奇峰耸立、云雾缭绕，游人眼里的喀斯特地貌很美，但当地居民的日子过得很苦：由于水土极易流失，造成地表迅速石漠化，到处都是黑石朝天的不毛之地。

石漠化（Stony Desertification）是指在热带、亚热带湿润、半湿润气候条件和喀斯特极其发育的自然背景下，受人为活动干扰，使地表植被遭受破坏，导致土壤严重流失，基岩大面积裸露或砾石堆积的土地退化现象。它与荒漠化一起，被称为“地球癌症”。

在我国云贵高原，生活在喀斯特地区的人们为了谋生而勉强耕作，致使“癌症”迅速扩散。1994年，中科院亚热带农业生态研究所的科学家们来到石漠化严重的桂西北喀斯特地区，就此扎根广西环江毛南族自治县，开始了修复当地生态、改善当地人民生活的艰辛探索。

如今，这里4000多平方公里的裸露石峰又重新披上了绿色，山民的年人均收入也从五六百元增加到四五千元。而科学家还在探寻更彻底的治本之策：他们认为这类地区的最佳“产出”就应该是“好山好水好森林”，同时依照“碳交易”的新概念，以固定二氧化碳的数量来换取真金白银的生态补偿。

巨大人口压力背景下的中国式难题

在地球很多地方，分布着一种能被水溶解的石灰岩，它们的主要成分是碳酸盐岩、石膏、岩盐等。在这类岩石分布较广的地区，水会对岩石进行强烈的化学溶蚀，同时辅以流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等机械作用，形成奇峰耸立、地下沟壑纵横、溶洞林立的岩溶地貌。

“喀斯特”(Karst)原是南斯拉夫西北部伊斯特拉半岛上的石灰岩高原的地名，那里有发育典型的岩溶地貌，由此“喀斯特”一词即成为岩溶地貌的代称。

中科院亚热带农业生态研究所所长王克林介绍，喀斯特地区其实并不适宜人类居住。最重要的一点就是这一地区土地贫瘠，水土容易流失，不适宜耕作。他举例，在江南丘陵地区，形成1厘米红壤，只需几十年，而在喀斯特地区要形成1厘米土壤却需要5000到20000年。这是因为喀斯特土壤的现成需要碳酸盐岩风化而成，但石灰岩分化后变成可易溶于水的碳酸氢钙，95%的岩石溶解物质会被水溶解，并随水流走，剩下的还会被雨水冲刷，因此能最终形成土壤的岩石，不足3%。

“我们做过研究，根据水利部原有土壤侵蚀标准，桂西北喀斯特区域水土流失量轻微。”他说，“但仔细研究就会发现，这里的水土流失主要在地下，而不在地表。”果然，在喀斯特地貌的山区，很少看到有顺坡小溪，却处处都是溶洞、地下河。原来，雨水落在地面后，就会顺一些岩石缝隙下漏，形成了很多地下暗河，而这一过程就偷偷搬移了不少土壤。

众所周知，水的温度越高，能溶解的碳酸盐岩就越多。而在中国西南热带亚热带喀斯特地区，高温季节与雨季几乎同步，这就更加剧了石灰岩的溶解。同时，在地质历史上，这片石灰岩区域由于在新生代的时候，受青藏高原隆升的影响，抬升强烈，出露地表面积特别大，而在末次冰期时，又未曾被大陆冰盖覆盖——这都使得中国的喀斯特地貌发育特别强。

石灰岩构成喀斯特地貌，全球共有三大连片区域，分别位于地中海区域、中美洲和中国的西南部。前两片区域目前几乎处于自然保育与登山旅游状态，极少有人居住。

唯有中国的西南喀斯特地区，还要承载大量居民及其生计。在桂西北的喀斯特地区，平均每平方公里居住着约300多人。这些山民传统上以玉米为口粮，为了吃上玉米聊以糊口，不得不见缝插针在山坡的石缝间耕种。

然而，这一来更加剧了水土流失：由于种植玉米需要每年翻耕，使土壤松动，更容易流失。而本来就只有一层薄土覆盖的岩石，这下更是裸露无余——辛辛苦苦开出2亩地，种上三五年，就只剩下1亩3分地了。地越种越少，日子也越过越穷，而石漠化则越来越严重。2005年，遥感卫星数据显示西南喀斯特区域石漠化面积达13.8万平方公里，这里也是我国最大面积的连片贫困区域，集中了224个国家级贫困县。

封山育林，当然是最好的选择。但山民断了生计怎么办？生态移民也并非易事，一片山区几千平方公里，移民数量就可多达十几万、几十万人。如果没有合理方案，很可能移民迁入区的生态也会遭到破坏。

中国科学家就得在这重重困难障碍中，去寻找一条独特之路，既保护生态，又让山民过上好日子。

脆弱环境下，多管齐下恢复生态

既然喀斯特地区不适合耕种，那人类要在其间生存，该采用什么方式，才能与环境和睦相处、共同繁荣呢？王克林带领课题组采集分析了大量数据，逐一分析这里的水土条件、寻找适宜的植物。

砍伐、烧山、陡坡耕地、放牧……喀斯特地区的薄土显然经不起人类这样的高强度折腾。不过，当地人为什么不在峰丛间的洼地更多耕种，而选择在山坡中下部务农呢？科学家经过观测分析发现，原来坡地上的水分、肥分，都比洼地上多一些。“这与人为活动的干扰有关。”王克林解释，他们发现，在有人耕种的喀斯特坡地上，山坡中下部的养分、水分都比洼地多，而在未受人为干扰的自然保护区，仍然显示出了通常山区所有的“洼积效应”。

为了寻找适应生态的耕作方式，科学家寻找了一片山坡，把山坡划分出不同区域，进行各种各样的生态试验。

这片山坡就在云贵高原向广西丘陵过渡的九万大山坡麓地带，环江喀斯特生态站就建在那里。亚热带所区域农业生态研究中心副主任陈洪松研究员介绍，他们把坡地分成火烧、砍伐、种玉米、种牧草、种果树、撂荒等十几片不同的区域，其中火烧、砍伐等还分出轻、中、重度，然后分别观察它们对水土保持、恢复生态的影响。

果然，科学家们经过几年观察，有了不少有意思的发现。比如，与通常人们想象的不同，在喀斯特地区的撂荒地上，最早长起来、长得最好的，不是草，而是灌木。这可能与喀斯特地区水易下渗、土层薄有关，因为灌木的根系能更深、更牢地抓住岩石、深入石缝中获取水和养分。观测发现，原始森林与次生植被地面的年均地面土壤流失率低于每平方公里10吨，而森林遭破坏的短期数年内，这一数值可高达数百吨。

“就在环江古周生态示范村，有一块高出地面20厘米的巨石，当地人称为‘卧牛石’。可就在30年前，它还未露出地面！”陈洪松说，可见当地的石漠化在过去几十年间，有多么剧烈。随着石漠化加剧，植物利用表层岩溶带的水分的能力会逐渐减弱，要恢复植被就会更加困难。

“这提示我们应该把各种植物措施结合起来，形成一套综合治理方案。”王克林说，经过多年摸索，他们形成了生态保护型、特色替代产业型等多套方案，以适应不同地区、不同需求的生态保护。

无论哪套方案，都遵循同一个原则：少翻地、多种草种树。

广西壮族自治区环江毛南族自治县的古周村所推行的，就是以牧草代替玉米的方案。和玉米每年需要翻耕不同，牧草一种就是六年，根系可以牢牢地抓住土壤。科学家特地挑选出了“桂牧1号”这种特别适合当地气候的草种，并设法将其列入了国家退耕还林工程的补贴名单。人不能吃牧草，但牧草可以养牛。一亩牧草可以养一头牛，一户人家若能养三四头牛，一年卖牛肉的收入也有七八千元——比种玉米多赚几倍。同时，牛粪还能生产沼气，山民就不用砍伐薪柴了。

牧草长在树下就行。科学家还指导村民种起了香椿、任豆树、南酸枣树等经济树种，以增加更多收入。而这些乡土树种本地就有，对水土保养十分有利。

经过十几年的努力，古周村的石漠化景象已经不再。十几年前，科学家曾有意在古周村留下一片石漠化的山坡，想在今后用作治理前后的对照景观。不料，那儿的村民看到邻村石漠化治理后的变化，悄悄学样，也在这片山坡上改种牧草、香椿。这一来，环江当年石漠化的情景，如今只能在旧照片中找了。

提升生态服务功能，用好山好水换真金白银

经过十几年治理，环江县喀斯特山区现在已是一片郁郁葱葱，野生动物越来越多，除了野兔、果子狸、猴子，就连在生物链上处于较高位置的狼，也开始出没。

不过，王克林认为，要保持生态治理的成果，这里居住的人口必须要逐步减少。由于我国西南地区水热条件好，植物可以迅速恢复，只要减少人为干扰，生态重建的步伐就很快。虽然不具备大范围生态移民的条件，但他们还是建议当地政府逐步将人口迁出。比如，鼓励山里女孩参加培训，到山外工作、找婆家——经过多年引导，如今环江大石山里的村落人口越来越少，很多村已从几十户人家减少到了几户。

如封山育林，山民以后怎么过日子？科学家正寻找计算“碳汇”的方法——这是他们最新也最艰巨的一项任务，已进行了五六年，模型越做越精确。

去年，环江被国家林业局列为广西的“碳交易”试点县，将来，这儿或许可以用自己“固定了多少二氧化碳”即“碳汇”与涵养了多少水源的成果，来换取真金白银的货币补偿。

王克林认为，既然喀斯特地区作为国家功能区划的限制性开发区域，不适宜人类高强度耕作活动，不如就让它担负更多的生态服务功能，以此获取生态补偿资金来改善当地人民生活——这应该是生态脆弱的贫困地区的可持续发展之道。他说，据不完全估算，这里的生态系统服务功能价值总和444亿元，是2005年GDP的3倍。其中，保持土壤功能最大，占总价值的38%，而本地的物质生产功能价值仅占全部功能价值的5.21%。

2008年，环江喀斯特生态站正式加入中国生态系统研究网络（CERN），为整个中国的生态系统研究提供数据和科研支撑。

最近，科学家又发现，喀斯特土壤中的微生物对于固碳、固氮的作用十分显著，是碳汇固定的重要潜力所在。当植被被破坏、土壤在流失的同时，地表的微生物的种群数量也减少非常迅速。

科学家分析了不同作物对土壤中养分、微生物的影响。他们发现，耕作玉米不仅破坏植物根系，促进土壤向下蠕动，易使地表土壤通过“地下”丢失，还会使土壤中氨氧化细菌、纤维素分解菌增多，而根瘤菌等固氮、固碳，可增加土壤肥力的菌群减少。同时，耕作破坏了土壤中的团聚体结构，而团聚体对土壤中保有机碳十分重要。

这可能是生态治理的又一个新方向。