普定站：喀斯特之“眼”

石漠化與貧困“孿生”。我國(guó)南方喀斯特山區(qū)涵蓋了3個(gè)國(guó)家級(jí)扶貧開發(fā)攻堅(jiān)主戰(zhàn)場(chǎng)：烏蒙山區(qū)、武陵山區(qū)和滇桂黔石漠化片區(qū)。

無論是“山窮”導(dǎo)致“水盡”，亦或“水盡”導(dǎo)致“山窮”，喀斯特山區(qū)百姓因“水渴”造成貧困是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)

中國(guó)科學(xué)院院士劉叢強(qiáng)認(rèn)為，治理西南地區(qū)石漠化既是一個(gè)科學(xué)問題，也是一個(gè)民生問題。

喀斯特占我國(guó)國(guó)土面積的36%。由于農(nóng)業(yè)人口分布比較多，喀斯特山區(qū)要想靠地吃飯，必須有種植業(yè)，由此導(dǎo)致大量植被破壞，加快水土流失，巖石裸露，形成石漠化。

石漠化與貧困“孿生”。我國(guó)南方喀斯特山區(qū)涵蓋了3個(gè)國(guó)家級(jí)扶貧開發(fā)攻堅(jiān)主戰(zhàn)場(chǎng)：烏蒙山區(qū)、武陵山區(qū)和滇桂黔石漠化片區(qū)。

無論是“山窮”導(dǎo)致“水盡”，亦或“水盡”導(dǎo)致“山窮”，喀斯特山區(qū)百姓因“水渴”造成貧困是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。

中國(guó)科學(xué)院院士劉叢強(qiáng)認(rèn)為，治理西南地區(qū)石漠化既是一個(gè)科學(xué)問題，也是一個(gè)民生問題。

山窮水不盡

“貴州省喀斯特面積高達(dá)73%，其中石漠化占36%。雖然這里降水資源豐富，一年1200毫米的大氣降雨，但90%左右都直接滲漏到地下暗河，因此工程性缺水問題嚴(yán)重?！?中科院普定喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站（以下簡(jiǎn)稱普定站）站長(zhǎng)王世杰指著一塊巖石剖面的裂隙告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，“想要解渴必須增大集雨面積?！?/p>

治理石漠化，水是第一位的。

“想要在坡地上集雨蓄水，必須依靠硬化的集雨面。”王世杰帶領(lǐng)科研人員在普定站陳家寨流域石漠化治理試驗(yàn)示范區(qū)探索出了“路—池集雨蓄水技術(shù)”的有效模式。他們用分段格擋的水泥路作為集雨面，可將雨水引到水池中，水池與水窖中間用PVC管道連接，輸送至田間進(jìn)行灌溉。

實(shí)踐證明，這是一條適合大多數(shù)喀斯特山區(qū)的水資源利用技術(shù)。該技術(shù)簡(jiǎn)單、實(shí)用、可操作性強(qiáng)，已在普定、晴隆、印江、納雍等地得到廣泛推廣，受到了百姓的歡迎。作為2014年剛進(jìn)入中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（CERN）的“新丁”，普定站已經(jīng)打響勝利的第一槍。

縝密設(shè)計(jì)觀測(cè)要素

普定站位于貴州省普定縣城關(guān)鎮(zhèn)沙灣，主要由觀測(cè)站主站區(qū)、后寨河流域綜合研究區(qū)、陳家寨石漠化治理試驗(yàn)示范區(qū)三個(gè)區(qū)域組成。

位于沙灣的主站區(qū)在一個(gè)小山頭上，走進(jìn)站區(qū)，最先映入眼簾的是一片100平方米左右的水—碳通量大型模擬試驗(yàn)場(chǎng)?！澳康氖墙忉屚恋乩米兓瘜?duì)喀斯特水—碳通量變化的影響。”普定站常務(wù)副站長(zhǎng)黎廷宇向記者介紹。走上山坡，可見標(biāo)準(zhǔn)氣象觀測(cè)場(chǎng)，“降雨量、溫濕度、風(fēng)向風(fēng)速、太陽輻射、土壤含水量等十幾項(xiàng)氣象參數(shù)每5分鐘將自動(dòng)被記錄?！绷硗?，主站還建有微生物實(shí)驗(yàn)鋼構(gòu)大棚、5個(gè)模擬降雨試驗(yàn)場(chǎng)、一個(gè)生物炭試驗(yàn)場(chǎng)、一個(gè)坡耕地退耕自然恢復(fù)永久觀測(cè)樣地、一個(gè)盆栽試驗(yàn)場(chǎng)以及一個(gè)施肥試驗(yàn)樣地等一系列試驗(yàn)觀測(cè)研究設(shè)施。

“樣地尺度并不能涵括生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換，構(gòu)成一個(gè)封閉系統(tǒng)的小流域才是喀斯特研究的基本單元?！蓖跏澜芨嬖V記者，后寨河流域監(jiān)測(cè)研究區(qū)正是出于這樣考慮而進(jìn)行設(shè)計(jì)。后寨河有喀斯特峰林、峰叢、丘陵與谷地、盆地、洼地、漏斗相間組合的喀斯特景觀，科學(xué)家在此設(shè)立水文、水化學(xué)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)6個(gè)，開展流域水文水化學(xué)監(jiān)測(cè)研究。

同時(shí)，研究區(qū)又對(duì)嵌套子流域陳旗小流域設(shè)立綜合觀測(cè)場(chǎng)，長(zhǎng)期開展水—土—?dú)狻乳L(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，用于開展生物地球化學(xué)循環(huán)、植被演替等研究工作，對(duì)小流域生態(tài)系統(tǒng)過程進(jìn)行精細(xì)化解剖。

另外，還設(shè)有一批輔助觀測(cè)樣地，如毗鄰的趙家田輔助植被樣地則用于開展植被皆伐后的植被演替研究、水土流失變化過程研究。后寨河流域內(nèi)另一觀測(cè)樣地天龍山植被大樣地主要開展喀斯特森林生態(tài)系統(tǒng)植被相關(guān)觀測(cè)和研究工作。

“針對(duì)喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的特殊性、復(fù)雜性、敏感性，我們將從不同條件得到場(chǎng)地環(huán)境信息、生物觀測(cè)數(shù)據(jù)、水環(huán)境數(shù)據(jù)、土壤觀測(cè)元數(shù)據(jù)等?！蓖跏澜軒ьI(lǐng)科研人員結(jié)合中國(guó)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)已有的規(guī)程規(guī)范，也正嘗試構(gòu)建適宜喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的觀測(cè)指標(biāo)與觀測(cè)辦法。

除了考慮科學(xué)因素之外，普定站還將社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)體系與指標(biāo)納入監(jiān)測(cè)范圍，每5年將對(duì)小流域內(nèi)的社會(huì)經(jīng)狀況進(jìn)行調(diào)查，包括人口、種養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)、土地利用類型變化、勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)等。

喀斯特“雙子”

當(dāng)被問及為何選址貴州省普定縣為研究站址時(shí)，王世杰用了三個(gè)“中心”來概括：中國(guó)南方喀斯特中心、貴州喀斯特中心區(qū)域、高原型喀斯特中心。

安順市副市長(zhǎng)羅榮彬認(rèn)為，普定處于黔中腹地，喀斯特所占比例高，石漠化面積大，人口密度高、山地多、壩地少，是我國(guó)南方喀斯特石漠化治理和開展生態(tài)恢復(fù)的典型代表區(qū)。

普定縣上個(gè)世紀(jì)70年代中期就組建了巖溶研究辦公室。30多年來，先后有國(guó)家及省級(jí)科研攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目、自然科學(xué)基金項(xiàng)目及國(guó)際合作項(xiàng)目20多項(xiàng)在普定開展。來自中科院地化所、山地所、南京大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)以及英國(guó)、新西蘭等14個(gè)國(guó)家的專家學(xué)者早已在此開展學(xué)術(shù)交流。

“普定已成為國(guó)內(nèi)外知名的喀斯特科學(xué)研究的代表流域。”王世杰在申請(qǐng)加入中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)這樣描述。

中科院地化所環(huán)境室彭韜博士告訴記者，喀斯特是受地質(zhì)背景強(qiáng)烈制約的生態(tài)系統(tǒng)，由于受氣候、巖性、構(gòu)造等因素的影響，喀斯特地貌形成演化過程復(fù)雜，地貌類型多樣，環(huán)江以漏斗形峰叢洼地地貌為主，普定以高原淺碟形峰叢地貌為主，喀斯特地貌特點(diǎn)的差異造就了不同類型小流域的物質(zhì)生物地球化學(xué)循環(huán)過程存在較大差別，要想全面認(rèn)識(shí)我國(guó)南方喀斯特生態(tài)系統(tǒng)過程和物質(zhì)循環(huán)規(guī)律，其他地貌類型區(qū)（如峽谷區(qū)、槽谷區(qū)等）同樣不能忽視，亦不能一概而論，喀斯特研究工作任重道遠(yuǎn)。

中科院此前在廣西布局了環(huán)江喀斯特生態(tài)站，由于普定站的加入，中國(guó)也初步形成了開展喀斯特生態(tài)系統(tǒng)過程區(qū)域尺度對(duì)比研究的雛形。