湘江流域红壤区土地退化及生态安全体系建设研究，本文主要内容关键词为：湘江论文,红壤论文,流域论文,体系建设论文,生态论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 流域概况
湘江为洞庭湖水系中流域面积最大的河流。它发源于广西临桂县的海洋山，流经广西的兴安、全州，在东安庙头进入湖南，经永州、祁阳、衡阳、衡山、株洲、湘潭、长沙、望城等城镇地域，至湘阴县濠河分东西两支，东支经湘阴县城，至芦林潭与西支汇合后注入南洞庭湖，西支经新泉寺、临资口与资江东支汇合后，下行至芦林潭与湘江东支相汇。从河源至濠河口干流全长856公里，流域面积94,660平方公里；在湖南境内长670公里，流域面积85,383平方公里，占流域总面积的89.2%。湘江支流众多，5公里以上的大小支流有2157条，其中一级支流124条，流域面积大于2000平方公里的一级支流有11条。
湘江流域面积广大，跨及永州、衡阳、郴州、邵阳、娄底、益阳、株洲、湘潭、长沙、岳阳等十余地市，占湖南省国土总面积的40.3%。流域内人口占全省总人口的50%以上。在湖南省社会经济发展中起着举足轻重的作用。
2 流域红壤区的土地退化及其危害
2.1 红壤的土壤类型及其特征
衡阳一带的湘江流域因成土母质、地形、成土时间及人类活动等成土因素的不同，而发育着各种不同形态和性质的土壤。根据我国以往的土类分类系统，这些土壤主要可划分为红壤、紫色土及水稻土三个土类。其中红壤可细分为红壤、草甸红壤、水化红壤、耕种红壤及红壤性土等亚类；水稻土可细分为淹育性（氧化型）水稻土，潴育性（氧化—还原型）水稻土及潜育性（还原型）水稻土3个亚类。根据中国科学院南京土壤所的《中国土壤系统分类》，可分属于初育土，铁硅铝土，铁铝土，潮湿土及人为土五个士纲。
(1)初育土：是指土壤剖面中尚无B层发育的土壤。其形成与较强的地表侵蚀有关。主要分布在丘陵顶部或局部陡坡地段，有石质和土质初育土之分。易受暴雨冲蚀。初育土有红色土和紫色土之分。红色初育土由红砂页岩风化物形成，呈酸性反应，盐基饱和度小于50%，多为不饱和薄层红色土。紫色初育土由石灰性紫色砂页岩风化物形成，呈微酸性反应，盐基饱和度大于50%，属于普通薄层紫色土。
(2)铁硅铝土：是指从土表至2m深度范围内有B层发育，因弱度富铁铝化作用，B层中有部分亚层，呈现铁硅铝特性，并具有热性或超热性土壤温度状况的土壤。依其富铝化作用发展程度的差异而分为紫红壤和准红壤两个土类。紫红壤是在地表强烈侵蚀下，第四纪土层几乎已完全流失的地段，由红砂页岩风化物或坡积物形成。包含几个亚类，即普通红壤、表蚀紫红壤、潮紫红壤、滞水紫红壤、耕淀紫红壤等。准红壤土类分布在受剥蚀残存的红土缓坡地段，由第四纪红土和红砂页岩风化物混杂母质形成。其富铝化作用程度高于准红壤。准红壤也分为几个亚类，如普通准红壤、粘淀准红壤、滞水准红壤、耕淀准红壤等。
(3)铁铝土：是指从土表至此2m深度范围内有B层发育，因中度或强度富铁铝化作用，B层中有部分亚层，呈现铁铝特性，并具有热性或超热性土壤温度状况的土壤。其成土时间一般都较长，富铝化作用程度较高。又分为普通红壤、粘淀红壤、潮红壤、耕淀红壤等亚类。其中的普通红壤分布较广，具有极薄的A层有机质（弱腐殖质类），氮素含量较高，但因受侵蚀作用强，磷、钾素含量均很低。有风化B层，盐基饱和度低于35%。
(4)潮湿土：是指具有潮湿或常潮湿土壤水分状况和上界出现在土表至50cm深度范围土的氧化还原特征或潜育层的土壤。一般分布在临水库、河坝及河流附近的低阶地地段。
(5)人为土：是指具有人为表层和耕作淀积层或水耕氧化还原的土壤。其剖面中属于水耕表层和水耕氧化还原层的，属常见的水稻土。具体又分为普通水稻土、潴育水稻土、潜育水稻土等亚类。水稻土是红壤中较为稳定的土壤类型，不是区域水土流失和土地退化的主体。
2.2 土壤类型的分布特征
土壤分布主要与地形、成土母质等因素有关，图1所示的几个断面就具有一定的代表性。
从图1中可以发现，红壤、红色土、紫红壤、准红壤，所处地形部位都较多，多由红砂页岩风化物、第四纪红土及其两者混合物为母质或土壤组成物，若植被覆盖欠佳或人为破坏剧烈，极易形成水土流失。
表1 衡阳一带红壤区土壤类型分类
2.3 红壤区主要植被类型及特征
据衡阳英南、衡南谭子山、衡东吴集等采样地的统计，并参照中国科学院红壤实验站的分类方式，衡阳红壤盆丘岗地的植被种类大致有：常绿阔叶林、针阔混交林、马尾松稀疏灌草丛（幼林马尾松林）、中生性或旱中生性草丛、半湿生性草丛、湿生性草丛、侵蚀面植被等等。
丘岗地的常绿阔叶树种，多为次生幼林，为地带性植被常绿阔叶林群落类型的残迹之一。乔木层有香樟(Cinnamomum camphora)、苦槠(Castanopsis sclerophylla)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)、木荷(Schima superbo)、石栎(Lithocarpus glabra)及枫香(Liquidambar formosana)等，林子外貌以终年常绿中小型革质暗绿色叶林冠为特征，林相整齐，植株高大，外观效果良好。
这一带分布较多的针阔叶混交林，多为原有森林植被常绿阔叶林被砍伐后，经培育而成的次生林树种与马尾松混交而成。乔木层有马尾松(Pinusmassoniana)、木荷、香樟、苦槠及栎等，马尾松多为人工种植，为10年生左右的树木，居于乔木层的上层。灌木层植物因受到一定的樵采，高度在1-1.5m左右，其中不少乔木树种形成萌生灌丛状态。灌木层种类主要有映山红(Rhododendron simsii)、赤楠(Syzygiumbuxifolium)、乌饭(Vaccinium bracteatum)、小叶乌饭(V.carlessi)、枫香、白檀(Smyplocos paniculata)、锐齿槲栎(Quercus aliena Var.acuteserrata)、槲树(Q.dendata)、继木(Lorpetalum chinense)及黄瑞木(Adinandra millettii)等。马尾松为暖性针叶林树种，常与常绿阔叶树及少量落叶树构成中亚热带针阔叶混交林。
这一带分布较多的马尾松稀疏灌草丛（或幼林马尾松林）按其自然群落结构及地理生态分布，划分为两类：(1)低丘岗地第四纪红色粘土红壤上分布的类型，为分布范围较大的暖性灌草丛，生长的主要是亚热带及热带旱中生禾草草类，如鸭嘴草(Ischaemum aristatum)、野古草(Arundinellahirta)、四脉金茅(Eulalia quadrinervis)、白茅(Imperata cylindrica Var.major)及假俭草(Eriochloa ophiuroides)等等种类占优势，散生少量乔、灌木植物，呈灌丛状，疏疏灌草丛或疏灌林受到明显的生境影响。这类植被是由于常绿阔叶林植被被砍伐后，导致水土流失，土壤日益贫瘠，生境趋于旱化所形成的次生类型。这类地块，如果停止人为破坏，便会出现正向演替，有恢复森林植被的可能。(2)紫红色砂岩发育的紫色粗骨土上分布的类型。草本植物有臭根子草(Bothriochloe intermedia)（此草为紫色土指示性植物）、白茅、假俭草、鸡眼草(kummerowiastriata)等，小灌木有截叶铁扫帚(lespedezacuneate)。
表2 普通红壤的一般物理和化学特性
图1 不同母质和地形下的土壤分布（据陈志诚等）
这里通常还分布有亚热带中生性或旱生性草丛、半湿生性草丛（假俭草、白茅等）、湿生性草丛（水虱草、半毛毡等），侵蚀面植被主要分布在水土流失严重的岗坡土壤侵蚀面上，种类有黄毛藓(Ditricumpallidum)等，呈深绿色，贴地生，呈旱生状。
2.4 湘江流域红壤区水土流失与生态脆弱程度
湘江流域自然地理条件差异较大，岩层也较复杂，加之人为活动影响强烈，导致河流含沙量较大，且时空变化明显。干流和各支流的上游，多为山地，虽比降大，但岩层坚硬，植被覆盖好，冲淤强度小，含沙量小；中下游干流及支流的情况就大为不同，经过地区为红壤区，土质较疏松，且植被覆盖差，加之部分地区的花岗岩风化壳堆积物较厚，每逢暴雨，极易冲刷，造成水土流失，因此，湘江含沙量从上游往下游往下游逐渐增加，边缘山地多年平均输沙量为10万吨左右，向流域内部增大到200万吨左右；干流老埠头站的多年平均输沙量为195万吨，往下游的衡阳站增大到634万吨，在湘潭站则达到1080万吨，湘江流域多年平均输沙量为1156.5万吨，居全省第二位。
湘江流域含沙量的时间分配与降水的时间分配紧密相关。3月份开始雨季，4月份进入汛期，4-6月份降水集中，5、6月份流量最大，因此，4-6月份约占年输沙量的72%。
包括湘江流域在内的广大红壤区都属于脆弱生态环境区。根据中科院资源与地理研究所申元村先生和北京大学城市与环境学系崔海亭教授共同拟定的分区系统，“东南部分轻度脆弱区”下属9个生态脆弱亚区，湘江流域就属于其中的“江南红壤山地、丘陵农村亚区”，具体又可划分为“湘北——湘中红壤丘陵农林结合轻度水土流失小区”，“衡攸盆地过垦强度水土流失小区”，湘江流域就处在上述生态脆弱亚区和小区内，中科院在江西千烟洲红壤区所开展的红壤环境评价及整治实验，为湘江流域红壤区水土流失的整治提供了宝贵经验。
3 湘江流域生态安全体系建设的意义与构想
湘江流域水土流失的恶化，与流域生态系统的破坏密切相关。
不少国家已经深刻认识到生态环境问题与国家安全的关联性，因生态环境的恶化而导致的土地退化或沙化的速度是惊人的，中国每年相当于丢掉一个中等县的面积。因生态环境恶化而导致的水资源紧缺、粮食紧缺等等，成为当今许多地区战争与摩擦的根源。因此，不少国家高度关注自己的生态安全，美国早在20世纪90年代初期就把生态或环境安全列入国家安全的重要内容。1990年代时任美国参议员萨姆·努恩指出：“我们的国家安全面临着一种新的、与众不同的威胁——环境的破坏。我认为，我们国家最重要的安全目标之一，必须是使正在加速的全球环境破坏步伐得到逆转。”中国历史上因环境恶化而导致亡国的例子古已有之，西夏国都统万城当年是一个典型的水草丰美之地，后因沙漠化而举国消亡。楼兰古国在汉代仍是一个环境优美、商贾云集的城镇，后因环境缺水和沙漠侵袭而变为供后人凭吊的大漠废墟。
湘江流域红壤区土壤因紫色砂岩风化物较多，生态环境易遭破坏，且一时不易恢复，加之考虑暴雨强度大，冲刷力强，从而导致较大范围的土地退化和水土流失。特别是中下游地区水土流失更为突出。因此必须从战略上搞好湘江流域生态安全体系建设。
2000年底，国务院印发了《全国生态环境保护纲要》。“纲要”针对不同区域生态破坏的原因和特点，提出了在“三区”推进生态环境保护的战略，并首次明确提出了维护国家生态安全的措施和目标。
“纲要”明确规定对重点生态问题将实行更加严格的监控和防范措施。在今后一个时期，国家将重点抓好三种不同类型区域的生态环境保护，在江河源头区、重点水源涵养区、水土保持的重点预防保护区和重点监督区等，对保护流域或区域生态平衡以及国家生态环境安全方面具有特别重要作用的重要生态功能区，实施抢救性保护。建立生态功能保护区，实行严格保护下的适度利用和科学恢复。对重点资源开发区的生态环境实施强制性保护，以防止开发时对生态环境造成新的重大破坏，把资源开发对环境的破坏降到最低限度。对生态良好地区的生态环境实施积极保护，通过开展自然保护区、生态示范区、生态农业县、生态市和生态省的建设，积极引导这些地区实现经济健康、持续发展、生态环境良性循环，使生物多样性丰富地区得到有效保护。
一般认为，一个国家或地区的森林覆盖率超过30%的状态下，生态环境才可能适宜，因此30%森林覆盖率是植物生态多样性的安全阈值。专家认为，中国适宜的森林覆盖率为28%左右，而目前只有16.55%，因此，必须尽快提高森林覆盖率。世界自然保护联盟(IUCN)建议，把每个国家或生态系统总陆地面积10%～12%留出用以保护，是比较适宜的。而中国的任务还相当艰巨。
湘江流域生态安全体系建设的基本思路是，第一，加强干流两侧支流水源区的涵养林建设，明确一定区域为重点水源涵养林区；第二，加强生态脆弱区预防和监督；第三，抓好生态安全网络区的生态控制结点、生态走廊的布局与建设，尽快形成不同层次的生态安全网络体系；第四，搞好水土流失区的综合治理，尤其抓好农户经营土地的生态综合林和间作作物的优选与搭配，从根本上治理好水土流失，防止土地退化。
4 湘江流域生态安全防护林体系的结构框架
生态防护林体系是区域生态安全体系建设的核心内容。不同的防护林体系因其功能不同而表现出不同的效益。根据效益的差异、防护林体系通常被分为三个类，即生态型防护林、生态经济型防护林和经济生态型防护林。生态型防护林强调以生态效益为主；生态经济型防护林强调生态效益的同时，兼顾经济效益；经济生态防护林强调经济效益的同时，兼顾生态效益。
防护林的范围包括水土保持林、水源涵养林、农田防护林、护路林及防风固沙林等。湘江中下游水土流失严重区主要分布于衡阳盆地、湘南丘陵区。这里属红色和紫色土分布区，人口稠密，人均耕地和林地面积都偏少，因人地关系矛盾带来的水土流失问题严重。从治理水土流失的角度考虑，流域内防护林体系建设方向应该以营造水土保持林为主。但是只强调营造具有生态效益的水土保持林，不考虑其经济效益的发挥，显然生态性的水土保持林难于营建。为此，需要考虑水土保持林效益的多重性问题。在水土流失潜在危险性大的山坡地和沟头等地，应强调发挥生态效益大的水土保持林。在水土流失可能性较小的缓坡地，应强调发挥生态和经济效益兼有的水土保持林。水土保持林可以分为禁伐性水土保持林和经营性保持林。因此，在防护林体系分类的归属上，前者应归属于生态型防护林，后者应归为生态经济型防护林。
湘江流域的上游地区多为山地，森林覆盖度较高，应作为水源涵养林分布区加以保护和建设。由于人多地少，纯碎的生态林建设是行不通的，必须兼顾水源涵养林经济效益的发挥。因此，水源涵养林可以分为禁伐性水源涵养林和经营性水源涵养林。在生态安全防护林体系分类上，前者属于生态型防护林，后者应归属于生态经济型防护林。
湘江流域农田防护林多分布在农田田埂、沟渠水网两侧及田间陡坎处。此类林地除了具有生态防护林作用之外，还具有经济目的，从防护林体系分类的归属上，仍属生态型防护林，是生态安全网络的组成部分。
湘江流域生态防护林的设置，显然应与经济效益挂钩才能行之有效。经济价值较大的经济生态型防护林主要有用材林、经济林和薪炭林，主要分布在山地和部分丘岗地，在强调其经济效益的前提下，同时也发挥了生态效益。其中的用材林又分为两种，即木材用材林和竹林用材林，竹林用材林的经济效益和生态效益尤其明显。
湘江流域的经济林类型较多，尤以柑桔类最为常见，目前已有不少地方将柑桔林与季节性作物间种，如林下间种豆类提高经济效益。或将板栗与美国李等经济果木间种，以发展立体种植业，从而兼顾经济效益和生态效益，达到生态安全的目的。
此外，也有不少用途的特有林种如自然保护区林、风景林、环境保护林、国防林、实验林、母树林、苗圃等，总量不多，但均能发挥一定的生态安全作用，可划归为生态型防护林。
综合上述分析，结合生态安全网络的特点和要求，湘江流域生态安全防护林体系可采用如下结构（上图2）。
图2 湘江流域生态安全防护林体系及其功能要求
（图中：C为保土拦沙功能，δ为拦蓄暴雨经济功能，S为滞留洪水功能，β为调节枯季径流功能，α为改善避地候功能。）
标签：生态安全论文; 防护林论文; 生态环境论文; 水稻土论文; 土壤分类论文; 湖南湘江论文; 土壤结构论文; 农业论文; 三农论文; 林业论文; 水土保持论文;