石漠化在全世界的许多国家和地区,被认为是一个重要的经济、社会、环境问题。尤其是在欧洲地中海盆地、第纳尔岩溶区和中国西南地区,受人类活动及岩石因素综合影响,石漠化问题更为严重。在西南岩溶区,石漠化已经成为首要的生态灾害,直接制约着当地的经济发展,影响了170万人口的生产生活。
石漠化是森林砍伐、土壤流失的最终结果,可能导致干旱、洪水、滑坡以及地面沉降等环境问题。在较大尺度范围内,甚至会影响碳平衡和局部的气候条件。岩溶生态系统的生物量会因为石漠化问题而下降,表现在植物群落生理和生态上的变化,以及森林、植被覆盖率的降低。石漠化的发生导致植被,岩石表面的藻类、苔藓的生存也受到极大危害,而这些生物正是植被成长的关键。
由于高渗透性的基岩的存在,水土流失越发严重,这也使得由石漠化所导致的社会、经济问题更加严重,例如农作物和经济作物的减产,及干旱和洪水等自然灾害的发生频率升高。
就地质条件来说,碳酸盐岩是可溶性极好且不容易产生大量土壤的岩石类型。同时岩溶区的土壤覆盖面积小,少量的土壤不仅土层厚度较薄,而且更多的分布在高坡地区。从化学分析及野外观察两种途径,可溶性碳酸盐岩的成土速率是11吨/年▪平方千米,这一速率是非岩溶区的1/100(非碳酸盐岩的成土速率约为800~1200吨/年▪平方千米)。
岩溶水系统有明显的地表和地下径流,它们之间靠落水洞及岩溶裂隙相联。西南地区的地下水流埋深达几十~上百米,尤其是在流域的中上游,地下水位更深。即使每年约有1000-2000mm的降雨量,但土壤的持水能力较低,仍然不足以使植被正常生长。在雨水冲刷下,原本贫瘠的土壤资源更加稀缺。土壤及营养物质随地表水流被带入地下,水土流失程度严重。
石漠化调控与生态环境修复,主要是从土地管理和水资源管理两个方面进行:
土地管理:根据气候、碳酸盐岩分布、地貌条件、土地利用方式等因素确定该地区的脆弱性,将岩溶区划分为不同等级。对不同区域进行不同的管理,比如,退耕还林、改变土地耕作方式、进行斜坡改造等,以此重建植被和森林覆盖。
水资源管理:相比于中国西北地区,西南地区的降雨量更加丰富(1000~2000mm/a),但是大部分的水资源都储存在地下岩溶水系统中。一些证实有效的措施有:1)修建地下河水坝,提高水位;2)在岩溶盆地修建蓄水池,储存大气降水;3)修建河道使水资源充分利用;4)利用地球物理勘探技术,确定地下河的补径排条件,在合适的位置设置钻井和抽水井;5)为居民区修建滞蓄洪区,保持表层渗流的水资源。石漠化调控和生态治理是利用可用的土地、水、社会和文化资源来创造出一个环境,使生态和经济产出最大化,最终为保护环境和提升该地区居民的生活条件。
发表论文:Jiang Z, Z J, Jiang Z, et al. Rocky desertification inSouthwest China: Impacts, causes, and restoration[J]. Earth-Science Reviews,2014:1–12.
中国西南石漠化分布图(2000年,单位10,000平方千米)