中國網/中國發展門戶網訊 中國西南喀斯特地區是世界上喀斯特連續分布面積最大、發育類型最齊全的片區，面積高達450000 km²，其中石漠化土地總面積超過100000 km²，占喀斯特面積的22.3%。受地上地下二元三維結構的巖溶背景控制，以及水土資源分布不均、水文變化迅速等問題的影響，喀斯特區域成土速率緩慢，水源涵養能力差，生態可恢復性低。同時，廣泛的石漠化和復雜的地質背景作為一種負反饋，進一步限制了當地經濟的發展，凸顯了實現經濟社會和自然生態系統可持續發展的緊迫性。該區域處于長江和珠江兩大水系的上游，其生態建設決定著中下游地區的生態安全，在美麗中國建設和鄉村振興戰略中占有重要地位。

經過多年努力，目前西南喀斯特地區植被覆蓋度顯著提升，但是石漠化過程是一個多圈層交互作用的復雜過程，經濟發展、解決貧困和保護生態系統三者之間平衡的問題仍沒有得到系統有效解決。根據習近平總書記對中國喀斯特分布面積最大的省份（貴州）工作作出重要指示，即牢牢守住發展和生態兩條底線的要求。喀斯特生態修復既有老問題又有新挑戰，二者交織在一起，使得喀斯特石漠化治理面臨著生態建設超前、基礎研究落后的殘酷現實；如果不扭轉傳統生態治理的慣性模式，可能會影響喀斯特生態建設甚至美麗中國整體戰略目標的實現。深入推進西南喀斯特地區生態修復必須從單一要素片面治理走向系統全面調控，需要精準把控該地區巖石圈、土壤圈、水圈、生物圈、智慧圈等多圈層交互作用的關系（圖1），從10個方面發力，以提升生態修復水平和能力。

中國喀斯特生態修復需關注的十大問題

忽視了土壤侵蝕標準模數過高而不適用于喀斯特地區的問題

喀斯特生態系統退化的核心問題之一是成土速率遠低于土壤侵蝕速率的問題。在許多喀斯特地區，土壤侵蝕和退化已被確認為嚴重的地質環境災害。然而，現行土壤侵蝕風險評價標準存在區域適應性問題，地方政府和學者提出的標準并不完全適用于碳酸鹽巖地區。

目前，國內一般將土壤容許流失量作為水土流失危害評價的判別指標，按照現行的SL 190—2007《土壤侵蝕分類分級標準》，喀斯特地區的土壤容許流失量為500 t·km^–2·a^–1，小于土壤容許流失量的區域都屬于水土流失安全區。但前期研究發現，中國喀斯特地區成土速率介于10—134.93 t·km^-2·a^-1，平均值為18.59 t·km^-2·a^-1，僅相當于土壤容許流失量500 t·km^-2·a^-1的4%；按照SL 461—2009《巖溶地區水土流失綜合治理技術標準》的規定，喀斯特地區的土壤容許流失量為50 t·km^-2·a^-1，該值仍然比目前研究的成土速率均值高了近2.5倍。上述標準適用于碳酸鹽巖與碎屑巖互層區，但不適用于巖性較純的碳酸鹽巖地區和碳酸鹽巖夾碎屑巖區（每1000年形成4—17 mm土壤），其中連續性碳酸鹽巖區僅為SL 461—2009中要求的1/10，碳酸鹽巖夾碎屑巖區為SL 461—2009中要求的50%（表1）。盡管以往土壤侵蝕標準已從500 t·km^-2·a^-1降到了50 t·km^-2·a^-1，然而，根據目前成土速率的研究結果，降低后的標準仍然遠遠大于喀斯特地區的成土速率。這意味著前期制定的土壤侵蝕標準模數均過高，從而導致了長期忽視喀斯特地區土壤侵蝕的風險；這也可能是引起喀斯特地區土壤退化和石漠化發生發展的原因。

忽視了喀斯特地區坡耕地比例過高而導致耕地保有量及基本農田保護任務偏重的問題

喀斯特山區地塊破碎，人地矛盾尖銳，使農業向斜坡擴張，導致耕地以坡耕地為主（54.38%）。以貴州為例，該省山地丘陵占92.5%，是唯一沒有平原支撐的省份。第三次全國國土調查結果顯示，貴州耕地347.26×10⁴ hm²，坡耕地295.37×10⁴ hm²，占全省耕地面積的85.06%，其中19.8%的坡耕地坡度大于25°，面積為58.47×10⁴ hm²，占全國同級坡耕地（420×10⁴ hm²）的14%。并且貴州省土地墾殖率為25.73%，遠高于同為生態文明試驗區的江西（18.5%）和福建（10.8%），約為全國平均水平的2倍。從耕地保有量來看，貴州省為23.81%，高于四川（12.95%）、云南（14.83%）、廣西（18.43%）、湖南（18.74%）等周邊省份。由此看出，中國喀斯特地區耕地保有量及基本農田保護任務偏重，不符合喀斯特地區的實際情況。中國喀斯特地區耕地生產條件相對較弱，農業耕地資源不匹配會產生水土流失，山地災害等威脅。

忽略了地表水與地下水轉化頻繁而導致水污染治理難以取得持續性成效的問題

我國喀斯特區域地下水資源量約為2034×10⁸ m³·a^-1，地下河達3000多條，占全國地下水資源的23%。地下水環境對外界環境干擾極度敏感，容易受到人類活動的影響。喀斯特區域由于其地表水與地下水劇烈交互，交互頻率遠高于非喀斯特地區，污染物質易遷移和擴散。《2014中國環境狀況公報》顯示，全國地下水嚴重污染的比例從2000年的37%增加到2010年的60%，呈現增長趨勢，僅西南巖溶區地下水污染點就達1012處。同時，喀斯特人工深水“湖”泊的水體分層結構及污染規律與天然淺水湖泊存在差異，其對外入污染物的自凈能力差，且存在易滲漏的問題。因此，在喀斯特生態修復中，水污染治理相當重要。但目前，人們更多關注對外來污染源的防治，忽略了喀斯特地區地表水與地下水轉化頻繁的問題，這將導致區域水污染治理難以取得持續性成效。

忽視了土壤干化及其對喀斯特生態系統的影響問題

土壤水僅占水圈總水量的1/100000、淡水總儲量的0.05%，容易被忽略，但是會影響到整個喀斯特地區生命的演化。近年來喀斯特工程性缺水問題頻發，工程性缺水問題帶來的干旱脅迫將會限制喀斯特生態環境的恢復和穩定發展，但這一嚴重問題卻缺乏足夠的關注。

植被降溫效應可以作為衡量生態平衡的一個重要標準，但是喀斯特地區綠化的緩沖能力有限，特別是二氧化碳（CO₂）施肥對植被光合作用的影響受到氮、磷及水分有效性的限制。基于站點實測和再分析資料研究發現，喀斯特區土壤干化面積占64%以上；南方喀斯特和北方喀斯特的干化速率為-0.327×10^-3—-0.157×10^-3 m³·m^-3·a^-1，其中南方喀斯特干化速度最快的地區是整個喀斯特地區的1.26倍。因此，低土壤水分供應和高大氣飽和氣壓差被認為是中國喀斯特區域植被綠化脅迫的2個主要驅動因素，其會對生態平衡造成威脅。喀斯特地區工程性缺水會制約植被生長，其降溫效應可持續性喪失，能量失衡，最終帶來一系列極端氣候。這將使得喀斯特地區本就脆弱的生態系統遭受打擊，威脅人類的生存發展。

忽視了喀斯特生態修復受控于碳酸鹽巖本底屬性與氣候變化影響的問題

喀斯特地區地質背景復雜，內部差異巨大，不同的區域的研究基礎、重點問題、生態恢復措施顯著不同。例如，熱帶和夏季濕潤的溫帶巖溶區，其鈣基底更利于地下蓄水，使其生態系統總初級生產力（GPP）比富硅區高約32%和13%；相反，在干旱草原和冬季干旱的溫帶巖溶區，富硅區的降水供水模式往往更能維持植被生長所需要的水分，使其GPP比富鈣區高12%和7%。說明了植被生長受不同巖性控制。又如，喀斯特槽谷區易發生高位水資源泄露、干旱頻發，而地勢相對較低的洼地和盆地則是水的聚集區導致澇情，均會抑制植被生長。最后，基于凈初級生產力，采用偏導數方法，設計了8種不同情景，分析了氣候變化和人類活動對植被生產力變化的影響。結果發現，在人類活動多的南方喀斯特，由于太陽輻射的下降，氣候變化導致的負貢獻高達70.72%，抵消生態工程59.07%的積極作用，使植被凈初級生產力（NPP）損失更大。生態修復忽略了喀斯特本底屬性與氣候變化影響，未考慮植被生長特點，片面追求林草面積的擴張，影響了生態修復成效，并對生態系統產生破壞，威脅人類的生存發展。

忽視了巖石風化碳匯及成土過程對植被光合碳匯的支撐作用的生態補償問題

喀斯特生態系統退化的核心問題之一是忽視了巖石風化碳匯及成土過程對植被光合碳匯的支撐作用的生態補償問題。喀斯特巖石吸收空氣中的CO₂形成風化碳匯及風化成土，后者又作為植被生長的必需營養物質和水分的主要載體，支撐了植被光合碳匯潛力。然而，現行核算標準難以精準量化巖石風化碳匯和植被光合碳匯潛力，導致巖石風化碳匯及成土過程對植被光合碳匯的支撐作用的生態補償機制欠缺。

中國喀斯特巖石風化碳匯（CO₂）總量57.7937—64.5157 Mt，中國陸地生態系統的植被光合碳匯（CO₂）0.70—0.95 Mt·a^–1，巖石風化碳匯及成土過程支撐的植被光合碳匯為我國乃至全球實現碳中和發揮了不可替代的作用。但是，忽視了巖石風化碳匯及成土過程對植被光合碳匯的支撐作用的生態補償問題，導致喀斯特地區巨大的碳匯能力沒有得到應有的生態補償。因此，各種不合理的土地資源開發利用仍然是喀斯特生態系統退化的最大威脅。

忽視了城市化進程可加速生態環境改善的問題

城市化意味著人口從農村向城市轉移、城市擴張、土地利用變化和植被破壞。研究發現城市環境中植被生長普遍增強，增長了1.8倍，高度城市化地區植被增強指數趨近于0.22。然而，目前關于喀斯特地區城市化對生態環境影響的研究缺乏量化。此外，隨著城市化進程加快，農村人口減少和農村耕地遺棄促進了植被恢復，已成為影響喀斯特地區人地矛盾的關鍵因素，并對生態修復產生巨大影響。Chang等發現南地區農村人口減少了480萬人，農村遷移地區地上生物量（C）最高（0.015 Mt·km^–2·a^–1）。在喀斯特生態修復中，城市化及其帶來的農村人口減少導致人口壓力降低，從而有效促進了喀斯特地區生態改善，影響著喀斯特生態系統結構，其帶來的生態碳匯相當重要。但現有研究沒有意識到喀斯特地區城市化及農村人口減少對實現碳中和目標的積極作用，這將阻礙生態治理和鄉村振興的推動并制約地區經濟發展，導致喀斯特地區的生態修復難以取得持續性成效。

忽視了植被覆蓋度作為石漠化治理成效評估指標的片面性和短視性問題

21世紀以來，喀斯特地區退耕還林和石漠化綜合治理等生態修復工程很大程度上促進了植被覆蓋度的提升，為緩解和治理石漠化作出了重要貢獻。然而，植被覆蓋度提高對生態系統服務的響應仍然不清。已有研究表明，喀斯特地區植被覆蓋度提高的同時植被群落正在退化，嚴重威脅了生態系統的可持續發展。以往將植被覆蓋度作為評價生態恢復成效的關鍵指標，忽略了喀斯特地區緩慢的成土速率、獨特的地表-地下水文結構等特征對植被恢復的不利影響，造成生態系統服務功能下降、供需關系惡化、生態系統穩定性差、生物多樣性銳減等一系列生態環境問題。因此，在促進植被覆蓋度提升的同時如何協同生態系統服務功能提升，以及維持生態系統健康已成為喀斯特地區生態恢復過程中的關鍵問題。若不加以正視，將導致生態修復成效下降，生態系統服務功能提升滯后，供需關系失衡，以及生態服務不可持續等問題。

忽視了生物多樣性熱點區域與生態保護區不匹配及保護體系不健全的問題

中國西南喀斯特山區是全球36個生物多樣性熱點區域之一，擁有全國50%的鳥類和哺乳動物及30%以上高等植物，是地球上最大的生物多樣性庫之一。目前，中國受威脅的植物物種約占總物種10.8%；受威脅的脊椎動物物種（932種）占總數的21.4%，其中兩棲動物占脊椎動物比例最高（43.1%）。從以上數據表明，中國物種都在面臨著嚴重威脅，進而也說明了中國喀斯特山區大量物種數量也會受到相應的挑戰。建立保護區是保護生物多樣性的重要途徑，然而中國的自然保護區僅占國土面積的15.1%，受威脅哺乳動物棲息地總面積占其中的17.9%，鳥類占6.4%，植物占13.1%，兩棲動物占10.0%，爬行動物占8.5%。說明目前自然保護區在規劃中僅考慮物種與環境之間的單一關系，是片面的；長此以往，會導致水資源危機、自然災害加劇等生態健康問題。

忽視了生態系統服務提升對區域可持續發展經濟貢獻的問題

如何堅守發展和生態兩條底線已成為當今研究焦點，但目前這方面的研究較為匱乏，導致自然資產評估和生態補償的誤判。Hu等基于土地利用數據、價值當量系數和價值轉移法，估算了中國喀斯特生態系統服務價值（ESV），發現中國喀斯特ESV總體呈收益狀態，少部分地區呈損失狀態。由于傳統的國民核算系統的局限性，國際綠色經濟核算體系和國內綠色國內生產總值（GDP）核算體系都只降低了經濟系統增長的資源和環境成本，而不考慮生態系統提供的生態效益的缺點，可能導致過度追求經濟增長而破壞生態環境。Wu等依據修改真實的進度指標（GPI），發現生態系統服務價值對于推進和穩定人類福祉的貢獻為20.54%，但環境和資源的損耗大幅度降低了GPI。因此，如果忽視生態系統服務在生態建設與經濟發展過程中的重要作用，將生態恢復與生態產業發展、產業結構調整、民生改善剝離開來，作為優勢資源本底的ESV可能會因不合理的人類活動發生不可逆轉的損耗，進而制約經濟社會發展，甚至導致對國民經濟和社會發展進步狀況的誤判。

推進喀斯特生態修復的對策建議

針對上述問題與挑戰，喀斯特生態修復需要從單一要素片面治理走到系統的全面調控，就土壤侵蝕、坡耕地比例、水資源污染、巖溶干旱、生態修復、協同碳匯、城市化生態效應、石漠化治理指標、生物多樣性及可持續性評估等10個方面提出可行的對策建議，持續推進喀斯特地區生態安全和建設，為喀斯特地區美麗中國和鄉村振興戰略提供重要的理論支撐。

盡快修訂基于碳酸鹽巖風化成土速率的喀斯特地區土壤侵蝕風險評價標準

土壤侵蝕量低而土壤侵蝕風險就低的評價依據導致喀斯特地區土壤侵蝕風險日益嚴重，急需基于成土速率制定適用于該地區的土壤侵蝕分類分級標準和風險評價方法；而成土速率理論上是喀斯特地區土壤允許流失量的上限，可將不同巖性背景下成土速率作為土壤侵蝕風險的最低閾值（表2）。如果理論侵蝕量大于成土速率，為危險區；反之，則為安全區；兩者相等，則處于臨界狀態。

有序推進生態修復項目，適當調減喀斯特地區耕地面積

首先，在確保我國基本農田保護面積不減少的前提下，通過統籌調劑，有序降低25°以上坡耕地的占比。其次，將耕地結構調整與生態移民、土地整治等工作有機結合，加大支持力度，切實鞏固我國生態修復成果。最后，通過制定政策法規、加強宣傳教育、開展科學規劃、強化監督管理，完善保障制度等方法和手段。加強喀斯特地區生態環境保護，實現農業可持續發展和鄉村振興。

建立適合喀斯特地區地表-地下水污染協同防控技術體系

喀斯特地區地下水資源保護的難點之一在于污染物在喀斯特地表-地下二元結構中的多尺度遷移轉化機理不清楚。因此，急需加強喀斯特地表-地下“水”復合污染機制研究，建立適合喀斯特的地表-地下“水”污染協同防控技術體系。進一步優化喀斯特流域水質監測預警系統，研發喀斯特人工湖防滲漏技術，定期開展巖溶水庫滲漏定量預測和湖區滲漏性評價，確保喀斯特水源地水質安全。

重視喀斯特工程性缺水導致的降溫效應不可持續問題的監測預警及對生態修復的風險防控

工程性缺水將加劇喀斯特脆弱區的生態限制，喀斯特脆弱區的生態平衡與降溫效應密切相關，急需加強干旱脅迫監測預警及對生態系統修復的風險防控。①構建不同時間空間尺度土壤水數據庫，精準掌握喀斯特土壤水動態來加強對生態系統修復的風險把控。②揭示地表巖土比例對喀斯特地區的水文過程或土壤水資源的影響。③研究過去—未來喀斯特地區土壤水變化及喀斯特植被降溫效應，預測在氣候變暖背景下喀斯特植被降溫效應的可持續性，以及在全球變暖背景下的極端干旱事件，進一步加強對喀斯特生態平衡的風險防控。

選擇與巖性背景及氣候變化相適應的植被類型與品種進行生態恢復

要因勢利導進行生態恢復。①喀斯特區域不同地形內部差異很大，因此分區對指導植被恢復的空間布局、恢復方式具有指導意義。建議根據峰叢洼地型、槽谷型、高原型、峽谷型喀斯特地貌，進一步根據環境特征制定生態方案。②喀斯特地區生態修復要考慮巖性特點及相應的風化層儲水能力進一步進行分區，從而選擇與巖性背景及氣候變化相適的植被。③依據上述分區停止部分生態工程的實施，減少大面積的盲目人工造林，同時保護現存的天然林地和耕地資源，以更好地提供人類福祉，應兼顧生態、經濟及社會效益，而不是短期的綠色擴增。

建立巖石風化碳匯和植被光合碳匯精準計量與能力提升的技術方法體系

針對巖石風化碳匯及成土過程對植被光合碳匯的支撐作用的生態補償機制欠缺的問題，急需從大尺度的碳匯信息系統模擬、改進空間采樣方法及精度等方面優化和構建巖石風化碳匯和植被光合碳匯核算模型，在闡明喀斯特地區碳匯變化響應機制的基礎上，制定碳匯調查與效應評價行業標準。其次，利用土壤改良的方式提高土壤CO₂濃度和優化土壤水肥條件，并篩選和培育高效固碳樹種或水生光合植物，在加快巖石風化速率的同時提高區域植被和草本群落的固碳潛力，從而建立巖石風化碳匯和植被光合碳匯精準計量與能力提升的技術方法體系，為喀斯特地區開展巖石風化碳匯及成土過程對植被光合碳匯的支撐作用的生態補償提供數智支撐。

有序推進城鄉人口遷移并加強生態空間的修復和管理

農村人口減少對減輕生態系統壓力、改善農村生態環境具有重要意義。因此，政府部門應完善綠地網絡體系，依法管理綠地，加強生態空間的修復和管理，加大地區教育資源的投入，吸引外來勞動力或留住高教育水平勞動力，創造更多的非農就業機會，吸引更多農業勞動力向城市轉移，從而促進生態脆弱地區植被的改善、生態系統服務提升和喀斯特地區生態環境的可持續發展。

建立喀斯特石漠化治理成效評估的新指標

石漠化治理成功的標志應該是生物多樣性、生態過程、土壤質量、水循環、經濟社會等諸多要素的恢復和改善，而不僅以植被覆蓋度的提升作為唯一評價標準。因此，既不能片面追求擴大森林面積，也不能過分減少石漠化面積。應立足于生態系統整體性和系統性，堅持以系統觀念統籌“山水林田湖草沙”一體化治理。綜合考慮生態保護和經濟發展的平衡，多維度綜合評價石漠化治理成效，采取科學的治理措施，避免片面追求植被覆蓋和過分減少石漠化面積所帶來的潛在問題。

建立優先生態保護區精準識別和保護體系

生物多樣性的有效保護問題亟待解決。①精準識別優先生態保護區，建立合理有效的保護區域，保護野生動物棲息地，恢復其生存環境。②劃定植物保護區，降低氣候變化和人類活動對植物的影響，保護野生植物棲息地的完整性，同時擴大現有自然保護區域，以覆蓋更多生態系統服務優先區域。③通過施有機肥，實行輪作等多元化農業模式，改善土壤環境，并協調土壤水、氣、熱為土壤生物創造更好更多的生存空間來減少干擾。通過地上與地下相結合，用系統的觀點對生物多樣性進行保護，實現人類與自然的和諧共生。

將生態系統服務或綠色GDP納入政府考核范疇

實現生態、經濟和人民福祉共同提升是當前生態文明建設過程中重要內容。未來急需守住發展和生態兩條底線，將生態恢復與產業發展、產業結構調整、民生改善結合起來，在生態環境承載力范圍內合理配置農業-工業-服務業（旅游業），完善第一產業種植生產、深化第二產業加工生產、發展第三產業文旅融合，實現接“二”連“三”調控，建立喀斯特產業協調發展的新范式，從而提升生態發展的可持續性。同時，開展生態系統服務過程研究，構建綜合生態經濟總值核算框架，將生態和經濟發展“雙輪驅動”取代“單輪牽引”，把綠色GDP和生態系統服務價值指標同時納入政府考核范疇，并融入生態環境規劃與評估中，加大對生態資源的考核力度。

（作者：白曉永，中國科學院地球化學研究所 環境地球化學國家重點實驗室、貴州大學 資源與環境工程學院、重慶大學 環境與生態學院、貴州師范大學 地理與環境科學學院、中國科學院地球環境研究所/中國科學院第四紀與全球變化卓越研究中心；張思蕊、冉晨，中國科學院地球化學研究所 環境地球化學國家重點實驗室、中國科學院大學；吳路華，銅仁學院 經濟管理學院；杜朝超、代磊、楊興藝，中國科學院地球化學研究所 環境地球化學國家重點實驗室；李姿霖、薛盈盈，中國科學院地球化學研究所 環境地球化學國家重點實驗室、貴州師范大學 地理與環境科學學院；龍明康，中國科學院地球化學研究所 環境地球化學國家重點實驗室、中國科學院大學；李明會、楊姝、羅青、張小蕓、沈曉倩，中國科學院地球化學研究所 環境地球化學國家重點實驗室、貴州師范大學 地理與環境科學學院；陳飛、李琴、鄧元紅、胡澤銀、李朝君，中國科學院地球化學研究所 環境地球化學國家重點實驗室；《中國科學院院刊》供稿）