为有效遏制西南岩溶石漠化发生，我国实施了一系列退耕还林还草、人工造林等工程，极大地促进了石漠化治理，但目前仍存在植被恢复缓慢问题。石漠化恢复取决于土壤生物和植被重建，而这些过程易受到土壤养分的限制。土壤微生物调控着陆地生态系统中养分元素的循环。当土壤养分亏缺时，微生物会分泌相关酶以加快有机物的分解，释放所需养分。因此，通过研究涉及土壤养分转化的酶活性可以评估微生物生长的养分限制，一定程度解释石漠化区植被恢复缓慢的原因。然而，目前关于石漠化区造林后土壤酶活性的变化规律及其微生物生长的养分限制程度与驱动机制尚不清楚。

中国地质调查局岩溶地质研究所科研人员调查了云南岩溶断陷盆地石漠化区不同造林年限后土壤中涉及碳氮磷元素转化的酶活性变化规律。研究发现，岩溶石漠化区造林初期土壤胞外酶活性低且微生物生长严重受氮限制。随着造林年限的增加，土壤酶活性提高且微生物氮限制程度下降。科研人员进一步测定土壤理化性质和氮转化过程速率发现，造林后土壤结构改善和有机质含量增加，促进了土壤氮获取酶的分泌从而加快有机氮矿化，产生更多的无机氮，有效减缓微生物生长的氮限制。该研究结果从土壤胞外酶活性及其计量比角度揭示了石漠化区土壤微生物生长的关键养分限制因子及其驱动机制，为政府制定石漠化生态修复策略、提升生态服务功能等相关政策提供了理论支撑。相关研究成果以Stimulation of organic N mineralization by N‒acquiring enzyme activity alleviates soil microbial N limitation following afforestation in subtropical karst areas为题，发表在国际权威土壤学期刊Plant and Soil。

石漠化区造林后土壤酶活性和微生物养分限制的变化规律

中国岩溶类型划分示意图

桂林山水甲天下。而你可曾知道，在这美丽的山水背后，还有人类难以言表的痛。

最近，荣获广西壮族自治区自然科学奖一等奖的《岩溶动力学与全球变化研究》，就把这些常人忽略的东西系统成为了一门科学。依托他们的这一科研成果，人类在喀斯特地区就可以避害趋利、化害为利，在贫瘠的土地上唱出欢乐的歌。

站到世界最前沿

在桂林，沿江看到的是奇峰林立、云雾缭绕，石芽、石林、峰林、溶沟、漏斗、落水洞让你目不暇接；走进地下溶洞沿地下河顺流而下，多姿多彩的石笋、钟乳石和石柱在灯光的照耀下，让你仿佛进入到梦幻世界。

这里就是中国典型的喀斯特（岩溶）地形分布区。做为游客，你也许会不由地沉醉在如画的风景里。但做为当地居民，感受更多的则是这类地貌带来的诸多不便：“地无三尺平”不说，若远离江河，做饭洗衣的水都难以取得。

因为在喀斯特地区，表层多为破碎的坡积物，而其基底是碳酸钙，在千百年的雨水侵蚀下早就成了“筛子”，根本存不住水。而且，这种情况还在持续且逐年加剧。

在雨水的侵蚀下，喀斯特地区地表土地日渐贫瘠并加速了荒漠化趋势。对此，科学家称之为石漠化。

我国石漠化土地面积到底有多大？中国地质调查局岩溶地质研究所《岩溶动力学与全球变化研究》给出了具体数据：我国岩溶区面积约344万平方千米，占国土面积的1/3 强，约占全球岩溶面积的1/6，是世界上岩溶分布面积最大的国家。其中，我国南方岩溶峰林地貌是举世公认的热带岩溶地貌典型模式。

西南岩溶地区，还是世界上连片分布面积最大、岩溶发育最为强烈的典型生态脆弱区，也是我国贫困和环境退化问题最为严重的“老、少、边、山、穷”地区，石漠化、岩溶塌陷、干旱内涝、地下河污染等环境地质问题突出。

如何解决西南岩溶地区的这些问题？自1987起，岩溶地质研究所就开始了持续研究。在袁道先院士的带领下，研究团队以地球系统科学思想为指导，先后在国家科技支撑计划、国家自然科学基金、广西自然科学基金、国土资源部重点科技项目、中国地质调查局项目、联合国教科文组织国际地球科学计划等几十项国际、国家科技项目的支持下，到2014年形成了国际公认的岩溶动力学理论。

基于中国在岩溶地质研究领域的突出成果，2008年，联合国教科文组织国际岩溶研究中心在中国落户。

从此，在岩溶地质研究领域，中国站到了世界最前沿，为国际岩溶地学的进步贡献了中国智慧。

从此，在喀斯特地形分布区避害趋利、化害为利上，中国向世界提供了可复制的中国方案。

绘制四大圈层运行图

这一中国智慧的最大特点，就是改变了过去岩溶地质研究中单一以地质体为主要研究对象的思维方式，而是以地球系统科学思想为指导，将岩溶地区的岩石圈、水圈、大气圈、生物圈作为一个完整的系统进行综合研究，总结出其内在运行规律，绘制出四大圈层运行图。

利用岩溶动力学理论，人类发现岩溶动力系统是控制岩溶形成演化，并常受制于已有岩溶形态的，在岩石圈、水圈、大气圈、生物圈界面上的，以碳、水、钙循环为主的物质和能量传输转换系统；建立了四大圈层间岩溶动力系统碳—水—钙循环概念模型和监测指标体系，研发了现场捕捉碳、水、钙行踪的现代监测和实验技术方法；揭示了岩溶动力系统的四大功能，即形成岩溶地貌、驱动元素迁移、调节大气温室气体浓度、高分辨率地记录全球气候变化；揭示了中国南方表层岩溶化过程与机制，以及对岩溶水资源的调蓄功能，并发现岩溶作用是短时间尺度的地质过程，且与地表生态过程关系密切。

温室气体排放导致全球变暖，利用地质体固定大气中的碳一时成为国际前沿学科。岩溶动力学研究成果表明，岩溶地区其实就是最好的固碳场地。这一研究，在揭示出岩溶动力系统碳循环机制的同时，还初步估算出全球岩溶碳汇量为6.1×108吨/年，约占“全球遗漏汇”的1/3；在石笋古环境重建研究中，获得了16.3万年以来高分辨率的古气候记录，揭示了末次间冰期亚洲季风的起始时间、持时、转换及其太阳辐射驱动机制；发现了石漠化治理、水生生物固碳等岩溶动力系统固碳增汇新途径，从而开拓了全球环境变化研究新领域。

而研究中的一系列思路创新和新发现，也为人类更深入地认识地球提供了全新的视角和启示。研究中，项目组创新性地提出了能够反映区域岩溶动力条件的“岩溶形态组合”方法，科学地划分全球岩溶动力系统及中国岩溶动力系统类型，进而成功地实施了全球岩溶地貌对比；发现内生成因CO2和水动力控制，并首次在野外观测到了水动力条件对钙华沉积速率的控制；率先开展了利用洞穴石笋开展古气候、古环境变化记录重建研究，使得当前石笋的时间分辨率达到了季，建立了新的时间标尺；发现了石漠化治理、水生生物固碳等岩溶动力系统固碳增汇新途径……

这些中国智慧，得到了国际地学界的广泛认可。早在1994年，IGCP执行局主席、英国皇家学会会员M.Brown教授就专门撰文指出：“岩溶动力学理论是国际岩溶研究的核心理论。”

2011年，国际著名《Science》期刊报道评价“桂林岩溶动力学研究团队是站在国际岩溶研究前沿的研究团队，其在岩溶作用与碳汇方面的研究对全球碳减排具有重要意义”。

世界共享中国方案

碳若排放到大气中，就会成为导致地球变暖的罪魁祸首，但若固定在大地和岩石中，就成了提升农作物品质的肥料。因为在这一转换中，无机碳变成了有机碳。

利用这一机理，项目组在西南岩溶地区开展了变害为利的石漠化综合治理示范，有效推动了西南岩溶地区生态文明建设和精准扶贫。

广西平果县果化镇就是其中一个点。果化示范区，面积1000公顷，2000年还是重度石漠化区，农民人均纯收入不足600元。2001年起，通过复合峰丛洼地立体生态农业模式以及一系列石漠化治理新技术的成功应用，该示范区目前植被覆盖率由不足10%提高到85%，农民人均纯收入增加到1万多元。

广西马山县弄拉屯在开发表层岩溶水资源的基础上，通过对裸露石山环境进展综合治理，形成了以休闲旅游观光附加绿色农产品的生态旅游产业链，100多村民人均年收入10万多元，还带动周边村民2000多人就业……

这些可被复制的治理模式，被新西兰、坦桑尼亚等6个国家引进并应用于本国的石漠化治理工作，让这些国家生活在石漠化地区的居民享受到中国方案带来的幸福。

而这，只是项目解决石漠化地区经济社会问题、助推经济社会发展的一个侧面。在研究中，项目组立足科研服务社会、造福社会的宗旨，形成阶段性成果后就通过多种渠道向政府汇报，通过示范开展应用转化，极大地提升了科研成果的社会生命力。

从宏观角度看，成果的应用转化还体现在以下几方面：

成果的应用转化已上升为国家行动。西南岩溶生态系统研究成果，为国家《岩溶地区石漠化综合治理规划大纲（2006~2015）》提供了重要的科技支撑，有力支持了国家在“十一五”“十二五”期间实施的《岩溶区石漠化综合治理重大工程项目》。

以南方表层岩溶带及表层岩溶水资源分布规律为指导，建立的表层岩溶水开发示范工程，支撑了广西岩溶区地下水开发利用，并在西南岩溶区得到有效推广。自1995年以来，先后在广西马山、都安、环江等20多个县实施水利工程项目100多个，解决20万余人的饮水困难，改善灌溉面积2万多亩。

总结出中国南方岩溶形成发育的四大地域优势，使广西桂林、环江等七大南方喀斯特自然景观列入世界自然遗产名录，为岩溶地区贫困群众脱贫致富打造了金山银山。

在上世纪80~90 年代，国际著名岩溶学家M.M.Sweeting（英国）、D.C.Ford（加拿大）在考察和了解了中国岩溶发育特征后预言：国际岩溶学新理论的发展将会在中国得到启示。如今，岩溶动力学理论体系的创立与应用，使这一预言成为现实。岩溶动力学与全球变化研究成果，将开创我国石漠化地区在新时代更美丽的未来。

近日，中国地质调查局青岛海洋地质研究所科研人员在渤海海峡第四纪环境演变和海平面变化研究方面取得新进展，该研究揭示了渤海海峡2.25 Myr以来的沉积序列及其对渤海第四纪古环境演化的响应。

中国东部海域第四纪海侵演化历史及驱动机制目前仍然不清楚，特别是渤海第四纪首次海侵的时间仍然存在争议。渤海海峡是渤海连通黄海进行物质和能量交换的通道，其沉积记录对海平面变化、陆源碎屑输入、区域构造活动等环境变化高度敏感，为重建渤海地区第四纪环境演化和海平面变化过程提供了重要的地质档案。该研究依托渤海海峡长序列钻孔岩心开展高分辨率的年代学、沉积学分析，研究发现：一是渤海海峡地区第四纪沉积环境演化经历了三个阶段：2.25 ~ 1.46 Ma 为河流相沉积，1.46 ~ 0.89 Ma 为河流-湖泊相沉积，0.89 Ma以来为海陆交互相沉积。二是第四纪“渤海古湖”的湖平面范围在早更新世晚期曾一度扩大至渤海海峡。三是区域钻孔记录对比揭示渤海第四纪首次海侵的时间不晚于0.89 Ma。四是综合中国东部海域已有钻孔的第四纪海侵记录，构建了黄、渤海第四纪海侵时间和路径的演化模式。

该项研究工作得到了中国地质调查局、国家自然科学基金的联合资助。

中国大部分地区在中、晚侏罗世期间经历了一次剧烈的干旱化过程，在沉积记录上表现为由上侏罗至下白垩统含蒸发岩和风成砂的红层替代了上三叠至中侏罗统以暗色为主导的含煤系地层（图1）。这次干旱化是东亚古环境演化史上划时代的事件，奠定了晚中生代以来该地区的气候格局，自此，该地区长期延续着行星风系下以干旱为主旋律的气候特征，直到晚新生代青藏高原隆升到一定高度导致东亚季风形成，然而，该事件的时空范围和驱动机制长期以来都是一个谜。针对这一问题，自然资源部中国地质调查局地质研究所/自然资源部深地动力学重点实验室易治宇副研究员、柳永清研究员与佛罗里达大学Joseph Meert教授对华北侏罗系火山岩进行了系统的古地磁和同位素年代学研究，提出了侏罗纪东亚干旱化的新机制。

本研究首次揭示出东亚陆块群中晚侏罗世期间（~174-157 Ma）发生了约2800公里的南向漂移。同时，该研究还对东亚地区海、陆相盆地的沉积记录进行了对比分析，进一步明确了侏罗纪干旱化事件发生的时代为 ~165-155Ma，影响范围超过1000万平方公里。该研究认为是板块运动驱动了东亚地区侏罗纪古环境变迁（图2C）。由于侏罗纪至早白垩世期间欧亚、北美、非洲都记录了一次快速的视极移事件，而华北地块观察到的快速视极移可与上述大陆的视极移路径进行对比（图2B），因此，该研究认为侏罗纪华北地块大规模的南向运动很可能是全球真极移的一部分，是驱动东亚侏罗纪剧烈干旱化的根本原因。

中侏罗至早白垩世期间燕辽地区非常完美地保存了两个生物群的化石，即著名的燕辽生物群和热河生物群，这些生物群的兴衰与燕辽地区古环境变迁密切相关。通过燕辽地区古纬度及古生物演化时间序列对比，该研究进一步认为真极移驱动的环境变迁很可能导致了燕辽生物群在~160-155 Ma的消亡，并为热河生物群在~130-120Ma的重新兴起创造了有利的环境条件（图2A）。

该研究在国家自然科学基金、地质所基本科研业务费及地质调查项目联合资助下，发表于知名地学期刊Geology（Zhiyu Yi*, Yongqing Liu, Joseph G. Meert; A true polar wander trigger for the Great Jurassic East Asian Aridification. Geology. doi: https://doi.org/10.1130/G46641.1）。

图1：侏罗纪-早白垩世沉积记录揭示东亚大陆快速干旱化

图2：侏罗纪-早白垩世真极移（TPW）驱动东亚环境变迁

2018年10月8日的《人民日报》用整版篇幅刊载了“中国中小城市科学发展指数研究成果”，同时发布了2018年度全国中小城市综合实力百强县市名单。广西百色市平果县自2011年以来已经连续第八次入选该名单，最新排名为全国第83位，而且仍然保持着广西唯一一个上榜“全国百强县市”城市的记录。

因为邓小平1929年发起的“百色起义”，平果县成为了意义非凡的红色革命老区；因为丰富的铝土矿等矿产资源，这里成为了全国举足轻重的有色金属产业基地；因为以火龙果种植等为代表的特色农业，这里又成为了我国西南地区石漠化生态修复助推产业发展、助力精准扶贫的典型范例。

平果县为何能在短短时间里摘掉贫困帽，一跃进入全国百强县？这是该县积极调整产业结构、创新发展理念的必然结果。我们也要看到，在该县开展生态保护修复、推进资源型城市转型升级、打赢脱贫攻坚战的过程中，地质科技创新成果发挥了不可替代的引领作用。

要知道，石漠化是我国西南岩溶区最为严重的生态问题之一，贫困和生态恶化的双重压力是制约当地实现可持续发展的主要因素。以平果县等为代表的石漠化问题严重的地区，如何才能突破自然环境的桎梏，在生态文明建设的实践中实现自身的蜕变？

陡坡地种植生态经济植物苦丁茶对比图（平果示范区） 向悟生 摄

洼地种植优质果树对比图（平果示范区） 向悟生 摄

近日，由自然资源部中国地质调查局、广西科学技术厅、广西自然资源厅共同主办的“石漠化生态修复技术成果研讨会”在南宁落下帷幕。会议期间，与会代表就石漠化生态修复工作的成果和经验进行了交流。记者也随着众多专家的脚步，来到“果化模式”的诞生地——平果县果化镇石漠化生态修复示范区和国家重点研发计划项目太平生态示范区进行了野外实地考察，探寻推动石漠化地区可持续发展动力之源。

科学研究助力产业发展

“平果县果化镇龙何屯及周边山地曾是桂西南石漠化程度最严重的区域之一，石漠化面积占到了土地面积的70%。”据自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所副所长蒋忠诚介绍，自上世纪90年代起，广西石漠化面积以年均3.3%的速率高速增长，到2005年全区石漠化面积已经达到3.07万平方千米，不断恶化的生态环境不仅导致了耕地丧失、土地质量下降、水源枯竭、旱涝灾害频繁，还严重制约着岩溶山区经济社会的健康可持续发展，威胁着珠江中下游地区人民的生态安全。

“广西岩溶地区的高速石漠化只是我国西南地区石漠化持续加剧的一个缩影。”蒋忠诚说，我国西南地区石漠化面积由1990年的9.12万平方千米增加到2005年的12.96万平方千米，引起的水土漏失、植被退化、岩石裸露以及每年一个中等县（约30万亩）耕地流失，导致了4200万人缺水和5000万贫困人口。

据了解，虽然当时国家和地方采取了一系列治理措施，由于对西南岩溶的特点、区域石漠化成因及其形成演变规律以及石漠化对水土资源、生态环境和区域经济的影响机理和过程认识不清，尤其是缺乏有效的地下水探测与开发利用技术、适宜性生态重建技术和生态产业，人们的努力没有取得明显的效果，石漠化加剧、生态环境和区域经济恶化的严峻形势迫切地需要一套更为科学的治理方案。

2001年以来，自然资源部中国地质调查局组织岩溶地质研究所等局属单位，联合中国科学院、相关高校和地勘单位等20多家单位联合攻关，以地球系统科学理论和岩溶动力学理论为指导，在以广西百色等为代表的西南岩溶区，针对岩溶峰丛洼地石漠化严重、缺水少土、旱涝灾害频繁、生态环境脆弱、居民贫困等问题和特殊岩溶地貌结构特点造成的“土在楼上、水在楼下”水土格局，提出了以“岩溶流域为单元-地质调查为基础-岩溶水开发为龙头-选择适生植物发展生态产业为突破口-人与自然协调发展”的石漠化综合治理科学思路和“试验先行-示范带动-辐射推广”的行动方略。

10多年来，岩溶地质研究所在西南岩溶石漠化区组织实施了120多个地质调查项目及国家、省部级科技项目，累计投入经费约2亿元，取得了石漠化生态修复基础理论、技术研发、产业示范等方面的工作成果，建立了20处石漠化综合治理示范区，在支撑服务石漠化地区脱贫攻坚和生态文明建设方面取得了实效。

“2001年，我们以果化镇龙何屯为中心，建立了果化石漠化生态修复示范区，这也是中国地质调查局建立的第一个石漠化生态修复示范区。”蒋忠诚介绍说，在科技部实施的“喀斯特峰丛洼地生态重建技术与示范”项目等支持下，科技人员在龙何屯引进火龙果并进行试种，很快就获得了成功。通过十几年的系统研究和实践，目前果化示范区已经形成了以火龙果种植为主的特色生态产业，建立了以表层岩溶水开发为龙头的立体生态农业模式，总结形成的一套可复制可推广的石漠化综合治理模式及关键技术体系——“果化模式”也已经在西南八省300多个县40万平方公里岩溶区辐射推广，取得了较好的生态、经济和社会效益。

保留住脱贫攻坚的种子

在果化石漠化生态修复示范区现场，岩溶地质研究所岩溶生态与石漠化室主任罗为群介绍说，火龙果具有耐旱耐瘠、根系发达、适应性强、管理粗放、经济效益高等特点，在石漠化地区发展火龙果产业，有利保持水土、改善生态环境，可收到农业增效、农民增收、石山增绿三重效果。他还向与会专家介绍了这样一组数据：

自实施综合治理以来，果化示范区植被覆盖率增加60%，土壤侵蚀速率下降80%，水资源利用率增长5倍，土地利用率提高60%；石漠化区火龙果等生态产业经济效益由治理前的800元/亩提高到1.5万元/亩，农民人均纯收入由不足600元/年增加到1.8万元/年；平果县推广火龙果种植5万亩，直接经济效益7.5亿元/年；百色市推广火龙果种植20多万亩，年产值30多亿元，带动近20万人脱贫致富；带动西南地区治理石漠化2万平方公里，解决1500万人饮用水困难，指导30多个县实施土地整治500万亩；“果化模式”吸引西南八省干部和农民群众近20万人次前往考察学习，1000多万人间接受益……

“我们的研究成果，可以说在推动百色市革命老区、广西乃至整个西南岩溶区石漠化综合治理与脱贫攻坚、生态保护修复与经济社会发展中发挥了重要的科技支撑作用。”罗为群颇为自豪地向记者说到。

资料显示，广西共有28个国家级贫困县，其中有25个地处岩溶石漠化地区，“果化模式”无疑为这些县取得脱贫攻坚的胜利打开了希望之门。

记者在位于平果县太平镇的贫困山区红色果业核心示范区了解到，该镇火龙果种植面积已达5000亩，目前正在进行万亩示范区建设规划。该镇镇长冯晓东说，科学种植火龙果已经成为了贫困石漠化地区农民增加收入的主要渠道，一方面，当地政府通过引进龙头企业、对农民种植进行补贴、鼓励成立农业专业合作社等方式，保证了农户的种植收入；另一方面，通过土地流转和到基地务工，农民又可以增加土地租金和劳务收入，“从多方面保障了当地农民的收入问题”。

据了解，果化镇、太平镇等示范开展石漠化综合治理的村镇，均已在近几年先后全面脱贫。记者在采访中看到，不少农户家里已经盖起了新房。一位村民与记者闲聊时说道：“原来我们村（龙何屯）是下雨淹水、晴天大旱，石头山上除了种点玉米啥也不长，收成还不够一家人自己吃的。专家们来了后，村子里的石头山变绿了，下雨天村里也基本没再被淹过。而且，现在我们很多人都不再出去打工了，有种火龙果的，有在基地打工的，钱也不比在外打工挣得少。”

回忆起十几年前刚到果化镇开展石漠化综合治理研究工作的情景，蒋忠诚也是记忆犹新。“刚来时，当地的村民确实相当贫困，烧的是柴火、牛粪，电也没通，玉米糊糊加辣椒面就是一顿饭。我们既要开展岩溶石漠化地区的地质调查和科学研究，也要想办法帮助当地人民脱贫致富。但一开始，当地村民对我们不够熟悉、不够信任，我们的工作推进得非常缓慢。”蒋忠诚说，在建设果化石漠化生态修复示范区的最初一段时间里，当地村民认为他们是来走马观花地做做“形象工程、面子工程”，因此几乎没有人出面支持他们，“就连项目组想付钱请村民们来帮忙搬运基建材料都没人来”。

为了赢得当地村民的信任和支持，岩溶地质研究所的科技人员先是充分发挥专业优势，帮助村子里解决了用电、吃水、内涝等实际问题，而后又通过与村委会积极沟通协调，在村民中确定了第一批愿意“吃螃蟹”的火龙果种植示范户，这才算迈出了示范区建设的第一步。

没过多久，从国外引进的第一批火龙果苗顺利入土了，看着一天天变绿的石头山，科技人员的眼中充满了期待。可新的问题又出现了：原来，当地盛产一种名叫“霸王花”的植物，与火龙果同种同属，外形也十分相似，但是只开花、不结果，无法给人们带来任何经济收入。当地不明真相的村民误将还没有长成的火龙果苗认为是霸王花，纷纷到地里拔掉了还在生长的火龙果苗，又重新种上了玉米。

中国科学院广西植物研究所研究员李先琨回忆起这一段故事，也有点哭笑不得：“我们好说歹说，总算从村民们手中‘抢’过来几亩地没让拔苗。这几亩地里的火龙果苗，就像是石头地里的星星之火，保留住了脱贫攻坚的种子。第二年，这几亩‘星星之火’开花了、结果了，这才让村民们相信我们不是‘大忽悠’。”

李先琨说，为了让火龙果真正成为石漠化地区贫困群众脱贫致富的帮手，项目组先后开展了岩溶石山火龙果栽培管理技术的系统研究与应用推广，内容涉及增强抗病抗旱性能、增加可溶性固形物（甜度）、与同属的霸王花嫁接、火龙果花粉储藏保鲜、适应性强品种培育、花果兼收等，不断提升了当地火龙果的产量、质量和附加经济价值。

科学研究不能架在空中

据了解，对石漠化的研究起源于1977年联合国召开的荒漠化大会，中国学者在会上首次提出：石漠化是荒漠化的一类。石漠化也被称作“地球癌症”，几十年来，全球众多国家相关行业的专家们不遗余力地开展相关研究，一直在寻找攻克这一“恶疾”的良药良方。

1976年成立的自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所，是我国从事岩溶地球科学领域相关研究的专门机构，也是我国最早开展岩溶生态系统与石漠化治理科学研究的科研机构之一。几十年来，该所不仅形成了一大批原创性的理论、技术研究成果，为我国岩溶地区生态环境的改善提供了重要的科技支撑，也逐渐形成了以袁道先院士、蒋忠诚、罗为群等为代表的老中青三代梯队人才团队。

“科学研究不能架在空中，要落到地里。”这是罗为群经常挂在嘴边的一句话。别看他只有38岁，却已经是岩溶生态与石漠化治理工作的“老同志”，我国西南广袤的岩溶山区到处都留有他的足迹。

由于常年工作在岩溶贫困山区，罗为群对当地百姓生活的疾苦有着真切的体会。他深入农户，了解他们的困难和需求，向他们讲解石漠化、水土流失的危害，宣传推广先进的种植模式和经验，引导村民树立起治理石漠化和脱贫致富的信心。为了获取第一手资料，他在野外一直都与当地村民同吃同住，一边从事研究，一边深入田间地头，指导当地村民进行表层岩溶泉水开发和生态农业建设，手把手传授优质水果、药材、牧草等先进种植技术，耐心指导土地整理和土壤改良的技术方法。

罗为群还兼任着果化石漠化生态修复示范区的项目野外临时党支部书记。果化镇龙何屯的一位村民告诉记者，不管是田边的排水沟堵了，还是地里的种植出现疑问，甚至是家中发生什么琐碎趣事，村民们有事没事总爱去找“罗书记”聊聊天。只要时间允许，罗为群基本都是“来者不拒”，他对记者说，野外临时党支部是联系群众的纽带，“我们带领当地农民脱贫致富，他们也会把我们当做家人一般对待”。

罗为群只是岩溶地质研究所石漠化生态修复人才团队中的一个典型代表。据了解，该所近年来共承担了石漠化生态修复相关项目 120 多项，获得国家级国际合作奖 1项、省部级一等奖 4 项与二等奖 8 项，培养了自然资源部首批科技领军人才 1 人、自然资源部杰出青年科技人才 3 人、广西高层次人才 2 人，还培养了百余名研究生，获得专利 13项，注册商标 2 项，获批立项国家技术标准 4 项，编写了中国地质调查局地调技术标准 1 项、中国地质调查百项技术 2 项、中国地质调查百项理论 1 项，研发了技术规程 12 项，为制定相关地方和行业技术标准提供了科学依据。

几十年来，这支队伍在岩溶地区石漠化综合治理研究方面也实现了重要理论创新和技术突破。

据蒋忠诚介绍，在理论研究方面，团队创建了岩溶生态系统、石漠化、水土漏失理论和研究方法。首次提出岩溶生态系统概念、结构特征、驱动机制和主要功能，创立岩溶生态系统理论，开拓岩溶生态学研究方向，揭示全球不同类型岩溶生态系统的运行规律。明确石漠化概念及其分级，揭示了石漠化在加剧水土流失和漏失、减弱岩溶环境对降雨和地表水资源的调蓄能力、破坏植被、加速植物入侵速度、降低土壤质量、加深居民贫困等方面的危害，奠定了石漠化生态修复理论基础。

在水土调蓄和生态重建方面，团队取得了关键的技术突破。形成了表层岩溶水综合调蓄技术、岩溶地下河水资源开发利用技术、岩溶石山景观生态型土地整理技术、岩溶土壤改良技术、岩溶石山火龙果栽培管理技术和人工诱导植被恢复等12项关键技术，为岩溶区水土调蓄和生态重建提供了技术支撑。

此外，在石漠化生态修复和综合治理示范方面，团队将西南岩溶区划分为八大石漠化治理类型区，明确451个石漠化县，对各区提出因地制宜的石漠化综合治理对策建议。通过建立示范区和总结提出“果化模式”等，形成了可复制可推广的石漠化综合治理模式及其配套的关键技术体系，构建了“科研单位+政府+公司+农户+市场”的运作方式，为实施石漠化综合治理和水土流失防治工程提供了经验。

当记者置身于平果县石漠化生态修复示范区，一眼望见那绿意盎然、绵延千亩的火龙果园，忽然意识到，当年的星星之火如今已成燎原之势，正要将石漠化地区人民的生活烧得愈发红红火火。

石漠化地区

石漠化地区三七种植基地

近日，由中国地质调查局岩溶地质研究所牵头的国家重点研发计划项目《喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范》正式启动。本项目将以国家石漠化治理工程区的蒙自、建水、泸西三个盆地为研究区，通过研发和集成喀斯特断陷盆地石漠化演变机理、水土漏失阻控、植被恢复、特色资源开发及生态衍生产业构建，建立喀斯特断陷盆地生态环境基础数据库、技术模式与方法库及信息共享平台等，形成断陷盆地生态安全评估技术体系，建立喀斯特断陷盆地综合治理理论与技术体系。

1

中国在喀斯特生态及石漠化治理研究中居领先地位，石漠化治理仍需加强

项目首席科学家、岩溶所曹建华研究员介绍，喀斯特生态环境的脆弱性导致石漠化问题在世界不同喀斯特地区普遍存在。石漠化在中国西南、中南半岛、中东地区、地中海沿岸均有分布。除中国西南、中南半岛外，其他国家更多关注的是石漠化区的资源禀赋及其导致的干旱缺水问题，而对生态退化及修复关注较少。

中国在喀斯特生态及石漠化治理研究中居领先地位。我国从“十五”时期就开始了石漠化的治理工作，中国科学家连续组织实施5个IGCP项目，针对石漠化治理进行研究。在国家石漠化综合治理工程的努力下，我国石漠化面积由逐年增加变为逐年下降，总体趋势好转，西南地区石漠化土地总面积减少7.4%，植被盖度增加4.4%；生态产业得到大力培植与发展，实现200万人脱贫；岩溶地下水开发工程解决了部分人畜饮用水问题。

2015年4月，中共中央国务院发布《关于加快推进生态文明建设的意见》，明确提出继续推进石漠化综合治理。2016年3月，国务院发布的“十三五”规划纲要明确指出，荒漠化、石漠化、水土流失综合治理是推进国家重点区域生态修复的主要内容，标志石漠化综合治理工作又进入了新的阶段。

目前，我国石漠化治理在以下几方面仍需加强：石漠化演变机理研究需加强，断陷盆地类型区尤其薄弱；缺水问题没有得到根本解决，水资源利用效率有待提高；水土漏失的阻控技术尚未形成；石漠化区植被退化修复生态学机制有待阐明；特色生态产业物种配置，引进物种适应性及功能缺乏综合效益评价；断陷盆地石漠化治理模式和技术集成欠缺。

2

我国断陷盆地石漠化治理起步晚，治理模式和技术相对单一，亟须实现理论突破和技术创新

尽管我国石漠化治理取得一定成效，然而，目前已开展的系列国家“973”计划、科技支撑计划和重点自然科学基金等国家重大项目主要集中在喀斯特高原和峰丛洼地区，断陷盆地鲜有涉及。

断陷盆地区是我国石漠化最为典型、程度最严重的地区之一，研究显示，我国断陷盆地石漠化面积比例达1.51万平方千米，占喀斯特面积高达32%，集中分布在我国的滇东和攀西一带。由于断陷盆地盆—山地形变化剧烈，气候反差大，降水偏少，蒸发量大，地下水埋藏深、水土资源分离、植被立地条件差等一系列特点，造成断陷盆地石漠化治理起步晚、投入少，导致一系列资源环境问题。

一是水土漏失加剧。调查结果显示，喀斯特地区土壤侵蚀以地下漏失为主，地下漏失模数占年均总土壤侵蚀的70%~80%。蒙自南洞地下河是水土漏失过程的典型代表，该地下河出口泥沙含量达0.77kg/m3，是南盘江的2.33倍。整个南洞流域水土流失总量为43.6万t/a，高原面土壤垂向漏失是造成地下河泥沙含量提高的主要原因。断陷盆地水土漏失严重威胁长江、珠江中下游经济区的生态安全。

二是水资源开发与利用不匹配，缺水困难没有根本解决。据调查，西南喀斯特区仍有6637万人存在饮水不安全问题，缺水人口达1947万人。目前完成的西南喀斯特区1：5万水文地质调查面积23万平方千米，可开发利用水资源量615亿立方米/年，但开采程度仅16%。断陷盆地地下水深埋，受制于技术手段落后，地下水勘探、开采、利用难度大，缺水问题仍十分严重。

断陷盆地地区隶属国家级连片特困地区——乌蒙山区和滇黔桂石漠化区，其中分布在滇东的国家级贫困县有24个，22个是喀斯特县。生态环境恶劣的石漠化区人口密度高，贫困人口近百万，贫困面大且程度深，是西南乃至全国扶贫攻坚的重点地区。

最新遥感数据显示，滇东—攀西断陷盆地重度石漠化面积呈增加的趋势。滇东—攀西地区隶属国家“两屏三带”生态安全屏障的黄土高原—川滇生态屏障，国家14个连片特困地区的乌蒙山区、滇黔桂石漠化区，影响着长江、珠江、澜沧江等国内、国际重要河流的生态安全，是我国重要的生态保护功能区。

相比其他喀斯特地貌类型区，我国断陷盆地石漠化治理在基础理论研究和治理关键技术研发方面相对薄弱，治理模式和技术单一，效果较差，存在着“地头水柜水不见，山高水深饮水难，水土流漏无措施，地下“红”河愁不清，山路崎岖生活艰，居民贫根难拔除”的现象，亟须实现理论突破和技术创新，形成科技支撑服务的、产学研用为一体的生态治理—生态产业协同发展的断陷盆地石漠化综合治理模式。

3

选择蒙自、建水和泸西3个典型研究区，拟解决3个重大科学问题

据曹建华介绍，《喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范》重点研发计划项目将由岩溶所牵头、联合中科院亚热带农业生态研究所、中国水利水电科学研究院、北京林业大学、云南省地质调查局等单位产学研用攻关，针对断陷盆地盆—山共存的环境地质结构、水土资源不匹配和石漠化严重等问题，选择断陷盆地典型、石漠化程度严重的蒙自、建水和泸西3个研究区开展研究工作。

三个研究区各有特点。其中，蒙自研究区为断陷盆地喀斯特发育强烈、水土流/漏失严重的典型代表，拟在该地区进行石漠化演变机理研究、水土流/漏失阻控技术和生态产业研发和示范。建水研究区气候干热，缺水严重，具有多级盆地结构特点，拟在该区进行地表—地下水联合调控、植被恢复及功能提升研究。泸西示范区，以小江流域断陷盆地为核心区，流域上游区为喀斯特槽谷与喀斯特峰丛分布区，中游为断陷盆地，下游为峡谷区，将重点研究示范区断陷盆地生态环境地质分异特征及其石漠化演变机理，对断陷盆地“五水”循环过程及水资源均衡进行分析，研发地表—地下水联合调控及水资源高效利用及优化配置技术，构建立体生态产业模式，集成泸西断陷盆地水土资源高效利用、石漠化生态治理—生态富民耦合调控技术，进行综合效益、适用性评价，在县域（流域）范围进行应用示范。

项目将重点解决3个重大科学问题：

一是地质—气候制约的断陷盆地生态系统运行规律及石漠化驱动机制。

针对断陷盆地急剧变化的地形、气候特点以及“盆—山”共存的环境地质结构，加之断陷盆地生态环境地质具有高度异质性，形成特殊的生态水文及其耦联的碳、氮、钙物质循环过程，影响和控制了区域喀斯特生态系统运行和石漠化的发生、演变过程，重点揭示地质—气候制约的断陷盆地生态系统运行规律及石漠化驱动机制，有效服务于断陷盆地水土资源高效利用，进行土壤侵蚀阻控，退化生态修复，生态产业模式构建。

二是断陷盆地地表—地下水、土过程与资源高效利用调控机理。

断陷盆地特殊的地质结构和水文地质条件，导致地下水埋深大，“土在楼上，水在楼下”，空间分布极不均匀又不配套，水资源以地下水为主，土壤资源集中分布在盆地平坝区。将对断陷盆地不同喀斯特形态影响水土过程、制约了水资源和土壤资源的开发利用机理等进行研究。

三是生态服务功能提升与生态产业培育协同机制。

基于喀斯特断陷盆地富钙偏碱的地球化学背景，导致喀斯特区植被具有喜钙性、旱生性、石生性。缺水少土导致立地条件差，生态恢复的难度大。生态服务功能的提升需要系统阐明植被退化与恢复生态学机制；生态产业涉及的物种与断陷盆地区域地质生态环境协同的生态学原理需进一步揭示；拟建立断陷盆地石漠化治理评价指标体系与评价方法。

4

设置6个课题，系统研究石漠化演变机理及综合治理技术与示范

根据项目的重大科学问题、构建技术、生态产业模式等目标，本重点研发项目设置6个课题，拟系统研究石漠化演变机理及综合治理技术与示范。

《断陷盆地生态环境地质分异及石漠化演变机理》课题，将选择代表性的喀斯特断陷盆地石漠化区，定量刻画典型流域植被与水文过程交互作用，确立流域生态需水关键期及需水量，明确植被生态水文耦合过程对碳、氮、钙、水等物质传输的影响。在此基础上，解译喀斯特断陷盆地生态环境地质分异规律及其内在联系，揭示喀斯特断陷盆地生态环境地质分异与石漠化协同演变机制、生态系统演替趋势，为喀斯特断陷盆地石漠化区面向生态的水资源合理配置和生态功能恢复提供理论依据。

《断陷盆地地表、地下水资源高效利用与优化调控》课题，针对断陷盆地水资源以地下水为主、且埋深大、雨水集中、水资源时空分异大、水资源与土壤资源空间上分隔、时间上存在错位等突出问题，以泸西、建水、蒙自三个盆地为解剖对象，开展断陷盆地地表—地下水过程研究、资源高效利用调控技术研发，阐明断陷盆地流域尺度水文地质结构与水文过程，分析“五水（雨水、地表水、喀斯特表层带水、地下水、土壤水）”转换过程，研究喀斯特系统水均衡问题，研发地下水开发、地表水调蓄、雨水收储、水污染风险评估及水质修复、节水灌溉、土壤保墒等综合高效利用技术，探索断陷盆地水资源可持续利用管理技术途径提供科技支撑。

《断陷盆地土壤流/漏失阻控与质量提升》课题，选择蒙自、建水断陷盆地，针对喀斯特断陷盆地周边山地（陡坡带、高原面）土层浅薄不连续、土壤流/漏失严重、土地持续利用难等问题，查明陡坡带、高原面岩土组构与土壤生态特点，揭示土壤流/漏失驱动因素、土壤退化对石漠化演变的响应关系，及特色作物连作障碍机理，研发深根系乔—灌—草生物篱等阻控技术，消减土壤连作等障碍因子，提高土壤质量，为该区土壤资源抢救、保护与高效利用的有机结合提供理论和技术支撑，促进区域生态改善与生态富民。

《断陷盆地石漠化区植被恢复与功能提升》课题，针对断陷盆地生态环境地质分异、植被退化和石漠化程度严重等问题，以建水断陷盆地为主要对象，开展植被退化与恢复生态学机制研究，阐明断陷盆地高原面、坡面和盆地植被退化与恢复生态学机制，以生态系统服务功能提升为核心，研发喜钙、耐旱植物材料筛选与快繁技术、稳定群落构建与可持续性经营管理技术，构建仿自然植物群落与林—灌—草优化配置模式并示范，为喀斯特断陷盆地林草植被生态恢复提供理论和技术支撑。

《断陷盆地特色生态产业的培育、技术开发与示范》课题，针对断陷盆地光热资源丰富，但石漠化严重、水资源短缺、植被退化严重、产业单一、经济效益低下、生态产业欠发达、农民贫困等问题，以提升生态衍生产业发展为主要目标，选取蒙自市和泸西县作为课题研究区域，研发断陷盆地特色经济价值的林、灌、草植物品种种植技术，构建具生态经济效益的复合经济林—草（药）—畜（禽）等系统和复合水/干果技术模式，形成生态衍生产业模式并示范；研究市场潜力大的生物资源（塔拉等）与断陷盆地地质生态环境的适应机制，研发绿色产业提质增效加工利用技术，培育特色生物资源加工企业，为喀斯特断陷盆地的石漠化综合治理和农民脱贫致富提供科技支撑。

《断陷盆地石漠化综合治理模式与技术集成》课题，针对断陷盆地石漠化区生态治理—生态产业协同石漠化综合治理模式欠缺、石漠化综合治理效益评估缺乏等关键科学问题，开展断陷盆地石漠化治理技术集成与规范，断陷盆地石漠化治理模式集成与范式，断陷盆地石漠化治理县域示范与效益评价，断陷盆地石漠化区生态环境保护、资源综合开发利用建议与对策研究。集成水土资源高效利用、石漠化生态治理—生态富民耦合调控技术，形成基于生态服务功能提升的石漠化生态富民综合治理模式；对石漠化治理工程进行综合效益、适用性评价，并在县域（流域）范围进行应用示范，为断陷盆地退化生态修复和精准扶贫发挥技术支撑与示范引领作用，同时利用联合国教科文组织国际岩溶研究中心平台作用，积极开展国际科技合作，促进技术共享转化。

5

重点研发6项关键技术，致力于改善我国老、少、边、穷地区区域生态环境质量

项目将重点研发6项关键技术：

一是大功率充电联合跨孔CT 成像准确定位地下河技术。

在断陷盆地区，地下水空间分布及运移规律复杂，难以定位，开采难度大。采用大功率充电联合跨孔彩色CT成像技术，可以降低噪音，提高识别分辨率，对地下水的空间分布进行准确定位。

二是流域尺度水土资源高效利用与优化调控技术。

从水资源承载力出发，集成地下水开发、地表水调蓄、雨水收储、水污染风险评估及水质修复、节水灌溉、土壤保墒等技术，达到地表地下水联合调配高效利用。从断陷盆地土壤属性出发，集成有机培肥、保护性耕作、特色作物连作障碍消减等土壤质量提升技术，达到土壤资源高效利用。

三是深根系乔—灌—草生物篱土壤流/漏失阻控及水土保持生态工程技术。

以具有丰富溶蚀裂隙喀斯特表层带和落水洞为单元，开展深根系乔—灌—草配置阻控土壤漏失试验，研发相关生物篱技术；引进传统土壤流失防治工程和生物措施，集成断陷盆地水土保持生态工程技术。

四是喜钙耐旱植物材料筛选与快繁及仿自然植物群落优化配置技术。

筛选喜钙、抗旱、抗风、耐瘠薄、保水保土固氮能力强等适宜优良植物材料，进行栽培试验；通过种、营养体、最适合环境营造等多技术途径，研发不同植物材料的快繁技术体系。

五是特色经济林—草（药）—畜（禽）复合系统构建技术。

重点突破断陷盆地石漠化修复的林下种草养牛（羊）与圈养技术、林—果—药复合经营技术、特色林（果、药）的种苗繁育与优质栽培技术。

六是生物资源利用提升与生态衍生产业培育技术。

从塔拉引种、栽培、适应性试验，到生物资源获取、生物产品研制，延长生态产业链，进行喀斯特特色资源利用加工企业的培育。

曹建华表示，项目参与单位囊括国土资源部、国家林业局、教育部、水利部、中国科学院等部门，覆盖了地学、生态学、林学、土壤学和水土保持学等学科，项目各研究团队均具有深厚的学术研究基础和很强的技术优势，为本项目的顺利执行奠定了坚实基础。

项目的实施地点与示范区位于我国老、少、边、穷地区，生态环境恶劣，项目将技术研发、试验示范与推广相结合、新技术与已有技术集成和组装相结合、生态效益与社会经济效益相结合，研发技术的应用推广将极大改善区域生态环境质量，使示范区土壤侵蚀模数降低20%~30%，示范区生态服务功能提高30％以上，推动相关生态衍生产业的发展，为生活在生态环境脆弱的断陷盆地区贫困农民提供新的发展机会，对促进少数民族地区的社会稳定具有巨大的社会效益。