許玉鳳, 黃敏, 潘網(wǎng)生, 張永雷, 姚興, 孫連群

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貴州黔南州石漠化格局變化特征

許玉鳳*, 黃敏, 潘網(wǎng)生, 張永雷, 姚興, 孫連群

黔南民族師范學(xué)院旅游與資源環(huán)境學(xué)院, 貴州 都勻 558000

基于3S技術(shù)分析了2000—2015年間黔南州植被覆蓋度和不同等級(jí)石漠化格局變化特征, 為喀斯特山區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和石漠化防治提供參考。采用2000年、2005年、2010年、2015年的植被NDVI遙感影像計(jì)算植被覆蓋度, 通過圖像差值分析和石漠化轉(zhuǎn)移矩陣定量分析研究期間石漠化格局變化特征。2000年黔南州無石漠化面積占總面積的51%, 重度石漠化面積占11%, 石漠化程度最嚴(yán)重的是長順縣、惠水縣和獨(dú)山縣; 2005年其無石漠化面積達(dá)到研究期間的最大值, 重度石漠化面積達(dá)到最小值, 長順縣石漠化較嚴(yán)重; 2010年無石漠化面積為研究期間的最小值, 重度石漠化面積為最大值, 整個(gè)黔南州石漠化程度加深, 面積在擴(kuò)大, 黔南州各縣、市均有較嚴(yán)重的石漠化分布; 2015年其無石漠化面積在2010年的基礎(chǔ)上有所上升, 而重度石漠化面積在2010年的基礎(chǔ)上有所下降、石漠化程度有所減弱, 黔南州中西部、東南部石漠化較為嚴(yán)重。黔南州生態(tài)環(huán)境脆弱, 在石漠化治理過程中要堅(jiān)持生態(tài)治理模式, 促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

植被覆蓋度; 石漠化; 變化特征; 黔南州

0 前言

石漠化是指在特定的喀斯特環(huán)境條件下, 人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的干擾破壞造成的基巖大面積出露、土壤嚴(yán)重侵蝕等土地退化過程[1-3], 地表呈現(xiàn)類似荒漠景觀的現(xiàn)象[4-6]。石漠化的形成是強(qiáng)烈的人為干擾和脆弱的自然環(huán)境共同作用的結(jié)果, 是土地退化的極端表現(xiàn)[7], 與北方沙漠化和黃土高原地區(qū)水土流失并列為中國三大土地退化問題[8], 嚴(yán)重阻礙著中國經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[9]。貴州省位于中國西南喀斯特分布區(qū)的中心, 石漠化是該區(qū)域最為嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題[10], 是導(dǎo)致當(dāng)?shù)刈匀粸?zāi)害頻發(fā)和貧困落后的主要根源, 抑制了該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展[11]。由于貴州省位于珠江上游和長江中上游的重要水源補(bǔ)給區(qū), 影響著珠江流域和長江流域下游的生態(tài)安全, 其地理位置和生態(tài)區(qū)位十分重要[12]。黔南州位于貴州省中南部, 苗嶺山脈橫亙其中部, 是長江流域和珠江流域的分水嶺, 是貴州省的重要林區(qū)之一, 由于開發(fā)利用不當(dāng)造成的石漠化問題正在影響該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展, 因此研究其石漠化格局變化特征對(duì)于保護(hù)貴州省、西南地區(qū)乃至全國的生態(tài)環(huán)境具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

近年來, 已有許多學(xué)者基于GIS與RS技術(shù)對(duì)喀斯特地區(qū)石漠化問題進(jìn)行了研究。謝雅婷等[13]研究了貴州省石漠化敏感區(qū)生態(tài)紅線空間分異, 并提出了相關(guān)的管控措施。陳起偉等[14]基于3S技術(shù)對(duì)貴州喀斯特石漠化進(jìn)行遙感監(jiān)測, 發(fā)現(xiàn)貴州石漠化等級(jí)轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在較低等級(jí)之間。熊康寧等[15]基于生態(tài)治理對(duì)石漠化演變規(guī)律與趨勢進(jìn)行了討論, 發(fā)現(xiàn)中國南方石漠化問題將長期存在, 石漠化治理是一個(gè)長期、艱巨的任務(wù)。顏萍等[16]研究發(fā)現(xiàn)隨著石漠化等級(jí)增加, 其土壤理化性質(zhì)減弱, 養(yǎng)分含量降低。史迎春等[17]研究發(fā)現(xiàn)石漠化不斷發(fā)生變化是自然環(huán)境和人類活動(dòng)共同作用的結(jié)果, 其中地類面積變化和人口對(duì)石漠化變化的影響最為顯著。李建存等[18]依據(jù)石漠化分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行遙感圖像解譯和信息提取, 結(jié)合野外調(diào)查數(shù)據(jù), 發(fā)現(xiàn)1980s末至1990s末, 貴州省石漠化呈嚴(yán)重惡化態(tài)勢, 1990s末到2008年前后, 石漠化有所改善, 認(rèn)為退耕還林等國策是石漠化減少的直接原因。何朝鳳等[19]利用遙感影像研究了畢節(jié)地區(qū)的石漠化情況, 研究發(fā)現(xiàn)由于氣候和人為等因素的影響, 石漠化在局部上仍呈擴(kuò)展之勢, 但已基本得到控制, 并正向逐年好轉(zhuǎn)的趨勢發(fā)展。馬士彬等[20]通過遙感影像運(yùn)用地形位指數(shù)和分布指數(shù)定量研究了貴州六枝特區(qū)的石漠化, 建議自然因素驅(qū)使形成的石漠化應(yīng)以自然生態(tài)恢復(fù)為主。

目前針對(duì)黔南州不同等級(jí)分階段石漠化格局變化的研究報(bào)道較少。本研究試圖從植被覆蓋度變化的角度, 分析喀斯特地區(qū)不同等級(jí)不同時(shí)間段的石漠化格局變化特征。石漠化監(jiān)測是防治的基礎(chǔ)[14]。本文基于遙感圖像監(jiān)測黔南州的石漠化格局變化特征, 有助于了解黔南州喀斯特石漠化現(xiàn)狀及發(fā)展變化趨勢, 為促進(jìn)黔南州生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

黔南布依族苗族自治州地理位置介于106°12′—108°18′E、25°04′—27°29′N之間, 位于云貴高原東南部邊緣斜坡地帶、貴州省中南部(圖1)。其北部狹窄, 從中南部逐漸向東西方向擴(kuò)展; 地勢由西北向東南傾斜, 地勢起伏大, 地貌復(fù)雜多樣。碳酸鹽類巖石分布廣泛, 巖溶發(fā)育強(qiáng)烈, 全州巖溶分布面積達(dá)80%, 是世界上巖溶發(fā)育最完美最典型的地區(qū)之一。

地形以山地、丘陵為主, 山地、丘陵、盆地和河谷相互交錯(cuò), 70%以上為高山、峽谷和丘陵, 絕大部分均可利用, 為發(fā)展農(nóng)業(yè)提供了良好條件。

黔南距離海洋僅369 km, 大部分時(shí)間受海洋暖濕氣流的影響, 具有明顯的亞熱帶氣候特征。四季分明, 雨熱同期, 降水豐沛。海拔高差大, 立體氣候明顯; 空氣濕度較大, 日照偏少。

全境總面積26197 km2, 占貴州省總面積的14.9%。轄12個(gè)縣(市), 共有鄉(xiāng)(鎮(zhèn))93個(gè), 第六次人口普查中全州總?cè)丝跒?06.08萬人。

本文選取了經(jīng)度相同的兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地考察并進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證, 分別是黔南州的甕安縣建中鎮(zhèn) (27° 13′N、107°33′E)和黔南州南部的獨(dú)山縣麻尾鎮(zhèn)(25°20′08.69″N、107°27′53.97″E)。獨(dú)山縣為典型的喀斯特地貌, 具有環(huán)境承載能力低下、生態(tài)系統(tǒng)脆弱、地形破碎崎嶇、坡度陡急、土層淺薄等自然環(huán)境特征同時(shí)過度采伐、陡坡耕作、毀林開荒等導(dǎo)致森林植被受到破壞并逐漸消失, 水土流失不斷加劇, 土地嚴(yán)重退化。獨(dú)山縣植被覆蓋率為30.23%, 且分布不均; 麻尾鎮(zhèn)植被覆蓋率為9.27%, 石漠化現(xiàn)象比較嚴(yán)重[21]。甕安縣地處黔南州與遵義市的交界處, 植被覆蓋率較高。甕安縣建中鎮(zhèn)石漠化所占比率相對(duì)較小, 石漠化的區(qū)域主要出現(xiàn)在坡度較大、容易發(fā)生水土流失的地區(qū)。

圖1 黔南州及各縣位置示意圖

1.2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

遙感數(shù)據(jù)來自美國國家航空航天局(NASA)提供的Terra衛(wèi)星的MOD13Q1歸一化植被指數(shù)數(shù)據(jù), 其空間分辨率為250 m×250 m、時(shí)間分辨率為16 d合成數(shù)據(jù), 已經(jīng)過大氣校正、輻射校正、云體掩膜等處理[22]。

首先進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換, 將MODIS影像自身的Sinusoidal投影轉(zhuǎn)換為UTM(通用橫軸墨卡托投影); 然后進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換, 將HDF格式轉(zhuǎn)化為Tiff格式; 坐標(biāo)系統(tǒng)采用WGS_84坐標(biāo)系; 最后根據(jù)行政邊界進(jìn)行研究區(qū)裁剪。

1.2.2 研究方法

1)利用二分模型計(jì)算植被覆蓋度

常用植被覆蓋度進(jìn)行植被變化、氣候變化、生態(tài)環(huán)境演變、水土保持等方面的研究[23]。應(yīng)用亞像元分解法二分模型[24]來計(jì)算和植被覆蓋度之間的關(guān)系。計(jì)算公式如下:

f=(–)/(V–V) (1)

式中,f為某像元的植被覆蓋度,為該像元的值,V為植被覆蓋區(qū)的值,V為無植被覆蓋區(qū)的值。

理論上V的值接近0,V的值接近1, 近似可以理解為V取的最小值,V取的最大值。一般根據(jù)實(shí)際情況選取置信度范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)的值。

2)圖像差值分析

圖像差值分析是指利用研究期末的圖像數(shù)據(jù)減去研究期初的圖像數(shù)據(jù)所得到的差值, 可以反映每相鄰兩年間或相隔幾年間的植被改善或退化狀況[25-26]。

3)石漠化面積轉(zhuǎn)移矩陣

分時(shí)段建立石漠化類型轉(zhuǎn)移矩陣, 定量研究不同類型之間的相互轉(zhuǎn)移情況[27], 有助于了解不同等級(jí)石漠化土地的轉(zhuǎn)移方向和趨勢, 更好地把握石漠化在時(shí)間和空間上的演變特征。

2.2.3 石漠化等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

通常選取坡度、坡面的形態(tài)、地貌特點(diǎn)、植被的覆蓋度等作為石漠化分級(jí)體系的指標(biāo)因子[2]。本文在前人研究基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際情況, 以植被覆蓋度為主, 綜合相關(guān)條件將研究區(qū)石漠化土地分為重度石漠化、中度石漠化、輕度石漠化、無石漠化四個(gè)等級(jí)[28](表1)。

3 結(jié)果與分析

3.1 黔南州植被指數(shù)空間格局現(xiàn)狀分析

研究期間, 研究區(qū)的差值主要在–0.7—0.7之間, 且有明顯的空間差異(圖2)。黔南州北部的甕安縣、福泉市、龍里縣等的大于0的比例較高, 植被覆蓋率較高。中部的貴定縣、都勻市、平塘縣的小于0區(qū)域較大, 在交界地區(qū)小于0的趨勢更明顯。說明相對(duì)于其他地區(qū)來說, 植被覆蓋率較低。西南部的長順縣、惠水縣、羅甸縣的介于兩者之間。因此, 黔南州中部地區(qū)植被覆蓋率<長順、惠水、羅甸三縣的植被覆蓋率<黔南州北部地區(qū)植被覆蓋率。這一研究結(jié)果與王培彬等[29]的研究結(jié)論一致。

表1 喀斯特石漠化分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

圖2 2015與2000年黔南州植被NDVI的空間變化

黔南州東南部大于0的區(qū)域?yàn)楠?dú)山縣、三都水族自治縣和荔波縣的部分地區(qū), 而小于0的區(qū)域?yàn)槿妓遄灾慰h的東部地區(qū)和荔波縣的東部、東南部地區(qū)。獨(dú)山縣的植被覆蓋率相對(duì)較高, 三都水族自治縣東部和荔波縣東部、東南部的植被覆蓋率較低。

黔南州小于-0.7的面積占黔南州總面積的0.07%,介于[-0.7, -0.5]的面積占1.20%, 介于[-0.5, -0.3]的面積占4.38%, 介于[-0.3, 0]的面積占39.21%, 介于[0, 0.3]的面積占49.30%, 介于[0.3, 0.5]的面積占4.53%, 介于[0.5, 0.7]的面積占1.20%, 大于0.7的面積占0.11%?？傮w來看, 整個(gè)黔南州I在[-0.3, 0.3]之間的面積所占比重最大, 為88.51%。

2.2 黔南州植被覆蓋度時(shí)空格局分析

2.2.1 黔南州植被覆蓋度的空間變化

2000—2015年黔南州東南部和西部地區(qū)植被覆蓋度呈上升趨勢, 其余地區(qū)有所下降(圖3)。

2000—2015年間黔南州植被(2015年減去2010年)中大于0的比例最大, 占研究區(qū)面積的55.11%, 說明黔南州整體的植被覆蓋率在變好。小于0的面積比例為44.86%;等于0的面積比例最小, 其植被覆蓋度變化較小。

2.2.2 黔南州植被覆蓋度的年際變化

研究期間植被覆蓋度總體呈下降趨勢, 但有階段變化。2001—2007年間連續(xù)下降, 2007—2011年呈波動(dòng)上升趨勢, 2011—2012年呈明顯的下降趨勢, 2012—2013年間呈明顯上升趨勢, 2013—2015年有所下降(圖4)?？傮w上來看, 黔南州植被覆蓋度在2003年出現(xiàn)最高值, 2012年出現(xiàn)最低值, 主要由于2012年貴州各地先后遭受了低溫凝凍、低溫寡照、暴雨洪澇、干旱、大風(fēng)冰雹等災(zāi)害影響。

圖3 研究期間黔南州年植被覆蓋度空間變化

圖4 2001-2015年植被覆蓋度的年際變化

2.3 黔南州石漠化時(shí)空格局分析

2.3.1 黔南州分階段石漠化空間格局分析

1)2001年黔南州石漠化空間格局分析

2000年黔南州重度石漠化區(qū)域占研究區(qū)總面積的11.96%, 中度石漠化的土地占11.13%, 輕度石漠化的土地占25.53%, 無石漠化土地占51.37%。由此可見, 2000年黔南州石漠化面積比例較小, 植被覆蓋度較高, 生態(tài)環(huán)境良好。

2000年黔南州重度石漠化主要出現(xiàn)在長順縣的中部和南部地區(qū)、惠水縣中部地區(qū)出現(xiàn)重度石漠化、獨(dú)山縣由北至南中部呈條帶狀分布。中度石漠化分布較為零散, 各縣、市均有分布, 其中長順縣較為明顯(圖5a)。

輕度石漠化各縣、市均有零星分布, 其中甕安縣、福泉市中東部地區(qū)、三都水族自治縣和獨(dú)山縣及荔波縣三縣的交界地區(qū)分布較明顯 (圖5a)。無石漠化地區(qū)主要出現(xiàn)在甕安縣北部、龍里縣西部、交界地區(qū)(福泉市、都勻市、平塘縣、惠水縣等)、三都水族自治縣東部、荔波縣大部分地區(qū)、羅甸縣西南部地區(qū)(圖5a)。

2)2005年黔南州石漠化空間格局分析

2005年黔南州重度石漠化土地面積占總面積的10.10%, 中度石漠化土地面積占9.00%, 輕度石漠化土地面積占25.89%, 無石漠化土地面積占55.01%。

2005年重度石漠化區(qū)域較之2000年降低了1個(gè)百分點(diǎn), 中度石漠化區(qū)域降低了2個(gè)百分點(diǎn), 輕度石漠化數(shù)據(jù)相差不大, 而無石漠化區(qū)域所占比例在2000年的基礎(chǔ)上上升了將近4個(gè)百分點(diǎn)。相對(duì)2000年而言, 2005年黔南整體的植被覆蓋度得到了一定的提高, 石漠化程度在減輕。主要由于1998年以來貴州省開展了天然林資源保護(hù)工程、長防林、珠防林、退耕還林、水土保持、石漠化治理專項(xiàng)工程等一系列生態(tài)工程建設(shè)項(xiàng)目, 貴州石漠化狀況開始發(fā)生變化, 石漠化面積開始減少, 石漠化等級(jí)開始降低, 石漠化發(fā)展趨勢得到基本遏制[29]。

整體來看, 2005年重度石漠化主要分布在黔南州西部地區(qū), 其中長順縣最為嚴(yán)重, 惠水縣和龍里縣次之(圖5b)。中度石漠化主要分布在黔南州西南部的平塘縣、惠水縣、長順縣和羅甸縣, 黔南州北部的甕安縣和福泉市部分地區(qū)也有分布。輕度石漠化主要分布在黔南州西南部的羅甸縣、平塘縣、惠水縣、長順縣, 黔南州北部的甕安縣、福泉市以及貴定縣的部分地區(qū)。無石漠化地區(qū)主要分布在貴定縣、都勻市、三都水族自治縣、荔波縣等縣市(圖5b)。與2000年相比較, 石漠化程度減輕較明顯的是東部地區(qū), 其中獨(dú)山縣最為突出。

3)2010年黔南州石漠化空間格局分析

2010年黔南州重度石漠化、中度石漠化、輕度石漠化、無石漠化面積分別占土地總面積的17.12%、16.48%、24.27%和41.53%。

與2005年相比, 重度石漠化所占比例上升了7個(gè)百分點(diǎn), 中度石漠化上升了將近8個(gè)百分點(diǎn), 輕度石漠化在2005年的基礎(chǔ)上降低了1個(gè)百分點(diǎn), 無石漠化在2005年的基礎(chǔ)上降低了將近14個(gè)百分點(diǎn)。

相對(duì)2005年而言, 2010年黔南整體的植被覆蓋度有所降低, 石漠化程度加深。

2010年重度石漠化的區(qū)域在各縣、市均有分布, 較為嚴(yán)重的區(qū)域主要分布在四縣交界處(長順縣、龍里、貴定、惠水、平塘)、羅甸縣北部、甕安縣、都勻市、三都水族自治縣、獨(dú)山縣、荔波縣等地區(qū)(圖5c)。

圖5 黔南州石漠化分布(a.2000年; b.2005年; c.2010年; d.2015年)

中度石漠化區(qū)域主要分布在重度石漠化的邊緣地區(qū)。輕度石漠化主要分布地區(qū)和重度石漠化、中度石漠化分布地區(qū)一致。無石漠化地區(qū)主要在福泉市、龍里縣北部、貴定縣北部、羅甸縣西南邊緣(圖5c)。與2005年石漠化分布相比, 大部分地區(qū)石漠化程度較為嚴(yán)重。2009年秋季到2010年春季全省性降水異常偏少, 造成貴州中東部和中西部地區(qū)嚴(yán)重干旱[30], 是導(dǎo)致2010年石漠化狀況比較嚴(yán)重的重要原因。

4)2015年黔南州石漠化空間格局分析

2015年黔南州重度石漠化、中度石漠化、輕度石漠化和無石漠化面積分別占總面積的12.61%、12.07%、28.75%和46.57%。

重度石漠化所占比例較之2010年降低了5個(gè)百分點(diǎn), 中度石漠化降低了4個(gè)百分點(diǎn), 輕度石漠化在2010年的基礎(chǔ)上上升了4個(gè)百分點(diǎn), 無石漠化在2010年的基礎(chǔ)上上升了5個(gè)百分點(diǎn)。相對(duì)2010年而言, 2015年黔南整體的植被覆蓋度有所上升, 石漠化程度降低。

2015年重度石漠化在黔南州最為嚴(yán)重和集中的是荔波縣, 以及三都水族自治縣、獨(dú)山縣與荔波縣的交界地區(qū), 在黔南州中西部地區(qū)也有零星的分布(圖5d)。

中度石漠化主要分布在重度石漠化的邊緣地區(qū)。輕度石漠化主要分布地區(qū)與重度石漠化、中度石漠化分布地區(qū)一致(圖5d)。

無石漠化地區(qū)主要分布在羅甸縣、甕安縣北部、獨(dú)山縣與三都水族自治縣北部地區(qū)(圖5d)。與2010年石漠化分布圖相比較, 石漠化程度減少較為明顯。

2.3.2 黔南州石漠化年際變化特征

2000年黔南州重度石漠化面積占總面積的11.96%, 2005年重度石漠化所占比例下降, 重度石漠化程度有所減輕。2010年黔南州重度石漠化面積無論是與2000相比還是與2005年相比, 2010年的重度石漠化面積均有所上升, 石漠化程度在加劇。2015年黔南州重度石漠化面積占總面積的12.61%, 與2010年相比有所降低 (表2)。

整體來說, 黔南州2005年重度石漠化面積最少, 2010年重度石漠化面積最多, 2015年植被覆蓋率得到了一定程度的回升。這與退耕還林、封山育林、陡坡限耕種等政策相關(guān)。

表2 黔南州不同時(shí)間段石漠化等級(jí)面積比例(%)

2000年黔南州中度石漠化面積占總面積的11.13%, 2005年中度石漠化程度減輕。2010年黔南州中度石漠化面積無論是與2000相比還是與2005年相比, 2010年的中度石漠化面積均有所上升, 石漠化程度在加劇(表2)。2015年黔南州中度石漠化面積與2010年相比有所降低。綜上來看, 2005年中度石漠化面積最少, 植被覆蓋度最高; 2010年中度石漠化面積最多, 植被覆蓋度最低, 森林資源遭到破壞。2015年植被覆蓋度有一定的回升趨勢。

與2000年相比, 2005年中度石漠化所占比例上升, 輕度石漠化面積增加。2010年黔南州輕度石漠化面積無論是與2000相比還是與2005年相比, 2010年的輕度石漠化面積均有所下降。2015年黔南州輕度石漠化面積與2000年、2005年、2010年相比均有上升(表2)。整體來說, 黔南州2005年輕度石漠化面積與2000年持平; 2010年輕度石漠化面積最少, 植被覆蓋度最低, 森林資源遭到破壞。2015年植被覆蓋度有一定的回升趨勢。

2.4 2000年以來黔南州石漠化動(dòng)態(tài)變化分析

黔南州不同等級(jí)石漠化土地轉(zhuǎn)移矩陣直觀反映的是2000年四種等級(jí)的石漠化轉(zhuǎn)移到2015年四種等級(jí)的面積百分比, 其中1、2、3、4分別表示重度石漠化、中度石漠化、輕度石漠化、無石漠化四種等級(jí)[26](表3)。

表3 黔南州不同等級(jí)石漠化土地轉(zhuǎn)移矩陣(%)

2000年重度石漠化無變化面積為1.96%, 轉(zhuǎn)化為2015年的中度石漠化、輕度石漠化和無石漠化的面積分別為1.83%、3.56%和4.62%。

2000年中度石漠化無變化面積為1.73%, 轉(zhuǎn)化為2015年的重度石漠化、輕度石漠化和無石漠化的面積分別為1.55%、3.72%和4.14%。

2000年輕度石漠化無變化的面積為8.26%, 轉(zhuǎn)化為2015年重度石漠化、中度石漠化和無石漠化的面積分別為2.95%、3.14%和11.19%。

2000年無石漠化無變化的面積為26.63%, 轉(zhuǎn)化為2015年重度石漠化、中度石漠化和輕度石漠化面積分別為6.15%、5.38%和13.22%。

總體來看, 2000年四種類型中轉(zhuǎn)化為2015年的無石漠化類型面積最多, 其次是輕度石漠化類型面積, 再次為中度石漠化的面積, 轉(zhuǎn)化為重度石漠化的面積最少。無石漠化面積轉(zhuǎn)化為重度石漠化的面積的比例最大, 需要引起重視。

分析石漠化格局變化過程是認(rèn)識(shí)喀斯特地區(qū)石漠化發(fā)生、發(fā)展的前提和基礎(chǔ)[31]。本研究對(duì)石漠化格局變化的特征以及不同石漠化等級(jí)之間的轉(zhuǎn)換進(jìn)行了定量評(píng)價(jià), 而且選擇了具有典型性和代表性的地點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證, 對(duì)制定生態(tài)保護(hù)措施有現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值, 但是對(duì)自然環(huán)境變化、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及生態(tài)保護(hù)等驅(qū)動(dòng)因素的影響程度研究不足, 今后會(huì)逐步加強(qiáng)相關(guān)研究。

3 結(jié)論與建議

由于遙感數(shù)據(jù)有覆蓋范圍廣、獲取方便、時(shí)間序列長等優(yōu)點(diǎn), 特別適合地形復(fù)雜地區(qū)的科學(xué)研究, 成為研究喀斯特地區(qū)石漠化現(xiàn)象廣泛采用的數(shù)據(jù)。

研究期間黔南州長順縣、三都水族自治縣、獨(dú)山縣、荔波縣石漠化程度較嚴(yán)重。2000—2010年間, 黔南州石漠化面積和石漠化程度逐漸擴(kuò)大、加深; 2010—2015年間, 石漠化面積和石漠化程度逐步減弱。尤其是中西部地區(qū)減弱趨勢明顯, 而東南部地區(qū)有加重的趨勢。四種石漠化土地轉(zhuǎn)化按面積大小分別為無石漠化、輕度石漠化類型、中度石漠化類型和重度石漠化類型, 但不同區(qū)域轉(zhuǎn)化情況有較大區(qū)別。

黔南石漠化嚴(yán)重地區(qū)土層一般比較薄, 植物生長緩慢, 植被結(jié)構(gòu)和植被覆蓋度較差, 有人為破壞或天氣干旱極易導(dǎo)致植被干死、退化, 生態(tài)環(huán)境急劇惡化, 土壤受到侵蝕的面積擴(kuò)大, 因?yàn)?zāi)致貧加劇。

在黔南石漠化格局演變研究的基礎(chǔ)上, 結(jié)合生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀, 針對(duì)石漠化問題提出以下建議:

1)堅(jiān)持生態(tài)立縣、以生態(tài)文明理念引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。在貴州省已成為首批全國生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)的背景下, 結(jié)合喀斯特扶貧開發(fā)建設(shè), 將生態(tài)文明和生態(tài)建設(shè)理念貫穿在生產(chǎn)生活的各個(gè)環(huán)節(jié)。在改善和提高基礎(chǔ)設(shè)施的條件下, 實(shí)行封山育林、改造中低產(chǎn)林; 開展植樹造林種草、種植經(jīng)濟(jì)林; 扶持和培育立體生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè); 發(fā)展規(guī)模養(yǎng)殖。

2)實(shí)施區(qū)域綜合治理, 利用工程建設(shè)提升生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。結(jié)合地形地貌、氣候水文等特點(diǎn), 實(shí)施小型水利水保工程建設(shè), 如三都縣用于林草植被保護(hù)和建設(shè)、草食畜牧業(yè)發(fā)展和坡改梯小型水利水保工程等; 針對(duì)亂牧狀況實(shí)行草地圍欄、棚圈建設(shè)等; 針對(duì)喀斯特地區(qū)土層較薄、蓄水量有限的特點(diǎn), 發(fā)展現(xiàn)代集雨農(nóng)業(yè)、高效灌溉技術(shù); 在使用能源方面, 發(fā)展沼氣和節(jié)能灶, 減少砍伐植被。

3)發(fā)展生態(tài)旅游, 轉(zhuǎn)變發(fā)展理念。生態(tài)旅游是在保護(hù)環(huán)境的前提下發(fā)展的一種無污染產(chǎn)業(yè)。發(fā)展生態(tài)旅游有助于將黔南的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)優(yōu)勢, 帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展, 實(shí)踐已經(jīng)證明這是帶動(dòng)脫貧的一種重要方式; 發(fā)展生態(tài)旅游對(duì)當(dāng)?shù)厝嗣駨睦砟钌线M(jìn)行提升, 樹立保護(hù)環(huán)境的意識(shí), 增強(qiáng)“綠水青山就是金山銀山”的信念, 有助于減少石漠化的發(fā)生。

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Variation characteristics of rocky desertification pattern in Qiannan Prefe-cture of Guizhou

XU Yufeng*, HUANG Min, PAN Wangsheng, ZHANG Yonglei, YAO Xing, SUN Lianqun

School of Tourism and Resource Environment, Qiannan Normal University for Nationalities, Duyun 558000, China

The variation characteristics of rocky desertification pattern were studied from 2000 to 2015 in Qiannan Prefecture of Guizhou Province. The study will provide reference for ecological environment protection and rocky desertification prevention and control in Karst mountain area. The NDVI derived from remote sensing images were used to analyze the changes of vegetation coverage and rocky desertification area in 2000, 2005, 2010 and 2015. Additionally, the image difference and the transfer matrix were adopted to analyze the change patterns of rocky desertification in quantity. In 2000, the area of rocky desertification in Qiannan Prefecture was accounted for 51% of the total area with severe rocky desertification being 11%. The most serious rocky desertification areas were in Changshun, Huishui and Dushan Counties. In 2005, the area of rocky desertification was the minimum value in Qiannan, while the rocky desertification in Changshun County. This indicated that the vegetation coverage was better in 2005 compared with 2000. In 2010, the area of rocky desertification in Qiannan Prefecture was the smallest, while the area of severe rocky desertification was the maximum during the study period. In this period, the serious rocky desertification was distributed in Qiannan counties. In 2015, the area of rocky desertification was increased on the basis of 2010, and the area of severe rocky desertification was declined compared with 2010. The rocky desertification was more serious in midwest and southeast of Qiannan. The Qiannan Prefecture had a fragile ecological environment. In the process of rock desertification control, we must adhere to the ecological management model to promote sustainable economic and social development.

vegetation coverage; rocky desertification; variation characteristics; Qiannan Prefecture

10.14108/j.cnki.1008-8873.2018.04.013

K903

A

1008-8873(2018)04-105-09

2017-09-03;

2017-09-30

貴州省教育廳創(chuàng)新群體重大研究項(xiàng)目(黔教合KY字[2016]055); 貴州省教育廳創(chuàng)新群體重大研究項(xiàng)目(黔教合KY字[2016]054)

許玉鳳(1969—), 女, 山東聊城人, 博士, 副教授, 主要從事資源利用與生態(tài)安全、植被覆蓋時(shí)空變化研究。E-mail: 1546246929@qq.com。

許玉鳳(1969—), 女, 山東聊城人, 博士, 副教授, 主要從事資源利用與生態(tài)安全、植被覆蓋時(shí)空變化研究。E-mail: 1546246929@qq.com。

許玉鳳, 黃敏, 潘網(wǎng)生, 等. 貴州黔南州石漠化格局變化特征[J]. 生態(tài)科學(xué), 2018, 37(4): 105-113.

XU Yufeng, HUANG Min, PAN Wangsheng, et al. Variation characteristics of rocky desertification pattern in Qiannan Prefecture of Guizhou[J]. Ecological Science, 2018, 37(4): 105-113.