地球的“皮肤”也需要呵护

地球的皮肤也需要呵护

——西南喀斯特地区土壤问题及其美容方案

土壤是地球的皮肤

土壤位于地壳的最外层,没有了土壤人类将无法生存。我们每天的食物直接或间接来自于土壤中生长的植物,土壤能够锚固植物并为其提供生长所需的养分。我们每天呼吸的氧气有大部分来自于生长其上的植物。我们每天饮用的水均曾渗入土壤,并经过土壤的过滤。我们所建造的几乎所有建筑均建于土壤之上,并且常常将土壤作为一种建造材料使用。土壤就像我们身上的皮肤,我们常常忘记了她的存在,没有对她进行细心呵护。

作为地球皮肤的土壤是地球生命支撑系统的核心区(Hillel, 2004)

作为地球皮肤的土壤是地球生命支撑系统的核心区(Hillel, 2004)

深厚且连续分布的土被——健康的皮肤

健康的土被应该表现出土层深厚且分布连续的景象。深厚的土壤层环境容量大,能吸收和储存更多的水分和养分供植物和土壤微生物利用,同时,从污染物质在土壤中的运移和转化过程来看,深厚土壤层具有较大的环境自净能力;其次,与浅薄的土壤相比,深厚的土壤具有更强的环境缓冲能力,能够有效缓冲外界环境的胁迫和干扰,从而保护其上的生物不受伤害;第三,从水分循环的角度看,深厚且连续的土层能够吸收更多的降雨,从而消减洪峰,增加枯水季节的河流流量。

深厚且连续分布的土被—健康的皮肤

深厚且连续分布的土被—健康的皮肤

喀斯特地区土被浅薄且非连续分布——破碎的皮肤

石灰岩很容易溶解于水,而中国西南部恰好雨、热同季,因此95%的碳酸盐岩石溶解在雨水中,随水渗入洞穴的地下河道中流失,仅5%残存下来经风化形成土壤。南方红壤丘陵形成1厘米土壤只需几十年,而喀斯特地区要5000年到2万年!所以这种地方特别不适宜高强度的耕作,耕作极易加剧水土流失;在山坡上开垦出两亩地,耕不上三五年,可能就剩一亩三分了。

喀斯特地区成土能力弱,土层浅薄

喀斯特地区成土能力弱,土层浅薄

喀斯特地区土被分布不连续,地表支离破碎

喀斯特地区土被分布不连续,地表支离破碎

喀斯特地区土壤漏失——千疮百孔的皮肤

由于水对可溶性碳酸盐岩进行以化学溶蚀作用为主,流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等机械作用为辅的地质作用,导致喀斯特地区地表地下的二元空间结构明显,水文过程迅速,地表水大量渗漏。在这种特殊的地质背景下,石质化纯碳酸盐岩坡地,可以看作为一个布满“筛孔”的石头“筛子”,溶沟、溶槽和洼地为被土壤塞住的形状不一,大小不等的“筛孔”,“筛孔”内的土壤,通过地下漏失,充填土下化学溶蚀和管道侵蚀形成的孔隙和孔洞。植被破坏和土地垦殖等人类活动,破坏植物根系的网固作用,增加径流入渗,促进地下管道侵蚀及其上覆土壤的沉陷补给,加速土壤的地下漏失和土地石质化。因此,减少人类活动干扰,是实现喀斯特退化生态系统植被恢复和生态系统服务功能提升的主要途径。

喀斯特地区地表地下二元空间结构,水文过程迅速,地表水大量渗漏

喀斯特地区地表地下二元空间结构,水文过程迅速,地表水大量渗漏

喀斯特地区地下空间发育,土壤地下漏失严重(唐益群等,2010)

喀斯特地区地下空间发育,土壤地下漏失严重(唐益群等,2010)

喀斯特地区皮肤美容方案

西南喀斯特地区资源缺乏、环境脆弱,但是长期以来居住了大量人口,人类活动越大,水土流失越严重,陷入了生活贫困和生态退化的恶性循环。要恢复喀斯特地区的生态,治本之策是生态移民,实行自然封育。

然而,一方水土还得养育一方人,在保护好区域生态环境的同时还得解决大量居民的生计问题,这就是中国特有的国情。那么,应该从生态服务功能提升角度,重新思考巨大人口压力胁迫下喀斯特生态恢复途径。近年来,环江喀斯特生态系统观测研究站通过多年积累的大量野外调查、科学实验和理论研究数据,开展坡耕地适应性景观生态设计,不再种植玉米,改为构建木本饲料植物群落,大力发展优质牧草与肉牛圈养,形成喀斯特农牧复合生态系统,大大减轻了垦殖活动对坡耕地的破坏。这些研究成果为喀斯特山区乃至其它类似生态脆弱区扶贫开发与生态建设提供了示范样板。

适应性景观生态设计与保护性替代产业模式(于一尊,2008)

适应性景观生态设计与保护性替代产业模式(于一尊,2008)

基于峰丛洼地景观结构与水土过程的生态恢复效果

基于峰丛洼地景观结构与水土过程的生态恢复效果

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