用流域系統(tǒng)的觀(guān)點(diǎn)看待廣西西江流域石漠化及其治理

黃 靜 胡寶清 羅為群 吳澤燕 胡兆鑫

(1.廣西師范學(xué)院，530001；2.北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，530001；3.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所，541002)

用流域系統(tǒng)的觀(guān)點(diǎn)看待廣西西江流域石漠化及其治理

黃 靜1，2，3胡寶清1，2羅為群3吳澤燕1，2，3胡兆鑫3

(1.廣西師范學(xué)院，530001；2.北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，530001；3.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所，541002)

本文以西江流域?yàn)檠芯繂卧U述了該流域石漠化的成因及分布現(xiàn)狀，并按照石漠化的程度進(jìn)行分區(qū)，得出該流域的石漠化主要分布中部的紅水河和潯江流域、西部的左、右江地區(qū)、東北部的漓江中下游一帶，并對(duì)土地石漠化的危害進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上提出了治理的對(duì)策和措施。

流域系統(tǒng)；西江流域；石漠化；治理

引 言

流域系統(tǒng)是指在地質(zhì)時(shí)間尺度中，在一定氣候、植被的“培育”下，不斷完善起來(lái)，具有結(jié)構(gòu)—功能特征的地貌—水文系統(tǒng)，也是地質(zhì)大循環(huán)巨系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)；它是以水循環(huán)為紐帶，自然過(guò)程與經(jīng)濟(jì)過(guò)程相互聯(lián)結(jié)，相互影響，形成的一個(gè)復(fù)雜的自然經(jīng)濟(jì)綜合系統(tǒng)[1]。水的作用是石漠化發(fā)育的必然條件，因而它也具有一定的流域性，再加上人類(lèi)不合理的活動(dòng)促使了石漠化的，同樣也具有很強(qiáng)的流域性，因此，分析石漠化，必須從流域系統(tǒng)的理論觀(guān)點(diǎn)為基礎(chǔ)，更利于對(duì)其認(rèn)識(shí)和了解。

1 研究區(qū)概況

西江流域的范圍在廣西境內(nèi)包括南寧、河池、來(lái)賓、柳州、桂林、貴港、玉林、梧州、賀州、百色、崇左11個(gè)市，流域面積為20.37萬(wàn)km2，占我區(qū)陸地總面積的85.51%，占珠江流域總面積的44.6%。

2 西江流域石漠化研究方法及成因分析

2.1 研究方法

針對(duì)2015年MODIS數(shù)據(jù)，對(duì)西江流域的遙感影像進(jìn)行批量處理，得出該區(qū)域的植被覆蓋率，依照數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和研究區(qū)域的大小及特點(diǎn)，建立適宜的石漠化分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，是研究石漠化的現(xiàn)狀、演變趨勢(shì)特征的前提條件。

2.2 自然因素

碳酸鹽巖是石漠化形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，其具有抗風(fēng)蝕能力強(qiáng)，基巖形成土壤能力差，成土過(guò)程緩慢的特性[2]，而該流域巖溶分布十分廣泛，其中，非巖溶面積為142024.52km2，占全區(qū)土地面積的69.72%，巖溶面積61682.48km2，占全區(qū)土地面積的30.28%。

2.3 人為因素

人口密度的大小決定了對(duì)資源需求的程度，人口密度越大，一旦人口密度超過(guò)了巖溶地區(qū)的環(huán)境容量，就會(huì)使石漠化的發(fā)展加劇，石漠化地區(qū)是典型的“老、少、邊、山、窮”地區(qū)，是我國(guó)主要的經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)[3]，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民對(duì)土地及其他資源的依賴(lài)程度高，其結(jié)果是對(duì)有限土地進(jìn)行掠奪式開(kāi)發(fā)利用，使原有的各種自然資源消耗量增多，引起植被覆蓋度下降。

3 西江流域石漠化的現(xiàn)狀分析

3.1 西江流域石漠化現(xiàn)狀

3.1.1 西江流域石漠化分布特征

2015年西江流域的石漠化面積為33925.36km2，占巖溶面積的55%，輕度以上的石漠化面積為10048.69km2，占研究區(qū)石漠化面積的29.62%，其次是百色市，石漠化面積為 5214.32km2，占了全區(qū)石漠化面積的 15.37%。

3.1.2 西江流域石漠化的程度

本文選取了時(shí)間序列的MODIS-EVI數(shù)據(jù)為遙感信息源，在Arc GIS10.2平臺(tái)下，將石漠化現(xiàn)狀圖與市界圖疊加分析，得出石漠化的分布情況(表1)，石漠化面積最高的排名依次為河池市、百色市、賀州市、桂林市和崇左市。

表1 西江流域石漠化分布狀況(2015)

表2 研究區(qū)各類(lèi)石漠化土地在巖溶區(qū)的面積和比例(2005-2015)

圖1 研究區(qū)石漠化現(xiàn)狀分布圖

3.1.3 石漠化的演變趨勢(shì)

由表1和圖2可以看出，在2005-2015年研究時(shí)段內(nèi)，西江流域重度石漠化面積在兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)總共減少了1356.99km2；中度石漠化面積減少了2429.09km2，輕度石漠化在第一時(shí)間段內(nèi)呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，第二時(shí)間段內(nèi)卻出現(xiàn)了大幅度的下降，在十年間總共減少了1475.44km2；無(wú)石漠化面積增長(zhǎng)了5267.69km2。

圖2 2005-2015年研究區(qū)不同石漠化類(lèi)型變化面積

3.2 西江流域石漠化的危害

3.2.1 可利用耕地減少

石漠化最初表現(xiàn)為土層變薄、土壤養(yǎng)分含量降低、耕作層粗化、農(nóng)作物常量下降，繼而導(dǎo)致以森林植被為主體的巖溶生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)功能逐漸削弱和退化，土地承載能力逐漸降低甚至喪失。

3.2.2 涵養(yǎng)水源能力下降

西江流域地形起伏大，河流縱橫，溝谷遍布，生態(tài)區(qū)位及其重要。但由于人為破壞，以森林植被為主體的巖溶生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化，蓄水保水功能大大下降，許多天然泉溪枯竭。

3.2.3 生物多樣性與生態(tài)自然景觀(guān)的破壞

土地石漠化導(dǎo)致巖溶生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)一步退化，生境惡化，加劇了巖溶系統(tǒng)的脆弱性。土壤淺薄，土壤顆粒的吸附能力差，造成土壤肥力下降，巖溶生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)植物種群數(shù)量下降，植被結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，破壞了生物種群多樣性；特定的土壤條件對(duì)巖溶生物群落的控制作用強(qiáng)烈，植被一旦遭受破壞，逆向演替快，而順向演替慢，且生產(chǎn)速率慢、絕對(duì)生長(zhǎng)量小，生物總儲(chǔ)蓄量減小。

3.2.4 制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展

由于該流域受強(qiáng)盛的暖濕氣流和冷弱空氣的共同影響，出現(xiàn)持續(xù)性暴雨天氣過(guò)程，導(dǎo)致桂江、柳江、黔江、潯江等大江大河洪水暴漲。地質(zhì)災(zāi)害也日益頻繁，桂西北峰叢山地的邊坡變形、礦坑突水和巖溶滲透等，嚴(yán)重危及了當(dāng)?shù)厝罕姷恼Ｉ詈蜕鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

4 流域內(nèi)石漠化治理

4.1 合理開(kāi)發(fā)利用水資源

水在石漠化的進(jìn)程中起到了關(guān)鍵的作用，水資源是以流域?yàn)閱卧?，由水質(zhì)和水量，地表水和地下水互相依存構(gòu)成的統(tǒng)一體，河流的上下游、左右岸、干流和支流之間也會(huì)相互影響[4]。因此，在開(kāi)發(fā)和利用巖溶區(qū)水資源的過(guò)程中，恢復(fù)地表植被和做好水土保持，才能從根本上進(jìn)行石漠化的治理工作。依靠先進(jìn)適用的科學(xué)技術(shù)，高效合理地利用有限的水資源，把生物節(jié)水、工程節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水和管理節(jié)水結(jié)合起來(lái)。

4.2 恢復(fù)流域生態(tài)環(huán)境

植被恢復(fù)是石漠化治理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，植被的高低直接反映石漠化的治理成效[5]。由于石漠化的程度各有不同，因此植被恢復(fù)的治理模式也應(yīng)該有不同的類(lèi)型。如：對(duì)于巖石裸露面積大于70%的石漠化地區(qū)，應(yīng)采取封山育林的措施，培育草類(lèi)，進(jìn)而培育灌木；對(duì)于巖石裸露面積在50%-70%的石漠化地區(qū)，采取人工補(bǔ)植的方法，補(bǔ)植竹林等經(jīng)濟(jì)型林草，然后封山；對(duì)于巖石裸露面積在30%-50%的石漠化地區(qū)，自然條件較好的區(qū)域，可有規(guī)劃因地制宜的種植喜鈣耐旱的農(nóng)作物或人工草地。

4.3 控制人口增長(zhǎng)和工業(yè)污染

有效的控制石漠化地區(qū)人口增長(zhǎng)的速度，緩解人地矛盾，提高當(dāng)?shù)厝丝诘奈幕刭|(zhì)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)，同時(shí)，還要控制對(duì)環(huán)境造成污染的工業(yè)和企業(yè)，實(shí)施“誰(shuí)污染，誰(shuí)治理”的政策[6]，使工業(yè)污染達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才能排放。

4.4 積極開(kāi)發(fā)新能源

針對(duì)西江流域人類(lèi)活動(dòng)的傳統(tǒng)能源的消耗對(duì)植被造成破壞的現(xiàn)狀，應(yīng)大力推廣沼氣、太陽(yáng)能、小型水電站的建設(shè)和使用，實(shí)行節(jié)能環(huán)保型農(nóng)村建設(shè)，節(jié)制傳統(tǒng)能源的消耗，以新能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的伐薪取火方式，改善農(nóng)村生活環(huán)境和生產(chǎn)方式。

5 結(jié) 論

(1)流域系統(tǒng)是一個(gè)自然過(guò)程與經(jīng)濟(jì)過(guò)程相互聯(lián)結(jié)、相互影響形成的復(fù)雜的自然經(jīng)濟(jì)綜合系統(tǒng)。人類(lèi)在流域上的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)影響和破壞了流域的結(jié)構(gòu)和功能，并導(dǎo)致荒漠化的發(fā)生。

(2)流域系統(tǒng)的石漠化是脆弱的自然環(huán)境本身，再加上人類(lèi)長(zhǎng)期的對(duì)自然資源的不合理的開(kāi)發(fā)和利用導(dǎo)致流域中上游水土流失嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致荒漠化的發(fā)生。

(3)石漠化治理要堅(jiān)持統(tǒng)籌兼顧的原則，優(yōu)化功能結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)好各項(xiàng)功能之間的關(guān)系，協(xié)調(diào)好流域上中下游、干支流之間的關(guān)系。

[1]梁玉華.流域系統(tǒng)——概念和方法[J].貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1997，(01)：15-19.

[2]皇甫江云.西南巖溶地區(qū)草地石漠化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)研究[D].北京林業(yè)大學(xué)，2014.

[3]胡莉.中國(guó)南方喀斯特地區(qū)人地關(guān)系與石漠化調(diào)控[D].貴州師范大學(xué)，2015.

[4]王慧敏，徐立中.流域系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展分析[J].水科學(xué)進(jìn)展，2000，(02)：165-172.

[5]尹育知.巖溶地區(qū)石漠化綜合治理及其生態(tài)效益評(píng)價(jià)研究[D].中南林業(yè)科技大學(xué)，2013.

[6]張震.我國(guó)環(huán)境產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制度分析[D].山東大學(xué)，2012.

View of Basin System on the Rocky Desertification of Guangxi Xijiang Watershed and Its Governing

HUANG Jing1，2，3HU Baoqing1，2LUO Weiqun3WU Zeyan1，2，3HU Zhaoxin3

(1.Guangxi Teachers Education University，Nanning，Guangxi 530001，China； 2.Key Laboratory of Beibu Gulf Environmental Evolution and Resources Utilization Nanning，Guangxi 530001，China； 3.Institute of Karst Geology，Chinese Academy of Geological Science，Guilin，Guangxi 541004，China)

Based on the Xijiang river basin，this text states the cause of formation and distribution of rocky desertification in this basin；following the desertification degree to partition this basin mainly in the middle of Red Rver and Xunjiang basin，the west of Left and Right River，the northeast of Lijiang River in the middle and lower reaches，which analysis the damage of rocky desertification；in addition，this text put forward the countermeasures and measures for rectification based on the caused of rocky desertification.

basin system；Xijiang Watershed；desertification；governing

項(xiàng)目資助：(1)國(guó)家自然基金項(xiàng)目：復(fù)雜環(huán)境下西江流域社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)變化及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)模擬研究(41661021)；(2)廣西自然科學(xué)基金：廣西表層巖溶泉域地表地下土壤侵蝕過(guò)程及侵蝕速率研究(2014GXNSFAA118280)；(3)國(guó)家重大研發(fā)專(zhuān)項(xiàng)子課題：流域石漠化恢復(fù)的關(guān)鍵過(guò)程機(jī)理及逆轉(zhuǎn)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)(2016YFC0502401)

黃靜，碩士研究生，研究方向?yàn)橘Y源開(kāi)發(fā)與國(guó)土整治

胡寶清，博士后，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橘Y源開(kāi)發(fā)與國(guó)土整治

文獻(xiàn)格式：黃 靜 等.用流域系統(tǒng)的觀(guān)點(diǎn)看待廣西西江流域石漠化及其治理[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(4)：209-211.

X21

A

1673-288X(2017)04-0209-03