喀斯特石漠化与区域贫困的相关分析 石漠化成因实质分析
贵州贫困地区都集中于农村，农村地区以种植业为主的单一产业结构，造成农村区域贫困的一大主要原因就是其土地资源的贫瘠。石漠化直接导致土地退化，使原本可再生利用的土地资源失去了再生能力，形成“荒漠化”土地。轻度以上石漠化面积已占到全省土地总面积的20.39%，石漠化无疑使原本瘠薄的土地资源雪上加霜，导致农村地区的贫困。石漠化与贫困的相关性在理论上已为大家所接受，在实际研究中却尚未做出定量的描述。
一、指标选择及依据
自然资源和生态环境是国民经济与社会发展的重要物质基础，是人类赖以生存的基本条件。随着人口的增长和经济发展对资源需求的过分依赖，自然资源的日益短缺将成为贵州社会经济持续、快速、健康发展的重要制约因素，同时全省生态环境保护与整治面临的形势十分严峻。因此，在喀斯特石漠化与区域贫困的过程中，我们把各指标分为自然资源、生态环境、社会经济三类。
自然资源：自然资源是指在现有技术经济条件和社会发展水平条件下，自然环境中可供人类利用部分的总称。资源在人地系统中，是一个比较稳定的因素，特别一个区域土地资源的构成对该区域合理的土地利用结构具有决定性的影响。因此资源将是人地系统研究的基础。资源是人类最重要的生存条件，它不仅是人类生活和生产的基本空间场所，也是最基本的生产资料和劳动对象。由于形成资源的自然要素及人类开发利用历史的不同，不同地域资源存在着差异。在喀斯特这一特殊地域，土地受岩性和地形影响，形成了与其他地区明显不同的“三少一多”的特征，即土少（数量少、质量差）、林少（泛指林草植被少）、水少（天然降水较丰富，但喀斯特地区裂隙发育，地表水保存困难，加之土薄植被少，抗旱能力极弱）、一多（石山土岭多），导致人口贫困与生态环境的恶化互为因果，形成恶性循环，其开发利用也有较大差异。
生态环境：贵州是一个喀斯特强烈发育的高原山区，不仅是中国喀斯特分布面积最大，发育最复杂的一个省区，而且恰处于世界喀斯特集中分布的亚洲片区中心，再加上它对自然环境的结构形成和演化，以及人类社会经济活动的巨大影响而被称为中国的“喀斯特省”。喀斯特环境由于其母岩——碳酸盐类岩在常温常压下易被水溶蚀，地表跑土跑水跑肥，生态环境脆弱性显著。石漠化是以喀斯特环境为发生背景，是喀斯特生态环境的逆向演替的结果，它的发生发展势必影响喀斯特生态环境，造成人们赖以生存的环境条件的丧失，进而促进贫困的发生和贫困程度的加剧。
社会经济：贫困是一种历史范畴，是由资源开发利用不合理，生态环境恶化，基础设施薄弱等多种自然、经济、社会原因引起的某些人群长期性的贫穷，是由社会、经济以及自然、生态等多种因素相互作用、相互制约而形成的一种综合现象。作为经济范畴的贫困通常被称为狭义的贫困，即物质贫困，指人们生活资料和生产资料的匮乏。其中，又可以分为两大类：一类是绝对贫困（或成为温饱型贫困），另一类贫困是相对贫困（相对低收入型贫困）。至今为止，中国在理论上和实践中使用的贫困概念，都是经济意义上的贫困，而且强调的是绝对贫困。在制定贫困标准时也主要是基于对维持个人或家庭的生存所必需的食物消费量和收入水平的确定。中国当前的贫困主要表现为乡村社会的区域性贫困。由于贫困不单是经济意义上的贫穷，它还包括社会、经济、环境等生活质量因素、经济发展水平的欠发达，如人口寿命状况、教育文化与医疗卫生状况、生活与生存环境状况、失业与就业不足等，因此作为反映贫困的综合指标，必须对经济发展状况、社会发展状况等进行综合分析，才能确定一个地区区域贫困的具体程度。
二、相关分析
1.石漠化与自然资源
根据贵州的资源状况，在数据库中筛选出人均耕地面积、人均水资源、单位产水量3个自然资源指标。森林覆盖率既是资源指标又是生态环境指标，由于森林在贵州其环境效益远大于物质效益，故在相关分析时放在生态环境部分。在贵州省86个县级单位中，除去无石漠化的县级单位，对其余81个县级单位的轻度、中度以上石漠化面积比重与这4个指标间作两两相关分析，计算二者之间的相关系数（γ），研究它们之间的相关程度和相关方向（表5-1）。轻度以上石漠化是指平均土厚＜15cm，坡度＞15°，植被覆盖度35%～50%，土被覆盖度＜35%，基岩裸露＞35%的地区。中度以上石漠化是指平均土厚＜10cm，坡度＞20°，植被覆盖度20%～35%，基岩裸露＞65%的地区。相关系数（γ）的计算公式：
喀斯特石漠化的遥感—GIS典型研究——以贵州省为例
式中：x为轻度或中度以上石漠化比重，y为相关的指标。
表5-1 喀斯特石漠化与自然资源的相关系数
无显著相关的指标：与石漠化无显著相关的自然资源指标人均水资源和单位产水量，可见石漠化和区域水资源的分配并无多大联系。
显著相关的指标：贵州的石漠化面积比重与其人均耕地面积呈现出是高度的正相关性。一般而言，人均耕地面积越大，农村经济应越发达，在贵州则不能以此类推。在贵州省的土地结构中，高原、山地面积占全省总面积的75.1%，丘陵（包括高原丘陵）面积占23.6%，二者合计占全省总面积的98.7%，平地面积仅占1.3%，可以说贵州是全国唯一的一个没有平地支撑的农业省。对于一个没有平地支撑的农业省而言，耕地面积的扩大不仅不能等同于农业土地资源的相应提高，反而造成陡坡垦殖的随之扩大。在贵州喀斯特土地中，降水条件较好的坝子（包括宽浅洼地底部）之外的大部分土地，由于原本土地条件较差加上利用习惯和发展水平较低，土地的利用较为粗放，刀耕火种比较普遍，广种薄收是最基本的情况，造成人均耕地面积浮肿，而土地单位面积产出瘦弱。在石漠化发生的农村，由于石漠化土地极为贫瘠，农民往往通过单纯开垦更多荒地来提高粮食产量，由于贵州省已无未开垦的低坡度可利用土地，后备土地资源几乎没有，扩大耕地面积，只能意味着陡坡开垦程度的加深，在广种薄收、粗放经营的落后生产下并不能相应提高人均粮食，反而是陡坡地的土地生产力退化，其后果造成石漠化土地的漫延，造成“土地贫瘠—开荒开垦—土地退化—石漠化—开荒开垦”的恶性循环。
通过对石漠化与自然资源的相关分析中可见，因为石漠化现象的出现，为解决不断增长的人口的温饱问题，人们加重了对贵州原本贫瘠的土地资源的不合理利用，通过陡坡垦殖来盲目扩大耕地面积，从而造成土地退化，循环地扩大和加深了石漠化现象，使土地资源的劣化形势更为严峻。
2.石漠化与生态环境
在数据库中筛选出森林覆盖率、旱灾出现面积、旱地水田比率、土地垦殖率4个生态环境指标，同前对81个县级单位的轻度、中度以上石漠化面积比重与这4个指标间作两两相关分析，计算二者之间的相关系数，研究它们之间的相关程度和相关方向（表5-2）。
表5-2 喀斯特石漠化与生态环境的相关系数
无显著相关的指标：生态环境指标中的旱地水田比率与石漠化无明显相关，这说明石漠化对不同的耕地利用类型的影响不大。
显著相关的指标：在与石漠化极为显著相关的指标中，依｜r｜排列相关程度由大到小依次为：森林覆盖率、土地垦殖率和旱灾出现面积。森林覆盖率与石漠化极为相关，且为负相关。这是因为典型的喀斯特环境中土壤与母岩层间往往是一个比较光滑的石灰岩层面，母质母岩表面与上覆土层的接触面界线分明，不存在过渡结构，二者的相互依存关系低（万国江等，1995）。随着森林覆盖率的降低，喀斯特土壤失去了植被的保护后，较薄的土层与母质母岩层之间没有一个紧实的接触面，于是地表水下渗以后，即很快在这一接触面上产生侧向径流，使得土层更加松散，最后很快整个土体被地表径流所侵蚀，土壤流失后，母质母岩出露，形成石漠化土地。森林覆盖率的减少，势必破坏脆弱的喀斯特良性生态环境，导致石漠化土地的增加。
喀斯特环境中土壤的成土速度十分缓慢，形成1cm厚的土层一般需1.3～3.2万年（杨明德，1988）。虽然碳酸盐岩区域的风化侵蚀作用以化学侵蚀为主，物理侵蚀速率仅占总侵蚀速率的1/5左右，但按碳酸盐组分含量95%进行测算，溶蚀出0.016g的水化学组分需0.017g的岩石，残留不溶物少于0.001g，即是按0.017g/cm•a的岩石风化速率估计，残留物的生成速率小于0.001g/cm•a，仅为固体颗粒物（土粒）物理侵蚀速率的1/3左右。碳酸盐岩区的物理侵蚀速率远大于风化作用残留物生成速率，致使区域成土作用处于负增长状态（万国江等，1995）。加上喀斯特的生境具有干旱、富钙、缺土、多石等特性，致使植物生长缓慢（屠玉麟，1996），植被易被破坏而难恢复。因此喀斯特区域环境成土难，保土更难，加上其土层的保水、蓄水能力较差，一旦喀斯特土地进入石漠化演变进程，水土流失加剧，使原本具有再生能力的植被缺少根植的土壤，成活的水分，失去其再生能力，森林难于滋生，使森林覆盖率减少。石漠化与森林覆盖率之间所表现出的高度相关性即缘于此。人们为了解决吃饭和能源问题，大肆砍伐森林，实行陡坡开垦，从而造成生态环境日益退化，自然灾害灾情加剧，导致石漠化面积扩大。这种“人增—耕进—林退—石漠化”的结果就加剧了生态环境的进一步恶化，造成人类与环境的严重失调，形成了“环境脆弱—贫困—掠夺资源—环境恶化—贫困加剧”恶性循环的“贫困陷阱”。
土地垦殖率是指区域内已开垦种植的耕地面积占其土地总面积的比例。贵州土地垦殖率偏高，不是因为土地利用合理，反而是由于毁林毁草滥垦，属垦殖过度。根据国内山区农地配置经验，最合理的指标是：0°～15。为农田；15°～25。部分为农田，部分为经济林地；25°～35°为林牧用地；35°以上为封山育林区。在贵州省耕地比例中，15°以上的耕地占49.82%，其中超过25°的耕地有19.85%，甚至有5.74%的耕地的坡度在35°以上。可见贵州省相当多地区的农田已大大超过了坡度允许的范围。贵州省喀斯特地区的陡坡垦殖加速了土层的物理侵蚀，加上降水丰沛的气候，加剧了水土流失，使农地表层土容易流失形成石漠化。而在发生石漠化的地区，由于土壤肥力的降低，土地生产力的减少，迫使人们在生存压力下，再去毁林毁草开荒，进一步加大了土地的垦殖程度。
一般而论，碳酸盐岩的上覆土层浅薄，厚度多在50cm以内，仅为非喀斯特区土层厚度的1/3～1/2，土层的保水、蓄水能力较差（屠玉麟，1988）。同时，碳酸盐类岩石质地坚硬，节理发育，透水性低。降水落入此类地区，部分以径流形式流泄，并成为土粒搬运的载体，部分渗入喀斯特地下管道系统（万国江等，1995）。前者难于在土层中滞留，后者又难于被上覆植被利用，形成“地表水贵如油，地下水滚滚流”的奇特景象，加上贵州省虽年降水丰沛但降水量的季节变率大，易发生地表旱灾。而石漠化土地更是既缺少植被蓄水，又无多少土壤留水，其旱灾发生率高于其他喀斯特土地，因此，石漠化面积与旱灾出现面积间也表现出高度的相关性。
通过对石漠化与生态环境的相关分析中可见，石漠化以喀斯特为发生背景，使一旦遭到破坏就很难恢复的喀斯特环境更加脆弱，进入逆向演替，反作用于生态环境，形成植被进一步退化，生态环境日益恶化的恶性循环。
3.石漠化与社会经济
贵州喀斯特石漠化程度日趋严重，这一现象的出现是自然－人文因素共同作用的结果，这种结果最终导致了喀斯特地区的区域贫困，使相当部分的农村人口至今仍陷于贫困之中，在很大程度上影响和制约着区域可持续发展。从贵州县域数据库中选择轻度、中度以上石漠化数据与全省社会经济指标，同前计算石漠化数据与社会经济指标间的相关系数，并对其进行检验（表5-3）。
表5-3 石漠化与社会经济指标的相关系数
无显著相关的指标：在社会经济指标中的GDP年均增长率、地均固定资产投资、第一产业比重、种植业占农业总产值、储蓄、人均地方财政收入、固定资产投资总额、国内生产总值、第一产业产值、农业总产值、种植业产值、林业产值、牧业产值、渔业产值这些指标与石漠化无明显相关性。说明石漠化对经济的影响不是从整体上的，而是在局部经济发展中起作用。
显著相关的指标：除人口总数与贫困人口两个社会指标外，石漠化与经济指标间呈现明显的负相关性，表明石漠化对社会经济的影响是负面的，随着石漠化面积的扩大，会滞后社会经济的发展，导致地区的贫困落后。
在筛选出的与石漠化相关性密切的社会经济指标中，贫困人口指标与石漠化呈同方向变化的正相关，而且相关性极为显著。目前中国大多采用1990年不变价500元/年，年人均拥有粮食325kg作为划分贫困人口的标准。根据贵州省统计局2000年统计年鉴的统计资料，将农民人均纯收入1000元/年（现价）作为贫困人口的划分标准，按此标准，贵州统计局、贵州农村社会经济调查队统计的2000年贵州年末贫困人口有313.46万人，分布在占全省人口总数86%的农业人口中，这种农村庞大的贫困人群，使其成为中国典型的极贫困代表区域。石漠化是在巨大的人口压力下人们加重了对土地的掠夺式生产，盲目地为了单纯扩大耕地面积而陡坡开垦而导致的，其后果是使喀斯特良性环境向“荒漠化”景观的逆向演替，随着它的面积的扩大和程度的加深，农民生活所依的土地质量变得越来越差，土地生产力逐步降低直至为零，农民失去作为生产资料的土地和生活来源，从而沦为贫困人口。
在社会经济指标中，人口总量指标也与石漠化呈显著的正相关。1999年贵州省人口总数3707万人，占全国总人口的2.7%，而贵州土地面积为17.6万km2，仅占全国土地总面积的1.84%，贵州省的人口密度为210.4人/km2，比全国平均水平高48%，使贵州省人地矛盾显得十分突出，尤其表现在农村，农业人口占全省人口的86%，耕地面积却只占土地总面积的10.5%，而且土地生产力低下，使农村人口远超过其土地资源的承载能力。巨大的人口压力迫使人们加重对土地的掠夺式生产，盲目地为了单纯扩大耕地面积而陡坡开垦，其后果导致土地质量变差，土地退化引发石漠化。随着人口的不断增长，超出土地承载力以外的人口越多，尖锐突出的人地矛盾使土地石漠化现象越易产生。与石漠化相关的经济指标按｜γ｜由大到小相关顺序为人均GDP、农民人均纯收入、经济密度、第三产业比重、人均地方财政支出和人均粮食。其中人均GDP的相关性是极为显著。
在经济指标与石漠化的相关分析中发现，石漠化表面上与区域经济总量指标之间并无明显相关，这主要是由于各县面积大小不一而引起。但在地均和人均的区域经济单位指标的相关性上却表现极为明显。石漠化是由于人类不合理经济活动，喀斯特地区的森林植被遭到破坏，造成大量的水土流失，土层变薄，土地退化，基岩出露，产生与贵州省亚热带湿润季风气候不相应的类似荒漠化景观。喀斯特本身是一个脆弱的生态系统，在广大的喀斯特地区，由于喀斯特过程造成生态环境中地表水土资源贫乏，生境干旱，植被覆盖和结构较差，致使土地的抗蚀年限较短，仅有的瘠薄土层极易遭受冲刷流失，最终演变为石漠化土地。喀斯特地区一旦产生石漠化，就极易从轻度石漠化向中度甚至强度石漠化不断演变发展扩大，土地由最初的生产力衰退、肥力下降退化到无土可垦或不能生长植物，形成了在当今技术条件下不能产生经济效益的“难利用土地”。没有经济贡献的土地越多，在贵州现代工业落后，以农业为主尤其是以种植业为主的经济结构条件下其整体经济产出就越少，其人均和地均经济能力就越低下，人民生活就越贫困。
在人口不断增长的区域中，贫困表现得更加明显。无论是与地均的经济密度指标，还是人均的人均GDP、人均粮食、农民人均纯收入、人均地方财政支出各指标间，石漠化均表现出高度的负相关，特别是与经济密度、人均GDP、人均粮食、农民人均纯收入的负相关性证实了石漠化导致经济贫困。同时，经济的贫困也导致了再生产资金的匮乏，资本资源严重不足，基础设施建设能力十分低下，从而也使得贫困地区基础设施条件极差，生产性投入水平低下。贵州省土壤类型繁多，种类复杂。全省范围内既有地带性土类，也有非地带性土类，多种多样的土壤类别为农业的全面发展提供了有利条件。但是，土壤中瘦、薄、粘、酸、砂、冷、烂、锈、漏等低产田地面积大，肥力偏低。因此，在贵州农业生产中尤需投入财力、物力改造中低产田地，提高土壤肥力。贵州省喀斯特土壤若无所需的农业投入，土地生产力就会逐步衰退，长此以往即容易形成石漠化，这反过来又促进了喀斯特贫困区域的进一步贫困和经济发展能力的进一步降低。
第三产业是指在再生产过程中为生产和消费服务的部门。根据国家统计局规定第三产业包括流通、为生产和生活服务、为提高科学文化水平和居民素质服务、为社会公共需要服务的四大部门。第三产业不以土地产出为依靠，属非物质生产部门。第三产业的规模越大，就需吸纳大量的从业人员，可转移农业过多的剩余劳动力，减轻农业生产中的土地压力，缓解人地矛盾，减少形成土地石漠化的危险性。因此，在区域上表现出在第三产业越发达的地区，石漠化面积越小，二者为密切的负相关。
总之，喀斯特地区脆弱的生态环境和贫瘠的土地资源，在人们过度的、不适当的利用和生产方式下，引起了自然资源特别是土地资源的劣化和生态平衡的破坏，启动了恶性循环的机制，人口的增长超过当地环境容量的承受能力，加上长期以来的教育文化落后，科技投入严重不足，严重依赖自然资源供给发展生产以及一系列至今仍广泛存在的陈规陋习的影响，导致了喀斯特石漠化地区人们生活的极度贫困化，农业和农村的发展受到了严重威胁。
三、结论与讨论
石漠化与自然资源、生态环境的关系中，一方面喀斯特生态环境的脆弱性加上人类的破坏，使得贵州原有的亚热带森林逐步逆向演变为“类似荒漠景观”的石漠化，另一方面也是由于喀斯特生态环境的脆弱性，一旦形成了石漠化，其逆向演变的过程的速度与力量远超过正向演变，自然资源和生态环境更加恶劣，易造成地区贫困。在石漠化的形成中值得注意的是，自然条件中的喀斯特环境为其只提供了发生背景，更多的原因来自人类对自然环境的超强度索取。
石漠化与社会经济的关系中，正相关的是人口总量和贫困人口，经济方面的指标都是负相关，这说明了在石漠化的形成中人口增长是原因之一，石漠化则是造成农村贫困的重要原因之一，石漠化对经济发展无疑是一大阻力，喀斯特地区的贫困往往与其石漠化的发生紧密联系。值得注意石漠化并不与经济活动的各方面都相关，它最主要是与农业的各人均和地均经济指标相关。石漠化对城市的经济发展影响很小，它所造成的贫困也都在农村地区。因此从全省来看，对石漠化与经济关系的研究应集中于农村地区。特别是贵州喀斯特石漠化与人均GDP、农民人均纯收入的趋势线之间呈现出反比例关系，即随着石漠化面积的扩大，人均GDP和农民人均纯收入等经济指标都呈现出下降趋势。由此看来，石漠化对经济的滞后作用是明显的（图5-1）。
图5-1 石漠化与人均GDP、农民人均纯收入
综上，喀斯特石漠化对全省自然资源、生态环境和社会经济所起的作用是负面的，造成自然资源的贫乏、生态环境的破坏和社会经济的落后，与贫困有着十分密切的关系。
石漠化问题分析~
我国西南岩溶地区石漠化问题已非常严重，不仅受到了国内外专家、学者的关注，而且已经引起了党和国家的高度重视。2000年就已将“推进西南岩溶地区石漠化综合整治”列入我国“十五”计划。岩溶石漠化是岩溶环境的土地退化过程，其形成既有自然因素又有人为因素，石漠化的动态和趋势不但与地质背景密切相关，又在地质环境中有明显的反映，并对人类环境和发展有重要影响。而目前，究竟选择哪些地质指标来说明岩溶石漠化的情况和其环境的发展变化尚无系统研究。本项目拟结合国内外岩溶石漠化的研究进展，筛选出岩溶石漠化的主要地质指标，为科学评价岩溶石漠化环境并提出有效的治理对策服务。
一、形成条件与影响因素
袁道先从系统理论的观点出发，论述了岩溶生态系统的运行，受制于CO2-H2O-CaCO3 岩溶动力系统。岩溶石漠化形成的主要原因是可溶岩尤其是碳酸盐岩的造壤能力低和长期强烈的岩溶化作用造成的地表地下双重空间结构、地表干旱缺水，加之人类不适当的土地利用引起的水土流失，产生石漠化。坚硬的碳酸盐岩持水性低、大幅度的新生代抬升、缺乏大面积冰碛层或冰水堆积、水热季节变化极端的气候条件，也是形成石漠化的背景条件。水土流失与石漠化互为因果，水土流失导致石漠化，而石漠化是土壤侵蚀危害的极端表现形式，已到了无土可流的发展阶段，石漠化严重意味着生存环境的逐渐丧失。石漠化还导致环境灾害（如干旱、洪涝、滑坡等）频繁。石漠化环境恶性循环链的根源在于岩溶地质环境的脆弱性。不合适的人类活动是这一恶性循环的驱动力（图2-2）。
图2-2 石漠化环境恶性循环框图
（一）碳酸盐岩的溶蚀与成土过程
早在20世纪70年代许多学者，通过土壤的化学成分分析和岩石的溶蚀速度野外观测，进行碳酸盐岩溶蚀和成土过程的研究。碳酸盐岩溶蚀后，可溶物被带走，不溶物才形成土壤，碳酸盐岩的不溶物含量不超过10%，一般小于5%。柴宗新根据桂、黔、滇、湘、鄂及长江三峡碳酸盐岩区11个样品的平均溶蚀速度为0.0811mm/年，按岩石比重2.7t/m3、溶蚀模数为218.7 t/km2·年、不溶物含量为5%估算风化成土率为11 t/km2·年。袁道先等根据贵州红黄土及广西红色粘土的化学成分分析结果估算，形成1m土层需要剥蚀掉25m的岩层，需要25万～85万年。根据贵州省岩溶区主要河流的输沙量估算，贵州每年流失的成土物质总量约等于其60年的生成量。这是岩溶石山区土壤浅薄，土被不连续的主要原因。碳酸盐岩的溶蚀与成土过程研究为石漠化的形成机理研究奠定了基础。
国际对比表明：并非所有的岩溶区，碳酸盐岩的分布及双重空间结构都是不利的因素，在东南亚、中美洲等地的新生界碳酸盐岩，孔隙度高达16%～44%，具有较好的持水性，而且地壳抬升也较小。双重空间结构带来的负面效应小，石漠化不严重。在俄罗斯和西伯利亚平原区由于岩溶的双重空间结构反而有利于排除沼泽地过多的积水，碱性的碳酸盐岩也有利于缓解沼泽地的酸性水，碳酸盐岩区往往成为农业基地。
（二）特殊的水文生态过程
西南岩溶区气候暖湿，降水充沛、集中，多年平均降雨量1000～2000mm，短历时高强度的暴雨多，水土容易流失，加之长期强烈的岩溶化作用造成的地表地下双重空间结构，不仅导致地表水漏失，地下水深埋，枯季地表干旱缺水，而暴雨来临，地下管道来不及排泄，又造成洪涝灾害，以至于许多农田往往是旱涝交加。几百年的剥蚀作用使周围山坡上的岩石裸露，在洼地底部淤积了小片土壤，也因年年受淹而不宜植被生长。岩溶区，特别是大片的峰丛洼地区，常具有反向森林线（图2-3）。在有利的气候条件下，森林可在山坡中上部裸露岩石上发育，那里土壤很少，树木常用很深的根系从岩石缝中，甚至地下河中吸取水分营养（照片2-2）。
照片2-2 广西凤山县坡心地下河
长期强烈的岩溶化作用造成的地表地下双重空间结构，不仅导致地表水漏失，地下水深埋，地表干旱缺水，这使表层岩溶水显得尤为重要，其不但可以延缓降雨入渗水在表层带停留的时间，使其更多为植被所利用，并可形成表层间歇泉（图2-4），支撑起其上覆的生态系统，并与生态系统一起对岩溶水文系统进行调蓄。而且，表层如具有良好植被和土壤层覆盖时，还能有效增加降雨入渗补给量。在许多岩溶区虽然土被不完整或者是岩石大面积裸露，大量的风化残余物存在于表层岩溶带中，留存于石沟、石缝、石槽中的土壤肥力水平高，如果表层岩溶带能提供足够的水分营养，植物根系可以在这些裂隙中生长，甚至形成茂盛的喀斯特森林，从而形成良好的生态系统。
图2-3 在中国南方岩溶区形成反向森林线
图2-4 表层岩溶带及岩溶管道二元结构示意图
（三）土壤侵蚀和质量降低
岩溶山区特殊的土体剖面结构加剧了斜坡上的水土流失和石漠化。岩溶山区土壤剖面中通常缺乏C层（过渡层），在基质碳酸盐母岩和上层土壤之间，存在着软硬明显不同的界面，使岩土之间的粘着力与亲和力大为降低，一遇降雨激发便极易产生水土流失和石漠化。西南岩溶区有数量众多的地下河、洞穴，因此除了坡面侵蚀外，水土还通过落水洞向地下河流失。
一般认为，土壤抗蚀性能与有机质含量有关，有机质含量越低，土壤抗蚀性越弱。由于石灰土表层集中了土体绝大部分的有机质，表层以下土壤有机质含量迅速降低，一旦发生植被破坏和土壤侵蚀，富含有机质和植物养分的表土层被剥蚀，良好的土壤结构受到破坏，土壤水稳性指数和结构系数降低，土壤抗蚀抗冲能力明显下降，土壤侵蚀加剧。
石漠化的过程实质上就是土地退化的过程。土壤的分布、厚度、养分含量和组成以及土壤的结构都直接影响了植被的种类和演化，土壤是维系岩溶生态环境良性循环的关键。通过典型样地调查和土壤岩样分析对石漠化过程中土壤的物理性质和化学性质进行研究，结果表明，随着石漠化的发展，土壤粘性增强，容重增加，孔隙度降低，坚实度加大，保蓄水肥能力和通透度降低，结构恶化。同时，侵蚀和淋溶程度加强，生物富集作用减弱，土壤中全氮、腐殖质、阳离子交换量降低，土壤肥力下降，生产能力逐渐丧失。
另一方面，不同土地利用方式下的土壤物理性状有明显的差异。随着岩溶地区土地由自然林地向草坡地、人工林地、菜地、耕地转换时，土壤沙化严重，土壤的容重增加，总的孔隙度降低。而随着岩溶地区土地由菜地、耕地向撂荒地转换时，土壤的各项物理指标都有所改善。
（四）岩溶植被与演化
森林生态系统在维持岩溶生态系统平衡方面具有重要作用。一方面通过对水资源的调蓄，保证有限的水资源得以利用；另一方面，使土壤抗侵蚀能力增强，加速石山区的风化成土过程。岩溶石山区的植被多为喜钙的岩生性种群，群落生态稳定性差，食物链易受干扰而中断，黔南荔波县茂兰岩溶地区森林与湘南莽山花岗岩地区森林统计对比（表2-2），两者面积都约20万hm2，位于相同的纬度，气候条件也相似，前者的蕨类植物、裸子植物的种属数和森林的积蓄量都只有后者的20%～50%。
表2-2 黔南茂兰岩溶地区森林与湘南莽山花岗岩地区森林统计对比
在这种缺土甚至无土的不良条件下，常常靠苔藓、藻类植被先行，岩面苔藓的最大持水率可达650.35%，其水分吸收或释放能力可以高于裸岩的3～15倍，在碳酸盐岩表面造成持水层，帮助灌木、乔木发展。在天然条件下，树木在这样的薄含水层上可以生长和发展成森林。但是，一旦遭受破坏是很难恢复的。如果森林覆盖率低，生态系统将无法抵御外界的干扰，失去自我调控及自我恢复能力。石漠化将不可避免。
王德炉等通过对贵州安顺、普定、关岭、荔波等地的样地调查，认为植被的种类在退化过程中变化较大，高大的乔木逐渐被典型的小灌木取代，并随着环境干旱程度的加剧向旱生化发展，土地生产力的衰退是以乔木树种的衰退为主要标志，群落的生物量随着石漠化的进程急剧降低（表2-3）。试验证明，在岩溶石漠化山区，实行严格的封山育林，一般在1～2年后可见草坡，5年后可见灌木，15～30年后可形成森林植被。
表2-3 石漠化过程中典型植物群落与生物量数据表
（五）地貌类型与地形坡度对石漠化的影响
地史上多次造山运动致使西南岩溶区褶皱断裂发育，构成了地势高低悬殊的峰丛洼地、峰林谷地、岩溶峡谷、断陷盆地、峰林平原交错镶嵌的独特地貌形态。加之岩性和地质构造等因素的影响，地貌类型极其复杂，地势高低悬殊，为石漠化提供了动力潜能。随着坡度的增加，坡面径流加快，坡面上的土壤稳定性降低，水土流失加剧。如在贵州省，石漠化土地多集中在构造活动强烈的河流上游及河谷地带。
不同地貌类型区石漠化发生率存在明显的区别，地貌类型对石漠化的影响主要是因为地貌类型控制了表层岩溶带的发育及地形坡度。图2-5表明，在峰丛洼地、峰林洼地、岩溶断陷盆地区，石漠化发生率较高。地形相对平缓的岩溶丘陵、岩溶平原区石漠化相对较轻。不同的地貌部位，表层岩溶带发育的规模也不同。
图2-5 各岩溶地貌类型中石漠化发生率
地形相对平缓的地段，如峰丛山区的垭口、洼地底部、峰顶均是表层岩溶带发育较好的部位，石漠化相对也较轻。而在岩溶峡谷地带，石漠化发生率较低一方面可能是由于地势陡峻，人类活动较少。另一方面可能是统计误差造成的，由于地势陡峻，而石漠化发生率是根据平面投影面积统计的，不能代表纵向剖面上的真实情况。
（六）石漠化的人为原因
岩溶生态环境是一种对人类活动敏感的脆弱环境，土地宜耕地资源不足，承受自然灾害能力低，土地质量差，势必造成人口承载力低。随着人口的增长，对土地掠夺式经营，主要是陡坡种植（＞25°）和过度的放牧。乱砍滥伐、铲草皮、挖树根、烧秸秆等在西南山区经常发生，不少地区尤其是交通不便的偏远山区，在1990年以前普遍存在着“刀耕火种，烧山种地”的现象，造成了严重的水土流失和土地石漠化。此外，西南岩溶山区1/3的旱耕地仍采用落后的顺坡耕种方式，加剧了水土流失和石漠化。近来发展较快的乡镇企业、修路等富民、便民工程等等，尽管以矿业开发为代表的新兴经济取得了一定的经济与社会效益，但由于规模小、管理差，大多以牺牲环境为代价，加速了本已脆弱的岩溶区的森林植被的破坏及水土流失，并形成生态破坏的恶性循环链。
此外，对石漠化影响比较大的是矿山、冶炼厂等的有毒有害废弃物的排放。云南省的蒙自、个旧、开远、文山等为重度石漠化分布最广泛的地区，黑色和有色金属矿采选冶业对石漠化的影响极为严重，选冶过程中排放的废弃物含有大量的铅、锌、砷、汞和二氧化硫等有毒有害成分，特别是二氧化硫等酸性气体，造成企业周围较大范围高强度酸雨，如个旧市，酸雨出现的频率为56%，酸雨pH值范围为2.95～5.58。严重影响区内业已脆弱的林木、灌丛、藻类、苔藓等植物的生长。在极端的情况下，大范围内的碳酸盐岩表面随着藻类和苔藓的死亡而呈白色。在这种严重的坡地退化状态下，生态恢复在破坏因子消除后至少还需要20年。
二、发育程度
据调查区339个县、市统计，石漠化比重大于60%的县、市2个，比重50%～60%的5个，比重40%～50%的14个（图2-6、图2-7）。石漠化比重居前10位的依次是云南省的曲靖市（77.3%）、广西壮族自治区的大化瑶族自治县（60.23%）、贵州省的黔西县（58.92%）、贵州省的安顺县（53.26%）、云南省的文山县、广西壮族自治区的靖西县（51.69%）、贵州省的平坝县（50.58%）、贵州省的长顺县（49.29%）、云南省的开远市（49.02%）和云南省的砚山县（46.86%）。
图2-6 调查区县、市个数与石漠化比重统计图
图2-7 西南岩溶县石漠化发生率分布图
三、主要危害
（一）水土流失严重
据水利部门 1999年调查资料，以岩溶石漠化区为主的红水河上中游流域水土流失面积占土地总面积的 25%以上，红水河河水含沙量为 0.726 kg/m3，流域土壤年均侵蚀模数1622 t/km2。持续不断的大量泥沙淤积，正成为制约沿河水电工程发挥综合效能的严重障碍，直接威胁着下游珠江三角洲地区和港澳特区的生态安全。
（二）耕地面积减少，人地矛盾加剧
据对乌江流域近年来的遥感观测：该流域 89%的新增石漠化面积是由陡坡旱耕地演变而来的。石漠化的加剧，使耕地质量下降并被破坏，可耕地面积因此减少。如位于黔中的普定县现人均拥有耕地仅0.04 hm2，而每年新增严重石漠化面积就达 500 hm2。由于新增的石漠化主要发生在陡坡耕作区，相当于全县每年人均减少耕地 0.0016 hm2，即人均耕地年平均减少4%，人地矛盾日趋突出。
（三）加剧了人畜饮水和灌溉用水的困难程度
由于岩溶地区的漏斗、裂隙及地下河网发育，地表径流又能较快地汇入地下河系而流走，加上石漠化地区地表土层流失殆尽，植被生长困难，地表土壤植被系统的贮水保水功能大幅度降低，导致地表可方便利用的水资源极度匮乏，大部分石漠化地区都不同程度地存在人畜饮水困难。虽经近年的渴望工程解决了相当部分的人畜饮水问题，但目前西南岩溶石山地区还有1700万人饮水困难。并且大面积的地表干旱，滇、黔、桂3省（区）有 168万hm2耕地受旱。
（四）生物多样性程度低
石漠化地区植物种群结构的垂直结构和水平结构不明显。从植物群落来看，正常的生长型类植物群落应该是：木本植物（乔木、灌木、竹类、藤本植物、附生木本植物、寄生木本植物）、半木本植物（半灌木、小半灌木）、草本植物（多年生草本植物、一年生草本植物、寄生草本植物、腐生草本植物、水生草本植物）、叶状体植物（苔藓及地衣、藻菌）等。但由于森林植被被严重破坏，植物群落结构已变得非常简单，随之而来的是生物遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性的消失，很多物种灭绝。
在石漠化地区，绿色植物的严重破坏导致生物之间的食物链关系和食物网关系越来越简单，层次越来越单一，生态系统能量流动严重受阻。
农业产业以种植业为主，种植业中又以粮食种植为主，主要种植玉米、红薯、大豆等旱地作物。农产品以低产、低质、低效产品为主，农产品单产低。
（五）生态环境持续恶化，旱涝自然灾害频繁
在石漠化地区，由于地表植被破坏，形成“地表水贵如油，地下水滚滚流”和“三天无雨地冒烟，一日大雨半月涝”的现象。在干旱的时候，不仅生产无法正常进行，而且造成人畜的饮水用水的严重困难。而一旦出现强降雨，又会形成大面积内涝，干旱、洪涝等自然灾害轮流使灾区人民的财产遭受巨大损失，生命安全也受到严重的威胁。据不完全统计，黔、桂、滇3省（区）200个县中，1999年遭受旱、涝等自然灾害，农作物受灾430万hm2，损坏耕地6万hm2，因灾减产粮食300万t，直接经济损失121亿元。
（六）居民生活贫困，经济、文化落后
石漠化地区已成为我国农村贫困程度最深、社会经济发展严重滞后的地区，目前西南岩溶区有经济重点扶持的贫困县152个，约1000万人没有越过温饱线，约占全国贫困人口的一半。贵州省48个国家级贫困县中有39个集中分布在石漠化较突出的喀斯特山区，2000年底全省有贫困人口 313多万人，其中大部分分布在石漠化地区。
石漠化地区生产和生态效率低，居民生产生活设施差，文化层次低品味，生活质量低。居民饮水难、行路难、用电难、听看广播电视难，居民世世代代长期生活于超稳定、超封闭和超自然经济的社会环境中，形成了低品味的文化层次，物质文化消费和精神文化消费的低层次、文化心理愚昧和思维方式以及价值观念的低层次的长期混合积淀并发挥作用。
四、发展趋势
石漠化演变总体上呈严重恶化趋势。石漠化面积达11.35万km2。占总面积的22.6%，并以每年1.86%增长率增加，如果不能及时治理，西南岩溶区石漠化面积将在30年左右翻一番。届时在西南岩溶区将有1/3的国土面积演变为石漠化区。
五、防治对策
20世纪80年代以来，在西南岩溶区开展了很多项目，如实施了“八七”扶贫攻坚计划，退耕还林工程、“长防”和“长治”工程、“珠治”试点工程，以及国土资源大调查、国家科技攻关、世界粮食计划、世界银行贷款和澳大利亚、新西兰的援助项目等，在石漠化治理方面已经取得了不少经验。
（一）以治水为龙头的岩溶流域综合治理
岩溶石山区特殊的双层水文地质结构，造成地表严重干旱缺水，而丰富的地下水资源又未能充分利用，加上土少地薄，粮食产量低，导致上山开荒毁林，进一步加剧了水土流失和石山的石漠化。这一恶性循环链的始端是未能有效利用岩溶水资源。因此应以流域为单元，重点解决水的问题，然后开展综合治理。“六五”以来，湖南洛塔在位置较高但有隔水层的岩溶盆地进行堵洼成库，建设小水电和水力灌溉渠道；然后，对整个岩溶盆地进行山、水、田、林、路综合治理，取得了成功经验。“十五”期间，通过开展国家科技攻关课题，在广西平果果化和环江古周峰丛洼地以及贵州花江岩溶峡谷建立了石漠化环境生态重建示范区，在解决干旱缺水、生态脆弱、居民贫困等方面均取得了显著效果，成为石漠化综合治理的新样板。“珠治”试点工程，是2003年开始实施的以治水为龙头的岩溶流域综合治理的典型工程，两年来，已在贵州的关岭、晴隆、兴义、兴仁等县取得显著成效。国土资源大调查计划中2003年以来实施的西南岩溶水开发示范项目，在云南的小江流域、贵州的大小井流域、广西的刁江流域和湖南的新田河流域等取得了地下水开发并带动区域经济发展的成功例子。
（二）“养殖—沼气—种植”三位一体
以沼气为纽带，发展林果业和养殖业，把发展沼气同退耕还林、封山育林及发展养殖业结合起来，也是遏制石漠化的成功经验。广西恭城县就是一个样板。以发展果园和庭院经济为主来代替传统的农业，以养殖业为支撑的沼气为主要能源，不但农民的收入显著提高，石山区的植被覆盖率由1988年的54.3%提高到1998年的74.4%。
（三）发展立体生态农业
发展立体生态农业，既能够有效利用土地资源又不毁坏其脆弱的生态环境。立体农业的具体内容根据各自的地貌特点和地质特点因地而异，如20世纪90年代在广西马山弄拉建立的峰丛洼地立体生态农业模式，耕地主要在洼地底部，以旱作粮食作物为主，山麓、平缓的山坡重点发展优质果树和经济林、用材林，间种药材；峰丛垭口和比较陡的山坡主要发展金银花等藤本植物，有土地段适当发展竹林；陡峻山峰地段则长期封山育林，重点发展水源林，涵养表层岩溶水。“十五”期间，在广西平果果化，根据当地峰丛洼地的地形特点，又发展成为复合型立体生态农业模式。贵州摸索的一套简单易行的措施，如“山顶带帽子”（封山育林）、“山腰系带子”（砌墙保土、坡改梯）、“山脚盖被子”（推广农用薄膜及大搞农田基本建设、建立稳产高产农田）也是石漠化治理成功的范例。
（四）生态移民
对石漠化非常严重的地区，移民也是石漠化治理的一项非常有效的措施，它能够减轻人口对岩溶生态环境的压力，封山育林，生态环境恢复效果显著。20世纪90年代以来，广西环江县建立肯福、城北等移民开发区，建立了一整套的林（果）—草—畜（牧）—沼复合生态系统技术体系和科技+公司+基地+农户的管理模式，成功安置从岩溶山区移出的居民7万多人，2004年人均纯收入2000多元，成为居民环境明显改善、生活富裕的移民新村。
脆弱的岩溶地质环境是石漠化发生的基础，不合理的人为工程活动是石漠化发生和发展的驱动力。研究脆弱的岩溶地质环境的内涵以及导致不合理的人为工程活动的原因，对正确制定石漠化治理对策有着至关重要的意义。
一、岩溶地质环境脆弱性的基本特征分析
岩溶石山环境的脆弱性是因为岩溶系统本身与大气、水体联系密切，与人类工程活动关联过深，以及岩溶山区水文地质条件的特殊性和碳酸盐类岩石的地球化学背景的特点，导致了环境容量低下、稳定性差的结果。“地表缺水、少土、土质贫瘠”是岩溶山区生态环境脆弱的基本特征。岩溶环境的易损性和生态环境的难以恢复性是其脆弱性的组成和内涵。
(一)岩溶干旱缺水
岩溶干旱缺水是岩溶山区生态环境的脆弱性特征之一。该特征主要源于碳酸盐岩区的岩性、地质构造、地形地貌、水岩作用、气候影响及岩溶作用等生成的地表及地下多重复合的岩溶空间结构———地表高位的岩溶洼地和谷地、落水洞与岩溶漏斗，和地下岩石中的空隙、裂隙、溶蚀洞穴、管道等，成为大气降水、地表水和地下水转换的通道和空间。这些岩溶形态在空间尺度上的不均匀性，导致了岩溶环境中水资源分布和赋存的特殊性。尽管西南岩溶山区年大气降水量几乎都在1000毫米以上，但强烈的岩溶发育和地表与地下双重排水系统结构特征、造成了大气降水和地表水向地下含水系统中的大量渗漏。剧烈起伏的地形条件造成地表水多集中在深切割的河谷中，而耕地、城镇和村寨则分散在高悬于河谷或远离河谷的谷地、洼地内，地表水资源、耕地、人口在空间上分布极不协调，形成“地表水贵如油、地下水滚滚流”的特殊岩溶干旱景象。多年来岩溶山区水资源开发经验表明:除人口集中的城镇和工矿外，对分散分布的耕地和村寨采用高扬程、远距离的地表水集中供水方式既不经济，也不利于管理，而且供水成本高，广大的山区农民难以承受，而远离河谷的山区地带则因岩溶渗漏造成地表建库条件差，从而难以实施大、中型的地表蓄水工程。近年不同部门从石漠化治理、饮水安全及烟水配套工程的角度，在岩溶山区已实施了较多的小水窖、小山塘工程，亦因缺乏水源，或由于无水可持续补给使得水质恶劣而不能达到应有的效果。
(二)土地缺少
少土是岩溶区生态环境的脆弱性特征之二，主要包括岩石本身成土条件差造成的少土和由于自然和人为因素造成的水土流失两个方面。另外，研究表明，岩溶环境条件下岩溶洪涝淹没引起的耕地破坏，也是造成土地缺少的原因之一。
在岩石本身成土条件方面:岩溶山区的碳酸盐岩有着共同的特点，岩石矿物成分以方解石、白云石为主，岩石化学成分中钙(CaO)、镁(MgO)含量高，不溶物含量都低，使得岩石风化成土、土层的形成、植被的生长条件先天不足。以碳酸盐岩分布最广、时代齐全的贵州省和云南省不同时代碳酸盐岩化学成分为代表，并对各时代有代表性的碳酸盐岩的化学成分统计，见表2－1与表2－2。
表2－1 贵州省不同时代碳酸盐岩平均化学成分含量表
表2－2 云南泸江流域主要地层碳酸盐岩化学成分含量表
资料来源:云南省地质调查院.云南泸西小江流域岩溶地下水调查与地质环境整治示范报告.2006.
续表
从表2－1和表2－2中可见，不同地域、不同时代的纯碳酸盐岩化学成分虽然有所差别，但总体上CaO和MgO含量都占总化学组分总量的绝大部分，Fe2O3，SiO2，Al2O3等不溶物含量一般在10%以下。
将岩溶山区红粘土的主要化学成分及其含量特征列于表2－3。
表2－3 红粘土主要化学成分含量表 单位: %
比较表2－2与表2－3可看出:其一，由碳酸盐岩变成土层，土层中的CaO和MgO含量降到小于5%，而不溶物量(SiO2、Al2O3、Fe2O3等)增加至73.34～96.84%，其原因在岩溶作用中，碳酸盐岩中绝大部分可溶物都被水带走，仅将含量很低的不溶物残留下来成土，进而说明了岩溶山区碳酸盐岩风化的成土条件极差，一旦流失，将难以恢复。其二，石灰岩中不溶物含量相对更低于白云岩中不溶物含量，因此石灰岩区成土条件比白云岩区更差。
袁道先院士在《岩溶环境学》一书中采用下述实例对于一个没有外来物质成分的地区的碳酸盐岩的成土速度进行了估算(袁道先，1988):
岩溶石漠化治理的地学模式研究
式中:T为产生t米厚的残积土层需要剥蚀的碳酸盐岩的厚度(米);t为残积土层厚度(米);n为碳酸盐岩中不溶物的总含量(%);m为残积土中不溶物的总含量(%);G1为残积土的容重(吨/立方米);G2为碳酸盐岩的容重(吨/立方米);A1为残积土的分布面积(平方千米);A2为与残积土相关的碳酸盐岩分布面积(平方千米)。
以某地红粘土为例，各项参数取值如下:
t=10米;G1=1.9吨/立方米;G2=2.6吨/立方米;A1=3平方千米;A2=3平方千米;n=2.446%;m=86.017%。带入式(2－1)，计算得
岩溶石漠化治理的地学模式研究
计算结果说明;要形成1米的土层，需要剥蚀25米厚的碳酸盐岩。据有关资料，目前条件下，石灰岩的剥蚀速度为100～300毫米/千年，形成1米厚的土层(剥蚀25米厚的岩石)需要25万～85万年。可见，一旦土层流失，难以恢复。
在水土流失方面，岩溶山区不但存在因强烈起伏的地形条件造成的土壤在大气降水期间受坡面流冲刷，并以地表水体作为载体通过地表河流的流失，而且还有通过落水洞进入地下，以地下河为载体的土壤流失。因此，相对非岩溶地区而言，岩溶山区更容易发生土壤流失。根据2005年贵州省水利厅黔水保［2005］154号文《贵州省水利厅关于贵州省水土流失情况的公告》，贵州省水土流失总面积73179.01平方千米，占总土地面积的41.54%。其中长江流域水土流失面积为51646.82平方千米，占其总土地面积的44.62%;珠江流域水土流失面积为21532.19平方千米，占其总土地面积的35.64%。
除上述原因外，造成耕地缺乏的另一因素来源于岩溶洪涝造成的“土地废置”。岩溶山区水文网特征之一是具有地表和地下双重的排水系统，暴雨期随着地表汇流向地下的“转入”，携带大量泥沙进入地下排水系统，由于岩溶发育的不均匀性和水动力条件的改变，地下水中泥沙逐渐沉积造成地下通道堵塞，引起地下河系统排水不畅，造成地表岩溶谷地和洼地积水长期淹没，谷地及洼地中耕地不能耕种而被迫废置。西南岩溶山区这类岩溶洼地甚多，据不完全统计，仅贵州省内现有淹没面积大于300亩的岩溶洪涝洼地就有525处，造成约3023368.5亩耕地在雨季被淹没，相当一部分洼地中耕地不能耕种而被迫废置。洪涝洼地淹没每年造成减产和绝收粮食至少为1.76亿千克。岩溶洪涝规模大多数为300～500亩，最大者面积大于1平方千米。其中:大型(大于500亩)105处，受淹面积达253797亩;中型(50～500亩)238处，受淹面积达45664.5亩;小型(小于50亩)182处，受淹面积2907亩。
岩溶山区一方面是土地资源匮乏，不能满足人类生活的需要，另一方面大量的耕地由于岩溶洪涝淹没造成土地产出效率低甚至绝收而被迫废弃，这对土地资源匮乏的岩溶山区来说，不能不说是严重的损失。由于这类耕地被淹没废弃的原因与当地地质和水文地质条件有关，因此，研究这些洼地的岩溶水文地质条件、淹没成因和治理途径，通过合理的整治工程，将被废置的耕地解决出来重新利用恢复生产，配合生态移民作为石漠化区移民的安置基地，不但可以促进石漠化贫困区群众脱贫，而且对推进石漠化区生态环境治理起到积极的作用。
(三)土质贫瘠
岩溶山区生态环境脆弱的第三个特征是耕地土质贫瘠。土壤是岩石风化的产物，土壤中的矿物元素主要来源于母岩中矿物元素的迁移，其成分组成及含量的多寡与母岩中的矿物和元素成分密切相关。
多年来，不同的研究部门、学者从不同的角度，通过不同岩类分布区岩土典型剖面的详细研究，揭示了有关岩石风化成土过程中矿物元素的迁移特征。韩行瑞等(1997)以贵州省遵义市某岩溶单元流域为研究基地，选择碳酸盐岩和非碳酸盐岩类岩石风化剖面，按照基岩到土层的顺序，将剖面划分成母岩层、弱风化层、强风化层及表层土4个层次，对各层次的地球化学特征进行了较系统的研究，并在此基础上，揭示了不同岩石风化过程中不同矿物元素迁移的过程和特点。
1.非碳酸盐岩风化剖面元素迁移
(1)元素含量分布特征
以下三叠统夜郎组九级滩段(T1y3)紫色砂泥岩为代表，分析非碳酸盐岩风化剖面中各元素的迁移过程。紫色砂泥岩风化剖面中各层次岩土中元素含量分布较均一，差异不大。如母岩层中Al2O3含量占到17.68%，表土层中15.76%;母岩层中CaO2.7%，表土层为1.2%。元素迁移动态特征见图2－1，其中P2O5在成土过程中受到强烈淋溶而迁移，其余元素处于微弱淋溶与聚积状态，说明碎屑岩成土需要的时间短，土壤元素含量对母岩成分具有良好的继承性。土壤元素变化量及淋溶聚积值见表2－4。
图2－1 T1y3紫色砂泥岩风化剖面元素迁聚图
表2－4 紫色砂泥岩风化剖面元素迁移动态淋溶聚积值
注:变化量系土壤元素含量与母岩层之差。“－”表示淋溶。(据韩行瑞等，1997)表中反映出成土过程中P2O5，CaO，Fe2O3，Mn，Cl，Sr迁移;SiO2，Al2O3，S，B，Mo等元素聚积。
(2)元素迁移特征
从表中得出碎屑岩成生紫色土的元素迁聚序列:迁移序列:常量元素:P2O5＞CaO＞MgO＞Cl＞Fe2O3＞Na2O＞Al2O3;微量元素:Mn＞Sr＞Cu＞Zn＞B。
聚积序列:常量元素:SiO2＞K2O＞S;微量元素:Se＞Mo。
总之，碎屑岩形成的风化壳，多数元素处于淋溶迁移状态，其中P2O5的迁移强度最大，达90.9%，CaO，MgO的迁移强度小于碳酸盐岩形成的风化壳。
2.石灰岩类风化剖面元素迁移
(1)元素含量分布特征
以二叠系中统茅口组(P2m)石灰岩风化剖面为代表。石灰岩风化形成的剖面中，母岩层、弱风化层、强风化层及表土层中常量元素SiO2，Al2O3，Fe2O3，CaO，MgO及微量元素Mn，Zn等的分布不均匀，含量变化大。如SiO2在母岩层中的含量一般仅在3.0%左右，而表土层中的含量则占到63.72%;CaO在母岩层中的含量50.95%，表土层中仅占1.89%;Mn在母岩层中7×10－5，表土层中为17×10－4。从母岩层到弱风化层、强风化层、表土层，主要元素含量变化见表2－5。
表2－5 某石灰岩剖面元素迁移变化量表
注:淋溶、聚积值按公式:
岩溶石漠化治理的地学模式研究
计算。式中:a为母岩层中元素含量;b为表土层中元素含量。“－”表示元素迁移;“+”表示元素聚积
(据韩行瑞等，1997)
表中数据说明:石灰岩成土过程中SiO2，Al2O3，Fe2O3，TiO2，Na2O，P2O5逐渐聚积;CaO，MgO，S，Cl因长期淋滤和溶解而随水迁移;K2O从母岩层至强风化层聚积，但在表土层中则发生迁移。微量元素中Cu，Zn，B，Mo，Se聚积，而Sr迁移。
(2)元素迁移特征
成土过程中的元素迁移动态分析见图2－2。
迁移型元素:CaO，MgO，S，Cl，Sr;
聚积型元素:SiO2，TiO2，Se，Na2O，Cr，Mn。
表土层弱聚积型元素:Al2O3，Fe2O3，K2O，P2O5，B，Cu，Zn;
表土层聚积型元素:Mo。
元素的淋溶、聚积值见表2－6。
剖面中各层次元素的淋溶、聚积值随成土的深化具有逐渐增大的趋势。由各层次元素的淋溶、聚积值得出岩石到土壤元素的迁移序列:迁移序列:常量元素:CaO＞MgO＞Cl＞S;微量元素:Sr。
聚积序列:常量元素Fe2O3＞Al2O3＞SiO2＞P2O5＞K2O＞TiO2＞Na2O;微量元素:Mn＞Zn＞B＞Mo＞Cu。
图2－2 P2m石灰岩风化剖面元素迁聚图
表2－6 石灰岩风化剖面元素迁移动态淋溶聚积值
注:淋溶、聚积值按公式:
岩溶石漠化治理的地学模式研究
计算。式中:a为母岩中元素含量;b为表土层中元素含量。“－”表示元素迁移;“+”表示元素聚积。
综合上述分析结果，石灰岩类形成的石灰土，CaO，MgO，Cl，Sr为迁移元素;SiO2，Al2O3，Fe2O3，Na2O，K2O，P2O5，Mn，B，Zn等属聚积元素。元素S在灰岩剖面为迁移元素。
3.白云岩类风化剖面元素迁移
(1)元素含量分布特征
以寒武系娄山关群(2－3ls)风化剖面为代表。白云岩风化剖面从母岩层、弱风化层、强风化层及表土层中常量及部分微量元素的含量变化较明显，差异较大。表土层中SiO2含量是母岩层中含量的14.4倍，Al2O3为35.7倍，Fe2O3为26.2倍，Zn为17.9倍，B为10.8倍;母岩层中CaO的含量是表土层中含量的60.4倍，MgO为14.4倍。表土层、强风化层、弱风化层相对母岩层，各层次元素含量的变化量见表2－7。
从表2－7中看到:表土层和强风化层元素含量变化不大，常量元素变化小于6%，微量元素除Zn与Mn外，一般均不超过9×10－6，而表土层和强风化层与弱风化层中同类元素含量差异较大，表明弱风化层在成土的初级阶段具有继承母岩成分含量的特点。从母岩风化演变为土层，SiO2，Al2O3，Fe2O3，Na2O，K2O等常量元素和Cu，Zn，Mn，B等微量元素等在土层中聚积，而CaO，MgO，Cl发生迁移，S，Sr从母岩层到弱风化层微弱迁移，从强风化层到表土层中则聚积。
表2－7 某白云岩剖面元素迁移变化量表
注:变化量为各层次元素含量与母岩层含量之差。(据韩行瑞等，1997)
(2)元素迁移特征
元素迁移动态见图2－3。
元素迁移类型如下:
迁移型元素:CaO，MgO，Cl;
聚积型元素:SiO2，TiO2，P2O5，Sr，Se，Mn，B。
微弱淋溶聚积型元素:Al2O3，Fe2O3，Na2O，K2O，Cu，Zn;
表层聚积型元素:S，Mo。
元素迁移动态的淋溶聚积值见表2－8。
从表2－8中分析得出，白云岩风化剖面土壤元素的迁移聚积序列为:
迁移序列:常量元素:CaO＞MgO＞Cl。
聚积序列:常量元素:Al2O3＞Fe2O3＞SiO2＞K2O＞TiO2＞S＞P2O5＞Na2O;微量元素:Zn＞B＞Se＞Mo＞Cu＞Mn＞Sr。
图2－3 白云岩风化剖面元素迁聚动态图
表2－8 白云岩风化剖面元素迁移动态淋溶聚积值
注:淋溶、聚积值按公式: 计算。式中:a为母岩中元素含量;b为土层中元素含量。“－”表示元素迁移;“+”表示元素聚积。
(据韩行瑞等，1997)
元素的聚积序列说明，白云岩形成的风化壳中土壤元素K2O，Zn、B强烈富集，对植物所需矿物营养元素供给较有利。
综上述研究:碎屑岩风化成土时间短，矿物风化程度低，土壤碎屑颗粒含量高。而碳酸盐岩成土是常量元素CaO，MgO，S，Cl，Sr的迁移和SiO2，Al2O3，Fe2O3，TiO2，Na2O，K2O，P2O5的聚积过程，同时也是微量元素Mn，B，Mo，Cu，Zn，Cr，以及稀有元素逐渐聚积的过程。与非碳酸盐岩成土相比，碳酸盐岩成土十分缓慢，矿物风化淋溶强烈，铁、铝富集明显，主要形成硅铝质、铁铝质和铝质富铝型风化壳，土壤质地黏性重，从而成为岩溶区土层土质贫瘠的根本原因。
另一方面，由于碳酸盐岩化学成分中钙、镁含量高，方解石、白云石等可溶矿物含量占到90%以上，这个特点决定了岩溶山区是一个富钙的水环境，它不但对地下水的化学成分有影响，使得水中硬度较高，而且在岩石风化成土过程中和后期物质成分的迁移中都影响土层的化学成分，成为一个富钙的岩、土、水、气循环系统，也导致土层中对植物生长所需的多种矿物元素缺乏而不利于植物的生长。
二、不合理人为工程活动的引发原因分析
引发石漠化的动力因素主要是不合理的人为工程活动，这已经得到普遍的认可，所以研究导致不合理的人为工程活动产生的根本原因对于防止石漠化则更有实际意义。因此，查清导致不合理的人为工程活动产生的原因，针对原因采取科学有效的措施化解矛盾，遏制或尽可能减少不合理活动的发生，将地质环境整治和生态环境修复工程相结合，可有效地防止石漠化的发生和发展，使之达到有效防治石漠化目的。
分别对岩溶山区石漠化的发生率与相关的自然、社会和经济环境进行相关分析，借以揭示引发不合理人为工程活动的根源。
西南岩溶山区经济落后、人民生活贫困，到20世纪末，全区尚有152个国家级扶贫开发重点县，没有越过温饱线人口约1000万，约占全国贫困人口的1/2。通过对我国西南地区270个岩溶县(市)调查资料统计，区内人均国内生产总值水平为全国人均国内生产总值的45.4%，农民人均纯收入为全国农民平均纯收入的65.8%。石漠化面积前100位的县的平均人均国内生产总值水平仅为全国平均值的32.4%，农民平均纯收入仅为全国农民平均水平的58.7%。
对贵州省石漠化最严重的50个县的石漠化发生率、石漠化加剧程度分别与农民年纯收入进行相关统计分析(图2－4，图2－5)。
图2－4 石漠化发生率与农民纯收入关系图
图2－5 石漠化加剧与农民人均收入关系图
图2－6与图2－7反映，石漠化发生率与农民人均纯收入和人均粮食占有量之间均呈明显的负相关关系。石漠化发生率越高，农民人均收入越低、人均占有粮食越少。
图2－6 农民纯收入与石漠化发生率关系图
图2－7 农民人均粮食与石漠化发生率关系图
图2－4～图2－7分别从农民人均收入、农民人均占有粮食、石漠化发生率和石漠化加剧程度的角度分析了三者之间的相关关系，得出了地区经济落后、人民生活贫困是石漠化发生、发展的主要原因之一。或者说，地区经济越落后、人民越贫困，石漠化发生和加剧的可能性越大。
图2－8与图2－9则从农业生产资源的的角度，论述了农业生产资源占量与贫困的关系。
图2－8 人均耕地与贫困发生率关系图
图2－9 耕地平均灌溉量与贫困发生率关系图
图2－8与图2－9中明显地反映出人均耕地占有量和耕地的灌溉程度与贫困发生率呈负相关。综合起来说明:岩溶山区农业生产资源越缺乏，农民越贫困，石漠化越容易发生，石漠化程度也越严重。而且，石漠化程度越严重，农民也越贫困。因此，贫困与石漠化好似一对“孪生兄弟”，有极为突出的因果关系。
根据贵州省2005年社会与经济发展统计资料，对贵州省以地(州、市)行政区石漠化发生率与经济发展有关的指标进行相关分析，见图2－10。
图2－10中反映，各地(州、市)石漠化的发生率和农村贫困发生率具有显著的正相关关系，而与农村人均常用耕地占有面积、耕地平均工程供水量、农民纯收入等呈负相关关系。黔东南苗族侗族自治州石漠化发生率低的原因与该区绝大部分面积为非岩溶区的地质背景有关，其贫困发生率高则与当地经济社会基础、资源环境等相关。
前述统计分析结果可看出，石漠化区存在的共同特征:
图2－10 贵州省各行政区相关指标关系图
1)石漠化都发生在岩溶区。
2)石漠化发生率与农村人口贫困发生率具有较高的正相关关系。
3)导致农村贫困发生的根本原因与岩溶石漠化区人均占有耕地的不足、耕地灌溉水平低下、土地产出率低密切相关。
综合前面对岩溶地质环境脆弱性的基本特征和对引发不合理人为工程活动的原因分析结果，可以清晰地看出，石漠化区脆弱生态环境其实均与岩溶地质背景密切相关。耕地缺少源自于碳酸盐岩成土条件的天生不足和强烈的水土流失，如图2－10中可见，贵州省扶贫开发重点县农村人均占有常用耕地面积大都不足1亩;耕地灌溉水平低下除与农田水利工程不足、效率不高有关外，更主要的是与岩溶山区强烈的岩溶发育导致的岩溶干旱缺水相关;土地产出率低下则主要是耕地灌溉率低下和土质贫瘠导致不利于农作物生长，致使土地产出率低、农作物品质差、产品附加值低的结果。
20世纪后期以来，岩溶山区人口骤增。20世纪50年代贵州省人口密度为80人/平方千米，2000年达212人/平方千米，2005年达到223人/平方千米。有关研究认为，在自然状况下，贵州省温饱型人口承载力为3237万人，超载666万人(以年人均粮食300千克，粮食含热量10032焦耳/日，蛋白质含量60克/日的标准衡量);小康型人口承载力2428万人，超载1475万人(以年人均粮食400千克，粮食含热量12540焦耳/日，蛋白质含量80克/日标准衡量。人口密度已经超过自然状态条件下农业资源的承载能力，加之农业资源的空间分布的不均衡以及开发利用的不合理、有效开发利用程度低下，水、土等资源难以满足石漠化区人类生存和发展的需要。
岩溶山区人口的增加和农业生产资源(水、土)的缺乏成为制约区内经济社会发展的“瓶颈”，造成山区农村广泛贫困。据贵州省2005年统计资料，贵州省贫困县年人均粮食占有量仅为324千克。在缺乏科学的指导下，人类为谋求生存而走向盲目的毁林开荒、乱砍滥伐的道路，其结果加剧了山区水土流失、石漠化、岩溶干旱及岩溶洪涝的发生发展，导致生态环境恶性循环。因此，可以认为:引发的石漠化发生发展的不合理人为工程活动的原因，是“人类生存需要与环境承载力的矛盾”。
石漠化的形成和发展的实质，是在脆弱的岩溶地质背景条件下人类生存需要与环境承载力矛盾的结果。
石漠化现象分布最广泛的省区是哪个???
答：在岩溶区土地面积中，石漠化土地达3568万亩，居全国第三位，仅次于云南和贵州。岩溶地区人口1200多万，约占广西全区总人口的四分之一。由于石漠化严重，造成了当地经济社会发展十分滞后，广西全区90%以上的贫困人口都分布在石漠化地区。为加快石漠化治理，2008年国家启动石漠化综合治理试点工程后，广西各地采取...
石漠化的典型案例
答：而且凡是石漠化严重的地方，都是贵州最为贫困的地方。至2005年底我国的石漠化土地总面积为12.96万平方公里，占（监测区）岩溶面积的28.7%。 在广东，21个县(市、区)受石漠化困扰。全省岩溶区面积15968490亩，其中石漠化区域占了45.6%，分布在乳源、乐昌、阳山、英德、连平、怀集、阳春等县(...
