云南石漠化地區(qū)菌草技術(shù)應(yīng)用展望

劉鵬玲　李長城　蔡怡馨等

摘要 喀斯特石漠化是我國四大地質(zhì)生態(tài)災(zāi)難中最難整治，最難擺脫貧困的地區(qū)。云南喀斯特石漠化面積已達(dá)2 149萬km2，治理迫在眉睫。菌草被發(fā)現(xiàn)有良好的固土效果，蓄水保土能力強(qiáng)，可有效保持水土，改善土壤肥力，且植被恢復(fù)快，見效快，是治理石漠化最好的植物之一。同時，菌草的營養(yǎng)價值高，適口性好，是牛羊等動物的優(yōu)良飼料，還可作為食藥用菌的培養(yǎng)原料，經(jīng)濟(jì)價值明顯，可有效改善當(dāng)?shù)氐纳钏?。除此之外，菌草還被發(fā)現(xiàn)可以代煤發(fā)電，成為新一代清潔新能源，為我國的環(huán)境改善帶來福音。菌草技術(shù)是使自然、社會和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要推動力。

關(guān)鍵詞 喀斯特石漠化；菌草；應(yīng)用展望

中圖分類號 S181.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼

A 文章編號 0517-6611（2015）15-218-02

喀斯特石漠化現(xiàn)象是濕潤區(qū)石質(zhì)荒漠化的一個獨(dú)特的荒漠類型，是脆弱生態(tài)地質(zhì)前提下和人類活動共同作用的結(jié)果[1]。而這種現(xiàn)象產(chǎn)生的自然原因是其強(qiáng)烈的巖溶化過程，人類對環(huán)境資源和土地的不合理利用又促進(jìn)了這一過程的發(fā)生。因此，石漠化不是純自然的過程，多是以人類活動為主導(dǎo)因素引起的，是自然、社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展不協(xié)調(diào)的產(chǎn)物[2-5]。

1 喀斯特石漠化簡介

1.1 我國的喀斯特石漠化現(xiàn)狀 我國喀斯特石漠化主要分布在滇、黔、桂三省，是全球三大喀斯特集中分布區(qū)中碳酸鹽巖裸露面積最大的地區(qū)，是制約我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的最嚴(yán)重的生態(tài)地質(zhì)環(huán)境問題[6-9]。為此，黨的十七大報告明確提出，加強(qiáng)荒漠化石漠化治理，促進(jìn)生態(tài)修復(fù)。在國務(wù)院批復(fù)的《巖溶地區(qū)石漠化綜合治理規(guī)劃大綱（2006-2015）》中提到，我國需要用10年左右的時間，堅持預(yù)防為主，科學(xué)治理的原則，通過采取造林種草，陡坡耕地退耕還林還草等措施改善石漠化地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。除此之外，國家在“十一五”和“十二五”期間安排專項資金用于探索我國的石漠化治理模式。

1.2 石漠化現(xiàn)象的特點(diǎn)

石漠化治理之所以進(jìn)程緩慢，原因在于它的地勢格局復(fù)雜，生態(tài)現(xiàn)象獨(dú)特。獨(dú)特性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①可溶巖成土速率非常緩慢；②水文過程變化極快，時常發(fā)生旱澇災(zāi)害；③高鈣、鎂土壤環(huán)境中氮、磷、鉀極度缺乏；④環(huán)境承載力小，遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)可恢復(fù)性低。其中，地表土壤養(yǎng)分流失與生態(tài)環(huán)境退化是最根本、最突出的問題[10]。

1.3 石漠化的危害

喀斯特石漠化現(xiàn)象在宏觀上表現(xiàn)為水土流失與生態(tài)系統(tǒng)退化，導(dǎo)致土地資源喪失和自然災(zāi)害頻發(fā)，在微觀上主要表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)生物地球化學(xué)循環(huán)過程的改變或中止以及植被的難恢復(fù)性[11]。石漠化不僅使土地生產(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)，給人們的生產(chǎn)生活帶來極大損害[12]。因此，尋找一個既可以解決石漠化生態(tài)問題，又能提高地區(qū)生活水平，促進(jìn)社會安定的方法或途徑顯得極為重要。

2 菌草技術(shù)在石漠化治理上的應(yīng)用

2.1 菌草的發(fā)展

菌草是一種經(jīng)過篩選后適用于栽培食用菌、藥用菌的草本植物。1983年福建農(nóng)林大學(xué)研究員林占熺率先發(fā)明了菌草技術(shù)。隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)菌草除了在培養(yǎng)食用菌等經(jīng)濟(jì)作物有很高的價值之外，在生態(tài)保護(hù)、社會文化等方面也具有同樣重要的價值。

鄭金英教授在《菌草產(chǎn)業(yè)成長及其多功能性探析》一文中提到，菌草具有保護(hù)和改善環(huán)境的作用，這一作用被稱為菌草的生態(tài)功能，主要表現(xiàn)在保護(hù)森林資源，優(yōu)化自然生態(tài)，防止水土流失，凈化大氣和水源，維持生態(tài)平衡[13]。其中，菌草被發(fā)現(xiàn)可以用來治理石漠化是因?yàn)樵?992～1993年期間，林占熺等率先開展了在水土流失區(qū)種植菌草的研究。試驗(yàn)表明，在退化土地上種植象草等菌草，植被恢復(fù)快，當(dāng)年可見成效，并且能大幅度降低徑流系數(shù)，從而減少表土侵蝕，增強(qiáng)土壤的蓄水截流能力，增加土壤肥力。而在對菌草生物轉(zhuǎn)化綜合效益的研究中發(fā)現(xiàn)，在福建地區(qū)菌草對太陽能的植被轉(zhuǎn)化率是殼斗科闊葉樹的4～6倍，高的可達(dá)7.46倍。種植巨菌草每畝年可吸收空氣中的二氧化碳6550～10 480 kg，菌草與其他的農(nóng)作物相比根數(shù)量大4倍左右，固土能力比一般農(nóng)作物高15倍 [14]。因此菌草對土壤的吸附雨水的能力和防沖能力很高[15]，是治理喀斯特石漠化地區(qū)的最佳選擇。

2.2 巨菌草在石漠化治理上的應(yīng)用實(shí)例

1993年8月10日，林占熺等在福建省龍巖市連城縣文亨鄉(xiāng)對種植菌草地和退化土壤的土壤肥力和地表溫度等進(jìn)行測定，14：00草地的地表溫度30.0 ℃，而未種菌草的地表溫度為45.1 ℃；草地內(nèi)空氣相對濕度是72%，而未種草處空氣相對濕度只有40%；種草地土壤的速效氮增加27%以上、速效鉀增加31%以上，有效改善了土壤的肥力。該項研究為石漠化水土流失區(qū)的治理與開發(fā)提供了成功的先例。此外，據(jù)國家菌草工程技術(shù)研究中心在四川省長江上游地區(qū)、西藏自治區(qū)林芝地區(qū)、陜西省華陰縣、福建長汀水土流失地、非洲尼羅河生態(tài)脆弱區(qū)等水土流失重災(zāi)區(qū)種植菌草，能在短時間內(nèi)重建植被，固定土壤，使水土流失山地得到有效控制；對水土流失、崩崗治理和高效開發(fā)具有重要意義。

2.3 菌草在石漠化治理上的可行性分析

以巨菌草為例：巨菌草屬狼尾草屬，多年生，直立，叢生，根系發(fā)達(dá)，植株高大，抗逆性強(qiáng)，產(chǎn)草量高，由20世紀(jì)90年代引入國內(nèi)經(jīng)改良培育而成。巨菌草適應(yīng)性強(qiáng)，能夠在水土流失重災(zāi)區(qū)正常生長，根部分蘗能力強(qiáng)，在水土流失區(qū)巨菌草的平均高度可達(dá)506.7 cm，畝產(chǎn)鮮草24 800 kg。種植菌草地和退化土壤的草地年地表徑流量減少30%，土壤侵蝕量減輕78%，每公頃水土流失地每年減少土壤侵蝕60～70 t，在有效地改善土壤的肥力情況下起到極好的水土流失綜合治理效果；在45°裸露坡地開展菌草綜合治理水土流失示范試驗(yàn)中，采取“等高線護(hù)泥巴法”環(huán)狀種植巨菌草苗，3個月后巨菌草郁郁蔥蔥，鐵籠般保護(hù)著腳下米粒般的泥地，一年后草、灌、木同步自然恢復(fù)，取得極好的水土流失綜合治理效果。

從經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定的角度考慮，巨菌草營養(yǎng)豐富，蛋白質(zhì)和糖分含量高，是飼喂牛羊的優(yōu)良牧草之一，同時，也被用作食用菌重要的新型栽培材料[16]。而在食用菌的生產(chǎn)過程中，菌草技術(shù)簡便易懂，對于廣大文化程度不高且資金短缺的貧困農(nóng)民具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性，為我國農(nóng)村地區(qū)的貧困問題提供了一條切實(shí)可行的途徑[17-18]。此外，菌草技術(shù)既對資源進(jìn)行多次的循環(huán)利用，又不產(chǎn)生污染，還極大地減少了林木的砍伐量，對森林資源進(jìn)行了有效的保護(hù)，滿足循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，使石漠化地區(qū)實(shí)現(xiàn)自然、社會和經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展成為可能。

3 菌草治理石漠化研究展望

盡管菌草技術(shù)治理石漠化在多地試驗(yàn)都取得了成功，但為了將菌草的優(yōu)勢得到更好的發(fā)揮，仍有很多問題需要發(fā)現(xiàn)和研究。近年來，已經(jīng)有不少研究學(xué)者都對菌草進(jìn)行了研究，得到許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。然而，一門新興學(xué)科的出現(xiàn)，總是有很多問題出現(xiàn)，并等待著人們?nèi)ソ鉀Q，例如菌草的生長規(guī)律就是值得研究的一個方面。找到菌草在不同生育期的需水規(guī)律、需肥規(guī)律以及水肥對菌草根系生長發(fā)育有什么樣的影響等等，對菌草高產(chǎn)栽培的灌溉和排水技術(shù)有很大幫助。

另外，巨菌草是從國外引進(jìn)的草種，生物入侵問題是我們優(yōu)先應(yīng)該考慮的問題。生物入侵是指生物由原生存地經(jīng)自然或人為途徑侵入到另一個新環(huán)境，并能存活和繁殖，其種群的進(jìn)一步擴(kuò)張已經(jīng)或?qū)⒁斐擅黠@的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)后果的過程[19]。目前尚未發(fā)現(xiàn)巨菌草抽穗或結(jié)籽，繁殖主要通過扦插繁殖，所以尚未發(fā)現(xiàn)有生物入侵的跡象，但仍需要繼續(xù)觀察[20-21]。

2008年福建農(nóng)林大學(xué)菌草研究所與浙江蘭溪發(fā)電廠合作，在蘭溪種植巨菌草，生長3.5個月鮮草量達(dá)122 t/hm2，干燥后代替煤燃燒發(fā)電。經(jīng)測定，巨菌草熱值為14.64～17.12 MJ/kg ，每年每公頃巨菌草可吸收約90 t CO2，這可抵消巨菌草代煤發(fā)電產(chǎn)生的CO2，因此基本可以實(shí)現(xiàn)CO2零排放[22]，為尋找新型清潔能源提供了一條切實(shí)可行的途徑。

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