湿润区红层劣地发展中的生物—非生物过程耦合与反馈机制

　　 摘要:

目前，国内对湿润区红层劣地的研究多侧重于将其视为水土流失的结果，而忽视了地貌演化的本质。同时，有大量的文献描述了湿润区红层劣地及其周边的土地退化现状，但却没有可用的概念框架将生物与非生物观察和红层劣地发展的途径（如侵蚀导致红层劣地的发育或植被的定殖导致红层劣地的消亡）联系起来。为此，本文从生物（植物）-非生物相互作用的角度出发，系统梳理了湿润区红层劣地发育的基本条件及其演化过程，以及残余植物对红层劣地形态发育的影响、红层劣地形态对植物生长发育的影响、红层劣地植被重新定殖的生态学问题。据此，构建了一个红层劣地生物-非生物过程耦合与反馈概念模型，进一步论证了生物与非生物耦合作用下，湿润区红层劣地的产生是“侵蚀-植被退化”自我强化正反馈主导，且当降雨强度超过20 mm/h、植被覆盖度低于20%时，将诱发细沟侵蚀。在劣地发展阶段，系统表现出非生物过程主导、生物过程减弱的耦合特征，形成片流与冲沟系统，坡面平均侵蚀速率在3.1 mm/a至8.5 mm/a，且受地貌异质性影响，劣地内部空间出现侵蚀残丘和浅汇水面上先锋植物群定殖的镶嵌格局；消亡阶段则转向由“植被-软岩”自我优化的正反馈驱动，先锋植物优先在岩土裂隙、冲沟底部和沉积区定殖，但受软岩抗风化能力弱、岩土结构松散、养分贫瘠、保水能力弱等限制，其恢复到最初的生态系统将是一个长期的过程。据此，该概念模型可为湿润区红层劣地研究提供核心理论框架，对中国南方生态脆弱区的生态恢复与土地管理提供了重要指导价值。