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摘要 喀斯特石漠化是我国四大地质生态灾难中最难整治，最难摆脱贫困的地区。云南喀斯特石漠化面积已达2 149万km2，治理迫在眉睫。菌草被发现有良好的固土效果，蓄水保土能力强，可有效保持水土，改善土壤肥力，且植被恢复快，见效快，是治理石漠化最好的植物之一。同时，菌草的营养价值高，适口性好，是牛羊等动物的优良饲料，还可作为食药用菌的培养原料，经济价值明显，可有效改善当地的生活水平。除此之外，菌草还被发现可以代煤发电，成为新一代清洁新能源，为我国的环境改善带来福音。菌草技术是使自然、社会和经济协调发展的重要推动力。
关键词 喀斯特石漠化；菌草；应用展望
中图分類号 S181.3 文献标识码
A 文章编号 0517-6611（2015）15-218-02
喀斯特石漠化现象是湿润区石质荒漠化的一个独特的荒漠类型，是脆弱生态地质前提下和人类活动共同作用的结果[1]。而这种现象产生的自然原因是其强烈的岩溶化过程，人类对环境资源和土地的不合理利用又促进了这一过程的发生。因此，石漠化不是纯自然的过程，多是以人类活动为主导因素引起的，是自然、社会和经济发展不协调的产物[2-5]。
1 喀斯特石漠化简介
1.1 我国的喀斯特石漠化现状 我国喀斯特石漠化主要分布在滇、黔、桂三省，是全球三大喀斯特集中分布区中碳酸盐岩裸露面积最大的地区，是制约我国实现可持续发展的最严重的生态地质环境问题[6-9]。为此，党的十七大报告明确提出，加强荒漠化石漠化治理，促进生态修复。在国务院批复的《岩溶地区石漠化综合治理规划大纲（2006-2015）》中提到，我国需要用10年左右的时间，坚持预防为主，科学治理的原则，通过采取造林种草，陡坡耕地退耕还林还草等措施改善石漠化地区的生态环境。除此之外，国家在“十一五”和“十二五”期间安排专项资金用于探索我国的石漠化治理模式。
1.2 石漠化现象的特点
石漠化治理之所以进程缓慢，原因在于它的地势格局复杂，生态现象独特。独特性主要表现在以下几个方面：①可溶岩成土速率非常缓慢；②水文过程变化极快，时常发生旱涝灾害；③高钙、镁土壤环境中氮、磷、钾极度缺乏；④环境承载力小，遭到破坏的生态系统可恢复性低。其中，地表土壤养分流失与生态环境退化是最根本、最突出的问题[10]。
1.3 石漠化的危害
喀斯特石漠化现象在宏观上表现为水土流失与生态系统退化，导致土地资源丧失和自然灾害频发，在微观上主要表现为生态系统生物地球化学循环过程的改变或中止以及植被的难恢复性[11]。石漠化不仅使土地生产力下降，地表植被覆盖率锐减，系统水源涵养能力削弱，地表水源枯竭，而且造成土地资源丧失，粮食减产，给人们的生产生活带来极大损害[12]。因此，寻找一个既可以解决石漠化生态问题，又能提高地区生活水平，促进社会安定的方法或途径显得极为重要。
2 菌草技术在石漠化治理上的应用
2.1 菌草的发展
菌草是一种经过筛选后适用于栽培食用菌、药用菌的草本植物。1983年福建农林大学研究员林占熺率先发明了菌草技术。随着研究的不断深入，发现菌草除了在培养食用菌等经济作物有很高的价值之外，在生态保护、社会文化等方面也具有同样重要的价值。
郑金英教授在《菌草产业成长及其多功能性探析》一文中提到，菌草具有保护和改善环境的作用，这一作用被称为菌草的生态功能，主要表现在保护森林资源，优化自然生态，防止水土流失，净化大气和水源，维持生态平衡[13]。其中，菌草被发现可以用来治理石漠化是因为在1992～1993年期间，林占熺等率先开展了在水土流失区种植菌草的研究。试验表明，在退化土地上种植象草等菌草，植被恢复快，当年可见成效，并且能大幅度降低径流系数，从而减少表土侵蚀，增强土壤的蓄水截流能力，增加土壤肥力。而在对菌草生物转化综合效益的研究中发现，在福建地区菌草对太阳能的植被转化率是壳斗科阔叶树的4～6倍，高的可达7.46倍。种植巨菌草每亩年可吸收空气中的二氧化碳6550～10 480 kg，菌草与其他的农作物相比根数量大4倍左右，固土能力比一般农作物高15倍 [14]。因此菌草对土壤的吸附雨水的能力和防冲能力很高[15]，是治理喀斯特石漠化地区的最佳选择。
2.2 巨菌草在石漠化治理上的应用实例
1993年8月10日，林占熺等在福建省龙岩市连城县文亨乡对种植菌草地和退化土壤的土壤肥力和地表温度等进行测定，14：00草地的地表温度30.0 ℃，而未种菌草的地表温度为45.1 ℃；草地内空气相对湿度是72%，而未种草处空气相对湿度只有40%；种草地土壤的速效氮增加27%以上、速效钾增加31%以上，有效改善了土壤的肥力。该项研究为石漠化水土流失区的治理与开发提供了成功的先例。此外，据国家菌草工程技术研究中心在四川省长江上游地区、西藏自治区林芝地区、陕西省华阴县、福建长汀水土流失地、非洲尼罗河生态脆弱区等水土流失重灾区种植菌草，能在短时间内重建植被，固定土壤，使水土流失山地得到有效控制；对水土流失、崩岗治理和高效开发具有重要意义。
2.3 菌草在石漠化治理上的可行性分析
以巨菌草为例：巨菌草属狼尾草属，多年生，直立，丛生，根系发达，植株高大，抗逆性强，产草量高，由20世纪90年代引入国内经改良培育而成。巨菌草适应性强，能够在水土流失重灾区正常生长，根部分蘖能力强，在水土流失区巨菌草的平均高度可达506.7 cm，亩产鲜草24 800 kg。种植菌草地和退化土壤的草地年地表径流量减少30%，土壤侵蚀量减轻78%，每公顷水土流失地每年减少土壤侵蚀60～70 t，在有效地改善土壤的肥力情况下起到极好的水土流失综合治理效果；在45°裸露坡地开展菌草综合治理水土流失示范试验中，采取“等高线护泥巴法”环状种植巨菌草苗，3个月后巨菌草郁郁葱葱，铁笼般保护着脚下米粒般的泥地，一年后草、灌、木同步自然恢复，取得极好的水土流失综合治理效果。 从经济发展和社会稳定的角度考虑，巨菌草营养丰富，蛋白质和糖分含量高，是饲喂牛羊的优良牧草之一，同时，也被用作食用菌重要的新型栽培材料[16]。而在食用菌的生产过程中，菌草技术简便易懂，对于广大文化程度不高且资金短缺的贫困农民具有很强的实用性和可操作性，为我国农村地区的贫困问题提供了一条切实可行的途径[17-18]。此外，菌草技术既对资源进行多次的循环利用，又不产生污染，还极大地减少了林木的砍伐量，对森林资源进行了有效的保护，满足循环经济的要求，使石漠化地区实现自然、社会和经济的协调发展成为可能。
3 菌草治理石漠化研究展望
尽管菌草技术治理石漠化在多地试验都取得了成功，但为了将菌草的优势得到更好的发挥，仍有很多问题需要发现和研究。近年来，已经有不少研究学者都对菌草进行了研究，得到许多宝贵的经验。然而，一门新兴学科的出现，总是有很多问题出现，并等待着人们去解决，例如菌草的生长规律就是值得研究的一个方面。找到菌草在不同生育期的需水规律、需肥规律以及水肥对菌草根系生长发育有什么样的影响等等，对菌草高产栽培的灌溉和排水技术有很大帮助。
另外，巨菌草是从国外引进的草种，生物入侵问题是我们优先应该考虑的问题。生物入侵是指生物由原生存地经自然或人为途径侵入到另一个新环境，并能存活和繁殖，其种群的进一步扩张已经或将要造成明显的环境和经济后果的过程[19]。目前尚未发现巨菌草抽穗或结籽，繁殖主要通过扦插繁殖，所以尚未发现有生物入侵的迹象，但仍需要继续观察[20-21]。
2008年福建农林大学菌草研究所与浙江兰溪发电厂合作，在兰溪种植巨菌草，生长3.5个月鲜草量达122 t/hm2，干燥后代替煤燃烧发电。经测定，巨菌草热值为14.64～17.12 MJ/kg ，每年每公顷巨菌草可吸收约90 t CO2，这可抵消巨菌草代煤发电产生的CO2，因此基本可以实现CO2零排放[22]，为寻找新型清洁能源提供了一条切实可行的途径。
参考文献
[1]
梁亮，刘志宵，张代贵，等.喀斯特地区石漠化治理的理论模式探讨[J].应用生态学报，2007，18（3）：595-600.
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[3] PENG S L.Restoration of degraded ecosystem and restoration ecology[J].China Basic Science，2001（3）：18-24.
[4] SWEETING M M.Reflections on the development of Karst geomorphology in Europe and comparison with its development in China[J].Zeitschrift fur Geomorphologie，1993，37：127-136.
[5] WAN J.Land degradation and ecological rehabilitation in Karst areas of Guizhou province southwestern China[J].Advance in Earth Science，2003，18（3）：447-453.
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[7] 杨明德.喀斯特流域水文地貌系统[M].北京：地质出版社，1998.
[8] 王世杰，李阳兵.喀斯特石漠化研究存在的问题与发展趋势[J].地球科学进展，2007，22（6）：574-581.
[9] 熊康宁，盈斌，罗娅，等.喀斯特石漠化演变趋势与综合治理——以贵州省为例[J].世界林业研究，2009（22）：18-23.
[10] 周玮，高渐飞.喀斯特石漠化区植被恢复研究综述[J].绿色科技，2017（4）：4-7.
[11] 刘方，王世杰，刘元生，等.喀斯特石漠化土壤质量变化及生态环境影响评价[J].生态学报，2005，25（3）：639-644 .
[12] WANG S J，LIU Q M，ZHANG D F.Karst rocky desertification in southwestern China Geomorphology Landuse inpact and rehabilitation[J].Land Degradation & Develoment，2004，15：115-121.
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[15] 林占熺.菌草学[M].北京：中国农业科学技术出版社，2003：1-15.
[16] 雷荷仙，张进国，黎纪凤，等.海拔高度对巨菌草生长性能的影响试验[J].贵州畜牧兽医，2012（6）：59-63.
[17] 王豫生，周畢芬.菌草技术发明与发展的社会学价值[J].浙江食用菌，2009（1）：1-4.
[18] 张金霞，黄晨阳，高巍，等.中国食用菌产业的多功能性与展望[J].浙江食用菌，2009（1）：1-4.
[19] LI B，CHEN J K.Ecology of biological inwasions：Achievements and Challenge[J].World Scitech Research & Development，2002，24（2）：26-36.
[20] 林兴生，林占熺，林冬梅，等.不同种植年限的巨菌草对植物和昆虫多样性的影响[J].应用生态学报，2012，23（10）：2849-2854.
[21] QIN W，ZHU Q K，ZHANG Y Q.Dynamics of plant community species diversity in the process of ecological rehabilitation in north Shaanxi loess area[J].Chinese Journal of Applied Ecology，2009，20（2）：403-409.
[22] ZHENG J Y.Developing Juncao industry into a strategic new industry in Fujian[J].Journal of Fujian Agriculture and Forestry University （Philosophy and Social Sciences），2010，13（3）：18-21.
关键词 喀斯特石漠化；菌草；应用展望
中图分類号 S181.3 文献标识码
A 文章编号 0517-6611（2015）15-218-02
喀斯特石漠化现象是湿润区石质荒漠化的一个独特的荒漠类型，是脆弱生态地质前提下和人类活动共同作用的结果[1]。而这种现象产生的自然原因是其强烈的岩溶化过程，人类对环境资源和土地的不合理利用又促进了这一过程的发生。因此，石漠化不是纯自然的过程，多是以人类活动为主导因素引起的，是自然、社会和经济发展不协调的产物[2-5]。
1 喀斯特石漠化简介
1.1 我国的喀斯特石漠化现状 我国喀斯特石漠化主要分布在滇、黔、桂三省，是全球三大喀斯特集中分布区中碳酸盐岩裸露面积最大的地区，是制约我国实现可持续发展的最严重的生态地质环境问题[6-9]。为此，党的十七大报告明确提出，加强荒漠化石漠化治理，促进生态修复。在国务院批复的《岩溶地区石漠化综合治理规划大纲（2006-2015）》中提到，我国需要用10年左右的时间，坚持预防为主，科学治理的原则，通过采取造林种草，陡坡耕地退耕还林还草等措施改善石漠化地区的生态环境。除此之外，国家在“十一五”和“十二五”期间安排专项资金用于探索我国的石漠化治理模式。
1.2 石漠化现象的特点
石漠化治理之所以进程缓慢，原因在于它的地势格局复杂，生态现象独特。独特性主要表现在以下几个方面：①可溶岩成土速率非常缓慢；②水文过程变化极快，时常发生旱涝灾害；③高钙、镁土壤环境中氮、磷、钾极度缺乏；④环境承载力小，遭到破坏的生态系统可恢复性低。其中，地表土壤养分流失与生态环境退化是最根本、最突出的问题[10]。
1.3 石漠化的危害
喀斯特石漠化现象在宏观上表现为水土流失与生态系统退化，导致土地资源丧失和自然灾害频发，在微观上主要表现为生态系统生物地球化学循环过程的改变或中止以及植被的难恢复性[11]。石漠化不仅使土地生产力下降，地表植被覆盖率锐减，系统水源涵养能力削弱，地表水源枯竭，而且造成土地资源丧失，粮食减产，给人们的生产生活带来极大损害[12]。因此，寻找一个既可以解决石漠化生态问题，又能提高地区生活水平，促进社会安定的方法或途径显得极为重要。
2 菌草技术在石漠化治理上的应用
2.1 菌草的发展
菌草是一种经过筛选后适用于栽培食用菌、药用菌的草本植物。1983年福建农林大学研究员林占熺率先发明了菌草技术。随着研究的不断深入，发现菌草除了在培养食用菌等经济作物有很高的价值之外，在生态保护、社会文化等方面也具有同样重要的价值。
郑金英教授在《菌草产业成长及其多功能性探析》一文中提到，菌草具有保护和改善环境的作用，这一作用被称为菌草的生态功能，主要表现在保护森林资源，优化自然生态，防止水土流失，净化大气和水源，维持生态平衡[13]。其中，菌草被发现可以用来治理石漠化是因为在1992～1993年期间，林占熺等率先开展了在水土流失区种植菌草的研究。试验表明，在退化土地上种植象草等菌草，植被恢复快，当年可见成效，并且能大幅度降低径流系数，从而减少表土侵蚀，增强土壤的蓄水截流能力，增加土壤肥力。而在对菌草生物转化综合效益的研究中发现，在福建地区菌草对太阳能的植被转化率是壳斗科阔叶树的4～6倍，高的可达7.46倍。种植巨菌草每亩年可吸收空气中的二氧化碳6550～10 480 kg，菌草与其他的农作物相比根数量大4倍左右，固土能力比一般农作物高15倍 [14]。因此菌草对土壤的吸附雨水的能力和防冲能力很高[15]，是治理喀斯特石漠化地区的最佳选择。
2.2 巨菌草在石漠化治理上的应用实例
1993年8月10日，林占熺等在福建省龙岩市连城县文亨乡对种植菌草地和退化土壤的土壤肥力和地表温度等进行测定，14：00草地的地表温度30.0 ℃，而未种菌草的地表温度为45.1 ℃；草地内空气相对湿度是72%，而未种草处空气相对湿度只有40%；种草地土壤的速效氮增加27%以上、速效钾增加31%以上，有效改善了土壤的肥力。该项研究为石漠化水土流失区的治理与开发提供了成功的先例。此外，据国家菌草工程技术研究中心在四川省长江上游地区、西藏自治区林芝地区、陕西省华阴县、福建长汀水土流失地、非洲尼罗河生态脆弱区等水土流失重灾区种植菌草，能在短时间内重建植被，固定土壤，使水土流失山地得到有效控制；对水土流失、崩岗治理和高效开发具有重要意义。
2.3 菌草在石漠化治理上的可行性分析
以巨菌草为例：巨菌草属狼尾草属，多年生，直立，丛生，根系发达，植株高大，抗逆性强，产草量高，由20世纪90年代引入国内经改良培育而成。巨菌草适应性强，能够在水土流失重灾区正常生长，根部分蘖能力强，在水土流失区巨菌草的平均高度可达506.7 cm，亩产鲜草24 800 kg。种植菌草地和退化土壤的草地年地表径流量减少30%，土壤侵蚀量减轻78%，每公顷水土流失地每年减少土壤侵蚀60～70 t，在有效地改善土壤的肥力情况下起到极好的水土流失综合治理效果；在45°裸露坡地开展菌草综合治理水土流失示范试验中，采取“等高线护泥巴法”环状种植巨菌草苗，3个月后巨菌草郁郁葱葱，铁笼般保护着脚下米粒般的泥地，一年后草、灌、木同步自然恢复，取得极好的水土流失综合治理效果。 从经济发展和社会稳定的角度考虑，巨菌草营养丰富，蛋白质和糖分含量高，是饲喂牛羊的优良牧草之一，同时，也被用作食用菌重要的新型栽培材料[16]。而在食用菌的生产过程中，菌草技术简便易懂，对于广大文化程度不高且资金短缺的贫困农民具有很强的实用性和可操作性，为我国农村地区的贫困问题提供了一条切实可行的途径[17-18]。此外，菌草技术既对资源进行多次的循环利用，又不产生污染，还极大地减少了林木的砍伐量，对森林资源进行了有效的保护，满足循环经济的要求，使石漠化地区实现自然、社会和经济的协调发展成为可能。
3 菌草治理石漠化研究展望
尽管菌草技术治理石漠化在多地试验都取得了成功，但为了将菌草的优势得到更好的发挥，仍有很多问题需要发现和研究。近年来，已经有不少研究学者都对菌草进行了研究，得到许多宝贵的经验。然而，一门新兴学科的出现，总是有很多问题出现，并等待着人们去解决，例如菌草的生长规律就是值得研究的一个方面。找到菌草在不同生育期的需水规律、需肥规律以及水肥对菌草根系生长发育有什么样的影响等等，对菌草高产栽培的灌溉和排水技术有很大帮助。
另外，巨菌草是从国外引进的草种，生物入侵问题是我们优先应该考虑的问题。生物入侵是指生物由原生存地经自然或人为途径侵入到另一个新环境，并能存活和繁殖，其种群的进一步扩张已经或将要造成明显的环境和经济后果的过程[19]。目前尚未发现巨菌草抽穗或结籽，繁殖主要通过扦插繁殖，所以尚未发现有生物入侵的迹象，但仍需要继续观察[20-21]。
2008年福建农林大学菌草研究所与浙江兰溪发电厂合作，在兰溪种植巨菌草，生长3.5个月鲜草量达122 t/hm2，干燥后代替煤燃烧发电。经测定，巨菌草热值为14.64～17.12 MJ/kg ，每年每公顷巨菌草可吸收约90 t CO2，这可抵消巨菌草代煤发电产生的CO2，因此基本可以实现CO2零排放[22]，为寻找新型清洁能源提供了一条切实可行的途径。
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[21] QIN W，ZHU Q K，ZHANG Y Q.Dynamics of plant community species diversity in the process of ecological rehabilitation in north Shaanxi loess area[J].Chinese Journal of Applied Ecology，2009，20（2）：403-409.
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