氣象因素對(duì)喀斯特山區(qū)石漠化生態(tài)修復(fù)的探討

黃 捷 林金紅

（廣西百色平果市氣象局 廣西平果 531499）

引言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)喀斯特地貌特色明顯，占地約54 萬(wàn)hm2，集中在云貴高原為核心的西南地區(qū)。這一地區(qū)生物多樣性特征明顯，景觀種類多而復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)極為脆弱。近年來(lái)，為與民眾日益增長(zhǎng)的物質(zhì)需求相適應(yīng)，過(guò)度開(kāi)發(fā)與利用資源現(xiàn)象日益凸顯，不僅嚴(yán)重破壞了喀斯特生態(tài)環(huán)境，還加劇了石漠化現(xiàn)象。

隨著全球氣候變化影響，陸地生態(tài)系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)也發(fā)生了一定程度的改變。就喀斯特山區(qū)而言，氣候因素是導(dǎo)致石漠化現(xiàn)象日益加劇的一項(xiàng)重要原因。氣候因素對(duì)地表水量均衡化有既定的影響，通過(guò)溫濕度、降水等控制土層蒸騰、滲入情況，讓地面土層始終保持干燥濕潤(rùn)，表面土壤通過(guò)動(dòng)態(tài)改變，土層水能特性明顯降低、水中養(yǎng)分無(wú)法正常遷移、土壤侵蝕加劇，最終導(dǎo)致喀斯特山區(qū)石漠化。近年來(lái)，隨著全球氣候異常變化，廣西壯族自治區(qū)平果市地表水熱環(huán)境發(fā)生明顯改變，同時(shí)極端氣候事件也愈演愈烈，由此對(duì)喀斯特石漠化生態(tài)修復(fù)帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?；诖?，本文重點(diǎn)探討了廣西壯族自治區(qū)平果市氣象因素與氣象災(zāi)害對(duì)喀斯特石漠化生態(tài)修復(fù)的影響，并在此基礎(chǔ)上提出幾點(diǎn)生態(tài)修復(fù)措施，以期能為做好喀斯特山區(qū)石漠化治理工作提供幫助，確保當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)治理效率、帶動(dòng)地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的良性循環(huán)等。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

平果市（縣級(jí)市）位于廣西壯族自治區(qū)百色市，地處東經(jīng)107°53′～108°18′及北緯23°12′～23°54′之間，總面積為2485km2。境內(nèi)地貌主要由喀斯特巖構(gòu)成，隸屬于高溫多雨亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有氣候宜人、雨量充沛、光照充足等特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),該地區(qū)歷年年平均氣溫為22.3℃，年平均降水量為1321.8mm，主要集中在每年的6～9 月份，無(wú)霜期超過(guò)345d。平果市低層主要巖石為硅質(zhì)灰?guī)r與純石灰?guī)r，地區(qū)內(nèi)部巖石裸露、石漠化現(xiàn)象較為嚴(yán)重且生態(tài)環(huán)境較為脆弱[1]。經(jīng)過(guò)巖石風(fēng)化而成的土地非常稀薄，再加上對(duì)土地資源的不合理利用，導(dǎo)致該地區(qū)石漠化現(xiàn)象愈加嚴(yán)峻。

1.2 研究資料與方法

本文選用廣西壯族自治區(qū)平果市近30 年（1992～2021 年）的溫度與降水觀測(cè)資料作為研究對(duì)象，重點(diǎn)采用線性趨勢(shì)分析法探討了這一地區(qū)氣象要素特征、探討了平果市氣象要素與多發(fā)氣象災(zāi)害對(duì)喀斯特山區(qū)石漠化生態(tài)修復(fù)的影響。

2 平果市氣象要素

2.1 氣象要素特征分析

據(jù)統(tǒng)計(jì)，近30 年（1992～2021 年）來(lái)廣西壯族自治區(qū)平果市年平均氣溫、年降水量、年相對(duì)濕度與平均風(fēng)速分別為22.3℃、1318.7mm、77.1%與1.4m/s，各種氣象要素的變化趨勢(shì)如圖1 所示。1992～2021 年廣西壯族自治區(qū)平果市除相對(duì)濕度呈下降趨勢(shì)外，其他3 種氣象要素均呈不同程度的增加趨勢(shì)，其中溫度、降水量與風(fēng)速的增加速率依次為0.348℃/10a、6.319mm/10a 與0.206m/s/10a，相對(duì)濕度的減少速率為-0.928%/10a。對(duì)比可見(jiàn)，降水量的變化趨勢(shì)最為顯著，相對(duì)濕度次之，而風(fēng)速的變化速率相對(duì)平緩[2]。

圖1 1992～2021 年廣西壯族自治區(qū)平果市各氣象要素變化圖

2.2 多發(fā)氣象災(zāi)害分析

近年來(lái)，隨著全球氣候異常變化，廣西壯族自治區(qū)平果市各種各樣的氣象災(zāi)害也頻發(fā)，主要包括干旱與暴雨災(zāi)害等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1992～2021 年廣西壯族自治區(qū)平果市累計(jì)出現(xiàn)干旱與暴雨日數(shù)分別為1849d 與157d。近30 年來(lái)，平果市年干旱日數(shù)與暴雨日數(shù)均呈不同程度的下降趨勢(shì)，其下降速率分別為-9.893d/10a 與-0.238d/10a[3]，詳見(jiàn)圖2。由此可見(jiàn)，干旱日數(shù)的下降趨勢(shì)較為顯著，而暴雨日數(shù)相對(duì)平緩。

圖2 1992～2021 年廣西平果市多發(fā)氣象災(zāi)害統(tǒng)計(jì)圖

3 喀斯特山區(qū)石漠化生態(tài)修復(fù)氣象因素影響研究

喀斯特地貌形成于土壤結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、土壤C層缺失、植被系統(tǒng)脆弱的生態(tài)環(huán)境當(dāng)中，高溫多雨亞熱帶季風(fēng)氣候條件為其提供了良好的侵蝕條件。因此，喀斯特山區(qū)石漠化生態(tài)修復(fù)會(huì)受到人為干擾、地表土壤系統(tǒng)、氣象條件等諸多因素的影響。就氣象條件而言，其主要通過(guò)氣溫、降水、日照時(shí)數(shù)等氣象因素影響產(chǎn)生石漠化的外圍環(huán)境，以氣溫、降水對(duì)其影響最為突出，而且對(duì)干擾石漠化生態(tài)修復(fù)起到一定的主導(dǎo)影響[4]。

3.1 氣象因素對(duì)石漠化生態(tài)修復(fù)的影響

3.1.1 影響物種選擇

植物逆向演替與消亡導(dǎo)致出現(xiàn)喀斯特山區(qū)石漠化現(xiàn)象，因此喀斯特山區(qū)石漠化生態(tài)修復(fù)過(guò)程中物種的選擇與人工生物恢復(fù)措施的效果密切相關(guān)。在喀斯特山區(qū)石漠化生態(tài)修復(fù)物種選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)綜合考慮植被的耐旱、適生、偏堿、喜鈣等特性，通過(guò)設(shè)置重復(fù)種植試驗(yàn)以確定適宜的物種。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，適宜喀斯特山區(qū)石漠化生態(tài)修復(fù)物種大多數(shù)都為鄉(xiāng)土樹(shù)種，這一類樹(shù)種對(duì)小生境的適應(yīng)性較強(qiáng)，氣象因素對(duì)其影響影響相對(duì)比較小[5]。

就喀斯特山區(qū)而言，其地表空間呈現(xiàn)出“二元三維”的特征，在這一空間結(jié)構(gòu)的影響下，這一地區(qū)地質(zhì)性干旱環(huán)境較為脆弱，干旱嚴(yán)重影響了該地區(qū)植物的正常生存，同時(shí)也是石漠化物種選擇的一項(xiàng)重要依據(jù)。當(dāng)前，學(xué)術(shù)界出現(xiàn)了眾多有關(guān)氣候因素對(duì)石漠化生態(tài)修復(fù)物種選擇的理論研究，其中在干旱脅迫適應(yīng)性方面的研究最為廣泛，主要包括種子萌發(fā)、水分利用率、蒸騰與光合影響差異等[6]。但近些年來(lái)，隨著干旱發(fā)生頻率及其程度的變化，某些物種的抗旱特性必然會(huì)發(fā)生一定程度的改變。另外，也有學(xué)者分析了廣東省3 種常見(jiàn)石漠化造林樹(shù)種的耗水與光合特性后得出在干旱脅迫條件不同的情況下，其日平均耗水速率也有所不同，在干旱較輕或正常情況下楓香的抗旱能力比較強(qiáng)，然而當(dāng)干旱程度較為嚴(yán)重時(shí)浙江省的潤(rùn)楠抗旱能力最佳[7]。

由于喀斯特山區(qū)氣溫、降水、日照時(shí)數(shù)等資料存在著一定的垂直差異，其存在的生境異質(zhì)性將對(duì)植被演替起到主導(dǎo)影響。如果與自然環(huán)境當(dāng)中的各項(xiàng)氣象要素脫離，則雖然選種優(yōu)良樹(shù)種，但是也極易引起二次破壞生境。因此，喀斯特山區(qū)陰坡、陽(yáng)坡與頂部等地區(qū)石漠化生態(tài)修復(fù)必須與溫度、降水量、日照時(shí)數(shù)等氣象因素相結(jié)合選擇適宜的物種。

3.1.2 影響石漠化生態(tài)修復(fù)

1992～2021 年，廣西壯族自治區(qū)平果市氣候整體呈暖干化的變化趨勢(shì)，溫度、降水量略微增加，干旱發(fā)生頻率較高，導(dǎo)致石漠化面積顯著增加，嚴(yán)重破壞了生物治理成果。眾多研究表明，人為因素是廣西壯族自治區(qū)平果市喀斯特山區(qū)石漠化快速增加的一項(xiàng)主要因素，氣候因素次之，2 種因素對(duì)石漠化的影響貢獻(xiàn)率依次為64.115%與23.355%。另外，短時(shí)期內(nèi)氣候變化對(duì)石漠化生態(tài)修復(fù)的影響較小，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度而言，平果市位于喀斯特地貌區(qū)，其特有的地質(zhì)條件與氣候背景為石漠化生態(tài)修復(fù)帶來(lái)了特定的挑戰(zhàn)，因此為了實(shí)現(xiàn)高效的生態(tài)修復(fù)，必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料進(jìn)行細(xì)致的分析。

隨著氣候變化的影響，平果市的氣溫、降水等氣象因子也在發(fā)生變化，這無(wú)疑會(huì)影響到植被的生長(zhǎng)與分布，為了應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，平果市在進(jìn)行石漠化生態(tài)修復(fù)時(shí)，特別注重選擇耐貧瘠、生長(zhǎng)力頑強(qiáng)的巖生性灌草，這類植物在惡劣的環(huán)境下也能生存并繁衍，它們的根系發(fā)達(dá)，能有效地固定土壤，減少水土流失，同時(shí)這些巖生性灌草還有較強(qiáng)的抗逆性，能夠適應(yīng)不同的氣候條件，確保在不同的季節(jié)都能正常生長(zhǎng)。選擇這樣的植物進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，不僅可以提高植被的成活率和覆蓋率，還能有效地阻止石漠化的進(jìn)一步加劇，隨著這些灌草的生長(zhǎng)繁衍，它們的根系也會(huì)進(jìn)一步固定土壤，減少雨水沖刷帶來(lái)的土壤流失，長(zhǎng)此下去這些植物也會(huì)逐漸形成一個(gè)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，促進(jìn)其他生物的繁衍，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)。但為了恢復(fù)整個(gè)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，平果市還需加強(qiáng)對(duì)這些巖生性灌草的研究與培育，確保它們能在當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境下發(fā)揮出最大的生態(tài)效益，以及加強(qiáng)對(duì)公眾的宣傳與教育，鼓勵(lì)他們參與到生態(tài)修復(fù)的工作中來(lái)，共同為平果市的生態(tài)環(huán)境做出貢獻(xiàn)[8]。

3.2 氣象因素對(duì)石漠化工程治理的影響

氣象元素對(duì)石漠化項(xiàng)目整治策略的影響比較獨(dú)特，并且和降雨量聯(lián)系緊密，通常體現(xiàn)在估測(cè)地表產(chǎn)流最大值上。廣西壯族自治區(qū)平果市喀斯特山區(qū)被亞熱帶季風(fēng)環(huán)境所影響，年降水量較多且主要集中在夏季，產(chǎn)流高峰也出現(xiàn)在這一時(shí)期，而且各地區(qū)之間存在著明顯差異。因此，對(duì)極端氣象災(zāi)害、最大降雨量等可能出現(xiàn)的潛在威脅進(jìn)行評(píng)估，能使平果市喀斯特山區(qū)石漠化治理工程措施設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性顯著提升[9]。

3.3 氣象因素對(duì)石漠化耕作措施的影響

近年來(lái)，隨著喀斯特山區(qū)人地矛盾的日益凸顯、耕地資源的顯著減少，再加上濫砍濫伐、毀林開(kāi)荒等導(dǎo)致我國(guó)喀斯特山區(qū)石漠化現(xiàn)象越來(lái)越明顯。目前，我國(guó)對(duì)喀斯特山區(qū)石漠化的治理雖取得了一定的成效，但卻無(wú)法從本質(zhì)上解決廣大民眾收入增長(zhǎng)與糧食安全的矛盾。因而，受保護(hù)田地和石漠化整治策略的限制，氣象元素在石漠化生態(tài)修復(fù)階段的關(guān)鍵功能與重要性也逐漸體現(xiàn)出來(lái)。立體農(nóng)業(yè)是本地區(qū)水文、氣象、人文、植物等元素融合，有效分配資源。

3.4 氣象因素對(duì)石漠化整治策略的影響

喀斯特山區(qū)石漠化生態(tài)修復(fù)是復(fù)雜且科學(xué)的工程，不能一蹴而就，因此采取有效措施恢復(fù)喀斯特山區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)已變得非常迫切。目前，國(guó)家與相關(guān)部門據(jù)此制定了眾多政策法規(guī)，為高效開(kāi)展石漠化生態(tài)修復(fù)工作提供了有利保障。就氣候變化角度而言，生態(tài)移民、能源替代等政策法規(guī)與石漠化生態(tài)修復(fù)密切相關(guān)，以期能夠通過(guò)改善以往薪碳能源結(jié)構(gòu)、美化生態(tài)環(huán)境、增大碳匯、縮減溫室二氧化碳來(lái)改變當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境。

4 喀斯特山區(qū)石漠化生態(tài)修復(fù)措施

4.1 共同修復(fù)系統(tǒng)治理

喀斯特山區(qū)石漠化是一種嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，共同修復(fù)系統(tǒng)治理是有效的解決方式之一。共同修復(fù)系統(tǒng)治理強(qiáng)調(diào)多元主體參與，綜合運(yùn)用多種措施，以全局和長(zhǎng)期的視角來(lái)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，但需要構(gòu)建政府、專家、企業(yè)、社區(qū)等多元主體的協(xié)同機(jī)制。在這個(gè)協(xié)同機(jī)制中，政府應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用，制定和執(zhí)行相關(guān)政策，提供資金和技術(shù)支持，專家團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)研究和提出科學(xué)的修復(fù)方案，企業(yè)進(jìn)行具體的實(shí)施工作，社區(qū)則參與監(jiān)督和評(píng)估。另外，還應(yīng)注重生物措施與工程措施的結(jié)合，選擇適應(yīng)喀斯特環(huán)境的植物進(jìn)行種植，增加植被覆蓋，提高土壤保水能力，并通過(guò)建設(shè)水保設(shè)施、配置灌溉系統(tǒng)等方式，改善水分條件，為植物生長(zhǎng)創(chuàng)造良好環(huán)境。因此，在治理過(guò)程中，不僅要關(guān)注石漠化地區(qū)本身，還要關(guān)注其與周邊生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系，通過(guò)恢復(fù)和保護(hù)生態(tài)廊道，促進(jìn)不同生態(tài)系統(tǒng)之間的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，提高整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抵抗力。同時(shí)，也可在此基礎(chǔ)上，利用各種渠道和方式，普及石漠化治理的重要性和方法，提高公眾的環(huán)保意識(shí)和參與度，鼓勵(lì)和支持公眾參與治理活動(dòng)，形成全民共建共享的良好氛圍[10]。

4.2 自然修復(fù)人工撫育

生態(tài)脆弱區(qū)往往采取封禁治理的方式開(kāi)展生態(tài)修復(fù)，平果市喀斯特山區(qū)進(jìn)行封山之后，其生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生了顯著改變。而在喀斯特山區(qū)石漠化生態(tài)修復(fù)的措施中，自然修復(fù)與人工撫育相結(jié)合被證明是一種有效的方式。其中，自然修復(fù)主要依賴于生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力，而人工撫育則通過(guò)人類的介入，加速和引導(dǎo)這一恢復(fù)過(guò)程，保護(hù)和恢復(fù)植被，特別是適應(yīng)喀斯特環(huán)境的鄉(xiāng)土植物，它們具有更強(qiáng)的生命力和適應(yīng)性，因而可在適宜的地段，引入一些抗逆性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的植物，但要避免外來(lái)物種的入侵，同時(shí)也可對(duì)土壤添加有機(jī)質(zhì)、調(diào)整pH 等進(jìn)行改良，促進(jìn)土壤微生物的活動(dòng)和植物的生長(zhǎng)；借助人工撫育措施，定期修剪、除草、補(bǔ)植等可以進(jìn)一步鞏固和加速生態(tài)恢復(fù)的效果，但為了維護(hù)修復(fù)后的生態(tài)系統(tǒng)，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)人為活動(dòng)和自然災(zāi)害的防控，避免再次破壞。

4.3 監(jiān)測(cè)執(zhí)法力求到位

在喀斯特山區(qū)石漠化生態(tài)修復(fù)的過(guò)程中，監(jiān)測(cè)執(zhí)法力求到位是確保治理效果、防止生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化的關(guān)鍵，因此為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須得有一套嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)執(zhí)法體系作為支撐。相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)工程效果的評(píng)估，定期針對(duì)石漠化生態(tài)修復(fù)的地區(qū)開(kāi)展生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量及系統(tǒng)情況評(píng)價(jià)等，同時(shí)利用先進(jìn)的技術(shù)手段，如遙感衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)等，對(duì)石漠化區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)、全面的監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握生態(tài)環(huán)境的變化情況，并在關(guān)鍵區(qū)域和敏感點(diǎn)設(shè)置地面觀測(cè)站，以便更精確地掌握生態(tài)修復(fù)的進(jìn)程和效果，以及依法嚴(yán)厲打擊任何破壞生態(tài)環(huán)境、違法開(kāi)采等行為。這不僅包括罰款、沒(méi)收違法所得等經(jīng)濟(jì)處罰，必要時(shí)還應(yīng)追究刑事責(zé)任。力爭(zhēng)通過(guò)嚴(yán)格執(zhí)法，形成有效的威懾力，防止違法行為的發(fā)生。此外，也應(yīng)及時(shí)向社會(huì)公布執(zhí)法信息，接受公眾監(jiān)督。對(duì)于重大案件，邀請(qǐng)媒體和公眾參與旁聽(tīng)，增加執(zhí)法的公信力；建立舉報(bào)獎(jiǎng)勵(lì)制度，鼓勵(lì)公眾積極參與生態(tài)環(huán)境保護(hù)，提高執(zhí)法人員的專業(yè)素質(zhì)和執(zhí)法能力，確保他們能夠準(zhǔn)確識(shí)別違法行為；采取有效的執(zhí)法措施，加強(qiáng)執(zhí)法人員的廉潔自律教育，防止他們受到利益誘惑，確保執(zhí)法的公正性和權(quán)威性[11]。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)研究地區(qū)的喀斯特山區(qū)石漠化情況的解讀，并參考?xì)v史氣象數(shù)據(jù)，給出了喀斯特山區(qū)石漠化空間分布主要被下伏地層巖石特征限制的觀點(diǎn)，以期能為喀斯特山區(qū)石漠化生態(tài)修復(fù)起到參考價(jià)值。