):828-836.

XU Liu-xing,XIONG Kang-ning,ZHANG Jin-hua,CHI Yong-kuan,CHEN Yan,LIU Cheng-ming.The problems and resolutions of grassland ecosystem in karst of southwest China[J].Pratacultural Science，2015,32(5)：828-836.