高南 馬士彬 楊昌紅 楊雪萃

摘 要：在中國西南巖溶地區(qū)，由于受自然條件和人類活動的影響，生態(tài)脆弱性強，以石漠化為主的生態(tài)問題尤為突出。該研究以貴州花江為對象，利用2000年、2018年花江示范區(qū)的石漠化數(shù)據(jù)及2018年土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加和統(tǒng)計分析，探究了石漠化與土地利用關(guān)系坡度分異規(guī)律。結(jié)果表明：（1）示范區(qū)土地利用類型以草地和灌木叢為主，在坡度<25°范圍，草地和灌木叢隨著坡度的增高所占比例呈遞增變化，耕地則相反。（2）石漠化變化在坡度5°～25°之間發(fā)生顯著變化。在<25°的坡度范圍，石漠化變化的面積變化與坡度呈正相關(guān)，>25°的坡度則呈負(fù)相關(guān)。（3）草地類型下的石漠化變化最顯著的坡度是15°～25°，石漠化變化主要從極重度石漠化轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸仁８丶性?lt;25°的坡度，以重度石漠化轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸仁癁橹鳌９嗄?、林地則集中在坡度8°～25°的范圍，灌木以極重度石漠化轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸仁癁橹?。林地以輕度石漠化轉(zhuǎn)變?yōu)闈撛谑癁橹鳌Ｍ恋乩门c石漠化關(guān)系的坡度分異規(guī)律具有一定的相關(guān)性。4種地類均在坡度<25°的范圍內(nèi)石漠化變化明顯，可見人類活動是影響石漠化的一大主因。

關(guān)鍵詞：喀斯特石漠化;土地利用;坡度分異;花江示范區(qū)

中圖分類號 X171.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2022）11-0102-07

The Law of Slope Differentiation in Relation Between Rocky Desertification Change and Land Use in Karst Mountainous Area

GAO Nan? ?MA Shibin? ?YANG Changhong? ?YANG Xuecui

（School of Tourism and History Culture， Liupanshui Normal University， Liupanshui 553000， China）

Abstract： In the karst region of southwest China， ecological vulnerability is strong due to natural conditions and human activities， and ecological problems mainly manifested by stone desertification are particularly prominent. Taking the Huajiang Demonstration Area in Guizhou as an example， this paper uses the stone desertification data of the Huajiang Demonstration Area in 2000 and 2018 and the land use data in 2018 for spatial overlay and statistical analysis to study the relationship between stone desertification and land use based on the slope perspective. The results show that （1）the land use types in the demonstration area are mainly grassland and shrubland， and the proportion of grassland and shrubland increases with the increase of slope in the range of slope<25°while the opposite is true for cultivated land. （2）The change in stone desertification in the demonstration area varies significantly between slopes of 5°and 25° Within the slope range of<25° the area change of stone desertification change is positively correlated with slope， while the slope of>25°is negatively correlated. （3）The most significant slope range for stone desertification change under grassland types is 15°～25°with stone desertification change mainly from very heavy to moderate stone desertification. Cultivated land is concentrated on slopes<25°and is dominated by a change from heavy to moderate stone desertification. Shrubs and woodlands are concentrated in the slope range 8°～25°with shrubs mainly changing from very heavy to moderate stone desertification. The woodland is dominated by light stone desertification transformed into potential stone desertification. The pattern of slope divergence in the relationship between land use and stone desertification is somewhat correlated. All four land types show significant changes in stone desertification in the<25°range， suggesting that human activities are a major factor influencing stone desertification.

Key words： Karst rocky desertification; Land use; Slope variation; Huajiang demonstration area

巖溶石漠化指在熱帶、亞熱帶濕潤、半濕潤氣候條件和巖溶極其發(fā)育的自然背景下，受人為活動干擾，地表植被遭受破壞，造成土壤侵蝕程度嚴(yán)重，基巖大面積裸露，土地退化的表現(xiàn)形式[1]。作為最嚴(yán)重的環(huán)境地質(zhì)問題，日益擴展的土地石漠化正在吞噬著中國西南喀斯特地區(qū)民眾的生存空間。石漠化形成原因除了自然條件先天不足外，人類不合理的開發(fā)利用土地也是造成石漠化的主要原因之一。目前，貴州省是石漠化分布面積最廣、狀況最復(fù)雜、類型最齊全的省份[2]。近些年，學(xué)者們[3-4]等分析了喀斯特土地利用與石漠化的關(guān)系，內(nèi)容涵蓋喀斯特石漠化分布特征、評價指標(biāo)、成因機制及綜合治理等諸多方面。在針對坡度與土地利用的研究中，胡榮明等分析坡度對土地利用的影響，分析其分布規(guī)律得出石漠化隨著坡度的變化[5];李陽兵等通過基于不同空間尺度研究石漠化和坡度的關(guān)系[6]，得出石漠化的強度隨坡度的增高而升高，超過27°后反而降低，研究的空間尺度越大，石漠化集中的坡度范圍就越高，同時反映大尺度的分析結(jié)論不能作為小尺度土地石漠化的指導(dǎo)防治工作的問題等結(jié)論。針對巖性與石漠化土地的空間相關(guān)關(guān)系，Wang等[7]對喀斯特空間分布的研究，針對石漠化與土地利用關(guān)系的研究，張欽云[8]、傅俊濤[9]等對現(xiàn)狀進(jìn)行分析與評價的基礎(chǔ)上提出治理措施?；谝陨涎芯楷F(xiàn)狀和研究問題來看，大多是研究2種影響因子之間的相關(guān)性，在坡度分異規(guī)律下石漠化變化與土地利用的相關(guān)性研究相對較少，但坡度的影響不可忽視。

本研究以貴州花江示范區(qū)為對象，在坡度視角下定量分析小尺度石漠化的變化與土地利用的相關(guān)性，得出貴州花江示范區(qū)石漠化變化集中于坡度5°～25°之間，主要的土地利用類型均在坡度<25°的范圍內(nèi)其石漠化變化明顯，而人類活動集中在坡度8°～25°，故而影響土地利用和石漠化變化的程度。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況 花江石漠化治理示范區(qū)地處貴州省西南部關(guān)嶺縣南部和貞豐縣北部的交界處，地理經(jīng)緯度范圍為105°35″00′～105°43′05″E，25°37′20″～25°42′36″N?；ń痉秴^(qū)國土面積為51.48km2，海拔約450～1450m，相對高差1000m，落差較大，年均降水量、氣溫分別為1100mm、18.4℃，是典型的亞熱帶季風(fēng)氣候。區(qū)內(nèi)有北盤江穿過，在河流強烈的下切作用下，河谷深陷，河岸兩側(cè)地勢陡峭險峻，河谷北岸是典型的峰叢、臺地地貌，南岸發(fā)育峰叢、峰叢深洼地地貌類型，整個地勢中間低，河流南北兩側(cè)高。植被類型主要以灌叢、草地為主?；ń痉秴^(qū)石漠化程度非常嚴(yán)重，是西南地區(qū)石漠化重點治理的示范區(qū)。本文選花江示范區(qū)小尺度為研究區(qū)，深入探討石漠化的影響因素，對此區(qū)域的石漠化的治理意義重大，同時具有典型的代表性。

1.2 研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)來源 本研究所采用的數(shù)據(jù)來源主要選取2000年花江TM遙感數(shù)據(jù)，將此作為花江石漠化的遙感數(shù)據(jù)源，將2018年Google高清影像作為提取2018年石漠化數(shù)據(jù)和土地利用數(shù)據(jù)的遙感數(shù)據(jù)源;DEM數(shù)據(jù)作為提取坡度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺。

1.2.2 分析因子提取

1.2.2.1 坡度 坡度以30m分辨率的DEM數(shù)據(jù)，參照國家水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[10-11]以及張珊珊[12]等基于坡度石漠化于水土流失相關(guān)性的研究的經(jīng)驗[12]，按照平坡、平緩坡、緩坡、緩陡坡、陡坡、極陡坡將坡度分為6類：0°～5°、5°～8°、8°～15°、15°～25°、25°～35°、>35°。其中，在主要的地類中，草地在不同坡度中所占比例最大，達(dá)42.08%。其次為灌木叢，占比37.69%，再次為耕地，占比8.57%，最后是林地，占比2.44%。

1.2.2.2 石漠化與土地利用 基于已有的石漠化研究，對石漠化等級劃分有大量的文獻(xiàn)研究[13-15]，結(jié)合花江示石漠化的特點，將不同程度的石漠化劃分為潛在石漠化（植被覆蓋度>50%）、輕度石漠化（植被覆蓋度30～50%）、中度石漠化（植被覆蓋度20%～30%）、重度石漠化（植被覆蓋度10%～20%）、極重度石漠化（植被覆蓋度<10%）5個等級。根據(jù)《土地利用現(xiàn)狀分類》國家標(biāo)準(zhǔn)的解讀[16]和（《GB/T 21010—2017土地利用現(xiàn)狀分類》）的分類標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合研究分析需要，把土地利用類型共分為8個類型：林地、灌木叢、草地、耕地、園地、水體、建設(shè)用地、裸巖。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用的坡度分異規(guī)律 由表12018年花江示范區(qū)土地利用現(xiàn)狀可知，林地、灌木叢、草地、耕地、園地、建設(shè)用地、裸巖占總面積比例分別為2.0%、32.4%、35.8%、4.5%、0.6%、3.3%、0.6%。其中，草地所占總面積的比例最高，其次為灌木叢，而耕地、建設(shè)用地、林地、園林、裸巖的分布較少。數(shù)據(jù)說明，2018年花江示范區(qū)土地利用類型以草地和灌木叢為主，林地面積極少。其中，人類活動相對強烈的土地利用類型為耕地、建筑用地和園林。從空間上來看，林地主要分布于西北部沿岸地區(qū)，南部地區(qū)呈斑塊狀分布;灌木叢成片分布于南部地區(qū)、西北沿岸地區(qū)和北部地區(qū)，草地成片分布于中部地區(qū)、北部地區(qū)和西北部地區(qū);耕地與居民建設(shè)用地主要位于北部地區(qū)，成帶狀分布。其中，中部分布的成片建設(shè)用地主要為采石場;園林主要集中分布于中部河谷北岸和居民建筑用地附近的地區(qū)。裸巖成點斑狀分布于中南部地區(qū)。

根據(jù)圖2坡度與土地利用類型在各坡度上的分布可以看出灌木面積在<5°、5°～8°、8°～15°、15°～25°坡度范圍內(nèi)所分布的比例最大，其次為草地。草地面積在25°～35°、>35°坡度范圍內(nèi)面積最大，灌木叢和草地面積在坡度<25°的范圍，隨著坡度的增高所占的比例呈現(xiàn)遞增變化，而耕地隨坡度的增高呈現(xiàn)遞減變化，林地面積在各等級坡度中占比較為相近。這種分布規(guī)律與人類在不同坡度范圍的活動強度有關(guān)。即低坡度地區(qū)地勢平坦，活動相對強烈影響較大，高坡度地區(qū)地勢陡峭，受人類活動影響小。所以耕地在低坡度地區(qū)占比大，灌木叢與草地面積在高坡度地區(qū)占比大。如人類加大對高坡度開發(fā)等強烈措施，生態(tài)極易遭到破壞，并且恢復(fù)非常困難。

2.2 石漠化變化的坡度分異規(guī)律 根據(jù)圖3花江示范區(qū)石漠化變化空間分布圖可以得出，2000—2018年石漠化得到了小部分的治理，面積縮減0.56km2;石漠化的變化類型主要以極重度石漠化轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度石漠化和中度石漠化為主，其次為重度石漠化轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度石漠化和中度石漠化。極重度石漠和重度石漠化成片分布在中部和南部地區(qū)，主要集中在草地和灌木叢中。

石漠化變化面積和坡度數(shù)據(jù)結(jié)果見圖4，將不同坡度等級下石漠化的變化情況進(jìn)行統(tǒng)計。由圖4可知，石漠化面積比例最大的是坡度在8°～25°之間的斜坡，但從整體上來說，花江示范區(qū)石漠化變化在坡度5°～25°之間發(fā)生顯著變化，石漠化變化主要以極重度石漠化轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸仁癁橹?。從坡度方面進(jìn)行分析：<25°的坡度范圍內(nèi)，石漠化變化的面積變化與坡度呈正相關(guān)，石漠化變化面積隨著坡度的上升而逐漸增加;在坡度>25°的范圍內(nèi)，石漠化變化面積變化與坡度呈負(fù)相關(guān)，石漠化變化面積隨著坡度的升高而降低;而人類活動主要集中于坡度8°～25°，在該范圍內(nèi)人類活動影響頻繁，對土地的影響較大，進(jìn)而加劇了石漠化的變化程度。

2.3 石漠化變化與土地利用關(guān)系的坡度分異規(guī)律 研究表明，在花江示范區(qū)中土地利用面積以草地和灌木叢2種地類為主，草地類型下石漠化的面積12.86km2，約占花江總面積的25%，灌木叢類型下石漠化的面積13.3km2，約占花江總面積的26%，其他類型的土地利用面積稍小。

在不同等級的坡度下，石漠化變化的程度也不同。其中，在15°～25°的坡度范圍內(nèi)，草地類型下的石漠化變化最為顯著，且在該坡度范圍內(nèi)石漠化變化主要從極重度石漠化轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸仁?。在緩?°～15°范圍內(nèi)，主要以極重度石漠化變化轉(zhuǎn)變?yōu)橹?，石漠化變化由極重度石漠化轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸仁洼p度石漠化（見表2）。由此可見，該地的石漠化治理有一定的效果。

林地類型下石漠化的變化以緩坡8°～15°和緩陡坡15°～25°為主，面積僅占0.49km2。在坡度>25°以上的地區(qū)，石漠化程度較低，面積僅為0.25km2（見表3）。故而人文地理活動或人類活動都相對較少。

灌木類型下石漠化變化相較于草地而言，石漠化變化要更為集中，石漠化變化面積占比更高。主要集中于坡度8°～25°的范圍內(nèi)，在極重度石漠化和重度石漠化中轉(zhuǎn)變較為明顯，主要以極重度石漠化轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸仁癁橹?，重度石漠化轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸仁沃?。但隨著坡度的升高，石漠化變化面積逐漸減少（見表4）。由此可以看出，人類活動在受到坡度的影響下也存在一定的局限性。

在耕地類型下，石漠化變化集中在<25°的坡度下，石漠化變化在重度石漠化和極重度石漠化中轉(zhuǎn)變明顯，主要以重度石漠化轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸仁癁橹?。結(jié)合耕地的坡度分異規(guī)律，此坡度范圍內(nèi)人類活動集中（見表5）。由此可以得出，這是人類活動最為頻繁的一個區(qū)域，其地表更容易受到人為干擾。

3 討論

本研究以花江示范區(qū)2000年、2018年花江示范區(qū)的石漠化數(shù)據(jù)及2018年土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加和統(tǒng)計分析，結(jié)果表明，花江地區(qū)石漠化面積有所減少。從花江示范土地利用的坡度分異規(guī)律分布情況看，林地、灌木叢分布于高坡度，草地分布于低坡度，與簡萍等研究地形梯度與土地利用的空間分布格局結(jié)論相一致[17]。參考安國英等[18]對西南巖溶區(qū)石漠化分布的現(xiàn)狀和近十年間石漠化的演變情況，結(jié)合調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計，1999—2008年的9年間西南巖溶區(qū)的石漠化在總體上呈向好趨勢，表現(xiàn)在石漠化總面積在減少，石漠化程度由重度、中度向中度、輕度和潛在石漠化轉(zhuǎn)化，僅局部地區(qū)持續(xù)有所惡化。巖溶地區(qū)石漠化公報[19]、巖溶地區(qū)第3次石漠化監(jiān)測結(jié)果[20]和巖溶地區(qū)土動態(tài)研究[21]結(jié)果顯示，貴州省石漠化面積最大，經(jīng)過一段時期的治理，貴州省也是石漠化面積減少最多的省份。本文以花江示范區(qū)為例進(jìn)行研究，2000—2018年石漠化面積得到了一定的治理，在此基礎(chǔ)上，探討石漠化變化與土地利用關(guān)系的坡度分異規(guī)律，結(jié)果表明，不同坡度等級下，石漠化變化和土地利用與坡度存在一定的關(guān)系。本文基于張珊珊從坡度視角上分析石漠化與水土流失的相關(guān)性研究經(jīng)驗和陳金珂[22]在不同坡度等級下研究土壤侵蝕與石漠化分布特征耦合分析以及石軍南[23]等對巖溶地區(qū)坡度與土地石漠化的空間相關(guān)性分析的研究經(jīng)驗，研究不同坡度下石漠化變化與土地利用的相關(guān)性。在石漠化變化與土地利用關(guān)系的坡度分異規(guī)律中，不同坡度等級土地利用和石漠化之間也不是單一的關(guān)系，各石漠化等級在不同的坡度下出現(xiàn)了不同程度的變化。但由于受到人類活動影響的程度不同，使得本文研究存在著一定的差異性，且本研究只考慮了2個影響因子間的相關(guān)性，對于石漠化的治理現(xiàn)實性因素存在一定的不足。

4 結(jié)論

花江示范區(qū)土地利用類型以草地和灌木叢為主，且灌木叢和草地面積在坡度<25°的范圍內(nèi)，隨著坡度的增高所占的比例呈現(xiàn)遞增變化，耕地隨坡度的增高呈現(xiàn)遞減變化，這種分布規(guī)律與人類活動的強度有關(guān)。

（2）從整體上來說，花江示范區(qū)石漠化變化在坡度5°～25°之間發(fā)生顯著變化。在<25°的坡度范圍內(nèi)，石漠化變化的面積變化與坡度呈正相關(guān)，石漠化變化面積隨著坡度的上升而逐漸增加。在坡度>25°的范圍內(nèi)，石漠化變化面積變化與坡度呈負(fù)相關(guān)。

（3）在不同等級的坡度下，石漠化變化的程度也有所不同。草地類型下的石漠化變化最為顯著的坡度范圍是15°～25°，該坡度范圍內(nèi)石漠化變化主要從極重度石漠化轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸仁?，灌木類型下石漠化變化集中在坡?°～25°的范圍內(nèi)，石漠化變化主要以極重度石漠化轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸仁癁橹?。耕地是人類活動最為頻繁的一個區(qū)域，在耕地類型下石漠化變化集中在<25°的坡度，石漠化變化以重度石漠化轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸仁癁橹鳌Ａ值仡愋拖率兓钠露确秶鸀?°～25°，石漠化變化以輕度石漠化轉(zhuǎn)變?yōu)闈撛谑癁橹鳌＝Y(jié)合我國國土法等，林地的發(fā)展適宜>25°以上的地區(qū)，該坡度范圍并不適宜耕地，人類活動影響小，植被主要以自然恢復(fù)為主，故而石漠化程度較低。

由此可見，土地利用與石漠化關(guān)系的坡度分異規(guī)律具有一定的相關(guān)性。4種地類均在<25°的范圍內(nèi)石漠化變化明顯，>25°的坡度上石漠化變化較小，而影響石漠化的一大主因人類活動也因坡度的不同等級對人類行為活動有所限制，進(jìn)而影響到土地利用和石漠化的發(fā)生程度。

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基金項目：國家級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目（編號：3931）。

作者簡介：高南（1999—），女，陜西榆林人，在讀本科生，研究方向：地理信息系統(tǒng)與遙感。

通訊作者：馬士彬（1982—），男，副教授，研究方向：環(huán)境遙感與信息系統(tǒng)應(yīng)用。? 收稿日期：2021-12-21