喀斯特石漠化的研究现状与存在的问题

喀斯特石漠化的研究现状与存在的问题（精选11篇）

喀斯特石漠化的研究现状与存在的问题 第1篇

喀斯特石漠化的研究现状与存在的问题

喀斯特石漠化是土地荒漠化的主要类型之一. 喀斯特生态系统的脆弱性决定了喀斯特生态系统的易损性和退化喀斯特生态系统的难恢复性,但它与发生石漠化并没必然的联系,喀斯特石漠化是岩溶生态系统退化的结果,而不是喀斯特生态系统脆弱性的必然表现.故所指的喀斯特石漠化,特指人为加速的石漠化,属于人为荒漠化的一种类型,但强调喀斯特石漠化的人为成因性,并不是否定自然背景对喀斯特生态系统的.制约作用.石漠化土地的分类既要能反映出石漠化发生的严重程度,也要能体现石漠化土地的成因和岩性地貌等地质背景对生态学过程的影响,因此,作者提出以“土地利用类型+植被+岩性+地貌+石漠化程度”对人为加速石漠化过程中石漠化土地进行类型划分,以正确评价石漠化土地的生态环境价值.

作 者：李阳兵 王世杰 谭秋 龙健 LI Yang-bing WANG Shi-jie TAN Qiu LONG Jian 作者单位：李阳兵,龙健,LI Yang-bing,LONG Jian(贵州师范大学地理与生物科学学院,贵州,贵阳,550001)

王世杰,谭秋,WANG Shi-jie,TAN Qiu(中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室,贵州,贵阳,550002)

刊 名：地球与环境 ISTIC PKU英文刊名：EARTH AND ENVIRONMENT年，卷(期)：34(3)分类号：P156.1关键词：喀斯特石漠化 成因 分类 生态价值

喀斯特石漠化的研究现状与存在的问题 第2篇

西南喀斯特地区石漠化问题研究综述

喀斯特地区石漠化是在脆弱的生态地质背景基础上叠加了人类活动而出现的.西南地区的石漠化面积现仍约以2 500 km2/a的速度进一步扩大.石漠化的生态治理工作的目的就是要在人为作用的干扰下,使这种逆向演替转变为顺向演替.石漠化治理思路设计的`科学性、战略性、可行性决定了最后石漠化的治理结果.在喀斯特石漠化的治理中,要根据不同岩溶环境类型区及石漠化发育的不同程度和不同山地的立地条件,针对其特点,选择多种途径,运用恰当的恢复技术,制定出具体的开发治理措施,实行规模治理,以提高资源利用率,促进石漠化生态环境的综合治理.

作 者：王建锋 谢世友 Wang Jianfeng Xie Shiyou 作者单位：西南大学,地理科学学院,重庆,400715刊 名：环境科学与管理英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT年，卷(期)：33(11)分类号：X171.4关键词：喀斯特石漠化 成因机理 治理思路 恢复措施

喀斯特石漠化的研究现状与存在的问题 第3篇

关键词：喀斯特石漠化；“3S”技术；预警；动态监测；成因分析

中图分类号： S157.1；S127文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）06-0017-03

收稿日期：2013-09-05

基金项目：贵州省自然科学基金（编号：黔科合J字LKA[2012]16号）；贵州省哲学社会科学项目（编号：12GZYB60）；

作者简介：李仕蓉（1974—），男，土家族，贵州思南人，硕士，副教授，从事环境社会学的研究。E-mail：lishirong2214712@163.com。喀斯特石漠化是脆弱的生态环境，在人类不合理的社会经济活动干扰下造成人地矛盾突出、植被破坏、水土流失、土地生产力衰退丧失、地表呈现类似荒漠景观的岩石逐渐裸露的演变过程[1]。我国袁道先先生于20世纪80年代首次提出了“喀斯特石漠化”的概念，并用來表征从地表植被、土壤覆盖到岩石裸露荒漠化景观的喀斯特石漠化变迁过程。

贵州省地处我国西南部云贵高原地区，是目前世界上热带、亚热带地区，喀斯特石漠化分布面积最广、程度最高的高原山区。据有关资料记载，贵州省喀斯特石漠化面积占全省土地面积的73%，高达13万km2，喀斯特石漠化发育强烈、分布面积广，给当地的社会经济活动带来了强烈的影响，形成了喀斯特地区所特有的“喀斯特贫困”[2]现象，是实现和谐、全面小康社会亟待解决的社会经济问题。

1国内外研究现状

喀斯特石漠化在全球范围内分布较广，国外喀斯特石漠化区域主要集中在欧洲地中海周围，少量分布在英国约克郡石灰岩地区、加拿大东南部布鲁斯半岛、塔斯玛尼亚等地；我国喀斯特石漠化区域以西南部部分省份尤其是贵州最典型，如贵州西南州，广西、广东、湖南、四川局部等地均有分布。与国外喀斯特石漠化分布区相比，我国喀斯特石漠化分布规模更大、面积更广、生态环境更脆弱、人口更多、贫困程度更高。

在喀斯特石漠化研究与治理的工作中，由于重视较早，科学技术条件较好，国外取得了较多的研究成果和良好的治理效果，目前部分石漠化地区已经有了很大程度的恢复。我国从20世纪70年代开始，陆续开展了大量的喀斯特石漠化研究与治理工作。这些工作主要集中在石漠化现象描述、分布现状、动态监测、预警分析、成因、演化机制以及生态治理等方面，喀斯特石漠化研究展现出多角度、多样性、多元化的特点，取得了大量的研究成果[3]。

“3S”技术包括地理信息系统（GIS）、遥感（RS）及全球定位系统（GPS）三大独立系统，是三者英文缩写的简称。其三大独立系统在空间信息管理中特色各异，皆可独立完成自身的功能，也有各自的不足。GIS与RS能够进行空间信息获取和处理，GIS是一种管理、分析处理空间数据的计算机系统，能够高效管理并进行灵活数据分析，拥有较强的空间查询、分析和综合处理能力，但难以用来直接获取数据；RS是一种获取大面积内区域信息的手段，有特定的光谱波段，有所限制，并且难以精确定位和进行高精确度的分类；GPS是一种准确定位的系统装置，能准确定位，对空间数据分析有非凡的意义，但其无法进行空间数据和区域信息等地理属性的获取[4]；三者有效结合能够实现三大独立系统技术的综合，发挥更大的作用。

本文从“3S”技术在喀斯特石漠化中应用研究的角度综述了“3S”技术在喀斯特石漠化预警、动态监测、空间布局、成因分析、空间格局分布等方面，论述了“3S”技术在喀斯特石漠化的科学技术研究、防治工作中的应用及理论创新。

2“3S”技术在喀斯特石漠化研究中的应用

“3S”技术中3个独立系统的有机结合形成了一个系统，从而实现多种技术的综合。“3S”技术在喀斯特石漠化研究、调查、治理中的应用，使“3S”技术得到了新的应用空间。如喀斯特石漠化的环境安全评价、动态监测、空间预警、石漠化成因分析、等级分级等“3S”技术在喀斯特石漠化中的综合多方面的应用。

2.1喀斯特生态安全评价

GPS精准定位，RS获取空间、地域的环境生态安全等方面遥感监测数据，这些数据在GIS系统中进行编辑、处理，从而达到生态安全评价的可视化。周旭等在前人研究的基础上，在利用“3S”技术进行安全评价的研究中提出喀斯特景观生态安全评价体系，结合“3S”理论，以“3S”应用发展状况为基础，提出了“3S”技术支持下的退化景观生态安全评价技术框架[5]。左伟等利用RS获取生态安全评价指标数据，结合已有喀斯特生态环境研究及相关成果，建立某一特定区域的生态安全评价的评价模型，实现区域的生态安全评价。在RS和GIS的方法和基础上，通过对区域生态安全综合评价、评价结果的尺度转换等模型的建立，利用模型的运算获得小流域生态环境系统的安全等级综合评价结果[6]。

2.2石漠化遥感动态监测

喀斯特石漠化动态监测是“3S”技术一个重要应用方向。RS的动态监测已经成功在植被动态变化、环境因素变化、海岸线变化、土地覆盖及利用变化等领域得到运用，三者结合的“3S”技术是土地资源调查和土地覆盖、利用、动态变化的动态监测的一种高效、精确的监测手段。

胡娟等利用从地球资源卫星CBERS-02上获得的遥感数据，用GIS系统进行遥感影像、TM和SPOT解译，在对黔南喀斯特石漠化的抽样调查及动态监测中显示出喀斯特石漠化的准确分布信息，与RS最佳波段（RGB：431）组合影像对照喀斯特石漠化演变与更替，为黔南布依族自治州喀斯特石漠化动态监测的实际应用提供了准确可靠的监测及预测数据[7]。

左羽利用“3S”技术，结合计算机网络，在毕节地区构建出一个分布式生态环境动态监测系统，实现了集成生态环境动态监测技术在喀斯特石漠化动态监测中的应用。该分布式生态环境动态监测系统在网络平台基础上集成“3S”技术软件搭建软件平台进行喀斯特石漠化动态监测，以遥感数据为主要信息源，以地面GPS核查数据为辅，建立毕节地区喀斯特生态环境基础数据库，通过该分布式生态环境动态监测系统可实时在线获取毕节地区喀斯特石漠化动态监测结果[8]，及时准确地获取、管理、分析石漠化變化数据。

2.3喀斯特石漠化预警

通过解译遥感影像获取喀斯特资源环境信息，在调查收集相关经济、社会等指标数据基础上，采用“3S”技术对农地石漠化警情进行分析预测，结果表明“3S”技术已成功运用于喀斯特石漠化预警。例如，闫妍等采用“3S”技术和神经网络方法（3S-ANN）对广西壮族自治区都安县土地石漠化进行预警并分析预测[9]。

苏锋等以重庆奉节喀斯特石漠化山地为研究对象，以Landsat TM数字图像为基础数据源，对石漠化专题数据信息进行提取、分级，并运用Erdas imagine 8.1.5对获取的数据影像进行几何校正，提取相应调查区域，在ArcGIS平台上，人机交互判读对石漠化目视判读，得到重庆奉节地区石漠化分级预警结果[10]。经科学考证对比分析发现，所获得的石漠化预警结果与所调查区域喀斯特石漠化实际情况吻合，有力证明了“3S”技术应用预警模型具有较强预警能力，吻合程度高。

2.4喀斯特石漠化成因分析

我国喀斯特石漠化成因多样化，主要形成因子有喀斯特生态系统地质、土壤、水文气候、植被覆盖、地貌及人类活动等，国内大量学者认为应选择坡度、植被覆盖率、基岩裸露、平均土厚、农用价值等作为评价指标[11]。

2.4.1喀斯特生态系统地质我国西南部受地质构造及古环境变迁的影响，贵州等地裸露的碳酸盐岩地层齐全，岩层厚度大，分布面较广，喀斯特地貌十分发育。同时，我国喀斯特石漠化发生地自然地理条件独特，存在正负地形的反差，喀斯特石漠化程度不一。锥峰与洼地、谷底或峡谷组合，平面上正地形面积大于负地形面积。锥峰基座、峰顶高度不一，向区域地形坡向倾斜，峰坡多呈裸岩地或石旮旯地，石漠化现象严重。锥峰与洼地、谷地或峡谷组合的正地形面积约等于负地形，基座锥峰呈孤立状散布在洼地或谷地周围，相对高度一致，无明显偏向趋势，石漠化严重的荒山草坡或石旮旯地只是在村寨附近有发育较好的植被。锥峰与溶原、盆地或台地组合的正地形面积小于负地形，锥峰（丘峰）呈孤立状点缀在平坦的碳酸盐岩面上，峰顶等齐，无明显倾向，峰坡石漠化较严重，村寨附近有发育较好的植被。Liu等对贵州132个采样点分析资料进行计算，得出灰岩风化剥蚀速率为23.7～110.7 mm/千年，若按平均 61.68 mm/千年的剥蚀速率、平均酸不溶物3.9%计算，风化残积物2.47 mm/千年，丰华图层形成速度慢，约为 25 mm/千年，该指标奠定了喀斯特脆弱生态环境的地质基础[4]。

2.4.2喀斯特土壤因子不同喀斯特石漠化土壤因子是指不同土壤类型、土壤物理化学性质、石漠化景观格局和发生率等土地石漠化的影响因素。杨青青等将景观生态学理论与“3S”技术相结合研究了石漠化景观，结果发现，石漠化景观的土地石漠化主要以棕色石灰土、石质土为主。其中，棕色石灰土石漠化破碎程度最高，黑色石灰土连通度最高；石质土石漠化的平均斑块面积最大，破碎程度最低；斑块最分散以酸性粗骨土石漠化最为典型；黑色石灰土石漠化强度极大且极易发生，硅质岩粗骨土最易发生极大强度石漠化。石灰土、粗骨土以及石质土因本身较脆弱，常常石漠化现象严重。石漠化程度发生率从高至低依次为酸性粗骨土、黑色石灰土、石质土、棕色石灰、硅质岩粗骨土[12]。有研究表明，石漠化的发生与分布在不同土壤中存在明显的差异，土壤发生的特点是导致石漠化形成的主要自然因素。

2.4.3水文气候因子关于石漠化与山区气候关系研究中多数采用面上调查、定位观测和模拟试验相结合的方法。利用ArcMap输入地形空间等数据，结合气温和年降水模型可模拟推算出气温和降水量的关系，吴良林等将ArcMap Spatial Analyst模块中的Raster Calculator用以2008年广西壮族自治区河池市石漠化强度类型图与气候要素图进行叠加运算，得到河池市石漠化类型与气候因子的关系，图形统计结果显示，河池市石漠化发生率约与年均温度呈正比；他们还进行了石漠化与年均降水量关系统计分析，结果发现，河池市石漠化类型、石漠化率与年降水量呈正比[13]。

李森等发现，在模拟天然降雨条件下，裸地的土壤侵蚀量最高，其次是耕地，林地草地土壤侵蚀量最小。岩溶山区石漠化土壤侵蚀量和侵蚀速率是气候、土壤特性、植被条件、土地利用类型、地质环境和地形等可蚀性因子综合影响的结果，其中次降水量、连续30 min最大雨强为最强侵蚀力因子[14]。

2.4.4人为活动影响因子人为活动对喀斯特石漠化的影响主要表现在陡坡开荒、土地利用/土地覆盖变化等人类生产生活产生的影响。金光华认为，人为活动主要影响全区域生物化学循环、生态系统结构功能以及区域小气候等[11]。有研究发现，在人口密集区域（200人/km2），石漠化面积与人口密度呈正比；经济密度欠发达地区（<50万元/km2）各等级石漠化率居高不下，经济密度与石漠化发生率呈反比。

总之，在石漠化驱动力机制图谱研究中，从组成喀斯特生态系统的地质、岩性、植被、地貌、气候及人类活动等多个方面进行相关性分析。喀斯特石漠化是在脆弱的生态环境地质背景上由于人类的强烈扰动而形成的，是多种因子综合的结果。

2.5喀斯特石漠化空间分布格局

石漠化现状与空间分布格局是石漠化研究中最基本的研究内容，同时也是最重要的研究内容之一。蒋树芳等综合利用遥感影像资料和地理信息系统软件平台，根据石漠化分级指标，收集TM影像资料、地形图、地质资料图、土壤植被覆盖图、土地利用图、地貌坡度图及GPS实测数据库等资料，进行都安喀斯特石漠化RS与GIS一体化分析研究，通过统计各级别石漠化面积生成石漠化分级分布图和GIS数据库，并将石漠化面积、生成石漠化分级分布图及驱动因素图相叠加，最终生成都安石漠化空间分布格局图，在石漠化格局分布图中分别呈现浅红、绿红色星状；绿红色，红中带白色斑状，灰白、白色斑状（分别代表着轻度、中度、强度石漠化）[15]。

胡娟等采用程序批处理或按类型转换的方法，借助黔南州土地利用与石漠化关系对应图获取土地各等级石漠化分布的初步格局图。根据在1 ∶50 000或1 ∶200 000水文地质图获取有关喀斯特石漠化信息，在ArcView或ArcGIS软件平台上对行政区图、地质图、土地利用图、坡度图、植被图、土壤图、石漠化外业调查草图进行叠加，并进行人机交互解译，从而获得高精确度石漠化现状分布格局图。他们还利用“3S”技术对黔南州石漠化遥感资料解译获取高精确度石漠化现状分布格局图，研究表明黔南自治州喀斯特面积20 300.74 km2，占总面积的77.5%；非喀斯特面积5 905.59 km2，占总面积的225%[16]，与实际情况基本吻合。

陈起伟等利用获取的ASTER影像、1 ∶50 000地形图、地质图、GPS实测数据等资料，以县（市、区）为单位，采用ERDAS、ArcGIS软件进行人机交互判读解译，统计各等级石漠化面积，生成石漠化现状空间分布格局图及GIS数据库[17]。研究表明，“3S”技术可以通过石漠化遥感资料解译获取高精确度石漠化现状格局分布图。

2.6喀斯特石漠化程度、等级划分

根据陈述彭、刘纪远等的“遥感图像植被指数（NDVI）与植被覆盖率呈现正相关，而喀斯特石漠化程度与植被覆盖率呈现显著负相关关系”等研究结果，吴良林等以NDVI作为石漠化等级的判别标准，根据2008年LANDSAT-TM影像资料，采用ERDAS系统平台中TM4、3波段进行植被指数计算，通过研究TM5、4、3合成图像提取相关石漠化数据，经GPS定位，野外校验NDVI与植被覆盖率之间的对应关系，他们还建立了NDVI与植被覆盖率的关系模型，并分析计算出植被覆盖度分级阈值，利用植被覆盖地域与NDVI间的对应关系，成功引入喀斯特石漠化分级规则[13]。NVDI与石漠化程度分级如表1所示。表1喀斯特石漠化遥感影像解译NVDI与石漠化程度分级

石漠化等级植被覆盖率（%）NVDI植被结构遥感影像特征无石漠化>60>0.30乔木、灌木呈饱和度较高的绿色，条带状或块状轻度石漠化41～600.16～0.30乔草+乔灌呈饱和度中等的绿色，零星分布灰白斑点或小斑块中度石漠化20～400.09～0.15疏草+疏灌饱和度较低的绿色，零星分布绿色斑点或小斑块，分布较多灰白色斑点或小斑块重度石漠化<20<0.09疏草呈灰白色或紫色、极淡的绿色

胡宝清等参考了土地生产能力下降和土地质量变化情况，针对遥感影像TM5、4、3波段假彩色合成资料的特点，选取植被覆盖度、基岩裸露率、植被类型及退化率等，作为利用遥感影像强度作为喀斯特石漠化分级的判别指标，所以将广西喀斯特石漠化分为轻度、中度、重度石漠化3个等级，并根据这些分级指标与遥感影像解译，生成了1 ∶100 000石漠化分级分布图。利用此图可以清楚地看出都安县轻度、中度、强度石漠化的比例分别为17.39%、8.5%、3.28%[18]。

3展望

为了打破“生态破坏与贫困”僵局，我国在喀斯特地区生态、资源可持续发展、生态重建方面开展了大量的理论研究工作与工程示范，主要包括“湖南龙山县洛塔乡模式”“贵州罗甸县大关村模式”“广西来宾小平阳模式”等，以及在喀斯特小流域综合治理中如贵州毕节总结的宝贵经验与措施。但喀斯特石漠化现象依然严峻，今后的研究及治理模式探讨还有待于从以下几个方面加强：（1）关于喀斯特土地石漠化预警理论、预警指标的构建。预警方法等尚处于探索阶段，还须要继续努力进行更多的探索与研究，以完善这一套理论与方法，为喀斯特农地石漠化治理和农业优化调控提供科学的理论依据。（2）在石漠化發展过程中，应用遥感影像解译、GIS数据库、GPS定位检验以及数理统计方法，对某一区域喀斯特石漠化变化的空间格局、分布进行定位化、定量化的分析，获取原始数据的方法不够精确，导致分析结果还不够精准，还须加强研究与实践。（3）“3S”技术对石漠化程度与自然环境过程、人类活动影响等驱动机制的分析仅限于定性分析阶段，还须进一步研究定量分析等方法，深入剖析喀斯特石漠化影响因子、驱动机制，以便为喀斯特石漠化发展状况及防治提供更准确、更深入的支撑。

参考文献：

[1]袁道先，蔡桂鸿. 岩溶环境学[M]. 重庆：重庆科技出版社，1988.

[2]韩清延. 典型岩溶区农地石漠化预警分析与优化调控研究[D]. 南宁：广西师范学院，2010.

[3]Xiong Y J，Qiu G Y，Mo D K，et al. Rocky desertification and its causes in karst areas：a case study in Yongshun County，Hunan Province，China[J]. Environmental Geology，2009，57（7）：1481-1488.

[4]Liu Y S，Wang J Y，Deng X Z. Rocky land desertification and its driving forces in the karst areas of rural Guangxi，Southwest China[J]. Journal of Mountain Science，2008，5（4）：350-357.

[5]周旭. “3S”支持下喀斯特退化景观生态安全评价研究——以贵阳市为例[D].贵阳：贵州师范大学，2006.

[6]左伟，王桥，王文杰，等. 区域生态安全综合评价模型分析[J]. 地理科学，2005，25（2）：209-214.

[7]胡娟，熊康宁，安裕伦. CBERS-02数据在喀斯特石漠化遥感调查中的应用——以贵州黔南布依族自治州为例[J]. 贵州师范大学学报，2007，25（增刊）：171-177.

[8]左羽. 分布式生态环境动态监测系统的架构[J]. 安徽农业科学，2008，36（12）：5095-5096，5103.

[9]闫妍，胡宝清，韩清延，等. 基于3S-ANN技术的县域农地石漠化预警分析——以广西壮族自治区都安瑶族自治县为例[J]. 中国岩溶，2012，31（1）：52-58.

[10]苏锋，何丙辉，熊友胜，等. 基于“3S”技术的奉节县喀斯特石漠化调查及精度评价[J]. 西南师范大学学报：自然科学版，2007，32（6）：60-65.

[11]金光华.“3S”技术支持下的贵州岩溶山区土地利用/土地覆盖变化研究[D]. 贵阳：贵州师范大学，2006.

[12]杨青青，王克林. 基于RS与GIS的桂西北石漠化景观与土壤类型关系研究[J]. 土壤通报，2010，41（5）：1030-1036.

[13]吴良林，周世武，郑士科. GIS支持下的土地石漠化与山地气候空间相关性分析[J]. 安徽农业科学，2012，40（23）：11787-11790.

[14]李森，魏兴琥，张素红，等. 典型岩溶山区土地石漠化过程——以粤北岩溶山区为例[J]. 生态学报，2010，30（3）：674-684.

[15]蒋树芳，胡宝清，黄秋燕，等. 广西都安喀斯特石漠化的分布特征及其与岩性的空间相关性[J]. 大地构造与成矿学，2004，28（2）：214-219.

[16]胡娟，熊康宁，安裕伦. CBERS-02数据在喀斯特石漠化遥感调查中的应用——以贵州黔南布依族自治州为例[J]. 贵州师范大学学报：自然科学版，2008，26（2）：39-42.

[17]陈起伟，熊康宁，蓝安军. 基于“3S”的贵州喀斯特石漠化现状及变化趋势分析[J]. 中国岩溶，2007，26（1）：37-42.

喀斯特石漠化的研究现状与存在的问题 第4篇

喀斯特地区石漠化与地形坡度的关系分析-以贵州省清镇市为例

喀斯特地区土地的石漠化与地层岩性、河流切割、土壤侵蚀、坡度及人类活动等有关.主要从地形坡度方面来分析喀斯特地区石漠化的.成因,并以贵州高原的清镇市为例,结合石漠化的相关数据,采用GIS技术,对地形坡度与喀斯特地区石漠化进行空间相关分析,最终得出喀斯特地区石漠化与地形坡度的相关关系.研究得出,地形坡度陡、人类活动频繁的地区石漠化面积最大,石漠化程度高;地形坡度小,人类活动少的地区石漠化面积最小.因此地形坡度与石漠化的级别和分布有密切关系.

作 者：周忠发 ZHOU Zhong-fa  作者单位：贵州师范大学,地理与生物科学学院,贵州,贵阳,550001 刊 名：水土保持通报  ISTIC PKU英文刊名：BULLETIN OF SOIL AND WATER CONSERVATION 年，卷(期)：2006 26(5) 分类号：X4 关键词：GIS   喀斯特   石漠化   地形坡度  

喀斯特石漠化的研究现状与存在的问题 第5篇

喀斯特山地生态系统石漠化过程及其恢复研究综述

喀斯特石漠化一般经历顶极植被-灌草丛-石漠等3个阶段.在这一退化过程中喀斯特石漠化对环境的选择性导致喜Ca、耐旱和岩生性的植物生存,而生物量的移出和耐荫树种消退是退化的关键因素.退化过程中植被、土壤理化性质与环境形成正反馈关系,并具有退化方向上的一致性、退化过程的非同步性和退化速度的非线性等特点.喀斯特植被恢复时,其恢复对策经历了由早期更新对策向中期结构调整对策直至后期结构功能协调完善对策更替.喀斯特生态系统恢复的技术包括自然恢复、人工恢复与复合农林业综合治理技术.喀斯特区域恢复的`核心是整体人地系统的生态优化.提出喀斯特生态系统石漠化过程及恢复研究的重点是适应性恢复与适应性管理的基础理论问题.

作 者：任海 REN Hai 作者单位：中国科学院华南植物园,广州,510650刊 名：热带地理 ISTIC PKU英文刊名：TROPICAL GEOGRAPHY年，卷(期)：25(3)分类号：X171.4 P931.5关键词：喀斯特生态系统 石漠化 适应性恢复 适应性管理

喀斯特石漠化的研究现状与存在的问题 第6篇

基于GIS的喀斯特石漠化综合防治规划

近年来GIS无论在理论上或应用上都取得了飞跃的.发展,成为一个跨学科多方向的研究领域.本文探讨将GIS运用到喀斯特石漠化综合防治规划中,结合规划原则阐述了GIS在石漠化规划中的实现过程.实例应用表明,可以极大地提高规划的效率和质量,为规划提供完整、准确、快速的基础信息支持.

作 者：周宏益 王文俊 向喜琼 ZHOU Hong-yi WANG Wen-jun XIANG Xi-qiong 作者单位：贵州大学喀斯特环境与地质灾害防治省级重点实验室,贵州,贵阳,550003刊 名：地球与环境 ISTIC PKU英文刊名：EARTH AND ENVIRONMENT年，卷(期)：33(z1)分类号：X141关键词：GIS 喀斯特石漠化 防治规划

喀斯特石漠化的研究现状与存在的问题 第7篇

[关键词]喀斯特旅游；石漠化；生态环境

贵州地处云贵高原东部，高原喀斯特面积占全省总面积的73.8%，是“中国南方喀斯特世界自然遗产”重要组成部分，也是世界喀斯特地貌发育最为典型的地区之_。

一、贵州喀斯特旅游生态环境现状

由于贵州特殊的气候、地质和水文等因素，经喀斯特作用的地区常常是山水奇特、风光秀丽、奇峰异洞、瑰丽多姿，再结合当地宝贵的少数民族文化遗产和其人文景观，往往成为独特诱人的旅游目的地。

（一）旅游资源及生态环境现状

贵州作为我国旅游资源富省之一，生态环境良好，自然景观、民族文化、历史古迹、气候资源禀赋独特，“多彩贵州”日益彰显出特有的优势和潜力。喀斯特资源的特征及對旅游的影响有如下方面：

1.美学特征与旅游美学。喀斯特旅游资源的美学特征在于它主体的特征，奇形怪状的石头、雄伟壮观的峰林、深邃莫测的洞穴、千姿百态瀑布、诗情画意的森林等与游客心灵深处交融在一起，让游客从不从方向、不同心态、不同背景下對喀斯特景观产生不同的感受。

2.科学特征与科研旅游。贵州独特的喀斯特地貌是地理科学研究的最为理想的地区，大面积强烈的喀斯特侵蚀地貌吸引了大批中外科研队伍来此考察，进而带动科研旅游的发展。

3.生活特征与生态旅游。地质地貌、气候水文特点影响着人类生活居住习俗。喀斯特生活区使人们對土地类型、自然规律、气候变化等因素有了经验性理解和掌握，人们依据经验對自然地理环境进行改造，进而生产生活。在长期的演化过程中，人与自然互相协调、相互影响，保持着生态环境的平衡发展，也促使了自然地理环境和人文地理环境的和谐发展。

（二）以石漠化为主的生态环境灾害

“沙漠化、黄土高原的水土流失、石漠化”并称为我国三大生态环境灾害，同时也是制约地区区域经济发展的最大的生态环境问题。贵州全省95%的县（市、区）有喀斯特石漠化分布，目前石漠化程度相当严重，已达到令人触目惊心的地步。据2007年贵州省喀斯特石漠化遥感调查结果显示：喀斯特出露面积达109084.58km²，占全省国土面积的61.92%，石漠化面积达37597.36km²，占全省国土面积的21.34%，其中轻度石漠化面积22155.76km²，占全省总面积的12.58%；中度石漠化面积10868.95km²，占全省总面积的6.17%；强度石漠化面积3715.41km²，占全省总面积的2.11%；极强度石漠化面积857.24km²，占全省总面积的0.49%。在一些石漠化地区具有最典型的一类脆弱生态环境和复杂的人地生态系统，出现许多严峻的环境问题和经济问题，在全国和世界喀斯特及贫困区都有一定的代表性。人口的严重超载，毁林开荒，水土流失，农村经济十分落后且发展困难，农民贫困。一些石漠化地区“一方水土养不活一方人”，成为中国农村贫困面最广、贫困人口最多、贫困程度最深的地区之一。

旅游产业的发展往往以地区经济和地理环境为依托，强大的经济实力以及良好的地理环境会促进旅游产业的快速发展，而落后的经济以及恶劣的生态环境会制约旅游产业的发展。贵州喀斯特地区石漠化首先直接导致地理环境的脆弱性，进而间接制约经济的发展。

二、喀斯特旅游发展是石漠化治理的客观需要

旅游产业又被称为“无烟产业”或“绿色产业”，因为旅游产业的营销和利润的增长不是以资源或环境作为代价，旅游是一个具有经济功能又有资源环境保护功能的产业，把旅游开发作为石漠化治理中区域经济发展的重要途径和开发理念，有助于提高资源利用率，实现石漠化景观价值转变，增加居民收入及改善人居环境，从而获得社会效益、经济效益和生态效益的统一，而这种投入一产出方式正好符合治理石漠化的客观需要，为解决石漠化地区社会经济发展和生态环境改善具有重要意义。

1.经济发展的需要。旅游行业是一种关联度很强的行业，旅游与酒店住宿行业、饭店餐饮行业、客运交通行业以及旅游景区等很多行业密不可分。据有关专家分析，旅游业每直接收入1元，相关行业就可增收4.3元，旅游业每就业1人，就可为相关行业创造5个就业职位。因此，通过旅游资源的开发，人们在保护好当地生态的同时，可以进行无污染的旅游开发，改变当地经济发展的封闭模式，有助于贵州调整优化产业结构，提供就业机会，加快非农化和城镇化进程，扩大内需、拉动消费，使贵州经济融入全国经济的大环境。

2.环境保护的需要。石漠化的产生很大一部分原因就是由于人类不合理的开发利用自然资源造成的。贵州地处云贵高原东部，地形以山地为主，耕地面积稀少，粗放型经济为主，人们生活困难。为满足人口日益增长的需要，获得经济效益，人们过度的开采地下矿产资源并且毁林开荒，造成水土流失，森林面积锐减，植被被破坏，石漠化面积增大。为了严格控制并有效治理石漠化，发展旅游成为保护环境和治理石漠化的一种重要途径。

3.资源优化配置的需要。在石漠化地区引进旅游开发，不仅能有效利用闲置浪费的自然资源，实现自旅游资源进行优化配置，而且能从生态建设和社区可持续发展互利共进出发，优化农村产业结构，设计特定的环境保护和生态农业旅游活动让游客参与到生态保护及社区发展中来，促进石漠化地区生态修复，一方面为旅游发展提供了良好的生态环境，另—方面为石漠化治理作出了重大贡献。

总之，喀斯特旅游的开发和发展不仅给当地注入了新鲜的经济血液，也加强了当地居民對改善生态环境的意识，改变了人们只知道一贯索取自然资源的态度，最终使得人地矛盾得到和谐解决，并逐渐走入良性循环的发展状态，最重要的是取得了旅游发展与石漠化治理的双赢。

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三、旅游发展的制约条件以及石漠化治理的常规手段

（一）限制性因素

1.喀斯特旅游资源的开发基本上停留于商业价值层面。贵州省情欠发达欠开发，喀斯特旅游资源的开发也停留在商业价值的开发层面。为了进一步开发利用旅游资源，政府加大力度招商引资，许多景区的管理经营权掌握在开发商手中，而许多开发商只注重所创造的利润，而忽视對于生态环境的保护，例如在喀斯特洞穴中滥用灯光效果、肆意在景区中修公路以及房屋、超负荷地接待游客等。

2.旅游管理体系不够完善。旅游景区应该配有专业人员，并应按照相关法律法规和景区制度进行管理。许多景区放任游客随意踩踏景观植物、损毁形美的喀斯特石头，并且允许机动船只在湖泊河流中航行等，这些行为不但有损旅游景观的原生性，而且可能导致不可再生旅游资源的破坏。另外，政府的相关法律法规和景区管理制度也有待进一步完善。

3.喀斯特旅游资源的整合水平较低。贵州旅游资源主要以自然观光型为主，呈现出景区资源单一，发展独立，区域间缺乏互补及旅游资源的综合性。相同的旅游内容在多处旅游景点出现，这将导致景区为了自身利益而相互贬低、各自夸耀、相互排斥，甚至打“价格仗”，形成恶性竞争。从长远利益看，各旅游区应相互依托、相互补充、旅游市场和客源共享，实现区域间旅游资源的整合发展，才能获得最大效益。

（二）石漠化治理的常规手段

早在九五、十五期间政府已开展了一系列针對喀斯特地区石漠化综合治理的工作。为加快推进石漠化综合治理工作，“十一五”期间在贵州安排专项资金集中力量做好55个县（市、区）的试点工作，“十二五”国家规划全面推进石漠化综合治理，并加大了资金的投入，在全国选择100个示范县实施喀斯特石漠化综合治理试点，进一步探索石漠化治理经验和成效。贵州师范大学在石漠化治理方面作出了大量工作，并总结出了九大石漠化治理模式，主要有：石漠化综合治理与生态农业主导型、石漠化封山育林与生态修复型、石漠化人工造林与林产业主导型、石漠化草地建设与生态畜牧业主导型、石漠化水土保持与基本农田建设主导型、喀斯特水资源开发与灌溉农业主导型、农村能源建设与庭院经济主导型、喀斯特生态移民与自然恢复主导型、喀斯特旅游资源利用与生态旅游主导型等。

四、旅游发展与石漠化治理共赢模式的建立

在景观独特、类型多样，文化浓郁、保存完整的石漠化地区，按照产业结构优化、旅游开发与石漠化治理协调发展的思路，可以培植观赏林木，挖掘文化内涵、完善旅游设施，建立以“旅游生态经济”为核心的喀斯特资源利用与生态旅游导向型模式，促进景观资源利用、基础设施建设，推动旅游发展与民族文化保护，从而达到石漠化治理的效果。

1.共赢模式建立的基本条件

喀斯特地貌构成了石漠化形成的自然背景，独特的喀斯特形态是构成区域旅游景观的基本骨架和重要的自然资源。石漠化景观类型的多样性在一些地区由于地表地下独特结构，具有很好的组合形式，结合古朴浓郁、保存完整的少数民族风情，形成具有开发价值的旅游景区，为旅游业发展创造了基本条件。

2.共赢模式形成的理论依据

综合考虑石漠化地区自然资源、经济社会发展状况和石漠化程度等因素，以充分开发利用旅游资源和提升旅游价值为取向，转变和调整石漠化地区的产业结构，形成生态建设效益和经济社会发展相互促进的石漠化治理方式。對于那些拥有较好的自然旅游资源禀赋或生态文化积淀地的治理区，应加强生态恢复和重建，开发利用现有自然景观和文化资源，发展旅游资源及市场，通过旅游业的发展带动农民增收，减少农民對耕地的依赖，使石漠化地区农村经济结构得到合理调整，打造一条把石漠化治理与生态旅游相结合的特色旅游开发导向型石漠化综合治理模式。

3.共赢模式实现的技术路径

结合石漠化地区丰富的旅游资源，如洞穴、峡谷、石林等自然风景及多姿多彩的少数民族风情，可发展洞穴探险、峡谷漂流、民族风情等旅游项目，充分利用群众對旅游景区生态环境保护意识的契机，通过营造林草植被對旅游景区石漠化进行治理。在石漠化耕地上种植既有观赏价值又具有经济效益的经济林木；在石山和半石山土地上种植具有水土保持功能的常青乔、灌、草、藤、花等植物；在景区范围内种植桃、李、樱桃、藤蔓等观花。—方面保护了自然景观，另一方面又以自然生态景观促进旅游业发展，使产业结构得到调整，加快副产业的形成，提高群众经济收益，解决部分农村剩余劳动力的就业，减少對石漠化土地的过度依赖，从而形成良性生态恢复和产业发展循环。根据旅游规划原则，还需加大對旅游区设施设备的完善力度，改善交通条件，设立环保机制等，从而提高人们的生活质量。

以生态旅游为导向的石漠化综合治理模式，在拥有较好的自然旅游资源禀赋、独特的石漠化景观或生态文化积淀，尤其在有国家级或省级风景名胜区依托的石漠化地区都可以推入将旅游产业与生态环境建设有机结合起来，实现协调发展、整体优化，以谋求旅游产业发展效益最大化；同时旅游产业的发展又推动了区域第三产业发展，以此加快产业结构调整步伐，把石漠化治理同农村产业结构调整、地方经济发展、农民脱贫致富有机结合起来。

喀斯特石漠化的研究现状与存在的问题 第8篇

中国西南喀斯特山区的生态重建与农林牧业发展:研究现状与趋势

中国西南喀斯特地区生态环境脆弱,在人口增长和经济发展的压力下,让退化土地自然恢复的思路已不切实际,必须通过社会投入对退化土地进行生态重建.这种研究与国际喀斯特环境研究、土地利用/土地覆被变化、土地利用优化和景观生态学的.研究进展一致.进一步的研究需要解决生态重建的一系列科学问题.

作 者：蔡运龙 CAI Yun-long  作者单位：北京大学城市与环境学系,北京,100871 刊 名：资源科学  ISTIC PKU CSSCI英文刊名：RESOURCES SCIENCE 年，卷(期)：1999 21(5) 分类号：X144(67)(73)(74)(71) 关键词：西南喀斯特山区   土地退化   贫困   生态重建   农林牧业生产力  

喀斯特石漠化的研究现状与存在的问题 第9篇

喀斯特石漠化是在人的`干预下,喀斯特地区植被和土壤退化导致的结果.通过回顾国内外喀斯特石漠化研究情况,在分析喀斯特植被退化的自然因素和人为因素基础上,提出喀斯特石漠化植被恢复应该选择合适的树种、合适的造林方式和治理模式,分阶段人为促进封山育林,转移剩余劳动力,用可持续理论引导当地居民逐渐改变古老的生产和生活习惯.

作 者：司彬 何丙辉 姚小华 任华东 SI Bin HE Bing-hui YAO Xiao-hua REN Hua-dong 作者单位：司彬,SI Bin(西南大学,资源环境学院,重庆,400716;中国林科院,亚热带林业研究所,浙江,富阳,311400;国家林业局亚热带林木培育重点开发实验室,浙江,富阳,311400)

何丙辉,HE Bing-hui(西南大学,资源环境学院,重庆,400716)

姚小华,任华东,YAO Xiao-hua,REN Hua-dong(中国林科院,亚热带林业研究所,浙江,富阳,311400;国家林业局亚热带林木培育重点开发实验室,浙江,富阳,311400)

喀斯特石漠化的研究现状与存在的问题 第10篇

关键词 喀斯特；石漠化治理；中药材；选种

中图分类号：S567 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2016）06--02

对贵州地区喀斯特地貌进行实际考察并且查阅较多相关资料发现，我国西南地区多存在喀斯特石漠化情况，这对该地区的经济发展及生态治理等问题都造成了较大影响。经过相关研究人员对中药材种植与喀斯特石漠化地貌之间的关系进行研究发现，中药材的种植不但能够治理喀斯特石漠化环境，还能促进当地的经济发展，具有重要作用[1]。目前，西南地区中药材的种植选育存在一些问题，本文主要针对这些问题进行详细研究分析。

1 喀斯特石漠化治理适宜中药材树种选育原则

1.1 经济效益与生态环境相兼顾原则

喀斯特石漠化治理适宜中药材树种选育的首要原则是经济效益与生态效益兼顾。中药材树种的选育既能够为当地带来经济发展也能够对喀斯特石漠化环境起到治理的作用。要想保证中药材树种选育的经济效益，相关专业人员就要在树种种植之前考察中药材市场发展情况，其中包括中药材种类的需求情况、中药材种类的供应情况及同种中药材的市场竞争情况等各方面都要全面考察。经过考察研究分析后选取能够为当地带来经济效益的中药材树种，这样才能从根本上得到当地人群的支持与拥护。如果考察不合理，选取的中药材树种不能够为当地来带经济效益，迫于生计，当地人群还会将中药材树种的种植改为传统的农作物种植，这对喀斯特石漠化情况造成较大影响。对于中药材树种的选育除了带来经济效益的同时还要对喀斯特石漠化环境起到一定的保护治理的作用，要确保选取的树种具有多年生长性、能够最大程度地降低土壤翻耕的频率，选取果实、枝叶为药材的树种，不选取根部做药材的树种，降低中药材树种成熟后连根拔起，重新种植的概率[2]，保护缓解喀斯特石漠化情况。

1.2 适地适树原则

除了上述的原则以外，对于中药材树种选育还要保证适地适树原则。所谓适地适树就是在进行中药材树种选取的过程中充分考虑需要种植地区的气候问题、光照问题、环境问题及地质土壤问题等情况，要确保种植环境能够符合所选育中药材的生存习性，只有适宜的种植环境才能够保证所选育的中药材树种存活。同时，喀斯特石漠化环境是分等级的，不同等级的地域环境对于不同种类的中药材树种影响是不同的，喀斯特石漠化环境普遍都存在缺水少土的情况，中药材树种多选取抗冻耐寒的种类较好。

1.3 立体种植结构搭配原则

喀斯特地貌生态环境的治理需要设立立体种植结构，树种搭配的合理性有利于提高当地农户经济效益的同时，还能够最大程度地保护地区生态效益。根据多方考察研究发现，立体种植结构主要是由混交林与中药材树种相互配合种植，混交林其中包括乔木以及另外一项灌木。混交林的种植能将喀斯特地貌的土地利用率最大化，在此基础上还能够起到去除虫害的作用，為中药材的种植与生长提供良好条件。混交林的选取不是一成不变的，在种植前，要根据该地区中药材的品种、喀斯特地貌的具体地质环境及日光环境等各方面考虑，选取与中药材相适宜、能够相互配合共同生长的树种即可。

2 中药材治理喀斯特石漠化树种选育中存在的问题

虽然经过不同研究人员的实地考察研究分析发现，中药材树种的选育能够有效治理喀斯特石漠化环境，但是对于中药材树种的选取还存在一些问题，主要表现在以下几方面。

2.1 缺乏中药材树种适应性与价值性的认识

由于中药材种植农户对喀斯特石漠化地区环境及中药材种类、生存习性等方面了解较少，在中药材树种选育的过程中容易忽略中药材的适应性及价值性。中药材的种植能够对当地经济环境起到一定的促进作用，为农户带来一定的经济效益，越来越多的农户在选育中药材的过程中只注重经济利益，而不考虑树种的生存习性，导致树种的选育成活率低，对地域环境造成破坏。中药材的价值性体现在两方面，一方面是针对农户而言，另一方面是针对喀斯特石漠化环境而言。对于中药材树种的选取要两者兼顾，不能够只追求经济利益，也不能够只治理环境不考虑农户的生存需求。

2.2 缺乏良种选育和规范种植

由于喀斯特地貌环境具有一定的特殊性，不利于野生、经济价值较高的中药材树种种植。同时，由于当地农户缺乏专业人员的指导，很难将传统地道中药材变成人为种植的中药材。但为了追求较高的经济利益，农户经常挖取野生中药材进行尝试种植，较低的存活率，不但不能为农户带来经济收入，还会恶化喀斯特石漠化环境，在此基础上由于野生中药材常年被挖取，地道的珍惜药材资源流失严重。

2.3 生产加工不规范

除了上述的问题以外，还存在中药材生产加工不规范，阻碍中药材品种流通的问题。虽然我国在治理喀斯特地貌生态环境的过程中呼吁当地农户进行中药材树种的种植，且效果良好，种植农户越来越多、中药材树种越来越多，但却没有形成产业化的加工成产规模，大多数中药材种植农户均为散户，种植渠道单一、中药材产品流通渠道单一，这在很大程度上阻碍了该地区的经济发展。

3 中药材治理喀斯特石漠化树种选育中存在问题的解决对策

3.1 提高对中药材树种适应性与价值性的认识

提高对中药材树种适应性与价值性的认识，是解决中药材治理喀斯特石漠化树种选育种问题的关键手段。相关专家人员要对喀斯特石漠化地区的生态环境进行考察分析，针对该地区的土壤环境、水域环境、日光照射环境等各方面进行考虑。同时，要针对选育的中药材树种生存习性进行考虑，确保喀斯特石漠化环境与所选育的中药材树种之间存在一定的关联性，能够相互适应，在保护和改善喀斯特石漠化环境的情况下提高中药材树种的存活率[3]。根据喀斯特石漠化环境情况研究分析，当地的农户可以多种植火棘及具有一定经济价值并且易存活的仙人掌等。选取科学合理的中药材树种进行种植不但能够治理喀斯特石漠化环境，同时还能够为当地人群带来经济利益，达到双赢的局面。

3.2 加强野生中药材树种资源保护

近年来，由于喀斯特石漠化地区农户常年上山采挖珍惜中药材树种，造成我国大量珍惜中药材树种减少，甚至绝迹，对我国药材资源造成一定程度的破坏。针对这种情况，要从两方面入手。一方面，我国相关政府部门要根据喀斯特石漠化地区环境以及农户现实生存问题进行全面考虑，制定科学合理的地道珍惜中药材树种保護的相关法律法规，并且将法律法规予以落实，杜绝农户私自上山采挖行为，从根本上保护珍稀中药材资源，缓解石漠化情况。另一方面即为政府部门要聘请专业中药材选育种植专家，定期对农户开展讲座，提升农户的种植技术，提高中药材的成活率，达到农户经济效益最大化。

3.3 形成规范化生产加工模式

我国喀斯特地貌无论是中药材的种植还是中药材产品的流通等都不能够形成基地化有规模的生产模式。针对这一点，喀斯特石漠化地区相关政府部门要予以重视，要加强对中药材原材料质量的监管，并帮助农户形成规范化的中药材产品生产加工模式，从中药材树种的选取渠道、种植到中药材原材料产品的简单加工以及中药材成品的市场流通等，各个环节都需要予以全面监管，中药材产品质量是唯一的市场竞争力。相关部门要全面重视质量及监管的问题，并且农户在种植中药材的过程中要根据专家的讲解科学种植。同时，根据要求规范生产高质量中药材产品。在此基础上，政府部门可以申请喀斯特石漠化地区中药材原材料国家保护认定，并通过推广宣传的手段打造品牌，提高喀斯特石漠化地区中药材原材料的知名度，促进其产业链的发展，实现中药材种植农户经济收益最大化，并且促进生态环境的保护。

4 结语

喀斯特石漠化环境与中药材树种选育存在一定关联性，首先介绍了喀斯特石漠化与中药材树种选育的原则，其次详细分析了中药材治理喀斯特石漠化树种选育中存在的问题，最后提出解决对策。选择适宜的中药材树种进行种植不但能够为农户带来经济利益，同时还能够治理喀斯特石漠化环境，具有重要意义。

参考文献

[1]任笔墨，肖时珍.广西木论国家级自然保护区周边社区中药材种植的思考[J].桂林理工大学学报，2015（1）：174-180.

[2]吴楠，刘海，罗充，等.接骨木和贵州金丝桃生理生态特性与喀斯特环境适生性比较[J].湖北农业科学，2015（8）：1892-1896，1902.

[3]陈洪元.贵州喀斯特山区雨洪资源高效利用方法——以普定县陈家寨喀斯特石漠化示范区为例[J].贵州科学，2015，33（5）：22-26，64.

喀斯特石漠化地区肾蕨的光合特性 第11篇

关键词：石漠化;生态环境;修复;园艺花卉;肾蕨;光合速率;蒸腾速率;水分利用效率;初步研究

中图分类号： Q945.11 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）04-0341-03

收稿日期：2014-05-23

基金项目：国家科技支撑计划重大项目（编号：2011BAC09B01）;贵州省科技计划重大专项（编号：黔科合重大专项字[2014]6007号）;贵州省重大科技攻关专项（编号：黔科合重大专项字[2011]6009号）。

作者简介：池永宽（1988—），男，河北固安人，硕士研究生，主要研究方向为喀斯特草地生态建设与区域经济。E-mail：hebeichiyongkuan@163.com。

通信作者：熊康宁，教授，博士生导师，主要研究方向为石漠化综合治理、喀斯特地貌与洞穴研究。E-mail：xiongkn@163.com。

以贵州高原为中心的中国南方喀斯特地区达55万km2，是世界喀斯特分布面积最大、发育最强烈的地区，喀斯特环境与生态安全问题具有很强的典型性和代表性[1]。喀斯特石漠化是指在亚热带脆弱的喀斯特环境背景下，受人类不合理社会经济活动的干扰破坏，造成土壤严重侵蚀，基岩裸露，土地生产力下降，地表出现类似荒漠的土地退化过程[2]。石漠化不仅破坏生态环境，使土地生产力衰减，而且严重影响农、林、牧业生产，甚至危及到人类生存，是制约中国西南地区可持续发展最严重的生态地质环境问题[3]。研究该地区植物光合生理特性，探讨石山植物对环境的适应能力，对恢复喀斯特山区退化的植被生态系统有着重要意义[4]。肾蕨为骨碎补科肾蕨属多年生草本植物，是一种西南喀斯特地区常见的蕨类植物。自然条件下，肾蕨的生长方式有地生型和附生型2种类型，前者一般都生长在林下、溪边等潮湿半阴的环境中;而附生类型则附着生长于树干上或石隙中，依靠吸收空气中的水分、养分来生长[5]。光合作用是植物生长发育的基础，而光照可以提供植物同化力形成所需要的能量，活化参与光合作用的关键酶，促进气孔开放，一般认为，光照可以通过调节植物光合机构的组成与光合酶的含量调节植物的光合速率[6]。在自然状态下，结合环境因子测定该物种的光合作用更能直接反映该植物种的光合生理过程[7]。光合特征参数的变化在很大程度上能够代表植物对环境因子的适应性反应[8]。

经过查询相关文献资料，在喀斯特石漠化这个特殊背景下研究肾蕨光合特性的文献报道几乎没有，因此本试验选取喀斯特石漠化治理区野生肾蕨为研究对象，通过研究肾蕨光合日动态变化，为石漠化治理选择适生植物提供依据，为科学开发利用提供指导。研究肾蕨在石漠化地区的光合特性不仅对石漠化生境恢复具有重要指导意义，而且有着巨大的园艺花卉经济潜力[9]。

1 材料与方法

1.1 试验区自然概况

试验在贵州毕节撒拉溪国家“十二五”石漠化综合治理示范区（105°02′01″～105°08′09″E，27°11′36″～27°16′51″N）的朝营村进行。试验区属于典型的喀斯特高原山地轻中度石漠化地区，平均海拔1 600 m，主要是高中山地貌类型，基岩裸露面积大，水土流失严重。主要土壤类型为黄壤，pH值6.7左右。耕地多分布于坡面上、台地和山间谷地，形成环山梯地和沟谷坝地。旱土耕层浅薄、肥力较低。该区属亚热带季风湿润气候，冬春旱，夏季涝，年均气温12 ℃，无霜期 245 d，年均日照时数1 360 h，多年平均降水量 984.4 mm，降水季节分布不均匀，80%以上的降水集中在6—9月的雨季，且降水多由岩隙渗入地下，区域内生活及农业用水困难。原始植被以青冈（Cyclobalanopsis glauca）、火棘（Pyracantha fortuneana）、杜鹃（Rhododendron simsii）等藤刺灌丛为主，局部山坡和居民地四周分布零星的云南松（Pinus yunnanensis）[10-11]。石漠化综合治理以来陡坡、水土流失严重的地块都进行了退耕还林还草工程，退耕地植被以人工牧草为主。

1.2 试验材料与研究方法

试验材料为野生肾蕨，生长在森林迹地上。田间光合试验测定于2014年4月晴天进行，在08：00—18：00时段内，取中间时段基准，每隔2 h测定1次，随机选取3株，选取肾蕨完整成熟叶片进行试验。光合测定仪器采用英国ADC Bioscientific公司生产的Lcpro+便携式光合测定仪，使用红蓝光源叶室测定叶片瞬时光合速率等指标。主要测定指标包括净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、细胞间CO2浓度（Ci）、大气温度（T）、光合有效辐射（PAR）、大气压（P）。采用SPSS 20和Excel 2007进行数据统计分析与绘图。水分利用效率WUE（μmol/mmol）=Pn/Tr，反映牧草CO2光合同化作用和蒸腾水分消耗的关系。

2 结果与分析

2.1 大气参数日变化特征

试验日主要大气因子日变化如下：PAR在08：00—18：00期间的变化范围为361.25～2 250.14 μmol/（m2·s），试验地位于山体顶部接受太阳光辐射时间较早，08：00左右为98950 μmol/（m2·s），12：00达到峰值，为 2 250.14 μmol/（m2·s），一天中最低值均出现在18：00，为361.25 μmol/（m2·s）（图1），PAR日均值1 517.30±716.42 μmol/（m2·s）。因无遮阴影响，T主要受PAR影响，其变化范围在22.67～40.10 ℃之间，07：00左右最低，为2267 ℃，此后由于PAR的迅速增加而上升较快，到14：00左右达到最高值40.10 ℃，19：00下降到27.94 ℃（图2），T日均值为28.40 ℃。表1为肾蕨Pn、Tr、WUE、Gs及Ci的日均值。

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表1 肾蕨Pn、Tr、WUE、Gs及Ci的日均值（平均值±标准偏差）

物种 净光合速率

[ μmol/（m2·s）] 蒸腾速率

[mmol/（m2·s）] 水分利用效率

（μmol/mmol） 气孔导度

[mol/（m2·s）] 细胞间CO2浓度

（μmol/mol）

肾蕨 6.54±2.49 5.49±2.48 1.29±0.64 0.15±0.05 263.42±35.02

2.2 净光合速率（Pn）和蒸腾速率（Tr）日变化特征

肾蕨日均净光合速率Pn值为6.54 μmol/（m2·s）。由图3可知，肾蕨的Pn日变化曲线最大值出现在10：00，为 814 μmol/（m2·s），最低值出现在18：00，为1.57 μmol/（m2·s）。Pn的日变化曲线在08：00—16：00保持较平稳的状态，变化幅度在6.99～7.08 μmol/（m2·s）之间，峰值较不明显，但在16：00—18：00期间受光照辐射影响Pn值变化较大，由708 μmol/（m2·s）很短的时间内下降到1.57 μmol/（m2·s），未出現光合“午休”现象。Pn与PAR显著相关，PAR是影响肾蕨净光合速率的限制性因素。

肾蕨日均蒸腾速率Tr值为5.49 mmol/（m2·s）。肾蕨的Pn日变化曲线为“单峰”型（图4），不存在蒸腾“午休”现象。峰值出现在下午14：00，为7.48 mmol/（m2·s），和Pn值一样最低值出现在18：00，为1.95 mmol/（m2·s）。08：00和18：00 Pn值较低，在10：00—16：00之间变化较为平缓，峰值相对不明显，在16：00—18：00期间同Pn一致，受PAR影响，Tr值变化较大，由7.08 mmol/（m2·s）很短的时间内下降到 1.95 mmol/（m2·s）。16：00Pn值同Tr值相等。

2.3 水分利用效率（WUE）日变化特征

水分利用效率（WUE）是指植物消耗单位水分所生产同化物质的量[12]。肾蕨的WUE日均值为1.29 μmol/mmol，WUE曲线近似“L”形（图5），在08：00有最大值 2.56 μmol/mmol，最低值出现在18：00，为0.80 μmol/mmol。除在08：00时WUE超过2 μmol/mmol之外，其余时间WUE曲线较为平缓，变化在0.80～1.27 μmol/mmol之间。WUE与PAR极显著相关。

2.4 气孔导度（Gs）与细胞间CO2浓度（Ci）日变化特征

肾蕨的Gs日变化曲线呈现出递减趋势（图6），日均值为0.15 mol/（m2·s）。Gs曲线峰值出现在08：00，为0.22 mol/（m2·s），此后10：00—18：00之间Gs逐渐下降，10：00—16：00之间变化不明显，变化幅度不超过 0.1 mol/（m2·s）。

肾蕨的Ci日变化曲线呈现“U”形，日均值为 263.42 μmol/mol（图7），在08：00时Ci较高，为 293.33 μmol/mol，此后缓慢下降，在12：00出现谷值，为

230.71 μmol/mol，然后缓慢上升，在18：00达到最大值 316.75 μmol/mol。Tr和Ci呈现极显著相关性。

2.5 净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）与各因子相关性分析

由表2可知，PAR与肾蕨的Pn呈显著正相关，说明PAR是影响植物Pn的重要因子;可能受环境因素和植物趋同适应性影响，肾蕨的Pn与其他因子相关性不显著;PAR、T是Tr的限制性因素，呈现极显著相关性，和Ci极显著负相关。

表2 肾蕨净光合速率、蒸腾速率与各因子之间相关性分析

指标

相关系数

PAR T P Ci Gs Tr

Pn 0.858* 0.459 0.751 -0.777 0.707 0.750

Tr 0.946* * 0.930* * 0.611 -0.974* * 0.082

注：*表示在0.05水平显著相关，* *表示在0.01水平极显著相关。

3 结论与讨论

植物的光合生理特性与其长期生长的环境密切相关，植物可以通过改变代谢来适应环境，在长期进化过程中形成适应环境的光合特性，以保证其正常生长、发育、繁殖[13]。植物净光合速率的大小决定着物质积累能力的高低，在一定程度上也决定着植物生长的快慢，植物生长的快慢是其在群落中占领空间取得优势的重要条件[14]。由于地理因素及肾蕨对环境的适应性，其光照饱和点并不在300～500 μmol/（m2·s）之间，而是显著高于500 μmol/（m2·s），并未体现明显的阴生植物的饱和强度。受不同地理环境的影响肾蕨的净光合速率表现出不同的日变化特点[6，9，15]，其对环境的适应性在其中起到重要作用。本研究中净光合速率与PAR显著相关，与其他因素相关性不大，说明有效辐射光合强度是其主要限制性因素。肾蕨在石漠化地区并没有表现出双峰型的净光合速率日变化，而是表现出日变化曲线较为平缓的态势，说明其受光、温度抑制现象不显著。肾蕨对光适应的生态幅较宽，这将会有利于其生长、繁殖扩散，进而在群落中取得优势地位[9]。

蒸腾速率是植物水分运营强弱的重要标志。一般净光合速率与蒸腾速率相关性很高，因为光合产物的生成需要水分以及通过水分运载的矿物质营养成分的不断供应[16]。本研究中肾蕨的净光合速率曲线与蒸腾速率曲线差异较大，表明二者相关性不显著。肾蕨的蒸腾速率最大值出现在14：00，说明其蒸腾速率与光合有效辐射相关性极显著，并未受光合有效辐射影响而导致光合午休现象，这与其他地区研究有所差异。此外，蒸腾速率还与温度呈现极显著相关性，随着温度升高，蒸腾速率也随之上升，高温也不是抑制蒸腾速率的原因。蒸腾速率与细胞间CO2浓度极显著负相关，蒸腾速率越高细胞间CO2浓度越低，此时细胞内CO2大量被用于光合作用。一般情况下在中午受光照和温度影响蒸腾速率会受到抑制，但本研究中却不明显，研究也从此说明在石漠化地区肾蕨调控水分能力与其他地区存在很大差异。

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植物的水分效率主要取决于净光合速率与蒸腾速率，受植物组织结构特征影响，也与环境及土壤水分等因子密切相关[17-19]。肾蕨在08：00时净光合速率很高，蒸腾速率较低，随着光合有效辐射值的增加达到最大水分利用效率。此后光合速率和蒸腾速率较为接近，导致水分利用效率较低。较低的水分利用效率是肾蕨在石漠化地区生长的主要限制性因素，也是其在特别干燥地区的难以生长发育原因。细胞间CO2浓度和气孔导率一般情况下是净光合速率和蒸腾速率的限制性因子，但在石漠化地区细胞间CO2浓度并未对肾蕨净光合速率表现出很强的限制性，相关性分析也表现出相关性不是特别明显，但是对蒸腾速率却表现出极显著的负相关性。同时，气孔导度对净光合速率和蒸腾速率表现出的相关性不明显，不同于其他地区。

本试验同已往试验对比得出，肾蕨在不同地区的光合日变化特性表现出不同的趋势。地理环境因素不同可能是导致肾蕨产生机体适应性的主要原因。肾蕨在石漠化地区生理生态特性研究，对石漠化生态环境恢复、水土流失防护机理、生态环境变化响应机制研究有重要意义。此外，肾蕨作为一种重要园林观赏植物和药用植物，具有重要开发前景和潜在市场，对石漠化地区扶贫攻坚具有重要辅助作用。因此，肾蕨在石漠化地区的光合生理特性还需要进一步研究。

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