喀斯特山區石漠化土地的演替非常復雜。由於構成土地的各種因素在內外力量作用下的歷史發展，都可以引起土地的變化。各因素的可變性差異較大，導致土地變化的不同步性和不確定性。地貌是決定喀斯特土地特征和類型的關鍵因素，其變化最終決定了土地的演替。從貴州喀斯特高原地區來看，地貌演替遵循以下規律:喀斯特高原→峰叢中山→峰叢低山→峰林低山丘陵→峰林丘陵→殘丘溶蝕→溶蝕。這個變化過程是壹個非常漫長的地質歷史演變，所以地貌演替引起的石漠化是最漫長的變化。演替過程中的每壹種狀態都是由植被、土壤、水環境等因素造成的。因此，土地石漠化的演替是指植被、土壤等人為因素引起的變化，這種演替有兩個方向:
(1)從優化的角度來看，喀斯特土地是從裸露的巖石狀態開始，繼之以生物(植物)的遷移、定居和發展，依次發展，最終形成喀斯特森林景觀。其過程是:裸巖面→灌木(草坡)→喀斯特森林。在貴州，對應的植被壹般是喀斯特苔蘚→覆盆子、多刺灌木→月月青或柑桔、榆灌木→鵝絨櫟、香椿或甜櫧、針(柏)林。其植被類型在不同地區有所不同，貴州東部和南部為常綠林，西部和中部為落葉或混交林。相反，土壤也經歷了演替:不連續分布的黑色石灰土→紅(黃)石灰土→紅(黃)土。在整個演替過程中，如果缺乏足夠的森林面積，或者離森林太遠，灌草坡的狀態會維持很長時間，不能繼續演替，甚至惡化。
(2)從退化方面來看，在喀斯特地區，如果原生植被遭到過度破壞，很容易發生退化演替。其演變始於森林，終於石漠化:喀斯特森林→常綠落葉灌木→藤本灌木→(草坡)→裸露巖面。如果破壞不繼續，到達藤灌叢後可以長時間保持次頂極狀態。無論從優化還是退化，中間環節都是藤本灌木，所以這種類型在喀斯特地區最常見，因為極其適應環境而存在了很久。在變質過程中，土壤的變化主要是土層變薄，有效成分流失，土壤覆蓋越來越零星，甚至完全喪失。而喀斯特峰叢窪地土壤條件不壹定按此順序變化，始終能保持黑色石灰土階段而無大的變化，也適合優化過程。目前，由於長期的人類活動，除茂蘭等少數地區外，貴州喀斯特林地類型極其稀少。在廣闊的石灰巖地區，森林大多保留在村莊附近，以風水林的形式存在，以“綠色島嶼”的形式點綴在極度裸露的喀斯特土地上。
簡而言之，喀斯特石漠化的演化有兩個方向:正向和負向。壹般正向進化是壹個漸進的過程，持續時間較長，而反向進化多是突發性的，持續時間較短。突變的發生會對生態環境產生嚴重甚至災難性的影響。但無論是正向演替還是逆向演變，喀斯特石漠化的生態環境都是分階段發展的，即頂部石漠化強烈而脆弱，嚴重石漠化強度脆弱，中度石漠化中度脆弱，輕度石漠化輕度脆弱，危險石漠化潛在脆弱，無石漠化不脆弱。在喀斯特地區復雜的人地耦合系統下，各因素相互影響、相互制約，石漠化的演變也極其復雜。綜合分析表明，演化過程主要表現出以下特征(圖4-11):
圖4-11喀斯特石漠化演變模式圖
(1)正向和逆向演變時間序列並存，空間互補:正向演變的主要階段是石漠化土地→旱生灌木→常綠落葉灌木→喀斯特森林；逆向進化的主要階段是喀斯特森林→常綠落葉灌木→旱生刺灌木→石漠化土地，是壹對逆向進化。事實上，兩種進化模式都存在。在壹些典型樣區，既有石漠化正向演變的階段性成果，如茂蘭自然保護區的典型喀斯特原始森林、廣大喀斯特地區村落附近的次生“風水林”和近年來建設的喀斯特人工生態林，都是正向演變的典型代表。而逆向進化的類型更多，如普定縣馬關地區的大量低蓋度旱生刺灌木，鎮寧縣黃果樹瀑布上遊隨處可見的喀斯特草坡。就其空間分布而言，在壹個小流域內，既有石漠化向前發展的階段，又有石漠化向後演變的不同代表，構成了石漠化的鑲嵌景觀。無論從向前還是向後，進化的中間環節都是藤本灌木，所以這種類型在喀斯特地區最為常見。整個演化表明，兩個演化系列在時間上共存，在空間上互補。
(2)非均衡演化:喀斯特石漠化演化中區域環境因子的多樣性和多變性，導致區域立地條件的復雜性和多樣性，生態異質性高，生物群落賴以成功的復活環境條件差異大，生態位多樣性和環境容量有限，生態位狹窄，物種從壹個生境跳到另壹個生境極其困難。石漠化生態環境壹旦被破壞，就會迅速收斂到單壹的幹旱和生化，發生逆向演替。物種結構與喀斯特演化頂級群落形成明顯反差，使得喀斯特生態環境逆向演替速度快，不同階段群落結構演化差異較大。動態平衡是生態環境良性循環的重要規律。只有在石漠化環境演變正反向基本平衡的前提下，才能在人類的積極作用下向環境優化方向發展。目前，在人類活動的強烈幹擾下，石漠化正向演化的空間綜合驅動力明顯小於逆向演化，區域石漠化以逆向演化為主，正向演化相對較弱，說明石漠化程度進壹步加重，生態環境質量進壹步惡化，整個演化系統極不平衡。
(3)進化上的嚴格選擇性:喀斯特石漠化進化對環境的選擇性最明顯地體現在對植物的嚴格選擇性上。喀斯特石漠化環境對植物有嚴格的選擇性，樹木的生長極其緩慢，因為只有那些生理上喜鈣、耐旱、多石、根系能適應攀緣巖石並在縫隙中生存和吸收養分的植物種群，才能在土壤稀薄、易幹旱的石灰性土壤上生長發育。因此，當生態環境在外界因素的影響下發生變化時，生境條件高的植物，即使是許多普遍性的植物，也很難生存和生長。相反，耐旱、耐瘠薄、耐堿的多刺灌木可以先生長，壹些植物種類發生變異以適應這種生態環境。比如蘭草等壹些草本植物，由於其根部無法吸收水分和養分到巖石縫隙深處，所以有些莖會變粗、變大、變異成“儲水袋”來儲存壹定的水分，而葉子則是革質的，以抵禦巖石的幹熱生境。仙人掌形成聚集灌木，樹木(如榕樹)根系發達，攀援在巖石上，伸入石縫，根長可高出樹木高度數倍。這種環境錯位現象也是生態環境變異高度敏感的反映。正是由於這種嚴格的選擇性，石漠化的演替極其緩慢。在保護狀態下，從裸巖到旱生灌木的演化約需10年，到藤本灌木的演化約需30年，形成喀斯特森林植被約需幾十年甚至上百年。
(4)演化與跳躍:石漠化演化過程中，在人類活動的作用下，都嚴格遵循漸進過程，尤其是正向演化中不可能從低態直接過渡到高態，跳躍演化只是在自然災害時逆向演化中很少發生。但當有人類活動參與時，很容易出現壹個向後的躍進式進化，而由人類主動活動引起的向前躍進式進化規模很小。石漠化的演變是壹個復雜的過程，漸進演變和跳躍演變同時存在。判斷石漠化程度最直接的兩個指標是植被覆蓋度和土壤覆蓋度。土壤覆蓋度與土層厚度成正比。在喀斯特山區，地形起伏，沒有較高的土壤覆蓋度，沒有植被的裸地，但只要有較高的土壤覆蓋度，仍屬於無石漠化土地。在長期演化過程中，有發育良好的森林，無土壤或土層極淺，仍視為無石漠化或潛在石漠化。茂蘭森林自然保護區就是壹個典型的例子。喀斯特森林生長在幾乎無土的喀斯特石山上，枯枝落葉堆積，覆蓋和填充地表的喀斯特破碎帶。由於其良好的吸水功能，不僅削弱了地表徑流，還形成了喀斯特森林滯水層。其補給徑流路徑雖短，水量少，但動態穩定，排泄點多，泉群分布密集，水流連續多年，使用方便。並且是補充下層巖溶水的最佳水源之壹，起到明顯改善巖溶地下水補給和徑流排泄條件的作用，也使大氣降水、地下水和地表水相互轉化、相互調節，形成良性循環，很少出現裸露巖溶無林山區生境惡劣、旱澇急轉的不良生境。然而，在廣大的喀斯特地區，由於土層淺，坡度大，植被發育不良，中度以上的石漠化。如果大量植被被人類破壞，就會出現從喀斯特森林植被到巖石荒漠或藤本灌木到巖石荒漠的飛躍進化。這種進化對於人類來說可能是壹種突如其來的災難性的變化，它帶來的負面影響是無法在短時間內消除的。生態環境惡化的後續負面影響會持續幾代人。也就是說，當代人種下的環境惡果，不僅當代人會嘗到，後代人也無法避免。
(5)人為主導的逆向演化:人類活動是石漠化加速演化的根本原因。在人類活動的純自然條件下，由於喀斯特生態環境的特殊區域背景，在各種自然因素的綜合驅動下，也會發生向前和向後的演化。特別是在光、熱、水、土的良性循環下，正向進化可能是壹個比較快的過程。逆向進化是突發性自然災害(如滑坡、泥石流)下的局部退化，對區域環境影響不大。然而，人類活動的參與，除了對現有森林和土地資源的大規模破壞外，也極大地改變了石漠化正向演化的驅動因素，使得原本快速的演化速度迅速減緩甚至停止，而逆向進程加快，區域環境迅速惡化。根據相關分析的結論，在9個主導因子中，自然因子依次為喀斯特面積、河網密度、平均海拔和≥25。坡地面積對石漠化貢獻率之和為45%，而人為因素貢獻率之和為55%，包括植被覆蓋度(受人為因素影響)、未利用地、耕地、土地復墾率和草地，而人為因素由於其破壞作用主要使石漠化逆向演變，因此人為因素在石漠化逆向演變中起主導作用。在喀斯特環境中，生態系統的能量轉換路徑是脆弱而敏感的。比如，森林壹旦被破壞，生態系統的物質和能量交換就會暫時中斷，生態平衡會突然發生變化，甚至導致喪失人類生存的惡劣環境的出現。喀斯特森林土壤層是維持生態環境良性循環的關鍵。植被壹旦被破壞，土地石漠化恢復起來極其困難，導致生態鏈的物質和能量交換平衡失衡。正反饋效應中斷，正熵驟增，無序後果遠比非喀斯特正常森林植被區嚴重。石漠本質上是石漠化逆向進化的頂級階段，人類不可能在這種環境下生存。