发布时间:2025-01-21 22:03:18
岩溶水流域的分水岭地段,是峰林、峰丛发育的地下水补给区和峰林谷地向峰林平原过渡的地下水径流区。就岩溶含水介质条件来看,具有水流循环交替迅速、资源分布不均一的特征,提高地下水资源的供水功能,必须增强水循环系统的调蓄功能,改变岩溶山地补给区降水快速下渗、形成径流快速排泄的状况。研究表明,当前该地区植被衰退十分严重,原始植被已全部为次生植被所代替,次生植被则大部分为草丛,相当面积已变为裸岩地。现有少数森林几乎全部为人工林,无论天然植被还是人工植被,旱生性状均十分明显。逆演替已由中草草丛向低草草丛退化,土壤湿度条件日趋恶化。森林植被涵养水分的功能已完全消失。因此,岩溶水流域分水岭地区的水资源的有效利用与防旱治旱,总体应以加强水循环过程的调控为主,采取生物工程、地表蓄水工程方法调控地下水的循环转化,有效开发地下水的方式,建立水源生态环境建设—水资源调蓄—节水利用—产业结构调整相结合,即采取水源区生态重建、引、提水、水源蓄积与水产养殖、节水灌溉与发展高效农业的综合治旱模式(图版Ⅶ)。如图所示,根据小平阳示范区的资源环境特点,开展了该类型岩溶平原区的综合治旱技术示范,建立模式的核心应用技术主要包括如下方面。
(一)水源生态环境重建
自然封育和人工造林是岩溶山地植被恢复的基本途径。就目前大多数岩溶山地来说,由于受自然和社会经济等条件的限制,自然封育仍是其植被恢复运用最为广泛的基本途径。小平阳地处桂中盆地的中心地带,一方面由于人为破坏频繁而导致绝大部分山地植被退化十分严重,森林覆盖率低,其现存的自然植被主要为草丛和灌草丛等低矮型植被,已丧失了基本的环境调节功能;另一方面,该地气候条件较为优越,植物种类丰富,立地类型多样,有着极为有利植被恢复的自然和社会经济条件。
研究表明,裸露石山环境的表层岩溶带对岩溶水的调蓄功能较弱,只有提高表层岩溶带的森林覆盖率才能增加表层岩溶水的调蓄功能,随着森林植被的恢复,地衣、藻类和苔藓等低等植物,在岩溶生态系统中对水资源的调蓄将起到重要的作用。已有试验成果显示:从饱和吸水状态经蒸发失水至恒重,藻类生物岩样失水量是相应岩石的16.3倍,时间也延长48%,主动吸水时,吸水量是相应岩石的2.6倍,时间也延长57%,而持水量为相应岩石的17.6倍。除森林和低等植物外,枯枝落叶层也是重要的蓄水介质,同时也是生态系统内部水分的主要调节者,也具有延缓地表径流时间和强度的功能。
在示范区,对分水岭和平原中的峰丛、峰林石山进行封山育林或营造人工生态经济林,是改善水源生态环境的主要措施,观测结果表明自然封育对增加植被高度和群落层次、改变植物种类组成以及改善小环境等方面起到一定的作用,这种作用随封育时间的增加而愈加明显。经调查乔木幼林区自然封育已达20年,尽管1985年遭受全面砍伐已基本退化至灌丛,但由于其所处位置特殊而得到及时的封育和保护,现已基本恢复至乔木幼林阶段,群落高度和总盖度分别达6 m和95%,其中乔木层盖度40%。乔木层中除山胶木为常绿树种外,其他均为落叶树种,其中猫尾木的数量最多,石岩枫次之,两者株数分别达到5株和4株。猫尾木和网脉紫薇(1株)共同占据了群落的最上层,两者胸径最大值分别达到11.52 cm和13.05 cm。除观测样方内的树种外,该区乔木层树种还有圆叶乌桕、黄连木、铁屎米、野梨、朴树和油甘果等。灌木层盖度高达80%,主要种类有灌木植物红背山麻杆、石山花椒和石山巴豆等,乔木幼树主要有黄连木、山胶木、铁屎米和油甘果等。草本层盖度较小,仅为15%。从整个群落的结构和物种组成来看,乔木幼林区正处于极不稳定的演替阶段,随着自然封育的继续,它将会逐渐演替为落叶阔叶林或常绿落叶阔叶混交林。
灌草丛区和樵牧区(对照区)的群落外貌均为灌草丛,与乔木幼林区存在较大差别,两者群落高度分别为2.2 m和1.6 m,整个群落仅包括灌木层和草本层。尽管如此,比较两者的调查结果可以发现,短时间的自然封育也会使其植物群落发生一些比较明显的变化,这些变化包括群落高度和种类组成等方面。由于人为干扰仍在继续,对照区的植被总盖度虽然高达95%,但其群落高度仅为1.6 m,大部分种类生长较差,以草本植物为优势,其盖度和种类数量要略高(多)于灌木植物;灌草丛区的群落高度达2.2 m,比对照区增加了约40%,已由原来草本植物占优势转变为灌木植物占优势,大部分种类生长良好。在灌草丛中,灌木层的盖度和种类数量要明显高(多)于草本层,其中灌木层种类达19种,比对照区增加了8种,增幅达73%,相反,草本层植物仅有7种,下降幅度达42%。这对于促进该区域的植被向乔木幼林演替和实现植被的最终恢复具有非常重要的意义,因为惟有木本种类尤其是乔木种类增加,灌草丛才有可能发生质的或者根本性的变化。因此,自然封育对小平阳山地的影响和作用主要体现在增加群落高度、改变群落结构和种类组成等方面,特别是自然封育有利于增加乔木种类和数量,这对促进现存植被演替和恢复均具有非常重要的意义。
人工造林,由于山地的立地条件在不同山地或不同坡位之间差异较大,因而人工造林也因树种和造林地而收到不同的效果。据野外观察,村边及山坡中下部的人工林长势较好,而位于山坡中部以上的人工林长势则较差。人工林中的自然植物种类主要是桃金娘、芒萁、金樱子、黄荆条、野牡丹和扫把枝等一些耐干瘠的灌草指示植物。
由上所述,示范区地处亚热带,水热作用活跃,植物生长迅速,生态系统自我恢复能力很强。通过封育,岩溶山地的植被已呈现良性演化趋势,在15~20年的封育区段,已基本恢复至乔木幼林阶段,群落高度和总盖度分别达6 m和95%,显示以森林为主体的植物群落将得到初步恢复,涵养水源的作用不断增强,有利于调蓄降水入渗和循环调节,地下水的动态变化趋缓。
(二)地下水开发、调蓄与水产养殖
在峰丛、峰林山地区周围的平原上由于接受上游补给区侧向径流和平原本身降水的双重补给,山前地带地下水资源相对集中,在地貌、岩溶和构造组合条件有利的部位形成地下水富水地段,采取钻井取水。同时在山前坡丘间或岩溶谷地的低洼地地段,选择有利部位筑坝、修建蓄水山塘,积蓄山地坡面流和山区表层岩溶带的季节性排水,拦截地表径流,蓄水防旱。通过修整和防渗处理,并钻井抽取地下水,保障山塘水源补给,开发山塘水产养殖功能,充分发挥山塘的蓄水抗旱与经济生产效益。
在小平阳示范区的刘村核心示范片,2001年可用于养殖的山塘面积180亩,通过项目实施,2005年水产养殖面积增加330亩。2002年建成刘村1口机井,出水量达100m3/h,配套修建输水管1 750m,调蓄水池1个,为莲花塘等8个主要养殖山塘提供补充水源,同时保障310亩的“望天田”能种上了双季稻。其中莲花塘原有水面积80亩,水深平均75 cm左右,蓄水约4×104m3,通过筑坝、开挖和防渗,建坝320m,防渗约7 000m2,挖土约20 000m3,扩大养殖面积达150亩,水深平均1.5 m,蓄水量可达15×104m3。不仅增强了山塘的水产养殖功能,而且调蓄水资源的能力增大了2.75倍,提高了防旱抗旱能力。2004年水产总量达250 t,同时在山塘边新建200头的养猪场和2 000羽养鸡、养鹅场各一个,建立杂交柑示范果园50亩,取得了显著的经济生产和综合治旱技术示范效益。
(三)岩溶平原区防洪排涝和引水调蓄
峰林山地至岩溶平原区过渡地带,由于地势低洼,雨季地下水位一般上升到地表,产生洪涝灾害,淹没农田;而旱季地下水位又迅速下降,造成干旱缺水。在山前开挖排洪引水沟,将山地洪水和季节泉洪水汇集引入山前山塘,蓄积水源,从而既解决防洪排涝问题,又解决山塘补给水源不足的问题。在刘村南修建550m排洪引水渠,使下游250亩低洼旱地免受洪水淹没,为近40亩水面的山塘引进充足水源,保障山塘养殖开发。
(四)产业结构和用地结构调整,发展节水旱地农业
岩溶平原区土地资源丰富,开垦耕种面积率高,旱地比例大,在粮食作物种植面和产量稳定的情况下,粮食生产满足人口需求,大量的作物秸秆和余粮为发展养殖业提供了物质基础。如刘村示范片,除了结合水资源调蓄进行水产养殖外,引进了2元杂种猪、良种鹅、鸡的养殖,建立养殖示范场,养殖业的生产率年平均增长12.58%,2005年养殖业收入达到农林牧渔业增产值的45.36%。同时发展节水旱地农业,果园用地增加420亩,经济作物用地增加1 500亩。在实现人均有粮350kg的同时人均纯收入达到2 626元。
(五)加强沼气池建设,合理利用生物能源,防止植被破坏,提高农业效益
岩溶平原区农村沼气综合利用是支撑农民增加收入、建设生物资源利用与生态良性循环机制,解决农民生活用能、缓解农村燃料短缺矛盾,防止水源涵养林破坏,保障岩溶生态恢复和保护农村生态环境的重要示范工程之一。结合产业结构调整,发展养殖业、经济果林种植,推广沼气建设。刘村示范片新建沼气池94户,占建新居农户和有修建条件老住户的85%,同时进行改厕、改水、改圈,改善民居卫生环境。沼气池的使用为农户提供50%以上的燃料,据测算每户节省薪材约2 500kg/a,节约劳动力人工40个,产出水肥18 t、渣肥6~7 t。沼气液、渣不仅是优质有机肥料,沼气液还是良好的鱼饲料。综合开发沼气产物的利用技术和与其关联的养殖、果蔬无公害种植技术,是调整农村能源结构、解决农民生活用能的能源工程,也是巩固水源涵养林封育成果、保护生态恢复和生态环境重建重要的基础工程。同时推进了农业产业结构调整、促进畜牧业发展、农业增效和农民增收,并有利于改善农村环境卫生,提高农民生活质量。