第1章 绪论
中国的生态脆弱区（ecologically vulnerable region）分布广、类型多、面积大，在世界上也表现突出。其中，西南地区的石漠化（Karst rock desertification）已逐渐发展成为继西北沙漠化和黄土高原水土流失之后的第三大生态灾害，并与生态脆弱区的经济欠发展问题紧密相关。石漠化的形成是自然因素与人文因素共同作用的结果，对其治理和研究也必须使自然科学与人文科学高度融合。在石漠化地区推广兼具生态效益和经济效益的生态农业技术（ecological agricultural technology）是可持续生态治理和发展致富的重要途径，而农户（peasant household）既是生态治理的主要力量也是发展致富的主要对象，为此必须深入剖析影响农户经济行为（economic behavior of peasant household）的各种自然和人文因素。
1.1 中国西南生态脆弱区
1.1.1 生态脆弱区与石漠化
据黄成敏等（2003）的总结，生态脆弱区是指在人为或自然因素的多重胁迫下，生态环境系统或体系抵御干扰的能力较低，恢复能力不强，且在现有的经济和技术条件下逆向演化趋势不能得到有效控制的连续区域。本书认为生态脆弱区是一种脆弱的生态系统区域，是指在人类活动和自然条件变化的复合影响下，生态系统的组成结构稳定性变差、生态功能减退、抗外界干扰能力减弱，且易进一步发生生态退化并难以自我修复的连续区域。西南广大岩溶地区极易发生石漠化，属于典型的生态脆弱区。
中国是世界上生态脆弱区分布面积*大、生态脆弱类型*多、生态脆弱性表现*明显的国家之一。关于生态脆弱区的划分不同学者有不同的方法。刘军会等（2015）较为系统地提出中国生态脆弱区的划分，他们主要是利用遥感影像（remote sensing，RS）和地理信息系统（geographic information system，GIS）等技术手段建立一个评价指标体系和评价模型，综合定量评价全国生态环境敏感性的空间分布特征，再结合政府文件和已有的研究成果，在全国尺度上划定18个重点生态脆弱区，总面积240.1万平方千米，占陆域总面积的25.0%。这些生态脆弱区由北向南分别如下：①古尔班通古特沙漠边缘；②塔克拉玛干沙漠边缘；③黑河流域中下游；④腾格里与乌兰布和沙漠边缘；⑤毛乌素沙地；⑥阴山北麓—浑善达克沙地；⑦科尔沁沙地；⑧呼伦贝尔沙地；⑨横断山；⑩黄土高原丘陵沟壑区；三峡库区；大别山；罗霄山；黄山；仙霞岭—武夷山；天山；西南喀斯特地区；羌塘高原西部。本书的研究区属于其中排序第17的西南喀斯特地区。
2008年《全国生态脆弱区保护规划纲要》提出，“生态脆弱区也称生态交错区（Ecotone），是指两种不同类型生态系统交界过渡区域。这些交界过渡区域生态环境条件与两个不同生态系统核心区域有明显的区别，是生态环境变化明显的区域，已成为生态保护的重要领域”。该纲要将全国生态脆弱区划分为由北向南的八大类型：①东北林草交错生态脆弱区；②北方农牧交错生态脆弱区；③西北荒漠绿洲交接生态脆弱区；④南方红壤丘陵山地生态脆弱区；⑤西南岩溶山地石漠化生态脆弱区；⑥西南山地农牧交错生态脆弱区；⑦青藏高原复合侵蚀生态脆弱区；⑧沿海水陆交接带生态脆弱区。本书的研究区属于其中排序第5的西南岩溶山地石漠化生态脆弱区。
著名现代岩溶学家袁道先院士早在1983年于美国科学促进会第149届年会一个专门讨论岩溶环境的分会上首次提出岩溶地区同沙漠边缘一样属于生态脆弱环境（Yuan，1983），并于1991年正式提出了岩溶石漠化的定义：石漠化是我国西南岩溶山区不合理的人类活动造成的植被破坏、土壤严重流失、基岩大面积裸露、土地退化的极端表现形式（Yuan et al.，1991），这个定义已被国际学术界广泛接受。在此基础上，2008年3月国家发展和改革委员会在《西南岩溶地区石漠化综合治理规划大纲（初稿）》中综合*新研究成果对石漠化进行了科学而完整的定义：石漠化是指在热带、亚热带湿润、半湿润气候条件和岩溶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，造成土壤严重侵蚀，基岩大面积裸露，土地退化的极端表现形式 。
岩溶俗称喀斯特，岩溶石漠化又名“石山化”，我国西南岩溶地区广泛发育岩溶石漠化（本书统一简称石漠化）。西南地区石漠化面积覆盖了5个省区市（贵州、云南、广西、重庆、四川）的国土面积三分之一以上，属于典型的生态脆弱区。西南石漠化作为岩溶地区土壤侵蚀的终极状态，已逐渐演变成继北方沙漠化和黄土高原水土流失之后的我国第三大生态灾害（Yuan et al.，1991）。石漠化不但使良田成为不毛之地，而且流失的土壤会对下游水利设施产生危害，进而威胁人类的生存环境，*终严重制约岩溶地区经济社会的可持续发展，因此石漠化的治理也是我国推进生态文明建设的重点和难点问题。
我国广大西南地区降水充沛，碳酸盐不溶物含量低，成土速率慢，土壤允许流失量小，植被破坏严重，石漠化显著。石漠化状况虽然经多年治理已经普遍改善，但是防治形势仍很严峻。据国土部门监测，在1999年以前石漠化面积平均每年增加1 856平方千米，年均增长率1.86%，截至2007年增长率已达到年均2%左右 ；截至2005年底，石漠化土地总面积已达1.3×105平方千米，占国土面积的12.1%，占岩溶土地面积的28.7%（国家林业局，2006）；据石漠化公报（国家林业局，2018），截至2016年底，岩溶地区石漠化土地总面积为1 007万公顷，占岩溶面积的22.3%，占区域总面积的9.4%。连续3次监测结果显示，石漠化扩展趋势整体得到有效遏制。2016年，岩溶地区石漠化发生率为22.3%，较2011年下降4.2个百分点，较2005年下降6.4个百分点，石漠化发生率持续下降，但是与2011年相比，潜在石漠化土地面积增加135.1万公顷，增加10.1%，年均增加27万公顷，而且93.7%的坡度大于5度的坡耕旱地有继续恶化的风险。此外，岩溶地区还有450.8万公顷尚未石漠化的坡耕旱地，其中坡度在15度以上的有140.2万公顷，极容易因水土流失而产生新的石漠化。石漠化地区生态系统脆弱，恢复周期较长，一些立地条件较好的石漠化土地已逐步得到治理，而剩余的石漠化土地治理难度加大，再加上自然灾害发生具有不确定性，因而治理成本也越来越高。截至2017年，石漠化地区多是“老、少、边、山、穷”地区，经济发展严重滞后，人均地区生产总值仅为全国的71%，贫困人口占全国的三分之一，是我国贫困人口集中分布地区。同时，区域人口密度达207人/千米2，是全国平均人口密度的1.5倍，是岩溶地区理论*大可承载人口密度（100人/千米2）的两倍多。这些地区的群众增收途径有限，主要还是传统耕作方式，对土地依赖性较强，土地承载压力大，人地矛盾突出。由此可见，石漠化不是一个纯自然过程，而是一个自然与社会经济紧密相关，以人为活动为主导因素而引起的环境恶化与土地退化的过程。
生态环境的退化问题已引起各国学者的广泛关注，退化生态环境的恢复和重建也成为当前生态学研究的热点之一。我国西南岩溶地区与欧洲地中海沿岸、北美东部岩溶地区并称为全球三大岩溶连续带，但是在气候条件与我国相似的许多岩溶地区并没有发生大规模石漠化。我国西南岩溶地区则曾经长期面临生态环境退化和人口贫困的双重困境，对其研究既是我国特色的岩溶环境学研究热点，同时也成为当代可持续发展经济学研究的前沿。因此，石漠化生态脆弱区研究的理论新发展将有可能在我国得到新的启示（Ford and Williams，1989），同时，研究成果也可为其他类型的生态脆弱区治理提供有益的借鉴。
1.1.2 生态脆弱性与土地禀赋
生态脆弱区与普通农耕区相比有明显的不同，首先，在生态学上有明显不同的特点，如抵抗人类扰动能力差、土地人口承载力弱、生物链级别低、自然条件恶劣，以及受损生态环境恢复难等。其次，作为典型生态脆弱区的岩溶地区的坡耕地还有许多特有的生态学特点，如地表坡度过大造成耕作成本加大引起的生产投入不足、易发生水土流失、更具生态脆弱性、土壤厚度薄且贫瘠、生产力更低，以及石漠化土壤不易蓄水更适合种植旱生作物等。*后，在经济学上也有显著的特点，如生产函数水平低（要素的产出弹性小）、边际效益递减速率快、自然资本存量流失速率大等。
沙漠化、黄土高原及石漠化各自的生态脆弱性是截然不同类型的生态脆弱区，在宏观尺度的研究上允许同一类型的生态脆弱区内部是同质的假定，但是在微观尺度上同一类型的生态脆弱区在空间上是变化极大的，因此不能忽视生态脆弱区微观尺度的空间异质性。在石漠化地区前人研究普遍没有充分重视石漠化地区的土地空间异质性对农户经济行为的影响，绝大部分的研究都假定每个农户所拥有的土地都是同质的，农户之间土地禀赋的差异只是在土地规模上，这在普通农业地区也许是可行的，但是在空间变化巨大而复杂的生态脆弱区则缺陷很大。本书以土地禀赋来度量生态脆弱性，以求研究成果有一个新的突破。土地禀赋是指土地具有的天然特性以及所处的自然环境和经济社会环境的总和，可以分为自然禀赋和人文禀赋两部分：自然禀赋是包括地貌类型、空间位置和土壤肥力等自然环境要素的组合；人文禀赋是包括土地制度、产权和地租等经济社会环境要素的组合。本书进一步从土地利用结构的视角将研究区的土地禀赋结构（land endowment structure）划分为坡耕地—平坝田组成的二元地貌结构、分散细碎地块组成的细碎空间结构及石漠化不同程度的地块组成的斑状质量结构。
西南岩溶石漠化地区是典型的生态脆弱区，在这些地区推广生态农业技术是实现生态恢复和重建的主要途径，也是实现当地可持续经济社会发展的有效途径。在生态脆弱区推广生态农业技术的研究非常丰富，但是普遍都是把生态脆弱性作为一个外部环境对待，也就是把生态脆弱性作为一种约束条件，来研究生态农业技术的推广问题。本书探索性地引入土地禀赋结构的概念，拟在区域宏观尺度和农户承包地的微观尺度上研究其对农户采用生态农业技术的经济行为全部过程的影响规律。
1.2 石漠化的成因与治理
石漠化是多种因素共同作用的结果，如地质因素、地理因素、人为因素等。石漠化的形成因素可分为“自然因素”和“人文因素”两大部分，有研究认为自然因素占26%，人文因素占74%（国家林业局，2006），而且两者错综交替，纷繁复杂，现分别综述如下。
1.2.1 石漠化形成的自然因素
岩溶的基本成分是碳酸盐岩，主要由石灰岩（碳酸钙）和白云岩（碳酸钙镁）两类矿物组成。石漠化是指在碳酸盐岩极其发育的自然背景下发生的水土流失造成的生态退化。由此可见，发育的碳酸盐岩是形成石漠化的基础条件，但是不同的地质地理条件显然对石漠化的控制作用不同。中国西南地区岩溶的特点是古老而坚硬、孔隙度小不宜保水，雨热同期的季风气候，加之新生代强烈抬升的地形极易导致水土流失（Yuan et al.，1991）。
第一，石漠化几乎都发生在碳酸盐岩广泛出露的地区。石灰岩溶蚀残留物仅为4%左右，成土过程非常缓慢，风化土壤成土速率为0.31～2.47厘米/万年，仅为非岩溶区的1/10～1/20（杨明德，1990；洪业汤，2000），这正是石漠化地区的土壤薄而贫瘠的根本原因。同时，石灰岩孔隙度小不宜保水，在雨热同期的季风气候作用下，在新生代强烈抬升的山体表面，土壤若被人类活动扰动，极易发生水土流失形成石漠化（Yuan et al.，1991）。
第二，石漠化发育程度受碳酸盐岩的岩性控制明显，其顺序为由泥质白云岩、纯白云岩、泥灰岩到纯灰岩，石漠化程度逐渐变大（王德炉等，2005）。其原因为由泥质白云岩到纯灰岩抗风化能力渐强，且岩石中酸不溶物含量渐低，使得成土速率趋于变慢，风化土层趋于浅薄，因而更易发生石漠化。另外，土壤与碳酸盐岩石界面一般缺乏C过渡层，易使土壤顺层滑动流
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