作者:王晨绯 来源:中国科学报 发布时间:2014-8-11 8:30:48
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普定站:喀斯特之“眼”

 

石漠化与贫困“孪生”。我国南方喀斯特山区涵盖了3个国家级扶贫开发攻坚主战场:乌蒙山区、武陵山区和滇桂黔石漠化片区。

无论是“山穷”导致“水尽”,亦或“水尽”导致“山穷”,喀斯特山区百姓因“水渴”造成贫困是一个不争的事实。

中国科学院院士刘丛强认为,治理西南地区石漠化既是一个科学问题,也是一个民生问题。

■本报记者 王晨绯

喀斯特占我国国土面积的36%。由于农业人口分布比较多,喀斯特山区要想靠地吃饭,必须有种植业,由此导致大量植被破坏,加快水土流失,岩石裸露,形成石漠化。

石漠化与贫困“孪生”。我国南方喀斯特山区涵盖了3个国家级扶贫开发攻坚主战场:乌蒙山区、武陵山区和滇桂黔石漠化片区。

无论是“山穷”导致“水尽”,亦或“水尽”导致“山穷”,喀斯特山区百姓因“水渴”造成贫困是一个不争的事实。

中国科学院院士刘丛强认为,治理西南地区石漠化既是一个科学问题,也是一个民生问题。

山穷水不尽

“贵州省喀斯特面积高达73%,其中石漠化占36%。虽然这里降水资源丰富,一年1200毫米的大气降雨,但90%左右都直接渗漏到地下暗河,因此工程性缺水问题严重。” 中科院普定喀斯特生态系统观测研究站(以下简称普定站)站长王世杰指着一块岩石剖面的裂隙告诉《中国科学报》记者,“想要解渴必须增大集雨面积。”

治理石漠化,水是第一位的。

“想要在坡地上集雨蓄水,必须依靠硬化的集雨面。”王世杰带领科研人员在普定站陈家寨流域石漠化治理试验示范区探索出了“路—池集雨蓄水技术”的有效模式。他们用分段格挡的水泥路作为集雨面,可将雨水引到水池中,水池与水窖中间用PVC管道连接,输送至田间进行灌溉。

实践证明,这是一条适合大多数喀斯特山区的水资源利用技术。该技术简单、实用、可操作性强,已在普定、晴隆、印江、纳雍等地得到广泛推广,受到了百姓的欢迎。作为2014年刚进入中国生态系统网络(CERN)的“新丁”,普定站已经打响胜利的第一枪。

缜密设计观测要素

普定站位于贵州省普定县城关镇沙湾,主要由观测站主站区、后寨河流域综合研究区、陈家寨石漠化治理试验示范区三个区域组成。

位于沙湾的主站区在一个小山头上,走进站区,最先映入眼帘的是一片100平方米左右的水—碳通量大型模拟试验场。“目的是解释土地利用变化对喀斯特水—碳通量变化的影响。”普定站常务副站长黎廷宇向记者介绍。走上山坡,可见标准气象观测场,“降雨量、温湿度、风向风速、太阳辐射、土壤含水量等十几项气象参数每5分钟将自动被记录。”另外,主站还建有微生物实验钢构大棚、5个模拟降雨试验场、一个生物炭试验场、一个坡耕地退耕自然恢复永久观测样地、一个盆栽试验场以及一个施肥试验样地等一系列试验观测研究设施。

“样地尺度并不能涵括生态系统的物质循环和能量转换,构成一个封闭系统的小流域才是喀斯特研究的基本单元。”王世杰告诉记者,后寨河流域监测研究区正是出于这样考虑而进行设计。后寨河有喀斯特峰林、峰丛、丘陵与谷地、盆地、洼地、漏斗相间组合的喀斯特景观,科学家在此设立水文、水化学自动监测站点6个,开展流域水文水化学监测研究。

同时,研究区又对嵌套子流域陈旗小流域设立综合观测场,长期开展水—土—气—生等长期监测,用于开展生物地球化学循环、植被演替等研究工作,对小流域生态系统过程进行精细化解剖。

另外,还设有一批辅助观测样地,如毗邻的赵家田辅助植被样地则用于开展植被皆伐后的植被演替研究、水土流失变化过程研究。后寨河流域内另一观测样地天龙山植被大样地主要开展喀斯特森林生态系统植被相关观测和研究工作。

“针对喀斯特生态系统的特殊性、复杂性、敏感性,我们将从不同条件得到场地环境信息、生物观测数据、水环境数据、土壤观测元数据等。”王世杰带领科研人员结合中国生态网络已有的规程规范,也正尝试构建适宜喀斯特生态系统的观测指标与观测办法。

除了考虑科学因素之外,普定站还将社会经济指标体系与指标纳入监测范围,每5年将对小流域内的社会经状况进行调查,包括人口、种养殖结构、土地利用类型变化、劳动力结构、社会经济发展指标等。

喀斯特“双子”

当被问及为何选址贵州省普定县为研究站址时,王世杰用了三个“中心”来概括:中国南方喀斯特中心、贵州喀斯特中心区域、高原型喀斯特中心。

安顺市副市长罗荣彬认为,普定处于黔中腹地,喀斯特所占比例高,石漠化面积大,人口密度高、山地多、坝地少,是我国南方喀斯特石漠化治理和开展生态恢复的典型代表区。

普定县上个世纪70年代中期就组建了岩溶研究办公室。30多年来,先后有国家及省级科研攻关计划项目、自然科学基金项目及国际合作项目20多项在普定开展。来自中科院地化所、山地所、南京大学等科研机构以及英国、新西兰等14个国家的专家学者早已在此开展学术交流。

“普定已成为国内外知名的喀斯特科学研究的代表流域。”王世杰在申请加入中国生态系统网络时这样描述。

中科院地化所环境室彭韬博士告诉记者,喀斯特是受地质背景强烈制约的生态系统,由于受气候、岩性、构造等因素的影响,喀斯特地貌形成演化过程复杂,地貌类型多样,环江以漏斗形峰丛洼地地貌为主,普定以高原浅碟形峰丛地貌为主,喀斯特地貌特点的差异造就了不同类型小流域的物质生物地球化学循环过程存在较大差别,要想全面认识我国南方喀斯特生态系统过程和物质循环规律,其他地貌类型区(如峡谷区、槽谷区等)同样不能忽视,亦不能一概而论,喀斯特研究工作任重道远。

中科院此前在广西布局了环江喀斯特生态站,由于普定站的加入,中国也初步形成了开展喀斯特生态系统过程区域尺度对比研究的雏形。

《中国科学报》 (2014-08-11 第8版 平台)
 
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