石漠化是土地石质荒漠化的简称，是在特有的自然环境背景下，由于受到不合理人类活动的干扰而引起的植被破环、土壤大量流失，最终导致基岩大量裸露的一种土地退化现象。我国的滇桂黔石漠化集中连片特殊困难地区跨广西、贵州、云南三省份，集民族地区、革命老区和边境地区于一体，是国家新一轮扶贫开发攻坚战主战场中少数民族人口最多的片区。该片区喀斯特（岩溶）面积11.1万平方公里，占总面积的48.7%；其中，石漠化面积4.9万平方公里，中度以上石漠化面积达3.3万平方公里。该片区是全国石漠化问题最严重的地区，有80个县属于国家石漠化综合治理重点县，人均耕地面积仅0.99亩。此外，该片区土壤贫瘠，资源环境承载力低，干旱洪涝等灾害频发，生态条件脆弱。据统计，该区域内有67个国家级扶贫开发工作重点县。2010年，该区域内年人均可支配收入1274元扶贫标准以下的农村人口有324.4万，贫困发生率高达11.1%，比全国平均水平高8.3%，比西部地区平均水平高5%；农户收入来源单一，农村居民人均纯收入仅相当于全国平均水平的58.8%。
面对异常严峻的扶贫形势，从1996年开始，中国科学院亚热带农业生态研究所环境移民项目组，在云贵高原向广西丘陵过渡的九万大山坡麓地带的广西壮族自治区环江毛南族自治县（以下简称“环江县”），与广西壮族自治区有关部门联合进行易地扶贫科技开发研究与示范。经过10年的开发，农民人均纯收入由1996年的不足300元提高到2019年的14460元，证明环境移民工程是实现扶贫攻坚计划的一种重要途径。近年来，紧紧围绕习近平总书记提出的“精准扶贫”战略，结合《滇桂黔石漠化片区区域发展与扶贫攻坚规划（2011—2020年）》的国家重大需求，针对我国西南集中连片特困地区生态环境脆弱、人地矛盾突出、产业缺乏及经济落后等问题，依托中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站，开始探索“绿色生态扶贫”和“特色产业扶贫”新理念，研发退化喀斯特生态高值功能植物种类筛选与定向培育、人工植被复合经营与高效利用、立体高效生态衍生产业培育等技术，建立标准化精准试验示范基地，培育了喀斯特地区林下种草养牛和中草药特色产业，构建了喀斯特地区植被复合经营和特色生态衍生产业培育等科技扶贫体系，为我国西南生态脆弱区的精准扶贫提供了技术支撑和模式样板。
明确环江县科技扶贫需求
环江县贫困情况及科技扶贫思路
环江县是毛南族世居发祥地、世界自然遗产地、国家级生态示范区、滇桂黔石漠化集中连片特困地区片区县，也是广西28个国家级贫困县之一。2015年，全县总人口37.8万人，其中建档立卡在册贫困户2.35万户，贫困人口6.68万人；要在2020年实现全部脱贫，时间紧，任务重。根据环江县的实际需求，当时的科技扶贫工作思路是：利用中国科学院的科技、人才与资源优势，结合环江县产业发展总体布局，针对贫困村和贫困户的精准识别结果，与地方政府、科技部门及龙头企业进行全方位、多形式地联合协作，制定帮扶规划和实施方案；通过“综合科技示范区”的建设，开展石漠化治理及种养殖技术集成与应用示范，推进环江县经济社会发展，从而实现全县脱贫致富。
通过科技扶贫调研明确扶贫产业
按照《中国科学院定点科技扶贫规划》的要求，为整体推进中国科学院关于贯彻落实中央扶贫开发工作重大决策部署，中国科学院广州分院和中国科学院亚热带农业生态研究所决定，2017年3月初到5月底，由两方共同组织科技骨干赴环江县进行科技扶贫调研。通过调研，基本确定了环江县各乡镇主导产业和次要产业，并就各乡镇的主导产业发展进行了设计。在此基础上，根据县、乡镇、村及农户的意愿，编制了环江县各乡镇产业扶贫示范项目建议书，初步确定产业示范基地，完成了环江县产业扶贫调研报告和扶贫产业实施方案。同时，根据中国科学院环江县定点帮扶的工作基础，确定主要发展喀斯特地区林下种草养牛和中草药产业。
喀斯特地区林下种草养牛模式示范与扶贫成效
喀斯特地区林下种草养牛模式研究与示范
喀斯特石灰岩很容易溶解于水，而我国西南部恰好雨热同季，因此95%的碳酸盐岩石溶解在雨水中，随水渗入洞穴的地下河道中流失，仅5%残存下来经风化形成土壤。有研究表明，南方红壤丘陵形成1厘米土壤只需几十年，而喀斯特地区要5000—20000年；而且耕作极易加剧水土流失，因此喀斯特地区特别不适宜耕作，尤其是高强度耕作——“在山坡上开垦出两亩地，耕不上三五年，可能就剩一亩三分了。”但是，当地人以玉米为口粮，为了有玉米聊以糊口，不得不见缝插针在山坡的石缝间耕种。每年的翻耕使水土不断流失，结果地越种越少、日子越过越穷，而石漠化也日趋严重。封山育林自然最好，但山民断了生计怎么办？把他们大量迁移出去，也绝非易事。经过多项国家科研项目的实验论证，中国科学院亚热带农业生态研究所的科研人员设计出一套生态适应性发展方案：把种玉米改成种牧草，再以草养牛。例如，“桂牧一号”牧草播种后，6年才需翻耕1次，而且它们的根系能牢牢抓住土壤；1亩地的牧草能养活1头牛，一家养上4—5头，一年能有7000—8000元收入；牛粪还能用来生产沼气，可以替代木材燃料，保护薪炭林、水源林。通过国家重点研发计划、国家科技支撑计划、中国科学院科技扶贫项目等科研任务的实施，研发了喀斯特生态衍生特色产业培育技术体系，开展了喀斯特退耕还林还草、种草养牛研究与示范（图1），提出了喀斯特农业立体循环发展模式。此外，基于上述研究成果开展了模式推广与示范，分别在环江县的古周（1.38万亩）、下塘（930亩）建立2个试验示范区；示范区雨水利用率提高30%以上，水土流失减少30%左右，植被覆盖度提高20%—40%，取得显著的生态效益。
喀斯特规模化养殖污染治理示范
近年来，针对由林下种草规模化养牛造成的污染越来越严重的问题，在中国科学院科技服务网络计划（STS计划）、广西壮族自治区重点研发项目的资助下，与环江县环保部门及养殖企业结合，开展了养殖污水的生态治理研究。通过构建由基质净化池、生态湿地、经济湿地等系统集成组装的养殖废弃物减控技术体系，制定了“基质净化-生态湿地”减控技术规程；建立规模化养殖场废弃物基质净化-生态湿地减控模式，并开展了规模养殖场污水（环江县下南乡下塘村，280头牛/屯）集中减控示范（图2）。示范效果表明，经过4级湿地植物生态处理，废水中氮、磷和化学需氧量（COD）等去除达到95%以上，水质达到Ⅳ类标准，可降低污染治理成本40%以上，表明这是一种经济、简单、有效的养殖污水处理模式。
喀斯特地区林下种草养牛扶贫成效
通过林下种草养牛模式应用推广，环江县发展林下种草18万亩、养殖菜牛13.2万头，直接带动贫困户1720户，贫困人口人均年增收1500元以上。喀斯特地区林下种草养牛模式现已推广至广西天等、德保、马山、大化，贵州大方、七星关、晴隆，以及云南西畴、泸西等地。同时，被国家发展和改革委员会遴选为喀斯特山区产业发展的典型案例；并收录在中国国际工程咨询公司编制的《岩溶地区石漠化综合治理工程三年试点阶段总结的评估报告》中，成为西南石漠化治理的典型样板。
环江县喀斯特地区中草药产业示范与扶贫成效
喀斯特地区山豆根种植模式及效益
由于环江县是全国生态示范区建设试点县、国家重点生态功能区，极少工业污染，中药材种植及深加工具有企业发展基础、农业组织基础和技术支撑基础。在中国科学院科技扶贫项目的资助下，开展了喀斯特地区地膜覆盖+搭架山豆根种植模式示范。该模式提供一种山豆根地膜覆盖抑制杂草和种子高产量搭架栽培方法：通过覆盖黑色地膜，可以降低喀斯特地区杂草的生长；在山豆根行间增设栽培架，使山豆根的枝条沿栽培架横向生长，避免枝条过密和倒伏；同时配合花枝修剪、补肥和虫害防治，提高山豆根的坐花坐果率，实现山豆根种子的高产（图3）。
经过测算，山豆根高产栽培种植密度为1000—1500株/亩，存活率达90%，种植周期为4年，收获山豆根种子及入药的山豆根（图4）。第3年每亩收获种子20—50斤，每斤300元，收入达6000—15000元/亩；第4年山豆根产量为800—1000斤/亩，按目前市场价格12.5元/千克，根收入约20000—25000元／亩。4年合计收入为26000—40000元/亩；4年投入为3000元/亩，其中种苗费2000元、肥料费1000元。4年纯收入23000—37000元/亩，经济效益显著，并带动中药材产业优质、高效发展。同时，通过开展中药材高产栽培试验示范和农民技术培训，确保技术进村入户，做好科技“二传手”，助力脱贫攻坚。充分利用农村的自然资源、劳动力资源等，解决农村过剩劳动力和农民就地就业问题，推动乡村振兴。
喀斯特地区中草药种植示范
通过技术研发与引进，形成种子繁殖、田间管理、病虫害防治和采收加工技术，对药农进行技术培训。通过推行“公司（合作社）+基地+农户”发展模式，整合项目资金、先建后补奖励政策、“带帮政策”等多项措施，大力扶持林下中药材产业发展。经过示范推广，引导建档立卡贫困户等种植山豆根，并免费提供种苗和技术帮扶，全程跟踪服务，保底价收购。目前，环江县种植山豆根1200多亩，已成为群众脱贫致富的新兴产业。近5年来，累计辐射全县种植中草药2850亩，涉及品种有山豆根、牛大力、鸡血藤等，直接带动贫困户590户，人均年增收1800元以上。
喀斯特地区科技扶贫经验与建议
科技扶贫与石漠化治理、生态环境建设紧密结合
环江县属于典型的喀斯特地貌和岩溶山区，尤其是下南、水源、川山、大才、洛阳、明伦、大安等乡镇，生态环境退化，水土流失、石漠化问题日趋严重，农民生活十分艰苦。针对这些问题，中国科学院亚热带农业生态研究所科技扶贫团队为环江县编制了环江县石漠化综合治理规划和实施方案，得到上级部门的充分肯定，并争取到国家石漠化综合治理县、国家水土流失综合治理示范工程等项目落户环江，石漠化治理面积达336.6平方公里。
开展了喀斯特山区植被复合经营研究与示范。基于环江喀斯特山区独特的气候、地貌和立地条件，筛选出了固氮、保水、耐旱等生态功能型植物及经济效益较高的饲料、果树、药用等经济型植物32种，建立优质种质资源圃11个。在下南乡古周、下塘等村，建设高效立体退耕还林还草核心示范区25300亩，构建了喀斯特区域高值农业的循环经济模式。该模式被国家发展和改革委员会作为典型案例在我国西南喀斯特区域广泛推广应用。
响应党中央的号召，积极投身到精准扶贫、精准脱贫工作中
充分发挥人才和科技优势，开展扶贫产业的培育与示范推广，对环江县12个乡镇的产业开展了调查研究，并制定了各乡镇的扶贫产业发展规划；重点实施了种草养牛和中草药产业培育与示范。为了发展“环江菜牛”这一传统产业，同时兼顾喀斯特区域的生态修复，提出了“林下种草-舍饲养牛”的草食畜牧业发展模式。近5年来，在环江县下南乡、川山镇等示范区新增优质牧草1760亩，菜牛存栏1355头，新增牛栏1600平方米，并修建菜牛养殖排泄物收集池1980立方米；由此直接惠及贫困人口2571人，人均年增收1500元。同时，考虑到贫困农民增加收入的需要，在下南、洛阳、驯乐、水源、长美等乡镇发展种植经济效益高、市场前景好、见效快的中药材。其中，种植山豆根1420亩，辐射带动全县1690贫困人口种植山豆根3640亩，人均年增收1800元。此外，进行林下种草养牛和山豆根种植技术培训2660人次。通过种草养牛和中草药产业的培育与示范，争取到了广西壮族自治区现代农业园区1个，建立相关技术规程2个。
构建了中国科学院-环江县党建结对扶贫与党建引领扶贫模式
按照中国科学院党组党建扶贫的要求，中国科学院亚热带农业生态研究所科技扶贫团队与环江县下南乡下塘村、波川村开展党建结对扶贫。大力开展党建引领精准扶贫、精准脱贫，从党支部建设、党员带头脱贫、带头扶贫、扶贫产业发展与基础设施等方面进行帮扶。此外，通过复合种植模式的示范，在全县范围内推广种植林草、林药面积达11000亩，每亩每年可提高农民收入2000—8000多元；通过科技攻关、成果转化与技术集成示范，协助开发了油茶油、食用菌、石崖茶和木论思泉高端矿泉水等扶贫产品，促进了相关扶贫企业的快速发展。
科技扶贫紧密结合环江县当地产业发展方向
充分发挥“中国菜牛之乡”的品牌优势，扩大“国家级秸秆养牛示范县”的成果，利用肉牛市场大、前景广阔的优势，引进龙头企业、技术和人才，推广先进养殖技术，加快品种的改良，提高“环江菜牛”的出栏率和经济效益。加快饲草基地建设，扩大牧草种植面积，努力提高牧草产量。进一步调整种植业结构，加大玉米等粮食作物种植面积，充分利用其秸秆资源。加快推进环江菜牛养殖加工及关联产业项目建设，积极引进集养殖、加工、销售于一体的龙头企业。加快养殖小区建设和养殖大户的培育，扩大养殖规模。将菜牛养殖纳入扶贫攻坚主导产业，加大扶持力度，将产业资金和扶贫小额信贷优先支持贫困户。全面推行清洁生产和规模化、标准化养殖，加快建设菜牛生产基地。
充分利用环江县中草药产业发展得天独厚的资源优势，引进企业、资金、技术和人才，创建集研究与开发、生产与流通、人才培养与综合服务为一体的中草药产业技术研发服务体系，为产业发展提供优质的产前、产中、产后服务；加快建立中药材产业示范区；积极推广“科研+公司+农户”生产经营模式，带动群众发展中药材产业，打造中草药产业基地，推动中草药产业持续快速发展，加快做大做强中草药产业。