陳圣子, 周忠發(fā), 閆利會

(1.貴州師范大學 喀斯特研究院, 貴陽 550001; 2.貴州省喀斯特山地生態(tài)環(huán)境國家重點實驗室培育基地, 貴陽 550001)

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人為干預對石漠化治理過程中生態(tài)系統(tǒng)健康的影響

陳圣子1,2, 周忠發(fā)1,2, 閆利會1,2

(1.貴州師范大學 喀斯特研究院, 貴陽 550001; 2.貴州省喀斯特山地生態(tài)環(huán)境國家重點實驗室培育基地, 貴陽 550001)

人為干預是推動生態(tài)系統(tǒng)正向演替的動力，探索人為干預作用于生態(tài)系統(tǒng)的影響機制對退化生態(tài)系統(tǒng)的改善具有重大意義。以花江石漠化綜合治理示范區(qū)為例，采用GIS空間分析方法，探索了2000—2010年石漠化治理過程中生態(tài)系統(tǒng)健康演變特征，進一步探討了人為干預對石漠化治理過程中生態(tài)系統(tǒng)健康的影響。結果表明：(1) 石漠化治理過程中生態(tài)系統(tǒng)健康整體上呈改善趨勢，病態(tài)、不健康和亞健康等級相互轉換最為激烈；其中亞健康等級轉移最為明顯，占總轉移面積的38.05%；(2) 生態(tài)系統(tǒng)健康變化呈時空分異特征，生態(tài)系統(tǒng)健康不變區(qū)面積所占總面積比例最大，為66.75%，遍布花江示范區(qū)絕大部分區(qū)域，生態(tài)系統(tǒng)健康持續(xù)好轉區(qū)主要分布在石漠化綜合治理的村組，局部人為干擾強烈地區(qū)出現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)惡化或反復多變；(3) 不同石漠化綜合治理工程對生態(tài)系統(tǒng)健康的影響不同，其改善比例依次為：封山育林>坡改梯>經(jīng)果林>水保林>防護林>人工種草。

喀斯特石漠化; 人為干預; 生態(tài)系統(tǒng)健康; 治理過程; 斑塊

石漠化已成為我國西南喀斯特山區(qū)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的主要障礙，人類不合理的經(jīng)濟活動使較為敏感的喀斯特生態(tài)系統(tǒng)更加脆弱。近年來，西南地區(qū)喀斯特石漠化在黨中央、國務院的高度重視下，石漠化地區(qū)實施重大生態(tài)修復工程，增強生態(tài)產(chǎn)品生產(chǎn)能力，推進石漠化、水土流失綜合治理，石漠化綜合治理所產(chǎn)生的生態(tài)效益也日益顯著。越來越多生態(tài)環(huán)境領域的專家和學者日益關注人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的影響機制和作用規(guī)律，維護區(qū)域社會經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。20世紀80年代以來，由于全球氣候變化和人地矛盾日益突出，生態(tài)系統(tǒng)健康研究備受人們關注，國內(nèi)外研究主要集中于相關概念、研究尺度和評估研究等方面的探討，生態(tài)系統(tǒng)健康評估逐漸應用于森林[1]、濕地[2-3]、流域[4-5]、消落帶[6]、農(nóng)業(yè)[7]、礦區(qū)[8]、城市[9]等自然生態(tài)系統(tǒng)中。Schaeffe等[10]首次從測度的角度探討了生態(tài)系統(tǒng)健康。David等[11]從活力(Vigor)、組織(Organization)和恢復力(Resilience)三個方面研究生態(tài)系統(tǒng)健康。“水生生態(tài)系統(tǒng)健康與管理協(xié)會”，從整體性、系統(tǒng)性和綜合性角度探討保護、規(guī)劃和管理全球的水生資源健康等問題?！皣H生態(tài)系統(tǒng)健康學會”(International Society for Ecosystem Health，簡稱ISEH)在全球展開了生態(tài)系統(tǒng)健康的基本理論與方法的研究，集中探討“人與生態(tài)系統(tǒng)關系、生態(tài)健康評估、生態(tài)系統(tǒng)健康政策等?！扒晟鷳B(tài)系統(tǒng)評估”(Millennium Ecosystem Assessment，簡稱MA)從生態(tài)系統(tǒng)與人類福祉的聯(lián)系來認識和研究生態(tài)系統(tǒng)健康和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

生態(tài)系統(tǒng)具有動態(tài)演變的特征，而目前多數(shù)研究為某一時間的靜態(tài)研究，靜態(tài)研究很難發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)健康的變化趨勢及規(guī)律。建立一個完整的監(jiān)測網(wǎng)絡并對其進行診斷及預測，是生態(tài)系統(tǒng)健康診斷的一個重要方面?？λ固厥鷳B(tài)系統(tǒng)在眾陸地生態(tài)系統(tǒng)中較為敏感[12]，研究主要集中在干擾生態(tài)系統(tǒng)[13-15]與退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復重建[16-17]，在喀斯特石漠化生態(tài)系統(tǒng)研究中，人類活動是影響生態(tài)系統(tǒng)變化的重要因素。本文運用3S技術，通過獲取2000—2005—2010年的遙感影像數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟調查數(shù)據(jù)和基礎地理數(shù)據(jù)，以花江示范區(qū)為例，對石漠化治理過程中的生態(tài)系統(tǒng)進行長期的定量研究，進一步發(fā)現(xiàn)石漠治理過程中生態(tài)系統(tǒng)健康的變化趨勢及規(guī)律，并運用GIS空間分析方法分析人為干預對石漠化治理過程中生態(tài)系統(tǒng)健康的影響，探索出喀斯特石漠化治理過程中生態(tài)系統(tǒng)健康的時空動態(tài)變化規(guī)律及人為干預對生態(tài)系統(tǒng)健康變化的影響，從而更好地改善喀斯特石漠化地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)，對西南喀斯特地區(qū)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

1　研究區(qū)概況

關嶺—貞豐花江石漠化綜合治理示范區(qū)是喀斯特干熱河谷生態(tài)環(huán)境的典型代表，位于貴州西南部，關嶺縣與貞豐縣之間的北盤江花江峽谷兩岸，105°36′30″—105°46′30″E，25°39′13″—25°41′00″N。轄北盤江鎮(zhèn)的擦爾巖、云洞灣、水淹壩村和板貴鄉(xiāng)的木工、三家寨、孔落箐、壩山村共7個行政村以及花江鎮(zhèn)五里村的法郎、干耳盤2個村民組。示范區(qū)總面積5 161.65 hm2，結合實地調查統(tǒng)計得出，2013年，示范區(qū)人口達9 030人，主要分布在擦爾巖、云洞灣、三家寨、木工等地；地勢起伏大，相對高差1 000 m，年均溫18.4℃，年均降水量1 100 mm；土壤以石灰土為主，表現(xiàn)出連續(xù)性極差的特點；喀斯特地貌極為發(fā)育，地表破碎，以中—強度石漠化為主，石漠化面積1 351.99 hm2，占示范區(qū)喀斯特總面積的29.79%[18]。在九五、十五、十一五期間，構建了喀斯特高原峽谷中—強度石漠化環(huán)境生態(tài)建設循環(huán)經(jīng)營綜合治理模式與技術集成，通過開展坡耕地綜合治理模式、特色經(jīng)濟林果產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式和庭園生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展模式等，極大改善了示范區(qū)內(nèi)社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境。

2　數(shù)據(jù)與方法

2.1數(shù)據(jù)來源與處理

遙感影像為2000年、2005年和2010年的ETM，TM，AlOS遙感影像。首先將多光譜數(shù)據(jù)和全色數(shù)據(jù)進行正射校正，然后進行單波段影像合成假彩色影像，進一步進行數(shù)據(jù)融合和影像鑲嵌，最后通過花江示范區(qū)邊界矢量層裁剪得到各年份的遙感影像；氣象數(shù)據(jù)來源于貴州省氣象信息中心和安置在花示范區(qū)的便攜式自動氣象站，利用ArcGIS的空間插值工具，得到氣象柵格數(shù)據(jù)；社會經(jīng)濟與人文數(shù)據(jù)來源于典型農(nóng)戶的追蹤調查；地貌與巖性數(shù)據(jù)(1∶5萬)來源于關嶺—貞豐地區(qū)區(qū)域水文地質圖(圖幅編號為：G-48-XXⅡ)；坡度(1∶1萬)來自區(qū)域地形圖。石漠化綜合治理工程數(shù)據(jù)來源于《點石成金——貴州石漠化治理技術與模式》和實地調查補充數(shù)據(jù)。

2.2診斷與分析方法

診斷指標?？λ固厥鷳B(tài)系統(tǒng)健康是一個區(qū)域復合生態(tài)系統(tǒng)，結構復雜、層次多變、子系統(tǒng)之間既有相互作用，又有相互間的輸入和輸出[19-20]。為滿足指標體系的完備性、針對性原則和數(shù)據(jù)的可獲得性，從生態(tài)環(huán)境支撐系統(tǒng)、資源環(huán)境支撐系統(tǒng)和社會經(jīng)濟支撐系統(tǒng)三方面選擇15項診斷指標，運用層次分析法并結合專家咨詢確定權重，根據(jù)影響石漠化地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康的程度差異，結合專家意見，分級量化不同的診斷因子，并賦予一定等級指數(shù)(表1)，使整個診斷指標體系的量化值無量綱化。

表1　石漠化地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康診斷指標體系、權重和分級標準

注：表格整理自參考文獻[21]。

生態(tài)系統(tǒng)健康診斷。立足于喀斯特石漠化生態(tài)系統(tǒng)健康要素以及各要素間的相互關系[22]，為定量診斷石漠化地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，運用多級加權求和的方法并通過石漠化生態(tài)系統(tǒng)的健康指數(shù)(FEHI)來表達，其診斷模型為：

式中：FEHI——石漠化地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康診斷綜合指數(shù)；m——診斷組指標數(shù)；n——每診斷指標組下指標種指標數(shù)；Wij——指標權重；Kij——第j指標第i樣本原始數(shù)據(jù)標準化后的值。

本文將GIS空間分析方法運用于人為干預與石漠化治理過程中生態(tài)系統(tǒng)健康狀況定量研究，探討人為干預對生態(tài)系統(tǒng)健康的影響。以生態(tài)系統(tǒng)健康的15個診斷指標和總生態(tài)系統(tǒng)健康結果共16個測評指標為數(shù)據(jù)層，根據(jù)區(qū)域特征和數(shù)據(jù)的可獲取性，選取石漠化綜合治理工程為人為干預數(shù)據(jù)層，進行GIS空間分析。

3　結果與分析

3.1生態(tài)系統(tǒng)健康類型轉移分析

2000年、2005年、2010年的花江示范區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康診斷結果如圖1所示?？傮w上看，花江示范區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康在2000—2010年期間呈現(xiàn)出好轉趨勢。很健康的區(qū)域不存在；健康的區(qū)域持續(xù)上升了4.48%；亞健康的區(qū)域持續(xù)上升了10.62%。另一方面，不健康的區(qū)域所占面積比例呈明顯下降趨勢，所占比例由2000年的40.42%下降到2 010的34.79%，病態(tài)的區(qū)域則由2000年的22.56%下降到2010年13.09%。這表明2000—2010年間花江示范區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康狀況有緩慢改善的趨勢，但整體上仍不容樂觀。

為了解不同生態(tài)系統(tǒng)健康各等級相互轉化的具體情況，運用ArcGIS10.1軟件對2000年、2005年和2010年花江示范區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康數(shù)據(jù)(附圖3)進行空間統(tǒng)計分析，經(jīng)處理得到生態(tài)系統(tǒng)健康轉移矩陣(表2)。

2000—2005年花江示范區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康等級發(fā)生轉換的面積共有1 656.9hm2，占示范區(qū)總面積的32.35%。其中以病態(tài)、不健康和亞健康的相互轉換最為激烈；5a內(nèi)，不健康和亞健康相互轉換面積最大，為855.1hm2，占總轉化面積的52.6%，其余各生態(tài)系統(tǒng)健康等級的轉換程度比較微弱。主要是由于近些年封山育林、防護林、坡耕地等石漠化綜合治理措施的治理效果，改善了花江示范區(qū)的生態(tài)環(huán)境，緩解了人地矛盾，其余各生態(tài)系統(tǒng)健康等級的轉換比較微弱，但是病態(tài)等級也有2.3hm2轉化成健康等級，生態(tài)系統(tǒng)健康演變速度不會如此迅速，究其原因是由于居民用地、工礦用地、交通用地和部分坡改梯工程實施造成的，改變原本的土地利用類型，使生態(tài)系統(tǒng)等級轉為健康等級。

圖1　花江示范區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康診斷結果

2005—2010年花江示范區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康等級發(fā)生轉換的面積有1 941.4hm2，占示范區(qū)總面積的37.9%，與2000—2005年相比，轉化強度增強了5.6%。其中，不健康等級向亞健康等級轉化為主導，轉化715.9hm2，占這一階段發(fā)生轉化總面積的36.9%。病態(tài)等級轉向其他健康等級面積相對于2000—2005年增加了89.1hm2，是因為隨著石漠化綜合治理程度日漸深入，花江示范區(qū)生態(tài)環(huán)境逐年改善，原本屬于病態(tài)等級逐漸向亞健康、健康等級轉移。

10a間，花江示范區(qū)亞健康等級面積變化最大，增加了544.48hm2，其中2005—2010年增加349.73hm2，占總轉移面積的64.23%；其次為病態(tài)等級共減少了484.79hm2，前階段減少58.5%，后階段增加41.5%。其他生態(tài)系統(tǒng)健康等級的面積沒有發(fā)生太大變化，不健康、健康等級面積分別改變288.75，229.71hm2，占總轉化面積的18.6%，14.8%。

3.2生態(tài)系統(tǒng)健康時空分異

生態(tài)系統(tǒng)健康變化是自然和人文共同作用的結果，其演替方式復雜多樣，基于斑塊的生態(tài)系統(tǒng)健康動態(tài)變化角度分析，生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展/逆轉的變化面積為監(jiān)測期末的生態(tài)系統(tǒng)健康面積與監(jiān)測初期的生態(tài)系統(tǒng)健康面積差值，當值大于0時，生態(tài)系統(tǒng)為正向演變，當值小于0時，生態(tài)系統(tǒng)為逆向演變；按照生態(tài)環(huán)境演替規(guī)律，將生態(tài)系統(tǒng)健康的時空演變概括為不變型、持續(xù)好轉型、反復變化性、持續(xù)惡化型4種方式。(1) 不變型。即生態(tài)系統(tǒng)健康等級沒有發(fā)生變化。(2) 持續(xù)好轉型。指生態(tài)系統(tǒng)健康等級的正向演替過程，在這種生態(tài)系統(tǒng)健康的演替過程中，生態(tài)系統(tǒng)有所改善，結構與功能有所完善，人地關系逐步和諧；(3) 反復變化型。指生態(tài)系統(tǒng)健康等級反復發(fā)生變化，在石漠化治理過程中，生態(tài)系統(tǒng)時好時壞，喀斯特石漠化生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定；(4) 持續(xù)惡化型。指生態(tài)系統(tǒng)健康等級的逆向演替，在演替過程中，生態(tài)系統(tǒng)不斷惡化，結構與功能退化，石漠化生態(tài)系統(tǒng)的保護與治理力度需要加大。

表2　花江示范區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康轉移矩陣　hm2

花江示范區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康變化呈現(xiàn)出顯著的空間分異特征(附圖3)。在2000—2005年、2005—2010年和2000—2010年3個階段中，生態(tài)系統(tǒng)健康不變區(qū)面積分別是4 244.14 hm2，4 118.81 hm2，3 445.20 hm2，生態(tài)系統(tǒng)健康持續(xù)好轉區(qū)面積分別是760.71 hm2，927.73 hm2，1 156.53 hm2，生態(tài)系統(tǒng)健康持續(xù)惡化區(qū)面積分別是156.80 hm2，115.11 hm2，198.75 hm2(圖2)。生態(tài)系統(tǒng)健康不變區(qū)面積所占比例最大，示范區(qū)絕大部分地區(qū)都屬于此種區(qū)域，但所占面積比例呈下降趨勢，由于脆弱的喀斯特石漠化環(huán)境是生態(tài)系統(tǒng)的自然背景，生態(tài)系統(tǒng)的恢復重建仍是一個漫長而艱辛的過程。生態(tài)系統(tǒng)健康持續(xù)好轉區(qū)逐年增加，主要分布在水熱條件較好的非喀斯特地區(qū)、峰叢洼地、峰叢谷地以及石漠化綜合治理工程布置的地區(qū)，系統(tǒng)結構和功能逐步得到完善，生態(tài)環(huán)境逐步恢復，人地關系基本和諧，生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。生態(tài)系統(tǒng)健康持續(xù)惡化區(qū)所占比例雖然較小，但仍然不容忽視。其主要分布在人口密集的居民點、交通用地以及擦爾巖村的部分村民組，由于大量開采石場出現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)健康持續(xù)惡化的現(xiàn)象。2000—2010年的生態(tài)系統(tǒng)健康改善區(qū)面積并不等于2000—2005年和2005—2010年的生態(tài)系統(tǒng)健康改善區(qū)面積之和，而是出現(xiàn)反復多變區(qū)，反復多變區(qū)高達361.17 hm2，反復多變區(qū)呈零星狀分布，與生態(tài)系統(tǒng)健康不變區(qū)與生態(tài)系統(tǒng)健康持續(xù)好轉區(qū)鑲嵌在一起，這進一步印證了在喀斯特脆弱的生態(tài)環(huán)境下，喀斯特生境極易受到人類活動的干擾和破壞，而且一旦破壞極難恢復。石漠化治理是一個漫長的過程，不是一蹴而就的，中間還會出現(xiàn)一些反復。

生態(tài)系統(tǒng)健康變化的時空分異特征與生態(tài)系統(tǒng)健康本身的時空分異特征并不相同。2000—2005年，擦耳巖村西部和云洞灣村南部的峰叢洼地、峰叢谷地和三家寨村、孔落箐村石漠化綜合治理工程地區(qū)以及非喀斯特地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康逐漸好轉，擦爾巖村北部、交通用地，采石場生態(tài)系統(tǒng)健康逐漸惡化。2005—2010年相比2000—2005年花江示范區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康好轉區(qū)增加了167.02 hm2，而生態(tài)系統(tǒng)健康惡化區(qū)面積則減少了41.69 hm2。這與農(nóng)村落后的生產(chǎn)方式得到調整，石漠化綜合治理工程效果逐漸顯現(xiàn)相關。

圖2　不同時期花江示范區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康動態(tài)變化統(tǒng)計

3.3人為干預對喀斯特石漠治理過程中生態(tài)系統(tǒng)健康的影響

3.3.1喀斯特石漠化綜合治理過程中人為干預方式人為干預對喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的影響類型主要體現(xiàn)在喀斯特石漠化綜合治理工程。國家“九五”、“十五”、“十一五”和“十二五”科技攻關項目均把花江石漠化綜合治理區(qū)作為主要研究示范區(qū)，先后有大批科技人員前往此區(qū)進行科學研究和指導，因地制宜地采用坡耕地綜合整治及特色經(jīng)濟林種植等模式與技術體系，進行了封山育林、特色經(jīng)濟林、農(nóng)田水利建設等試驗示范，依次建立強度、中度、輕度、潛在石漠化治理示范小區(qū)，以及參與式農(nóng)村發(fā)展社區(qū)、水資源開發(fā)利用與節(jié)水農(nóng)業(yè)示范小區(qū)，并在小流域尺度研究工程空間上優(yōu)化組合配套和綜合治理。石漠化綜合治理工程的興建從空間形態(tài)上可分為點狀、線狀和斑塊狀的防治工程。如小水池、沉沙池、攔沙壩等點狀工程；排澇渠、機耕道、田間生產(chǎn)道路等線狀工程；相鄰點狀工程擴展連接、鑲嵌形成大的集群或斑塊，如防護林、水土保持林、特色經(jīng)果林等(表3)。

表3　花江示范區(qū)石漠化綜合防治工程建設內(nèi)容

3.3.2人為干預對生態(tài)系統(tǒng)健康的影響由于石漠化綜合治理點、線工程絕大部分都是和面狀工程相配套的工程，而且多數(shù)分布在面狀工程內(nèi)部。因此，在研究人為干預中用石漠化綜合治理面狀工程代替了整個系統(tǒng)治理工程。將花江示范區(qū)石漠化綜合治理工程布置圖與2000—2010年花江示范區(qū)喀斯特生態(tài)系統(tǒng)健康動態(tài)變化圖進行空間疊加分析，統(tǒng)計分析兩者耦合數(shù)據(jù)得出：對比有無石漠化綜合治理工程措施下花江示范區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康的改善狀況，實施工程區(qū)明顯高于無工程區(qū)，高40.57%，說明石漠化綜合治理工程對改善生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了一定的成效。為進一步探究不同石漠化治理工程措施下花江示范區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康的改善狀況(表4，圖3)，生態(tài)系統(tǒng)健康改善比例依次為：封山育林>坡改梯>經(jīng)果林>水保林>防護林>人工種草。這直接證明了在恢復石漠化生態(tài)系統(tǒng)過程中，石漠化綜合治理工程產(chǎn)生了明顯的生態(tài)效應，這是喀斯特人文社會響應的重要表現(xiàn)，也是石漠化綜合治理效果的重要反映。

表4　花江示范區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康面積變化　hm2

注：改善比例即生態(tài)系統(tǒng)健康改善區(qū)占相應分類的總面積的比。

圖3　不同石漠化治理措施下花江示范區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康改善比例統(tǒng)計

4　結論與討論

人為干預是人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的積極響應，研究采用GIS空間疊加分析得到2000—2010年不同生態(tài)系統(tǒng)健康等級的轉移流向矩陣，揭示了不健康等級向亞健康等級轉移流向最大，主要原因是石漠化綜合治理的實施改善了當?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)健康狀況；同時有部分病態(tài)等級轉化成健康等級，是由于人類活動改變原本的土地利用類型，使生態(tài)系統(tǒng)轉為健康狀態(tài)，這與實地調查結果相符；花江示范區(qū)石漠化綜合治理工程分布地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)了持續(xù)好轉，但局部地區(qū)如人口分布集中、居民點和交通線路以及采石場附近的區(qū)域由于長期受人類活動的干擾，生態(tài)系統(tǒng)有持續(xù)惡化的趨勢，而生態(tài)系統(tǒng)健康反復多變區(qū)零星分布在持續(xù)好轉區(qū)與持續(xù)不變區(qū)，印證了喀斯特石漠化生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性、不穩(wěn)定性和敏感性；不同石漠化綜合治理工程對喀斯特生態(tài)系統(tǒng)健康改善由好到差依次是封山育林、坡改梯、經(jīng)果林、水保林、防護林、人工種草，其中封山育林的改善效果最為明顯，改善比例已經(jīng)超過60%。研究表明，喀斯特地區(qū)封山育林和坡改梯等石漠化控制措施效果明顯，有利于生態(tài)系統(tǒng)健康的恢復與可持續(xù)發(fā)展。

文章利用RS和GIS技術，以斑塊為單位進行人為干預對石漠化治理過程中生態(tài)系統(tǒng)健康的影響具有一定的方法先進性，但仍然存在一些問題。生態(tài)系統(tǒng)健康診斷指標體系不夠完善，在遙感數(shù)據(jù)與氣象數(shù)據(jù)的獲取和處理過程中，存在不可避免的誤差。另外，人為干預的方式眾多，但由于獲取相關數(shù)據(jù)困難，只針對石漠化綜合防治工程對生態(tài)系統(tǒng)健康的影響，石漠化生態(tài)系統(tǒng)健康演變機理以及生態(tài)系統(tǒng)健康預警研究需要進一步完善。

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Influence of Human Intervention on Ecosystem Health in the Karst Rock Desertification Controlling Process

CHEN Shengzi1,2, ZHOU Zhongfa1,2, YAN Lihui1,2

(1.School of Karst Science, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, China; 2.The State KeyLaboratoryIncubationBaseforKarstMountainEcologyEnvironmentofGuizhouProvince,Guiyang550001,China)

Human intervention is the driving force to promote the positive succession of ecological system. To explore the mechanism of human intervention to the ecosystem has the great significance for the improvement of the degraded ecosystem. Taking the demonstration areas of the rock desertification integrated management in Huajiang of Guizhou as an example, using GIS spatial analysis method, we investigated the trend of the ecosystem health evolvement of karst rock desertification controlling process from 2000 to 2010, and deeply explored the main factors influencing the ecosystem health evolvement of karst rock desertification controlling process. The results show that: (1)the ecosystem health presented a trend of improvement in the process of rocky desertification control, Conversion between the morbid, unhealthy and sub-health levels was very intense, among them, the most significance is the level of sub-health, which accounted for 38.05% of the total transfer area; (2) the changes of ecosystem health showed spatial and temporal variation characteristics, the unchanged region of ecosystem health widely distributed in the Huangjiang demonstration area, accounting for 66.75% of the total area, continuous improvement area of ecosystem health mainly distributed in the villages where the rocky desertification control project was carried out, ecosystem heath appeared deterioration or repeated variation in the local strong human disturbance region; (3) the influences of different rocky desertification comprehensive treatment projects on ecosystem health are different, the improvement ratio follows the order: closed forest>slope ladder>planting economic fruit trees>forest for soil and water conservation>protection forests>artificial grass.

karst rock desertification; human intervention; ecosystem health; controlling process; plaque

2015-09-13

2015-10-09

國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)課題“人為干預下喀斯特山地石漠化的演變機制與調控”(2012CB723202);貴州省重大應用基礎研究項目“喀斯特石漠化生態(tài)修復及生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)優(yōu)化調控研究”(黔科合JZ字[2014]200201);國家自然科學基金青年項目“喀斯特峰叢洼地地貌形態(tài)耦合模式及機制研究”(41301504);2012年貴州省國際科際合作計劃“不同生態(tài)恢復措施干預下喀斯特石漠化演變及調控研究”[黔科合外G字(2012)7022號]

陳圣子(1991—)女,湖南祁陽人,碩士研究生,主要從事GIS與生態(tài)環(huán)境。E-mail:shengzi25925@163.com

周忠發(fā)(1969—)男,貴州遵義人,教授，博士生導師,主要從事喀斯特生態(tài)環(huán)境研究。E-mail:fa6897@163.com

X826

A

1005-3409(2016)02-0213-07