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岩溶山区土壤形成机制与石山改造利用
原载《中国岩溶》 1997年第16卷 第4期 P393-396
【摘 要】本文讨论分析了石灰岩山区土壤形成的机制,提出石灰岩山区土壤并非由石灰岩形成的观点,并对石灰岩山区提出分类保护、开发利用和改造的意见。
【关键词】岩溶山区 土壤形成机制 石山改造利用
社会经济可持续发展的关键是土地资源的可持续利用,实质上就是保证有足够的农业用地及其可持续利用。岩溶山区长期贫困的根本原因就是在于土地土壤的不足,甚至土地土壤奇缺,农业土地资源可持续利用受制约而造成的。岩溶地区的土壤是怎样形成的?这一地区能否改造利用和怎样改造利用?长期以来众说纷纭。本文就这些问题进行讨论,主要目的是如何解决这类山区的贫困问题,也涉及岩溶山区土壤形成的学术问题。
一、岩溶山区土壤形成机制
长期以来,土壤学家都把岩溶地区的土壤称之为石灰土,并且认为石灰岩是其成土母岩[12]。作者认为;“石灰土”并非由石灰岩风化形成,理由是:(1)土壤的固体成分是构成土壤的基本物质,其中,土壤矿物质占土壤固体物质的85%~95%以上,其它为有机质等。土壤矿物质分原生矿物和次生矿物两类。原生矿物是土壤主要的机械组成,主要有长石类、石英等矿物以及硫化物和磷酸盐等。土壤中的次生矿物主要有各种盐类、次生云母和似云母矿物、高岭土、硅、铝、铁、锰等的水氧化物、次生粘土矿物和由生物作用形成的次生矿物等。石灰岩的主要成分则是CaCO3,但是在岩溶地区中,并未见主要由CaCO3组成的土壤。土壤次生矿物中虽然也有由CaCO3、CaO之类的矿物存在,但其含量极少,多为土壤机械组成物质的化学附着物,不是土体的主要组成部分,并且钙盐或含钙氧化物多来自钙长石、辉石和磷灰石类等。在岩溶地区虽也有一些泥灰岩常间杂分布于石灰岩之间,含有30%~50%的粘土,其中的粘土物质有可能形成土壤母质,但是由它形成土壤的数量也非常有限。(2)在亚热带和热带岩溶地区,由可溶岩形成风化物,再形成土壤也非常困难。因为这类岩石的物理风化过程进行十分缓慢,由它形成的岩石碎屑极少。而且由于气候炎热,雨量充沛、水循环十分迅速,水流对石灰岩的冲刷和溶蚀快,除了在一些石隙、石洞等特殊小环境外,石灰岩地表即使有由物理风化形成的岩石碎屑也会很快地被雨水和地表径流冲走,不可能容留石灰岩风化残积缓慢地进行生物一化学作用而形成土壤。由此可以得出结论;岩溶地区的主要成土母岩并非石灰岩,而是与石灰岩相间分布的砂叶岩、泥岩或泥灰岩中的泥质等非溶性岩石,这些岩石的风化物再经生物一化学作用而形成土壤。岩溶地区的部分土壤因受石灰岩风化作用溶解的Ca(HCO3)2渗入,吸附了大量碳酸钙和氧化铁,从而使土壤含较多的钙离子和氧化铁,使土壤pH值呈碱性,土体呈红色。通过土壤采样分析可知,在地形较高部位及含石灰岩水溶物的流水影响不到的其它地区的土壤,由于长期受淋溶作用而使之呈酸性。为此,我们认为在岩溶地区不应存在土壤分类中的所谓酸性石灰土和碱性石灰土,而是一般的酸性土和碱性土。从岩溶地区土壤形成机制中也可以得出结论,岩溶地(山)区土壤不足甚至土壤奇缺是“先天性”的地质环境造成的,而且随着时间的推移,由于水土流失的不断进行,土壤还将会越来越减少,生态环境也将越加恶化,这是岩溶地区土地改造和利用较困难的根本原因。
二、岩溶山区类型划分
岩溶山区在我国分布广泛,但主要集中在我国西南地区的云南、贵州、四川、广西以及广东省西北部和湖南省西部地区,土地面积约50多万平方公里,居住着一亿多人口,其中,大部分是贫困人口。解决我国岩溶地区人民脱贫是我国扶贫“攻坚”的主要任务之一。由于我国岩溶山区分布广,故地域自然条件差异较大。有些地区自然条件较好,自然资源较为丰富;有些地区自然条件十分恶劣,自然资源极端贫乏。因此必须对岩溶山区进行分类和分类治理、开发。从1983年至1989年的中国南方山区综合科学考察中,作者曾根据岩溶山区地貌、土壤和水文等有关要素,划分出3个类型,即峰丛峰林岩溶山区、丘陵岩溶山区和准平原化岩溶区。当时对这类山区的分类基本上只是根据实际情况进行定性分类,但事实上也可以用土壤覆盖率、土地可垦率等定量指标进行较为准确的类型划分。根据广东省岩溶山区的实际情况划分的岩溶山区类型[34]如下:
(一)峰丛峰林岩溶山区
基岩主要为石灰岩组成,砂叶岩等较少。地貌类型以峰林或峰丛洼地为主,地表石头裸露,土壤覆盖度少于30%,土地可垦率不足10%,耕地中没有水田或极少有水田存在。水源奇缺,旱季缺乏饮用水,也缺乏修建山塘水库蓄水工程的地质条件。
这类山区以从事农业利用来开发十分困难,并且越是开发利用,水土流失越严重,生态环境也将越恶化。
(二)丘陵岩溶山区
由石灰岩及不可溶的砂叶岩等基岩共同构成的山区。地貌类型为丘陵、山地,但有沟谷或小盆地相间分布。地表土壤覆盖度达30%一70%,土地可垦率高于10%,并且有一定数量比例的水田。沟谷盆地有河流、池塘或小湖泊存在。水源足以灌溉水田,一般旱季饮用水也不十分困难。
这类山区可以进行生态环境的改造,但农业利用效益不高,土地人口承载力也较低。
(三)准平原化岩溶区
由不可溶和部分可溶岩基岩构成,地貌类型以盆、谷地为主,间有岩溶丘陵、山地或峰丛残丘分布,但多数为非可溶岩“土丘”或“土山”。地表土壤覆盖度在50%~70%以上,土地可垦率在15%以上,其中有40%~60%以上的耕地为水田。地表河流、池塘长年有水,水量正常,水田有较充足的灌溉水源。
这类岩溶区较易改造利用,具有开发潜力。
三、岩溶山区的治理开发途径
一般而言,一个地区可供开发利用的自然资源主要有土地、水、生物、矿产及旅游等资源,但是以土地资源为基础的农业自然资源的开发是最根本的开发。在岩溶地区,除部分山区有矿产资源和旅游资源可供开发外,一般都是以土地资源和水资源为主进行开发利用而已,然而,由于其山区类型的不同,在治理、开发途径和措施上也有所不同。
(一)峰丛峰林岩溶山区的治理和开发
峰丛峰林岩溶山区分布面积不大,约占岩溶山区面积的10%一20%。这类山区可垦地不多,耕地少,故土地人口承载力低。其土地人口承载力仅40~60人/km2,而且由于自然环境十分恶劣,连饮用水也难以解决,生活条件极差,因此,即使人口密度在土地人口承载力范围之内,人们也只能解决温饱而已。这类山区是我国最贫瘠的山区之一。
对于这类山区,自80年代初进行的全国土地资源调查时,我们便明确提出应采取外迁人口的断然措施,才能彻底解决其贫困的问题。但是,由于人们的认识观念以及各种实际的困难制约难以克服而未实行,直至1993年广东省清远市政府才首先对此付之实施。自1993年至1995年底,清远市政府从峰丛峰林岩溶山区共移出了30193农户,人口142073人,在非岩溶地区新建了两个移民管理区、177个移民安置点,286个移民新村。两、三年来,大多数的移民已走上脱贫致富之路。例如英德市岩背德岗村的48户187人,于1995年初迁至湾仔村,仅半年时间总收入便达152万元,人均收入达769元,人均收入稻谷260kg,等于在原住地几年收入的总和。清新县白湾镇迁往山塘镇草塘中心村的48户260人口,不仅解决了温饱,而且建了新房,大多数村民都过上了较好的生活,达到脱贫的目的。
人口迁移是脱贫的一种途经,但对于已外迁人口的石灰岩地区,仍须加以改造利用,可实行造林、护林措施,并保护好植被和野生动物资源,创造条件建立自然保护区国家森林公园,发展旅游业,使这些地区成为生态建设区和风景区。
(二)丘陵岩溶山区的治理和开发
丘陵岩溶山区是分布较广的岩溶山区,分布面积约占岩溶山区的70%~80%以上。这类山区有一定面积的耕地,其中,有较多的水田,土地人口承载力可达100~200人/km2,也有一定数量的自然资源,土地也尚有开发潜力,因此,这类山区可以进行治理和开发。主要措施是:
(1)发展生态林,保护好植被,改善自然生态环境;
(2)在造林持水的同时,配合修建蓄水工程,储蓄水源;
(3)采用新技术,发展节水农业;
(4)发展经济林、果林、药材等农业商品生产,同时发展鸡、兔、羊等畜牧业,并开发利用好矿产、旅游、水力等其它自然资源;
(5)积极发展农副产品加工业和乡镇企业。
为促进资源开发和经济发展,应扶持好山区发展交通,通讯、供电、供水等基础设施,并办好教育,普及农业科技等,提高人民文化科技素质。
但是,这类山区毕竟土地质量不高,农业生产开发潜力有限,土地人口承载力也不高,因此,应在严格控制人口增长的同时,适当外迁部分人口,减少土地的人口负荷。这类山区必须待实现农村城市化之时,才能真正脱贫奔小康,因此应采取积极措施,促进农村的现代化和城市化的建设。
(三)准平原化岩溶区的治理和开发
准平原化岩溶区自然条件较好,土地资源开发潜力较大,可以和一般农业地区一样进行开发。这类地区由于多靠近城镇,或交通较方便,可在保护好自然环境和风景资源的基础上,进行石灰岩建材的开发。
参考文献
1. 中国南方山区综合科学考察队.中国亚热带东部丘陵山区水土流失与防治.科学出版社,1989
2. 林美莹,邹国础。广东山区土壤.广东科技出版社,1991:47~50
3. 陈朝辉.广东省土地资源.广东科技出版社,1991
4. 陈朝辉.韶关市大农业合理结构和商品基地布局研究,《广东省韶关市综合科学考察报告集》.广东科技出版社,1987
MECHANISM OF SOIL FORMATION .IN KARST
MOUNTAINS AND TRANSFORMATION AND
UTILIZATION OF STONE MOUNTAINS
Chen Chaohui Fang Guoxiang
(Guangzhou Institute of Geography, Guangzhou, 510070)
Abstract
One of the keys to sustainable development of society and economy is continued utilization of land resources. The basic reason of long-term poverty in karst mountains is that there is less soil on land, even no soil at all, so the farmland can not be used year in year out. How the soil is formed in karst region? Can be reclaimed the land and how to reform and use the land in karst mountains? In the paper, we will discuss how to solve these problems including the classification, conservation, development, utilization and trasformation of karst mountains.
Key words Karst mountains Soil formation mechanism Rock mountain transformation and utilization
*本文作者:陈朝辉、方国祥。
该文为1997年4月25~27日在广西荔浦召开的“中国岩溶山区开发学术讨论会”上的发言稿。