巖溶石漠化治理問題研究

1、巖溶石漠化治理問題研究以貴州省為例王明章（貴州省地質(zhì)調(diào)查院，貴州 貴陽(yáng) 550004）摘要 石漠化的形成與地質(zhì)背景密切相關(guān)，石漠化的治理也必須在查明石漠化區(qū)地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上，針對(duì)巖性、地球化學(xué)背景、水資源特征以及石漠化程度，并結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展合理地制定和實(shí)施防治工程，采能達(dá)到良好的效果。本文以貴州省為例，分析了石漠化現(xiàn)狀、近10年來(lái)的治理效果，指出了治理工作中存在的問題，從地學(xué)的角度提出了巖溶石漠化防治的建議。關(guān)鍵詞 巖溶 石漠化 治理問題 研究1.石漠化分布特征1.1地域分布特征貴州省巖溶區(qū)面積12.96萬(wàn)km2, 石漠化面積3.25萬(wàn)km2，占貴州省巖溶區(qū)總面積的25.08%。其中重度石漠

2、化面積為5249.58 km2，中度石漠化面積11895.93 km2，輕度石漠化分布面積15331.22 km2。石漠化區(qū)在地域上的分布以貴州省西部為主，珠江水系的洪水河流域和長(zhǎng)江水系烏江流域上游三岔河及六沖河河谷斜坡地帶，其平面分布見圖1。石漠化分布面積列前十位的縣見表1，其石漠化面積之和為11941.30 km2，占貴州省石漠化面積的36.77%，多為貴州省貧困縣。圖1 貴州省石漠化分布圖表1 石漠化面積前十位縣統(tǒng)計(jì)表威寧六盤水大方黔西盤縣獨(dú)山安順興義織金長(zhǎng)順面積（km2）180616591612150510739979088457707661.2在碳酸鹽巖中的分布特征 貴州省的石漠化均

3、分布在碳酸鹽地層中，并且在各類型碳酸鹽巖中的分布比例不盡相同，純灰?guī)r中的石漠化面積最多，為12569.15km2，占貴州省石漠化的39%；其次是石灰?guī)r巖夾碎屑巖，為8582.63km2，占26%；其他巖類分布相對(duì)較少（表2）。表2 貴州省各碳酸鹽巖類型中的石漠化面積一覽表 （單位：km2）巖 性純灰?guī)r石灰?guī)r夾碎屑巖白云巖灰?guī)r、白云巖互層碳酸鹽巖與碎屑巖互 層碎屑巖夾碳酸鹽巖合計(jì)重度石漠化2495.61 1039.30 459.51 1080.69 159.81 14.66 5249.58中度石漠化4711.24 3234.64 1714.25 1665.90 519.09 50.82 1189

4、5.93 輕度石漠化5362.30 4308.69 2578.19 1593.70 1355.55 132.79 15331.22 合計(jì)12569.15 8582.63 4751.95 4340.30 2034.45 198.26 32476.73 從上表中也可以看出，輕度石漠化的所占比重最大，其次是中度石漠化的比重，重度石漠化的比重最小。在重度石漠化中，石灰?guī)r分布區(qū)占重度石漠化總數(shù)的67.34%，碳酸鹽巖夾碎屑巖的重度石漠化占為12%，白云巖的重度石漠化為10%，碳酸鹽巖與碎屑巖互層和碎屑巖夾碳酸鹽巖中的重度石漠化最少，分別占8%和7%。1.3石漠化在巖溶地貌中的分布特征貴州省的石漠化在不同

5、地貌類型中分布比例各不相同（表3）。表3 貴州省各地貌類型中石漠化面積一覽表 （單位：km2）地貌類型峰 叢洼 地溶 丘谷 地 巖 溶山 地壟 崗槽 谷巖 溶峽 谷巖 溶平 原合 計(jì)重度石漠化2602.74836.44557.15273.02281.62298.605249.58中度石漠化5594.912849.091539.62688.42468.31752.5811895.93輕度石漠化5639.774460.482608.661619.65431.40571.2715331.22石漠化總計(jì)14240.438146.014705.432581.091181.331622.4432476.7

6、3表中顯示：重度石漠化在地貌上主要分布于峰叢洼地溶丘谷地和巖溶山地地區(qū)，石漠化比重分別為重度石漠化總量的49.58%、15.93%和10.61%。峰叢洼地巖溶峽谷區(qū)的石漠化發(fā)生率較高，分別是41.17%和36.60%，巖溶丘陵中的石漠化發(fā)生率為22.52%，巖溶山地和巖溶槽谷中的石漠化發(fā)生率較小，分別是17.61%和15.03%。2.貴州省石漠化演變21石漠化的加劇特征石漠化演變總體呈加劇態(tài)勢(shì)，局部地區(qū)有改善。貴州省八十年代末的石漠化面積為21643.27km2，到九十年代末達(dá)到32476.73km2，石漠化面積凈增10833.46km2，平均每年以744km2速度增加。增加石漠化總面積108

7、00.09km2，位居西南八省之首。其中，石漠化嚴(yán)重加劇的面積為3836.18km2，輕微加劇的石漠化面積為6963.91km2(圖2)。 表4 貴州省石漠化加劇嚴(yán)重的主要地區(qū)情況一覽表 （單位：km2）序號(hào)縣 名嚴(yán)重加劇輕微加劇合 計(jì)石漠化加劇程度（%）1鐘山區(qū)675.42656.291331.7141.632大方縣426.13614.341040.4831.893盤縣特區(qū)351.47420.25771.7224.484晴隆縣136.58148.61285.1921.734福泉縣56.80218.91275.7216.595安順市155.48104.01259.4916.106六枝特區(qū)130

8、.31124.92255.2415.167平壩縣123.17108.52231.6924.358三都水族自治縣75.84118.24194.0916.069貞豐縣90.0173.10163.1219.1710望謨縣58.4480.58139.0319.282.1.1 石漠化加劇的地域分布特征從八十年代末到九十年代末石漠化嚴(yán)重加劇的縣市主要分布在黔西和黔中地區(qū)，以六盤水市、大方縣、盤縣特區(qū)、等城市（表4）為代表。這些地區(qū)，從社會(huì)經(jīng)濟(jì)的角度，多屬于經(jīng)濟(jì)落后的貧困地區(qū)或采礦等人為活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)。2.1.2石漠化加劇的巖性分布特征 石漠化的加劇明顯的受地層巖性控制，在各碳酸鹽巖中的分布各不相同。如圖3

9、所示，純灰?guī)r、灰?guī)r與白云巖互層中的石漠化加劇比例較平均水平高，分別是10.35%、和10.25；純白云巖及碎屑巖夾碳酸鹽巖中的石漠化加劇比例較低，分別為6.48%； 4.49%；碳酸鹽巖與碎屑巖互層中的石漠化加劇比例最小，為2.48%。2.1.3石漠化加劇的地貌特征石漠化加劇在各地貌類型中分布亦不相同。如圖4所示，峰從洼地中的石漠化加劇比例最大，為24.41%；其次是巖溶峽谷，其石漠化加劇比例達(dá)到21.24%；峰林洼地的石漠化加劇比例為11.05%；其它地貌條件下石漠化加劇的比例則低。2.2石漠化的改善特征通過石漠化改善情況與八十年代末石漠化現(xiàn)狀的空間疊加分析，八十年代末的重度石漠化有166.

10、44km2得到改善，占八十年代末石漠化面積的4.82%；中度石漠化有187.86km2得到改善，占石漠化改善總面積的27.09%；輕度石漠化有321.24km2得到改善，占石漠化改善總面積的47.55%。2.2.1石漠化改善在地域上的分布特征主要分布黔北、黔西地區(qū)，如正安縣（6.02%）、織金縣（2.91%）、黔西縣（2.51%）、納雍縣（1.89%）、清鎮(zhèn)市（1.82%）、綏陽(yáng)縣（1.80%）、道真仡佬族苗族自治縣（1.77%）、長(zhǎng)順縣（1.67%）、龍里縣（1.41%）、德江縣（1.27%）和貴定縣（1.27%）。222石漠化改善的巖性特征碳酸鹽巖夾碎屑巖、碳酸鹽巖與碎屑巖互層和碎屑巖夾碳

11、酸鹽巖中的石漠化改善比例高于全省的平均值，分別是0.96%、0.83%和0.65%；純碳酸鹽巖地層分布補(bǔ)石漠化改善比例低于全省的平均值，分別為0.46%和0.24%（圖5）。2.2.3石漠化改善的地貌特征如圖6所示，巖溶丘陵區(qū)的石漠化改善程度最大，為1.48%，石漠化改善程度高于全省的平均水平。峰從洼地的石漠化改善程度低，為0.39%。 綜合分析貴州省石漠化的演化：經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低的貧困地區(qū)或采礦活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)、地質(zhì)條件上為純碳酸鹽巖特別是純石灰?guī)r分布區(qū)、在地貌上處峰叢洼地分布的斜坡地帶、在水資源分布上為地下水深埋、地表缺水嚴(yán)重的巖溶區(qū)，石漠化仍繼續(xù)加劇。而社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件較好、碳酸鹽巖與碎屑巖相間

12、分布、地形相對(duì)平緩地區(qū)。石漠化改善程度相對(duì)較好。3. 石漠化治理及存在的問題3.1石漠化治理效果分析及認(rèn)識(shí)目前貴州省采用的石漠化的防治方式主要為封山育林、退耕還林、植樹造林，其次配合以土地整理、以及旨在解決燃料的沼氣池建設(shè)和改善人畜飲水水柜等工程建設(shè)。但由于是石漠化的成因復(fù)雜，治理的效果總體上并不完全盡人意。通過從1986年到1999年的整治，全省石漠化改善的面積有675.54km2，僅占石漠化總面積的2.09%。全省有19.49%的地區(qū)石漠化得到改善，51.07%的地區(qū)基本未變，24.91%的地區(qū)石漠化在加劇。反映為局部改善，總體加劇。綜合分析，石漠化的演化趨勢(shì)為：（1）重度石漠化區(qū)面積基本

13、保持不變；（2）輕度中度石漠化區(qū)面積總體有所增加；（3）未石漠化區(qū)面積仍呈減少趨勢(shì)。（4）石漠化加劇或改善程度低的地區(qū)大多集中在貧困區(qū)和人類采礦等工程活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)，該類地區(qū)也正好是地表缺水嚴(yán)重石山斜坡地帶。該現(xiàn)象說明：（1）重度石漠化一但形成，難以恢復(fù)，其原因在于該類區(qū)中土壤和水源極度缺乏，植被生長(zhǎng)和生存的基本條件極差。（2）中度石漠化及輕度石漠化區(qū)仍保存著生物生存的基本條件，對(duì)人為工程活動(dòng)敏感，合理的石漠化治理工程可引起植被的恢復(fù)，生態(tài)環(huán)境的改善；不合理的人為工程活動(dòng)也易導(dǎo)致石漠化的形成，生態(tài)環(huán)境的惡化。（3）地下水深埋、地表缺水嚴(yán)重的的峰叢洼地斜坡地區(qū)石漠化治理難度大。3.2石漠化治理存

14、在的問題石漠化的防治工作雖已取得了一定的成果，但同時(shí)也存在著一定的問題，這主要反映在：（1）石漠化基本成因研究滯后治理工作，對(duì)石漠化的防治普遍采用封山育林、退耕還林及植樹造林等地表生物工程手段，治理工程缺乏地學(xué)的科學(xué)指導(dǎo)。（2）植樹造林多為單一樹種，生物群落單一。未將地球化學(xué)背景與生物的適宜性和但地經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密結(jié)合，難以合理的指導(dǎo)造林的工作。（3）對(duì)石漠化形成的根本成因（特別是巖溶地質(zhì)、水文地質(zhì)背景、地球化學(xué)背景）的研究以及不同地質(zhì)條件地球化學(xué)背景下的生物適應(yīng)性的研究，尚處于未起步階段，這是急需解決的地質(zhì)工作問題。貴州省石漠化每年仍以數(shù)萬(wàn)畝土地石化的速度發(fā)展，必須引起政府部門及科研部門的高度重

15、視。石漠化的研究和防治，應(yīng)從其形成的基本背景著手，結(jié)合地質(zhì)背景，制定出與之相匹配的地表防治方案，才能達(dá)到“標(biāo)”、“本”兼治，達(dá)到預(yù)期效果。4、幾個(gè)值得研究的生態(tài)環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象1、在石漠化的成因方面：一是石漠化多分布于巖溶石山區(qū)；二是重度石漠化區(qū)巖性絕大部份為石灰?guī)r，白云巖、不純碳酸鹽巖區(qū)石漠化程度低；三是在地貌上，多分布于巖溶斜坡的峰叢洼地地帶；四是在資源上，石漠化則分布于缺水、缺燃料的石山區(qū)。因此，貴州省石漠化的形成除與人類工程活動(dòng)相關(guān)，更重要的是受地質(zhì)條件控制。2、在石漠化恢復(fù)方面：不同地質(zhì)環(huán)境中（這里主要指巖性），生態(tài)破壞后可恢復(fù)能力和程度也不同。石灰?guī)r區(qū)由于土壤和水資源極缺，石漠化形成后

16、，大多數(shù)地區(qū)生態(tài)恢復(fù)難以，而白云巖及不純碳酸鹽巖區(qū)經(jīng)自然或人工的干預(yù)，次生林或草地長(zhǎng)勢(shì)仍較好，說明白云巖及不純碳酸鹽巖區(qū)生態(tài)具有較強(qiáng)的可恢復(fù)性，其原因在于白云巖及不純碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)、礦物化學(xué)成分有利于表層帶中水分的保持。3、巖溶區(qū)自然界存在“無(wú)土栽培”條件。在未被破壞或破壞不嚴(yán)重的裸露型巖溶石山區(qū)，仍有茂密的喀斯特森林存在，這些植被的根系都滲入巖石的裂隙中，植物具有多樣性，同時(shí)基巖面有眾多的苔蘚類低等植物，巖石濕度相對(duì)較大，且有少量的地下水滲出，這預(yù)示著即使在光禿禿的石山上，土壤流失后雖不可恢復(fù)，但在一定的濕度條件下，植被是可生長(zhǎng)的。4、不同的巖性分布區(qū)，生長(zhǎng)的植物群落是不一樣的，不同高程植物

17、群落也不一樣，這與各地區(qū)的自然地理?xiàng)l件和地球化學(xué)背景有關(guān)。綜合分析上述現(xiàn)象，可得出如下初步結(jié)論：1、石漠化是可治理的，“退耕還林，綠化石山”是保持水土，防治石漠化的一條有效途徑，但是只有在基于充分研究和掌握了治理區(qū)的地質(zhì)條件和地球化學(xué)背景以及不同植物群落對(duì)地質(zhì)、地球化學(xué)背景適應(yīng)性的前提下，有選擇性地通過合理規(guī)劃和實(shí)施。石漠化的治理才能取得最佳的效果。2、從地質(zhì)環(huán)境的角度上，不純碳酸鹽巖及白云巖分布區(qū)石漠化治理的可行性優(yōu)于石灰?guī)r分布區(qū)。石漠化的治理，應(yīng)優(yōu)先治理不純碳酸鹽巖和白云巖分布區(qū)。3、在石漠化程度分區(qū)上，輕度和中度石漠化區(qū)還保留著相對(duì)較好的生物生存條件，相對(duì)重度石漠化區(qū)更容易治理和恢復(fù)。石

18、漠化的治理，應(yīng)優(yōu)先治理輕中度石漠化區(qū)。4、裸露的石灰?guī)r石漠化區(qū)雖然土壤流失，土壤在不可恢復(fù)，但只要有一定條件下，可以進(jìn)行“無(wú)土栽培”，這在很大程度上決定于巖體表層帶含水的情況。 5、石漠化的形成，在很大程度上與當(dāng)?shù)氐乃Y源狀況有關(guān)，因此，石漠化的防治應(yīng)與當(dāng)?shù)氐乃Y源與土地的綜合開放利用結(jié)合起來(lái)。6、石漠化防治應(yīng)立足于生態(tài)環(huán)境改善與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相結(jié)合，生態(tài)環(huán)境改善的最終目的，是使得人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展，以提高人民生活水平，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)。因此，對(duì)石漠化的防治要據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源，包括礦產(chǎn)、能源、水、土地等資源承載能力、經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，制定合理的綜合防治方案，發(fā)展立體農(nóng)、林牧業(yè)經(jīng)濟(jì)。

19、5.關(guān)于巖溶區(qū)石漠化防治研究的方向單純、機(jī)械地退耕還林，綠化石山，對(duì)治理石漠化的可行性如何？由于石漠化的形成有其重要的地質(zhì)背景，不同生物對(duì)地質(zhì)背景也有一定的適宜性，同時(shí)，石漠化的治理尚需要一定的社會(huì)背景和政策的干預(yù)、導(dǎo)向、調(diào)節(jié)，這是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。對(duì)石漠化的治理，不應(yīng)是一種簡(jiǎn)單的對(duì)環(huán)境的復(fù)原，而更重要的是要通過自然作用及人工的干預(yù)，促使環(huán)境向既有利自然，又有利人類生存、生活方面的轉(zhuǎn)化，即既要改善環(huán)境，又要發(fā)展當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)，增加群眾的經(jīng)濟(jì)收入，提高群眾的生活水平，建立人與自然和諧的“伙伴”關(guān)系，推動(dòng)自然的保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，對(duì)石漠化的防治，是一個(gè)集社會(huì)、經(jīng)濟(jì)合科學(xué)技術(shù)為一體的綜合研究體系?？茖W(xué)與技術(shù)的研究，是石漠化防治研究的基礎(chǔ)，其中，對(duì)石化生態(tài)地質(zhì)環(huán)境的研究，就是要從地質(zhì)的角度，為石漠化的防治提供一個(gè)科學(xué)的、基礎(chǔ)的平臺(tái)，為政府及職能部門制定防治措施提供基礎(chǔ)的、科學(xué)的依據(jù)。地質(zhì)的研究，包括以下主要方面：1、查明石漠化區(qū)石漠化的“環(huán)境巖組層”的平面分布，這里所提的“環(huán)境巖組層”，是指對(duì)土的形成、地下水資源的形成、賦存、植被生存條件有著明顯作用和差異的巖性組合體。2、查明不同環(huán)境巖組層的地球化學(xué)背景，包括水、土、巖表層的地球化學(xué)特征、主要及特殊化學(xué)元素的分布及