近年气候变化及其对土地石漠化的影响——以贵州贞丰县为例

学科代码：070501 贵州师范大学（本科）毕业论文

近年气候变化及其对土地石漠化的影响

——以贵州贞丰县为例

系别：理学系

专业：地理科学

班级：2011级2班

学号：112030020053

学生姓名: 张涛

指导教师: 王青（讲师）

完成时间： 2015 年 4 月

独创性声明

本人郑重声明：所呈交的《近年气候变化及其对土地石漠化的影响——以贵州贞丰县为例》的毕业论文是本人在指导老师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以注释和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表的研究成果。与本研究成果相关的所有人所作出的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

学生签名：

年月日

授权声明

本人完全了解许贵州师范大学求是学院有关保留、使用本科生毕业论文的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文的复印件和磁盘，允许毕业论文被查阅和借阅。本人授权许贵州师范大学求是学院可以将毕业论文《近年气候变化及其对土地石漠化的影响——以贵州贞丰县为例》全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文。

学生签名：

指导老师签名：

年月日

目录

1.贞丰县土地石漠化现状及成因浅析 (1)

1.1土地石漠化现状 (1)

1.2土地石漠化成因浅析 (2)

2.气象气候因素与土地石漠化的形成 (2)

2.1贞丰县近年气温变化特征 (2)

2.1.1气候基本概况 (2)

2.1.2气温变化趋势分析 (3)

2.2贞丰县近年降水变化特征 (4)

2.2.1降水的年际变化 (5)

2.2.2降水的变化趋势分析 (5)

3.气候变化对贞丰县土地石漠化的影响 (6)

3.1流水侵蚀作用 (6)

3.2酸雨侵蚀作用 (7)

3.3岩石风化作用 (8)

4.结论 (9)

参考文献 (10)

致谢 (11)

近年气候变化及其对土地石漠化的影响

——以贵州贞丰县为例

摘要：阐述贞丰县土地石漠化现状及其成因，然后利用贞丰县13个温度、降水量两要素区域气候测站点近30a的气象资料，分析了贞丰县近30a 来气温、降水的年和夏、冬半年变化趋势等特征，探讨贞丰县土地石漠化发展与近年气候变化之间的关联，了解气候气象因素对土地石漠化发展的影响方式，最后得出无论是气温的升高或降低，还是降水的增多或减少，对石漠化发展的影响都在逐渐减弱，影响其进程的主要因素还是人为因素。

关键词：贞丰县;土地石漠化;气候变化;影响

Climate change and its impact on the land rocky desertification in recent years

---A Case Study in Guizhou Zhenfeng

Abstract:The Zhenfeng Land Desertification Status Quo and its causes, and then use Zhenfeng 13 temperature, precipitation of two elements of regional climate 30a near the station meteorological data, analyzed nearly Zhenfeng 30a to temperature, precipitation and annual summer winter half year trends and other features, explore the relevance of Rocky Desertification Zhenfeng development and climate change in recent years, the understanding of climate meteorological factors on the development of Rocky Desertification affects the way, the conclusion that either increase or decrease the temperature or precipitation increase or decrease the impact on the development of rocky desertification are gradually weakened, the main factors affecting the process or human factors.

Keywords:Zhenfeng; Rocky Desertification; climate change; the impact

1.贞丰县土地石漠化现状及成因浅析

1.1.土地石漠化现状

贞丰县位于贵州省西南部，黔西南布依族苗族自治州东部，土地总面积1511.90km2。在地貌上，贞丰县地处云贵高原向广西低山丘陵过渡的斜坡地带，地势由西北向东南呈阶梯状逐级下降，形成多级台面。第四纪以来，地壳明显上升，溶蚀、侵蚀和剥蚀作用加剧，裂点、瀑布、跌水逐渐形成，喀斯特地貌特征非常突出[1]。贞丰县13个乡镇都有石漠化存在，根据2006年调查结果显示，全县喀斯特面积为896.89km2，占全县总面积的59.32％；其中石漠化面积597.48km2，占全县总面积的39.52％，占全县喀斯特面积的66.62％；潜在石漠化面积148.83km2，占全县总面积的9.84％，占全县喀斯特面积的16.59％；非石漠化面积150.58km2，占全县总面积的9.96％，占全县喀斯特总面积的16.79％。石漠化土地中轻度石漠化面积为227.49km2,，占全县面积的15.05％，占全县喀斯特面积的25.36％；中度石漠化土地面积为200.40km2,，占全县总面积的13.25％，占全县喀斯特面积的22.34％；强度石漠化土地面积为123.98km2，占全县总面积的8.20％，占全县喀斯特面积的13.82％；极强度石漠化土地面积为45.61km2，占全县总面积的3.02％，占全县喀斯特面积的5.09％(图1)。

图 1贞丰县石漠化现状分布图

总体来说，全县喀斯特石漠化景观的总体构成比较复杂，表现为强度、极强度

石漠化的面积较小，集中分布于县境北部的北盘江——花江峡谷一带，分布密度小于轻、中度石漠化；轻、中度石漠化的分布面积较广，全县境内几乎都有分布，但平均面积却很小；无石漠化面积小，分布于西部的龙头大山与挽澜河流域，反映了它们在空间上有着不同的分布规律。

1.2.土地石漠化成因浅析

喀斯特地区具有一类最典型的脆弱环境和复杂的人地生态系统，环境的脆弱性和易伤性，加上不合理的人为活动的影响，致使出现喀斯特地区生态环境严重恶化等一系列重大生态环境问题，其中最为严重的是生态环境遭受破坏后形成的石漠化(熊康宁，2002）。石漠化就是石质荒漠化的简称，是指在亚热带湿润地区喀斯特极其发育的自然环境下，受人为活动的干扰，造成植被严重破坏和土壤严重侵蚀，基岩大面积裸露，地表呈现类似荒漠化景观的土地退化[2]。石漠化的形成是水土流失的必然结果，影响石漠化形成的因素既有自然原因，也有人为原因。

通过调查，贞丰县石漠化总面积为597.48km2,，其中受人为原因影响面积588.31km2，占全县石漠化总面积的98.47％；自然原因影响面积为9.17km2，占全县石漠化面积的 1.53％。毁林毁草开垦面积为24.49km2，占 4.1％；过度放牧面积17.267km2，占2.89％；过度樵采面积379.10km2,，占63.45％；火烧面积10.03km2，占1.68％；不适当经营方式面积166.57km2，占27.88％[3]。通过以上数据可以看出，造成贞丰县土地石漠化的主要原因是以人为原因为主导，影响面积占全县石漠化总面积的91.33％。由于地层岩性的差异，在内外应力的相互作用下，形成了境内复杂多样的地貌。按其形成原因，可分为山原糟谷、低山丘陵与岩溶盆地、河谷山地四大形态。以剥蚀为主的中低山山原槽谷地貌分布于县境内西南部龙头大山与挽澜河流域和西北部的小屯、木桑、大长田一带。以溶蚀为主的低山丘陵、岩溶盆地、峰林、石牙、残丘等多样地貌，集中于县境内中部地区。以侵蚀为主、剥蚀次之的低中山河谷山地主要集中于县境东南部及北盘江沿岸[4]。境内北盘江上段由九盘村至白层镇沿岸，多为峡谷地貌。

2.气象气候因素与土地石漠化的形成

2.1.贞丰县近年气候变化特征

2.1.1.气候基本概况

贞丰县属于亚热带温和湿润季风性气候区，其特点是四季分明，春秋气候温和，夏季炎热，多东南风，冬季干燥寒冷，多偏北风，热量条件丰富，年积温在5840—6935℃之间。根据最近30a气候资料统计显示，贞丰县多年平均气温16.7℃，1月平

均气温7.4℃，极端最低气温-4.2℃（1983年12月29日）；7月平均气温23.5℃，极端最高气温35.6℃（2010年4月11日）。最低月均气温2.8℃（2008年1月），最高月均气温28.5℃（2009年8月）。

表1给出了贞丰县年和夏、冬半年各年代的平均气温，从表1中可以看出，贞丰县年和夏、冬半年的平均气温随着年代的变化而有升有降，但主要以上升趋势为主；其中有两个时段的气温一直处于上升趋势，分别是80年代到初到90年代中期（1981—1995年）和1996—2010年两个时段，以20世纪末到21世纪初的时段升温幅度最大，年和夏、冬半年分别升高了0.24℃、0.28℃、0.12℃（1981—1995年）和0.4℃、0.38℃、0.51℃；而90年代期间以降温为主，降温幅度也较大，年和夏、冬半年分别降低了0.28℃、0.25℃和0.01℃。

表1 1981-2010年贞丰县年和冬、夏半年平均气温年代际变化统计年代1981-1985 1986-1990 1991-1995 1996-2000 2001-2005 2006-2010

年/℃16.24 16.46 16.48 16.20 16.58 16.60

夏半年/℃22.15 22.42 22.43 22.18 22.52 22.56

冬半年/℃7.23 7.36 7.35 7.34 7.50 7.95

2.1.2.气温变化趋势分析

图2 1981-2010年贞丰县年平均气温年代际变化曲线图

从图2、图3、图4中可以看出年和冬、夏半年平均气温都呈起伏状变化，且变化幅度的线性趋势均大于零，表明了年均温随时间的推移而呈现出不断上升的趋势。其中增温幅度较大的时段分别为1981-1990和1996-2005年，增温幅度最高可达0.38℃；而气温呈现比较明显下降趋势的时段只有1991-1995年段，降温幅度为0.28℃。由于贞丰县境内各地海拔落差较大，相应的地方气候差异也较大，一般北部和西部乡镇的年均温比东部和南部的年均温偏低2-3℃。

从图4中可看出贞丰县近30a来的夏半年均温呈波状平缓式起伏变化，特别是1985-1990年段和2000-2005年段上升趋势明显，而1995-2000年段则以下降的趋势为主。其中夏半年最高平均气温为2006-2010年段的22.56℃，基本走势与年均温相差不大。

而冬半年均温主要以上升趋势为主（图4），其中1981-2005年段走势平缓，均温相差不大，自2005年之后均温逐渐上升，最低均温为1981-1985年时段的7.23℃，总的上升趋势略低于年均温。

图3 1981-2010年贞丰县夏半年年平均气温年代际变化曲线图

图4 1981-2010年贞丰县冬半年年平均气温年代际变化曲线图

2.2.贞丰县近年降水变化特征

贞丰县属于亚热带温和湿润季风气候区，全年降水充足，但时空分布不均，特别是近几年来，年度降水量总值差异变化大；年平均降水量1317.4mm，年平均降雨日数为214天，最多达248天（1991年，1985年），最少为176天（2010年）。极端年

最大雨量1724.3mm（1983年），极端最少雨量836.5（1989年）。降雨多集中在每年的5月至10月，其中7月降雨最多。但由于我县境内各地地形地貌差异大，所以南部和东部乡镇的年降水总量比北部和西部乡镇的年降水总量偏少200-400mm。

2.2.1.降水的年际变化

表2给出了贞丰县近30a来的年和夏、冬半年各年代的平均降水量。由表可以看出，年和夏半年的平均降水量变化趋势均为逐年减少，最多降水量出现在80年代初，最少降水量则出现在气温略偏高的21世纪初，也就是在2001-2010年间，此年间降水量下降幅度由2001-2005年的1310.4mm降到2006-2010年的1210.24mm。而冬半年的平均降水量则逐年增多，最大增幅为90年代期间，由72.5mm上升到73.7mm，上升幅度为1.2mm。由于贞丰县属于亚热带季风性湿润气候，常年受到季风影响，所以降水量主要集中于夏半年，而冬半年降水量的升降对全年降水量的影响甚微。

表2 1981-2010年贞丰县年和夏、冬半年降水量年代际变化统计

年代1981-1985 1986-1990 1991-1995 1996-2000 2001-2005 2006-2010

年/mm 1421.3 1326.5 1390.4 1375.7 1310.4 1201.2

夏半年/mm 736.75 724.60 730.50 720.75 715.25 712.15

冬半年/mm 72.6 72.34 72.5 73.7 73.3 73.5

2.2.2.降水变化趋势分析

以上分析了贞丰县近30a来的降水变化。由图5所示的年平均降水量变化曲线图可知，贞丰县年降水量总体呈微弱下降的趋势。在80年代到90年代前期，降水呈上升趋势，出现了几个降水量多的年份：1983年（1724.3mm）和1985年（1520.7mm）；而至1995年之后降水量呈下降趋势，特别是1985-1990年和2000-2010年间，降水量出现了大幅度下滑，下降趋势明显，出现了近几十年来的极端年最少雨量836.5mm （1989年）。80年代初期降水量较大，出现了极端年最大雨量1724.3mm（1983年）。

图5 1981-2010年贞丰县年平均降水量年代际变化曲线图

由图6可看出贞丰县夏半年降水量总体呈下降趋势。在21世纪初的十年间降水量最少，干旱灾害也出现的最多，一般多具有夏旱连秋旱的跨季节干旱特点，如2009年8月至2010年4月出现的干旱，属三季连旱，干旱期间8个月总降水量仅230.6mm，比历年同期值678.8mm偏少448.2mm，造成全县大范围干旱，农作物基本绝收，人畜饮水困难。而春夏两季的降水形势多以暴雨出现，大暴雨（日降水量超过100mm）年发生概率为3至4年出现一次，特大暴雨（日降水量超150mm）多受台风外围天气系统影响，暴雨出现时时空分布不均，极易造成局地洪涝灾害，如1991年7月31日贞丰县城出现降水量达216.3mm的特大暴雨，造成县城居民部分房屋受损，物资被水冲走，财物损失严重。

图6 1981-2010年贞丰县夏半年平均降水量年代际变化曲线图冬半年降水量总体呈微弱上升趋势（图7），特别是90年代阶段上升幅度最大，平均降水量最高可达73.7mm，但在全年平均降水量中所占的比例仍然很小。

图7 1981-2010年贞丰县冬半年平均降水量年代际变化曲线图

3.气候变化对贞丰县土地石漠化的影响

3.1.流水侵蚀作用

贞丰县地处中亚热带季风性湿润气候区和云贵高原向两广丘陵过渡的斜坡地带，

常年受东南季风与西南季风影响，所以降水充沛，年平均降水量达1317-1724mm。由于雨水充沛，容易形成丰富的地表水和地下水径流，地表水径流通过坡面侵蚀作用，使得岩溶地区土层变薄，水土流失加剧，基岩逐步裸露，从而促进土地石漠化的形成。流水侵蚀作用是喀斯特地区土地石漠化的重要原因，其作用主要是通过如下几种方式促进土地石漠化的形成[5]：

（1）坡面形状的流水侵蚀：在经过一番降水过程之后，植被稀少且水土保持能力较弱的地面极易形成坡面径流，冲刷地表土层，造成一定程度的水土流失，土壤肥力下降，导致植被覆盖率减小，从而加剧土地石漠化的形成。

（2）坡面沟状的流水侵蚀：在降水形成坡面径流之后汇集到一起形成了沟状径流，由于流量和流速都比较大，坡面碎石泥沙都被冲走，形成较大规模的滑坡、泥石流等地质灾害。如在2004年7月份贞丰县境内由于极大的降水量造成7处滑坡、14处地裂缝。

（3）流水的下渗侵蚀：在喀斯特地区分布有大量的漏斗、落水洞、溶沟等空隙与庞大的地下河系统，使得在喀斯特地貌区降水难以保存在地表，多以地表径流和地下径流的方式流走，而在地表径流下渗的过程中冲刷了地表土壤及其成土母质，从而使土壤肥力流失，阻碍地表土壤的形成。地表水难以保存，还会使植被严重缺水，水土保持能力下降，从而加快了土地石漠化的发展。

（4）土体崩塌：在非喀斯特和无石漠化地区，土层相对较厚，而较大的降水量会使坡度较大的土体疏松或让地质结构不稳定的山体发生大面积坍塌。如由于夏季连续性暴雨的影响，贞丰县在2004年7月9日当天就发生了两起较大规模的崩塌；2008年5月份，贞丰县境内的309省道盘龙段也发生了大面积坍塌。

3.2.酸雨侵蚀作用

酸雨是指由于煤炭燃烧过程中所排放的含硫和含氮的氧化物在经过大气作用后形成的酸性降水的过程，当雨水的PH值小于5.6时，就将其称为酸雨，PH值小于4.5时称为强酸雨[6]。而贵州省的能源结构中主要以煤炭为主，占全省能源结构的比例高达80％，且贵州省属于我国三大酸雨区中的西南酸雨区的范围内，所以受酸雨的影响也比较大。如表4所示[7]，贵州省年均PH值大于5.6的地区有贵阳、六盘水、铜仁、毕节；年均PH值小于4.5的地区有遵义和安顺；年均PH值介于4.5--5.6的地区有都匀、凯里和兴义。酸雨率是指某一地区一年内所降酸雨次数除以降雨总次数得出

的百分率，最低值为0％，最高值为100％，酸雨率的值越高，酸雨越严重。如表3所示，凯里的酸雨率为66.80％，属较重酸雨区；遵义为84.23％，安顺为79％，都匀为78.2％，兴义为75.2％，属重酸雨区；部分如贵阳、六盘水、铜仁等地区PH值大于5.6，酸雨率为零。由以上数据可知，贵州省大部分地区受酸雨的影响严重。

由于南方的冬季取暖方式大多靠煤炭，所以导致冬半年酸雨比夏半年严重，影响范围也较大，而贞丰县近30a来冬季降水趋势的增加更是加剧了酸雨的影响。酸雨的危害是巨大的，它可以使土壤酸化，造成养分流失，肥力下降，有毒物质还会导致植物根系遭到破坏而无法获得养分后死亡[8]。

表3 贵州省1998年各地区降水PH值与酸雨率统计表

城市贵阳遵义六盘水安顺都匀铜仁毕节凯里兴义

年均值 6.09 4.35 6.76 4.31 4.67 6.51 5.97 4.65 4.63

0 84.23 0 79.0 78.20 0 3.60 66.80 75.20

酸雨率

/％

贞丰县的喀斯特地貌分布情况是北部和西部分布着碳酸盐岩，而南部和东南部分布着砂页岩，而碳酸盐岩中有超过75％的物质能够被酸溶解，所以酸雨使得土壤中的成土母质极其稀少，成土过程缓慢，根据广西科学院的多年研究报告指出，岩溶石山地区要形成20cm厚的土壤需经历大约7.5万年。因此，酸雨经过不同的作用使得石漠化问题更加严重。

3.3.岩石风化作用

岩溶地区岩石表面受诸多因素的影响，如日照时数、水分蒸发量、风力侵蚀、水力侵蚀等，但贞丰县的年平均风速呈减小的趋势[9]，这些因素使得风化作用的速度也随之发生变化。年降水量和空气湿度的下降，而气温上升、风速加快，蒸发量就会增大，对岩溶地区岩石的风化作用起了促进作用，从而加快土地石漠化进程。

从气温和降水变化的分析得出，贞丰县近30a来年和夏、冬半年的降水在逐渐减少，气候向变干的趋势发展，但冬半年的降水略有增多的迹象。

综上所述，贞丰县喀斯特地区生态环境的脆弱性使得气候因素在土地石漠化过程中的作用更加突出。贞丰县气候变化的总趋势是气温逐渐升高，降水逐渐减少，加上近年来连续出现的春、夏连季干旱，表明气候逐步向干暖方向发展，可能会加速地方土地石漠化的发展，但气候因素只是影响土地石漠化的其中一个重要因素，所以气候因素的变化对土地石漠化的影响不能一概而论。

夏半年集中了一年中降水量的70％以上，此时气温温和、空气湿润，各地区植

被生长良好，有效地减弱了地表径流对地表土壤的侵蚀，一定程度上缓解了水土流失，但部分植被稀少的地区水土流失等现象趋向严重[10]。基于此，贞丰县于2004年10月成立了退耕还林工程领导小组，在岩溶山区的石山、半石山区土层较厚的石缝里种植花椒和金银花，在2-3年后可将裸露的岩石覆盖，使得石漠化地区岩石裸露的景观大有改观，成功的模式有顶坛模式和坪上模式。在植被覆盖率低的山区建引水渠道，多余的地表径流顺着沟渠流入相应的水池，使其对土壤的侵蚀作用减弱，实现丰水期蓄水、枯水期放水灌溉的模式，有效地缓解了岩溶山区的土地石漠化进程。

冬半年降水稀少，基本无水土流失现象，但由于山上植被叶落枝枯，对水土的保持能力也比较弱。在气候变暖的背景下，贞丰县冬半年的平均气温略有上升的趋势，土壤水分的蒸发量也会增大，使得土层较薄区域的植被缺水枯死；然而，冬半年的平均降水量却有逐渐增多的趋势，虽然这降水量在全年平均降水量中的比例微乎其微，但却有利于缓解土壤蒸发量大的状况，一定程度上缓解了土地石漠化进程。

从以上分析得出，贞丰县近30a来气候变化对土地石漠化的发展有减缓的趋势。

5.结论

从贞丰县地区年和夏、冬半年气候变化对土地石漠化的影响来看，年降水量的减少和年平均气温的上升都会不同程度地影响石漠化进程；夏半年降水量逐渐减少，减弱了地表径流对土层的冲刷侵蚀，一定程度上抑制了岩溶地区土地石漠化的发展；冬半年气温略有上升，会使土壤水分蒸发量增大，但降水量略有上升的现象，缓解了土壤蒸发量，一定程度上减弱了自然土地石漠化进程。

总的来说，气候气象因素的变化对土地石漠化的影响逐渐减弱，影响其范围进一步扩大的还是以人为因素为主导。

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2011年第6期.

致谢

本学位论文是在专业指导老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。从课题的选择、修改到论文的最终完成，专业指导老师都始终给予细心的指导和不懈的支持。指导老师在学业上给以精心指导，在此谨向王青老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

在此，感谢贵州师范大学的全体老师们对我四年来的帮助与支持，是你们严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。在此谨向您们致以深深的敬意！最后，衷心的感谢各位老师给我的宝贵意见和指导！