气象因素对喀斯特山区石漠化生态修复的探讨

2024-01-08林金红

资源节约与环保 2023年12期

黄捷林金红

（广西百色平果市气象局广西平果 531499）

引言

据统计，中国喀斯特地貌特色明显，占地约54 万hm2，集中在云贵高原为核心的西南地区。这一地区生物多样性特征明显，景观种类多而复杂，生态系统极为脆弱。近年来，为与民众日益增长的物质需求相适应，过度开发与利用资源现象日益凸显，不仅严重破坏了喀斯特生态环境，还加剧了石漠化现象。

随着全球气候变化影响，陆地生态系统的功能与结构也发生了一定程度的改变。就喀斯特山区而言，气候因素是导致石漠化现象日益加剧的一项重要原因。气候因素对地表水量均衡化有既定的影响，通过温湿度、降水等控制土层蒸腾、渗入情况，让地面土层始终保持干燥湿润，表面土壤通过动态改变，土层水能特性明显降低、水中养分无法正常迁移、土壤侵蚀加剧，最终导致喀斯特山区石漠化。近年来，随着全球气候异常变化，广西壮族自治区平果市地表水热环境发生明显改变，同时极端气候事件也愈演愈烈，由此对喀斯特石漠化生态修复带来了严峻的挑战。基于此，本文重点探讨了广西壮族自治区平果市气象因素与气象灾害对喀斯特石漠化生态修复的影响，并在此基础上提出几点生态修复措施，以期能为做好喀斯特山区石漠化治理工作提供帮助，确保当地生态治理效率、带动地区社会经济的良性循环等。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

平果市（县级市）位于广西壮族自治区百色市，地处东经107°53′～108°18′及北纬23°12′～23°54′之间，总面积为2485km2。境内地貌主要由喀斯特岩构成，隶属于高温多雨亚热带季风气候区，具有气候宜人、雨量充沛、光照充足等特点。据统计,该地区历年年平均气温为22.3℃，年平均降水量为1321.8mm，主要集中在每年的6～9 月份，无霜期超过345d。平果市低层主要岩石为硅质灰岩与纯石灰岩，地区内部岩石裸露、石漠化现象较为严重且生态环境较为脆弱[1]。经过岩石风化而成的土地非常稀薄，再加上对土地资源的不合理利用，导致该地区石漠化现象愈加严峻。

1.2 研究资料与方法

本文选用广西壮族自治区平果市近30 年（1992～2021 年）的温度与降水观测资料作为研究对象，重点采用线性趋势分析法探讨了这一地区气象要素特征、探讨了平果市气象要素与多发气象灾害对喀斯特山区石漠化生态修复的影响。

2 平果市气象要素

2.1 气象要素特征分析

据统计，近30 年（1992～2021 年）来广西壮族自治区平果市年平均气温、年降水量、年相对湿度与平均风速分别为22.3℃、1318.7mm、77.1%与1.4m/s，各种气象要素的变化趋势如图1 所示。1992～2021 年广西壮族自治区平果市除相对湿度呈下降趋势外，其他3 种气象要素均呈不同程度的增加趋势，其中温度、降水量与风速的增加速率依次为0.348℃/10a、6.319mm/10a 与0.206m/s/10a，相对湿度的减少速率为-0.928%/10a。对比可见，降水量的变化趋势最为显著，相对湿度次之，而风速的变化速率相对平缓[2]。

图1 1992～2021 年广西壮族自治区平果市各气象要素变化图

2.2 多发气象灾害分析

近年来，随着全球气候异常变化，广西壮族自治区平果市各种各样的气象灾害也频发，主要包括干旱与暴雨灾害等。据统计，1992～2021 年广西壮族自治区平果市累计出现干旱与暴雨日数分别为1849d 与157d。近30 年来，平果市年干旱日数与暴雨日数均呈不同程度的下降趋势，其下降速率分别为-9.893d/10a 与-0.238d/10a[3]，详见图2。由此可见，干旱日数的下降趋势较为显著，而暴雨日数相对平缓。

图2 1992～2021 年广西平果市多发气象灾害统计图

3 喀斯特山区石漠化生态修复气象因素影响研究

喀斯特地貌形成于土壤结构不稳定、土壤C层缺失、植被系统脆弱的生态环境当中，高温多雨亚热带季风气候条件为其提供了良好的侵蚀条件。因此，喀斯特山区石漠化生态修复会受到人为干扰、地表土壤系统、气象条件等诸多因素的影响。就气象条件而言，其主要通过气温、降水、日照时数等气象因素影响产生石漠化的外围环境，以气温、降水对其影响最为突出，而且对干扰石漠化生态修复起到一定的主导影响[4]。

3.1 气象因素对石漠化生态修复的影响

3.1.1 影响物种选择

植物逆向演替与消亡导致出现喀斯特山区石漠化现象，因此喀斯特山区石漠化生态修复过程中物种的选择与人工生物恢复措施的效果密切相关。在喀斯特山区石漠化生态修复物种选择时，应当综合考虑植被的耐旱、适生、偏碱、喜钙等特性，通过设置重复种植试验以确定适宜的物种。实验发现，适宜喀斯特山区石漠化生态修复物种大多数都为乡土树种，这一类树种对小生境的适应性较强，气象因素对其影响影响相对比较小[5]。

就喀斯特山区而言，其地表空间呈现出“二元三维”的特征，在这一空间结构的影响下，这一地区地质性干旱环境较为脆弱，干旱严重影响了该地区植物的正常生存，同时也是石漠化物种选择的一项重要依据。当前，学术界出现了众多有关气候因素对石漠化生态修复物种选择的理论研究，其中在干旱胁迫适应性方面的研究最为广泛，主要包括种子萌发、水分利用率、蒸腾与光合影响差异等[6]。但近些年来，随着干旱发生频率及其程度的变化，某些物种的抗旱特性必然会发生一定程度的改变。另外，也有学者分析了广东省3 种常见石漠化造林树种的耗水与光合特性后得出在干旱胁迫条件不同的情况下，其日平均耗水速率也有所不同，在干旱较轻或正常情况下枫香的抗旱能力比较强，然而当干旱程度较为严重时浙江省的润楠抗旱能力最佳[7]。

由于喀斯特山区气温、降水、日照时数等资料存在着一定的垂直差异，其存在的生境异质性将对植被演替起到主导影响。如果与自然环境当中的各项气象要素脱离，则虽然选种优良树种，但是也极易引起二次破坏生境。因此，喀斯特山区阴坡、阳坡与顶部等地区石漠化生态修复必须与温度、降水量、日照时数等气象因素相结合选择适宜的物种。

3.1.2 影响石漠化生态修复

1992～2021 年，广西壮族自治区平果市气候整体呈暖干化的变化趋势，温度、降水量略微增加，干旱发生频率较高，导致石漠化面积显著增加，严重破坏了生物治理成果。众多研究表明，人为因素是广西壮族自治区平果市喀斯特山区石漠化快速增加的一项主要因素，气候因素次之，2 种因素对石漠化的影响贡献率依次为64.115%与23.355%。另外，短时期内气候变化对石漠化生态修复的影响较小，从长远角度而言，平果市位于喀斯特地貌区，其特有的地质条件与气候背景为石漠化生态修复带来了特定的挑战，因此为了实现高效的生态修复，必须结合当地的气象资料进行细致的分析。

随着气候变化的影响，平果市的气温、降水等气象因子也在发生变化，这无疑会影响到植被的生长与分布，为了应对这一问题，平果市在进行石漠化生态修复时，特别注重选择耐贫瘠、生长力顽强的岩生性灌草，这类植物在恶劣的环境下也能生存并繁衍，它们的根系发达，能有效地固定土壤，减少水土流失，同时这些岩生性灌草还有较强的抗逆性，能够适应不同的气候条件，确保在不同的季节都能正常生长。选择这样的植物进行生态修复，不仅可以提高植被的成活率和覆盖率，还能有效地阻止石漠化的进一步加剧，随着这些灌草的生长繁衍，它们的根系也会进一步固定土壤，减少雨水冲刷带来的土壤流失，长此下去这些植物也会逐渐形成一个稳定的生态系统，促进其他生物的繁衍，从而实现整个区域的生态恢复。但为了恢复整个区域的生态环境，平果市还需加强对这些岩生性灌草的研究与培育，确保它们能在当地的环境下发挥出最大的生态效益，以及加强对公众的宣传与教育，鼓励他们参与到生态修复的工作中来，共同为平果市的生态环境做出贡献[8]。

3.2 气象因素对石漠化工程治理的影响

气象元素对石漠化项目整治策略的影响比较独特，并且和降雨量联系紧密，通常体现在估测地表产流最大值上。广西壮族自治区平果市喀斯特山区被亚热带季风环境所影响，年降水量较多且主要集中在夏季，产流高峰也出现在这一时期，而且各地区之间存在着明显差异。因此，对极端气象灾害、最大降雨量等可能出现的潜在威胁进行评估，能使平果市喀斯特山区石漠化治理工程措施设计的合理性与科学性显著提升[9]。

3.3 气象因素对石漠化耕作措施的影响

近年来，随着喀斯特山区人地矛盾的日益凸显、耕地资源的显著减少，再加上滥砍滥伐、毁林开荒等导致我国喀斯特山区石漠化现象越来越明显。目前，我国对喀斯特山区石漠化的治理虽取得了一定的成效，但却无法从本质上解决广大民众收入增长与粮食安全的矛盾。因而，受保护田地和石漠化整治策略的限制，气象元素在石漠化生态修复阶段的关键功能与重要性也逐渐体现出来。立体农业是本地区水文、气象、人文、植物等元素融合，有效分配资源。

3.4 气象因素对石漠化整治策略的影响

喀斯特山区石漠化生态修复是复杂且科学的工程，不能一蹴而就，因此采取有效措施恢复喀斯特山区退化生态系统已变得非常迫切。目前，国家与相关部门据此制定了众多政策法规，为高效开展石漠化生态修复工作提供了有利保障。就气候变化角度而言，生态移民、能源替代等政策法规与石漠化生态修复密切相关，以期能够通过改善以往薪碳能源结构、美化生态环境、增大碳汇、缩减温室二氧化碳来改变当地的气候环境。

4 喀斯特山区石漠化生态修复措施

4.1 共同修复系统治理

喀斯特山区石漠化是一种严重的生态环境问题，共同修复系统治理是有效的解决方式之一。共同修复系统治理强调多元主体参与，综合运用多种措施，以全局和长期的视角来进行生态修复，但需要构建政府、专家、企业、社区等多元主体的协同机制。在这个协同机制中，政府应发挥主导作用，制定和执行相关政策，提供资金和技术支持，专家团队负责研究和提出科学的修复方案，企业进行具体的实施工作，社区则参与监督和评估。另外，还应注重生物措施与工程措施的结合，选择适应喀斯特环境的植物进行种植，增加植被覆盖，提高土壤保水能力，并通过建设水保设施、配置灌溉系统等方式，改善水分条件，为植物生长创造良好环境。因此，在治理过程中，不仅要关注石漠化地区本身，还要关注其与周边生态系统的关系，通过恢复和保护生态廊道，促进不同生态系统之间的物质循环和能量流动，提高整个生态系统的稳定性和抵抗力。同时，也可在此基础上，利用各种渠道和方式，普及石漠化治理的重要性和方法，提高公众的环保意识和参与度，鼓励和支持公众参与治理活动，形成全民共建共享的良好氛围[10]。

4.2 自然修复人工抚育

生态脆弱区往往采取封禁治理的方式开展生态修复，平果市喀斯特山区进行封山之后，其生态系统发生了显著改变。而在喀斯特山区石漠化生态修复的措施中，自然修复与人工抚育相结合被证明是一种有效的方式。其中，自然修复主要依赖于生态系统的自我恢复能力，而人工抚育则通过人类的介入，加速和引导这一恢复过程，保护和恢复植被，特别是适应喀斯特环境的乡土植物，它们具有更强的生命力和适应性，因而可在适宜的地段，引入一些抗逆性强、经济价值高的植物，但要避免外来物种的入侵，同时也可对土壤添加有机质、调整pH 等进行改良，促进土壤微生物的活动和植物的生长；借助人工抚育措施，定期修剪、除草、补植等可以进一步巩固和加速生态恢复的效果，但为了维护修复后的生态系统，还应加强对人为活动和自然灾害的防控，避免再次破坏。

4.3 监测执法力求到位

在喀斯特山区石漠化生态修复的过程中，监测执法力求到位是确保治理效果、防止生态环境进一步恶化的关键，因此为了实现这一目标，必须得有一套严格的监测执法体系作为支撑。相关部门应当加强对工程效果的评估，定期针对石漠化生态修复的地区开展生态环境监测、生态环境质量及系统情况评价等，同时利用先进的技术手段，如遥感卫星、无人机等，对石漠化区域进行实时、全面的监测，及时掌握生态环境的变化情况，并在关键区域和敏感点设置地面观测站，以便更精确地掌握生态修复的进程和效果，以及依法严厉打击任何破坏生态环境、违法开采等行为。这不仅包括罚款、没收违法所得等经济处罚，必要时还应追究刑事责任。力争通过严格执法，形成有效的威慑力，防止违法行为的发生。此外，也应及时向社会公布执法信息，接受公众监督。对于重大案件，邀请媒体和公众参与旁听，增加执法的公信力；建立举报奖励制度，鼓励公众积极参与生态环境保护，提高执法人员的专业素质和执法能力，确保他们能够准确识别违法行为；采取有效的执法措施，加强执法人员的廉洁自律教育，防止他们受到利益诱惑，确保执法的公正性和权威性[11]。