廣東省國家級(jí)公益林生態(tài)脆弱性及改善

劉金山，張 蓓，黎 明，陳日強(qiáng)，陳志標(biāo)

(1.國家林業(yè)和草原局中南調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，長沙 410014； 2.廣東省林業(yè)政務(wù)服務(wù)中心，廣州 510173；3.封開縣林業(yè)局，廣東 封開 526500)

國家級(jí)公益林是指生態(tài)區(qū)位極為重要或生態(tài)狀況極為脆弱，對(duì)國土生態(tài)安全、生物多樣性保護(hù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用，以發(fā)揮森林生態(tài)和社會(huì)服務(wù)功能為主要經(jīng)營目的的防護(hù)林和特種用途林。根據(jù)《國家級(jí)公益林區(qū)劃界定辦法》，廣東省國家級(jí)公益林生態(tài)脆弱地區(qū)主要分布在巖溶地區(qū)基巖裸露率在35%～70%之間的石漠化山地。巖溶地區(qū)造土能力差、土層淺薄，加之森林植被稀少，極易遭到雨水及地表水侵蝕、沖刷致使水土流失嚴(yán)重，生態(tài)系統(tǒng)趨于逆向演替，脆弱程度日益加劇[1]。石漠化是巖溶地區(qū)土地退化的極端形式，是我國當(dāng)前最為嚴(yán)重的生態(tài)問題之一[2-4]。廣東省國家級(jí)公益林是珠江的重要補(bǔ)給區(qū)，具有重要的生態(tài)屏障作用[5]。作為生態(tài)脆弱區(qū)，石漠化集中分布地區(qū)的調(diào)水蓄水能力和土壤保持能力面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，該區(qū)域的生態(tài)保護(hù)和恢復(fù)尤為重要。通過研究國家級(jí)公益林巖溶地區(qū)坡度、土壤侵蝕狀況、基巖裸露度等自然差異與植被蓋度差異，分析巖溶地區(qū)的生態(tài)脆弱性，掌握國家級(jí)公益林石漠化狀況、分布及動(dòng)態(tài)變化，為公益林管理和建設(shè)提供支撐。

1 研究方法

利用2019年廣東省國家級(jí)公益林完善落界成果，結(jié)合廣東省新一輪森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查和巖溶地區(qū)第二次、第三次石漠化監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行地理空間分析，研究國家級(jí)公益林石漠化狀況及變化情況。

2 地形地質(zhì)情況

2.1 坡度分布情況

國家級(jí)公益林按坡度分，坡度<25°的面積135 119 hm2，占9.60%；坡度≥25°的面積1 272 958 hm2，占90.40%。非巖溶地區(qū)國家級(jí)公益林中，坡度<25°的面積93 541 hm2，占8.50%；坡度≥25°的面積1 006 909 hm2，占91.50%。巖溶地區(qū)國家級(jí)公益林中，坡度<25°的面積41 578 hm2，占13.52%；坡度≥25°的面積266 050 hm2，占86.48%。可以看出，國家級(jí)公益林90%的面積分布在陡坡、急坡和險(xiǎn)坡，生態(tài)保護(hù)的意義十分重要。詳見圖1。

2.2 土壤侵蝕狀況

國家級(jí)公益林按土壤侵蝕程度分，無侵蝕、輕微侵蝕、中度侵蝕和強(qiáng)度侵蝕的面積分別為1 266 855，38 320，84 952 hm2和17 951 hm2；分別占89.98%，2.72%，6.03%和1.27%。非巖溶地區(qū)國家級(jí)公益林地中，無侵蝕、輕微侵蝕、中度侵蝕和強(qiáng)度侵蝕的面積分別為1 003 971，29 343，53 550 hm2和13 586 hm2；分別占91.23%，2.67%，4.87%和1.23%。巖溶地區(qū)國家級(jí)公益林地中，無侵蝕、輕微侵蝕、中度侵蝕和強(qiáng)度侵蝕的面積分別為262 884，8 977，31 402 hm2和4 365 hm2；分別占85.45%，2.92%，10.21%和1.42%。圖2可看出，巖溶地區(qū)土壤侵蝕程度要重于非巖溶地區(qū)，尤其是發(fā)生中等侵蝕程度的比例。

圖1 坡度分布

圖2 土壤侵蝕狀況

就不同地類來看，紅樹林地、喬木林地、竹林地土壤無侵蝕或輕微侵蝕的比例為90%以上，疏林地、灌木林地土壤無侵蝕或輕微侵蝕的比例為80%～90%，未成林地和其它林地土壤侵蝕程度較嚴(yán)重，發(fā)生中度或強(qiáng)度侵蝕的比例分別為30.83%和60.84%。詳見表1。

表1 土壤侵蝕程度發(fā)生比例%地類國家級(jí)公益林非巖溶地區(qū)巖溶地區(qū)無或輕微侵蝕中度或強(qiáng)度侵蝕無或輕微侵蝕中度或強(qiáng)度侵蝕無或輕微侵蝕中度或強(qiáng)度侵蝕喬木林地95.444.5695.784.2292.347.66紅樹林地97.982.0297.982.02竹林地91.388.6292.297.7188.9411.06疏林地89.2910.7189.7810.2286.9013.10灌木林地83.1516.8572.9627.0486.1913.81未成林地69.1730.8368.7231.2875.9824.02其它林地39.1660.8437.2562.7558.4241.58

由此可見，土壤侵蝕與植被生長狀況息息相關(guān)，植被生長越茂盛，發(fā)生土壤侵蝕的程度越低，這是因?yàn)橹参锷L帶來的凋落物為土壤提供了養(yǎng)分來源，同時(shí)在土壤表面堆積形成具有防止水土流失的功能[6-8]。巖溶地區(qū)土壤發(fā)生侵蝕的程度高于非巖溶地區(qū)，包括喬木林地、竹林地、疏林地(表1)。灌木林地、未成林地、其它林地非巖溶地區(qū)土壤侵蝕程度高于巖溶地區(qū)，一方面因?yàn)闃浞N結(jié)構(gòu)不同，巖溶地區(qū)多為天然起源的灌木林，非巖溶地區(qū)灌木林部分為生態(tài)、經(jīng)濟(jì)兼用樹種，地表枯落物相對(duì)較少，易發(fā)生土壤侵蝕；另一方面由于南方水熱條件較好，植被易于生長，非巖溶地區(qū)水肥條件良好的區(qū)域多已恢復(fù)為有林地，“少林”“無林”小班多為自然、地質(zhì)、土壤條件較差的區(qū)域，植被難以自我恢復(fù)，需通過人工輔助方式促進(jìn)天然更新，減少土壤侵蝕。需注意的是，并非土壤侵蝕水土流失強(qiáng)度越高的地區(qū)石漠化越嚴(yán)重，巖溶地區(qū)土壤侵蝕模數(shù)較小，卻存在大面積基巖裸露形成的石漠化，其獨(dú)特的侵蝕和成土環(huán)境決定了其允許侵蝕量遠(yuǎn)小于非巖溶地區(qū)，同等侵蝕程度造成的危害較非巖溶地區(qū)更嚴(yán)重[9-10]。

2.3 巖溶地區(qū)基巖裸露度

巖溶地區(qū)國家級(jí)公益林中，基巖裸露度在0～29%，30%～49%，50%～69%和≥70%之間的面積分別為49 666，94 341，92 151 hm2和71 470 hm2；分別占16.14%，30.67%，29.96%和23.23%。

3 植被情況

3.1 地類

巖溶地區(qū)國家級(jí)公益林地中，灌木林地、喬木林地和竹林地的面積分別為186 711，108 221 hm2和10 899 hm2；分別占60.69%，35.18%和3.54%。非巖溶地區(qū)國家級(jí)公益林地中，喬木林地、灌木林地和竹林地面積分別為986 822，55 852 hm2和29 185 hm2；分別占89.67%，5.08%和2.65%。國家級(jí)公益林地類構(gòu)成的差異，反映出巖溶地區(qū)植被類型的差異，巖溶地區(qū)以灌木型為主，植被生長狀況明顯差于非巖溶地區(qū)。巖溶地區(qū)植被退化過程是植被和土壤協(xié)同作用的結(jié)果，植被退化是土地石漠化過程的先導(dǎo)過程，植被減少造成土壤侵蝕和石漠化程度的加重，隨著石漠化程度加重，植物種數(shù)和豐富度又逐漸減少，喬木樹種向灌木和藤本植物演替[11-12]。不同區(qū)域國家級(jí)公益林各地類面積詳見圖3 。

圖3 不同區(qū)域國家級(jí)公益林各地類面積

3.2 植被總蓋度

國家級(jí)公益林按植被總蓋度分，Ⅰ級(jí)(≥70%)1 319 943 hm2，占93.74%；Ⅱ級(jí)(50%～69%)71 917 hm2，占5.11%；Ⅲ級(jí)(<50%)16 218 hm2，占1.15%。非巖溶地區(qū)國家級(jí)公益林按植被總蓋度分，Ⅰ級(jí)1 038 435 hm2，占94.36%；Ⅱ級(jí)47 943 hm2，占4.36%；Ⅲ級(jí)14 072 hm2，占1.28%。巖溶地區(qū)國家級(jí)公益林按植被總蓋度分，Ⅰ級(jí)281 508 hm2，占91.51%；Ⅱ級(jí)23 974 hm2，占7.79%；Ⅲ級(jí)2 146 hm2，占0.70%。

4 石漠化面積轉(zhuǎn)化

4.1 石漠化狀況及變化

巖溶地區(qū)國家級(jí)公益林地中，石漠化土地、潛在石漠化土地和非石漠化土地面積分別為27 094，230 868 hm2和49 666 hm2；分別占8.81%，75.05%和16.14%。石漠化土地、潛在石漠化土地合計(jì)比例83.86%，反映出巖溶地區(qū)國家級(jí)公益林地生態(tài)的脆弱性和保護(hù)的重要性。其中，灌木林地中，各石漠化狀況土地面積分別為22 212、150 511 hm2和13 988 hm2；分別占11.90%，80.61%和7.49%。喬木林地中，各石漠化狀況土地面積分別為4 567，70 268 hm2和33 386 hm2；分別占4.22%，64.93%和30.85%。竹林地中，各石漠化狀況土地面積分別為277，9 016 hm2和1 606 hm2；分別占2.54%，82.72%和14.74%。詳見圖4。

圖4 巖溶地區(qū)國家級(jí)公益林地石漠化類型

2011—2016年，巖溶地區(qū)國家級(jí)公益林地中，石漠化土地、非石漠化土地面積分別減少1 994 hm2和1 968 hm2，潛在石漠化土地面積增加3 962 hm2(表2)。就不同石漠化狀況面積轉(zhuǎn)化來看，石漠化土地轉(zhuǎn)為潛在石漠化土地面積4 300 hm2，轉(zhuǎn)為非石漠化土地面積34 hm2(表3)；潛在石漠化土地轉(zhuǎn)為石漠化土地面積2 287 hm2，轉(zhuǎn)為非石漠化土地面積473 hm2；非石漠化土地轉(zhuǎn)為石漠化土地面積53 hm2，轉(zhuǎn)為潛在石漠化土地面積2 422 hm2。

4.2 石漠化程度及變化

國家級(jí)公益林石漠化土地按石漠化程度分，輕度、中度、重度和極重度石漠化土地面積分別為3 855，9 417，13 211 hm2和611 hm2；分別占14.23%，34.76%，48.76%和2.25%(表4)。其中，灌木林地中各石漠化程度土地面積分別為2 367，7 706，11 567 hm2和573 hm2；分別占10.66%，34.69%，52.07%和2.58%。喬木林地中，各石漠化程度土地面積分別為1 393，1 631，1 508 hm2和36 hm2；分別占30.49%，35.71%，33.02%和0.78%。竹林地中，各石漠化程度土地面積分別為85,81,109 hm2和2 hm2；分別占30.67%，29.13%，39.38%和0.82%。

表3 國家級(jí)公益林地石漠化狀況面積變化矩陣hm2石漠化狀況后期石漠化土地潛在石漠化土地非石漠化土地非巖溶土地總計(jì)石漠化土地 2475443003429088潛在石漠化土地2287224146473226906前期非石漠化土地 5324224915951634非巖溶土地 11004501100450總計(jì)270942308684966611004501408078

2011—2016年，國家級(jí)公益林石漠化土地中，中和180 hm2。就不同石漠化程度面積轉(zhuǎn)化來看，輕度石漠化土地轉(zhuǎn)為中度石漠化土地面積79 hm2；中度石漠化土地轉(zhuǎn)為輕度、重度、極重度石漠化土地面積分別為454，511 hm2和226 hm2；重度石漠化土地轉(zhuǎn)為輕度、中度石漠化土地面積分別為27 hm2和387 hm2；極重度石漠化土地轉(zhuǎn)為重度石漠化土地面積為53 hm2。

表4 石漠化土地石漠化程度變化情況石漠化程度2011年2016年面積/hm2比例/%面積/hm2比例/%兩期面積差值/hm2輕度石漠化3 43011.793 85514.23425中度石漠化11 53339.659 41734.76-2 116重度石漠化13 69447.0813 21148.76-483極重度石漠化4311.48611 2.25180總計(jì)29 08810027 094100-1 994

度石漠化、重度石漠化面積分別減少2 116 hm2和483 hm2(表5)，輕度石漠化、極重度石漠化面積分別增加425 hm2

表5 國家級(jí)公益林石漠化土地石漠化程度面積變化矩陣hm2石漠化狀況后期輕度石漠化中度石漠化重度石漠化極重度石漠化其它總計(jì)輕度石漠化 18977914543430中度石漠化 4548251511226209111533前期重度石漠化 273871252975113694極重度石漠化5334038431其它 14777001184513766501378990總計(jì)385594171321161113809841408078

5 結(jié)論

國家級(jí)公益林90%的面積分布在陡坡、急坡和險(xiǎn)坡，生態(tài)保護(hù)的意義十分重要；國家級(jí)公益林土壤發(fā)生中度侵蝕、強(qiáng)度侵蝕程度的比例為7.3%，而巖溶地區(qū)土壤侵蝕程度要重于非巖溶地區(qū)，尤其是發(fā)生中等侵蝕程度的比例。基巖裸露度在0～29%，30%～49%，50～69%和≥70%之間的面積分別為49 666，94 341，92 151 hm2和71 470 hm2；分別占16.14%，30.67%，29.96%和23.23%。非巖溶地區(qū)植被以喬木林為主，巖溶地區(qū)以灌木林為主，植被生長狀況明顯差于非巖溶地區(qū)，植被覆蓋度也低于非巖溶地區(qū)。

2011—2016年，巖溶地區(qū)國家級(jí)公益林地中，石漠化土地、非石漠化土地面積分別減少1 994 hm2和1 968 hm2，潛在石漠化土地面積增加3 962 hm2；國家級(jí)公益林石漠化土地中，中度石漠化、重度石漠化面積分別減少2 116 hm2和483 hm2，輕度石漠化、極重度石漠化面積分別增加425 hm2和180 hm2。我國巖溶地區(qū)生態(tài)狀況呈良性發(fā)展態(tài)勢(shì)，其中，人工造林種草、封山育林和植被保護(hù)對(duì)石漠化土地逆轉(zhuǎn)發(fā)揮著主導(dǎo)作用，貢獻(xiàn)率達(dá)72%[13]。石漠化土地面積減少，石漠化程度減輕，表明國家級(jí)公益林充分發(fā)揮了對(duì)生態(tài)脆弱地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)的作用。