贵州石漠化分布特征

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贵州大方喀斯特石漠化空间分布及其影响因素研究

贵州大方喀斯特石漠化空间分布及其影响因素研究

贵州大方喀斯特石漠化空间分布及其影响因素研究本文以贵州省毕节市大方县为例,对该地区的喀斯特石漠化空间分布进行了分析研究。

通过对该研究区域遥感影像的分析并参考历史气象数据,提出了研究区域石漠化空间分布主要受下伏地层岩性控制,即地层岩性为石灰岩等碳酸盐岩的地区为喀斯特地区,石漠化程度较高,依岩石出露的情况不同而程度有所不同;而气候以及近期人类活动又是影响其石漠化进程的关键因素的结论。

以期为研究区域的石漠化综合防治提供科学依据。

标签:喀斯特石漠化空间分布影响因素大方喀斯特石漠化是指在热带亚热带、湿润半湿润气候条件的脆弱喀斯特环境背景下,由于自然原因和人类活动,造成的地表植被破坏、水土流失严重、基岩大面积裸露、土地生产力下降并呈现出地表类似荒漠化景观的土地退化过程或现象[1]。

贵州是我国喀斯特最发育的省份,全省88个县份中喀斯特面积比例在30%以上的就达78个,占全省总县数的89% ,其中喀斯特面积比例在50%以上的有68个,占79%。

贵州喀斯特石漠化土地主要分布在长江上游的乌江流域和珠江上游的北盘江流域;从全省九个地州看,主要分布在六盘水、安顺、黔西南、毕节、黔南及遵义等地[2,3]。

本文以贵州省毕节市大方县为例,对该地区的石漠化情况进行了分析研究。

着重阐述了该区域石漠化的空间分布特征及其影响因素。

提出了研究区域石漠化空间分布主要受下伏地层岩性控制,而气候以及近期人类活动又是影响其石漠化进程的关键因素的结论。

以期为研究区域的石漠化综合防治提供科学依据。

1研究材料与方法1.1研究区域概况毕节地区辖毕节、大方、黔西、金沙、织金、纳雍、威宁、赫章等8县市,地处滇东高原向黔中山原丘陵过渡的斜坡地带,海拔457~2900m,总土地面积26853km2,其中山地、丘陵占93%。

气候属亚热带季风气候,多年平均降水量850~1444mm,平均径流系数为0.47。

在长期内、外营力作用下,形成的岩溶发育区土地面积为19693km2,占全区总土地面积的73.3%[4]。

石漠化1

石漠化1

石漠化1.定义:石漠化是“石质荒漠化”的简称,指在喀斯特脆弱生态环境下,由于人类不合理的社会经济活动而造成人地矛盾突出,植被破坏,水土流失,土地生产能力衰退或丧失,地表呈现类似荒漠景观的岩石逐渐裸露的演变过程,是岩溶地区土地退化的极端形式。

2.分布特征中国石漠化分布相对比较集中,主要集中在云贵高原地区,以轻度、中度为主。

3.石漠化的成因(一)自然因素是石漠化形成的基础条件。

岩溶地区丰富的碳酸盐岩是石漠化形成的物质基础。

该地区山高坡陡,气候温暖、雨水丰沛而集中。

(二)人为因素是石漠化土地形成的主要原因。

主要表现为:乱砍滥伐,过度樵采,是不合理的耕作方式,过度开垦,乱放牧等。

4.生态问题石漠化地区极易发生山洪、滑坡、泥石流,水旱灾害,水土流失等。

石漠化地区的人口问题、生存问题、能源问题,成了不容回避的问题。

5.治理原则以水土流失综合治理为核心。

石漠化治理应遵循水土保持的原则,因地制宜;要坚持以水土流失综合治理为核心,以提高水土资源典型案例贵州水土资源不断流失后呈现的“石漠化”现象,不仅恶化了农业生产条件和生态环境,而且将使群众失去赖以生存的基本条件,许多地方不得不考虑“生态移民”,类似贵州省的麻山地区就是较为典型的例子。

据调查统计,贵州全省喀斯特石漠化山区由于生态恶化已不具备生存条件而需要移民搬迁的有约45万人。

贵州省轻度以上石漠化面积为35920平方公里,占国土面积的20.39%。

其中,轻度石漠化面积22733平方公里,中度石漠化面积10518平方公里,强度石漠化面积2669平方公里。

另外,尚有43714平方公里的土地有潜在石漠化趋势。

从石漠化在县级行政单元的分布来看,除赤水、榕江、从江、雷山、剑河5县(市)无明显石漠化外,其余都有明显的石漠化现象。

从空间分布看,石漠化土地多集中分布在喀斯特发育的南部和西部,以六盘水、黔西南、黔南、安顺、毕节所占面积最多,呈现出南部重北部轻,西部重东部轻的特点。

以县级行政单元分,石漠化面积;占国土面积40%以上的有9个县,小于10%的17个县,其余均在10%--40%之间。

贵州省喀斯特地区石漠化研究综述

贵州省喀斯特地区石漠化研究综述

贵州省喀斯特地区石漠化研究综述作者:王磊来源:《农家科技中旬刊》2017年第10期摘要:对贵州省喀斯特地区石漠化现状及其形成原因进行了研究,并提出了相应的治理模式。

中国喀斯特分布面积超过124万平方千米,主要集中在以贵州省为代表的西南地区,面积超过55万平方千米。

长期以来,在脆弱的喀斯特环境下人类不合理的社会经济活动导致喀斯特地区石漠化,严重制约了贵州省的社会经济发展。

关键词:贵州省;喀斯特;石漠化“喀斯特”(Karst)原是南斯拉夫西北部伊斯特拉半岛上的石灰岩高原的地名,意思是岩石裸露的地方。

现在,喀斯特一词已成为岩溶地貌的代称,它是水对可溶性岩石(碳酸盐岩、石膏、岩盐等)进行化学溶蚀的过程及这些作用所产生的现象的总称[1-2]。

全球喀斯特区面积约有5100万km2,我国的分布面积超过124万km2,主要集中在贵州、云南、广西、重庆等西南地区[3]。

贵州省是中国喀斯特分布最广、发育最强烈的省份之一,裸露的碳酸盐岩面积达1.25 ×105km2,占到全省土地总面积的71.3%。

1 喀斯特石漠化概述岩溶地区的生态环境问题最早是由Legrad在1979年提出的。

喀斯特地区和沙漠边缘地区在1983年美国科学家促进会上被列为脆弱环境区域。

喀斯特地区的生态环境问题的研究也越来越多的收到国际社会的高度重视。

喀斯特地区的生态环境特征和治理也成为多年来的研究热点。

石漠化是岩溶土地持续水土流失的最终结果,也是我国南方山地荒漠化的一种特殊形式,属荒漠化的一种,又称喀斯特荒漠化或者石化。

喀斯特石漠化是指喀斯特地区由于受人为活动的干扰,地表植被遭受破坏,造成土壤侵蚀严重,基岩大面积裸露,砾石堆积,地表呈现似荒漠化景观的土地退化乃至消失的现象[5]。

它不仅仅与人类活动为主要的因素而引起的环境恶化,土地退化过程有关;还与喀斯特地区的生态环境脆弱、遭到破坏就很难得以恢复的特性有关。

2贵州省石漠化现状贵州省石漠化土地面积达到3316074.7hm2,占岩溶土地面积的29.5%。

浅谈贵州山区石漠化

浅谈贵州山区石漠化

浅谈贵州山区石漠化摘要:贵州是一个强烈喀斯特化的亚热带高原山区,碳酸盐岩层分布广泛,出露面积达13万km2,占全省国土面积的73%。

喀斯特岩层总厚度为6 200-11 000m,占贵州沉积岩总厚度的70%以上。

并且喀斯特地貌形态十分多样,全国所有的喀斯特形态在贵州均可见到,地貌形态相当典型和具有独特之处。

笔者在讲述石漠化现状及危害的情况下,提出了相应的防治对策。

关键词:山区石漠化治理贵州是一个强烈喀斯特化的亚热带高原山区,碳酸盐岩层分布广泛,出露面积达13万km2,占全省国土面积的73%。

喀斯特岩层总厚度为6 200-11 000m,占贵州沉积岩总厚度的70%以上。

并且喀斯特地貌形态十分多样,全国所有的喀斯特形态在贵州均可见到,地貌形态相当典型和具有独特之处。

石漠化面积2. 25 km2,占全省国土总面积的12.8%,并且石漠化面积不断扩展[1]。

石漠化致使喀斯特地区的生态系统严重破坏甚至崩溃,从而使喀斯特地区生产力逐渐降低,自然灾害频繁,人民生活困难,甚至失去了赖以生存的基础。

1、实行封山育林是石漠化生态重建最直接和最有效的措施石漠化地区由于严酷的生态环境,以大面积人工造林的方式来恢复森林植被,往往事倍功半,成效并不理想,而且由于人工造林难以模拟自然演替过程,林分结构简单,在生物多样性和生态功能方面无法与天然林相比。

因此,在石山、半石山和白云质砂石山等造林困难地段,应大规模采取封山育林措施。

可根据植被类,母树、根株和幼树情况,划分不同的封育小班,以小班为单位确定封育类型(乔木型、乔灌型、灌木型和灌草型),封育方式(全封、半封和轮封),封育年限和人工促进更新等措施。

对于防护型的封山区、需采取全封方式且封育年限应是长期的。

对以提供薪材为目的的封育区、可采取半封或轮封。

封山育林使不同植物,在严酷的自然环境下,以天然更新能力,合理地利用喀斯特地区特有的小生境,通过自然合理的自我更新演替,形成复合的植物群落。

2004—2016年贵州省石漠化状况及动态演变特征

2004—2016年贵州省石漠化状况及动态演变特征

第40卷第17期2020年9月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVol.40,No.17Sep.,2020基金项目:国家自然科学基金(3136012)收稿日期:2019⁃06⁃25;㊀㊀修订日期:2020⁃03⁃10∗通讯作者Correspondingauthor.E⁃mail:lizhongfei2016@163.comDOI:10.5846/stxb201906251343文林琴,栗忠飞.2004 2016年贵州省石漠化状况及动态演变特征.生态学报,2020,40(17):5928⁃5939.WenLQ,LiZF.Evolutioncharacteristicsofrockydesertificationduring2004 2016inGuizhouProvince,China.ActaEcologicaSinica,2020,40(17):5928⁃5939.2004 2016年贵州省石漠化状况及动态演变特征文林琴,栗忠飞∗西南林业大学生态与环境学院,昆明㊀650224摘要:石漠化是制约我国西南地区社会㊁经济㊁生态发展的重要因素之一,及时监测评估其演变状况,对区域石漠化防治及生态环境建设具有重要科学意义㊂选取2004 2016年间4期TM影像,研究贵州省域尺度上㊁石漠化时空演变特征和未来发展趋势㊂结果显示:1)2004 2016年间,贵州省78.3%的区域植被覆盖度上升,平均增加了19.1%,达到63.4%,有55.4%的区域岩石裸露率下降;2)贵州省石漠化空间分布呈现从东北到西南渐次加重的特征,西部毕节市中㊁重度石漠化面积占该区域面积仍达62.0% 86.4%,而东部黔东南州约为18.4% 33.0%;3)2004 2016年间,贵州省石漠化状况呈现总体持续好转态势,以轻㊁中度石漠化转入为主体的无石漠化面积增加了1.1倍,轻度石漠化增加了20.0%左右,中度和重度石漠化面积分别减少了40.0%左右;4)截止到2016年,贵州省无石漠化㊁轻㊁中㊁重度石漠化区域分别占比约42.0%㊁24.1%㊁23.5%㊁10.4%;5)未来2020年及2024年,贵州省石漠化仍将持续改善,石漠化面积占比将分别减少8.9%和12.2%㊂过去十多年间,贵州省石漠化状况得到基本遏制,但局部区域仍存在高度的不稳定性,或趋于恶化的风险,未来在各类政策措施的支持下,贵州省石漠化状况仍将继续好转,但部分重度石漠化区域的治理将更为复杂而艰难㊂关键词:贵州省;石漠化;时空演变;现状与趋势Evolutioncharacteristicsofrockydesertificationduring2004 2016inGuizhouProvince,ChinaWENLinqin,LIZhongfei∗CollegeofEcologyandEnvironment,SouthwestForestryUniversity,Kunming650224,ChinaAbstract:Therockdesertificationisoneoftheimportantfactorsrestrictingthedevelopmentofsocial,economicandecologyinSouthwestChina.Timelymonitoringandevaluationhavegreatscientificsignificanceforthepreventionandcontrolofregionalrockdesertificationandtheconstructionoftheecologicalenvironment.Inthisstudy,theTMimageoffourperiodsfrom2004to2016wereselectedforevaluatingthedynamicevolutionofrockydesertificationintheregionofGuizhouProvince.Theresultsshowed:1)ThevegetationcoverageProvincewentupin78.3%ofGuizhou,withanaverageof19.1%to63.4%,butbarerockratedecreasedin55.4%ofthisregionbetween2004and2006.2)ThespatialdistributionofrockydesertificationinGuizhouProvincepresentsthecharacteristicsofgradualaggravationfromnortheasttosouthwest.TheareasofmoderateandsevererockydesertificationinBijieCitywesternGuizhouProvincestillaccountedfor62.0% 86.4%,whileinQiandongnaneasternGuizhouProvince,itwasonly18.4% 33.0%.3)From2004to2016,thesituationofrockydesertificationinGuizhouProvinceshowedageneraltrendofcontinuousimprovement.Theareanil⁃rockydesertificationincreasedby1.1times,derivingfromthetransitionoflightandmoderaterockydesertificationmainly,Theslightrockydesertificationincreasedbyaround20.0%,andthemoderateandsevererockydesertificationdecreasedbyaround40.0%respectively.4)Bytheendof2016,theareasofnil⁃rockdesertification,lightrockdesertification,mediumandsevererockdesertificationinGuizhouProvinceaccountedforabout42.0%,24.1%,23.5%,and10.4%respectively.5)In2020and2024,therockdesertificationwouldcontinuetobeimprovedinGuizhouProvince,andtheareasofrockdesertificationwoulddecreaseby8.9%and12.2%respectively.Inthepastdecadeormore,thesatuationofrockdesertificationinGuizhouProvincehasbeenbasicallycontained,buttherewasstillahighdegreeofinstabilityorriskofdeteriorationinsomeregions.Inthefuture,withthesupportofvariouspoliciesandmeasures,thesituationofrockdesertificationinGuizhouProvincewillcontinuetoimprove,butthecontrollingofsomesevererockydesertificationareaswillbemorecomplicatedanddifficult.KeyWords:GuizhouProvince;rockydesertification;space⁃timeevolvement;statusandtrends石漠化是一种受人类不合理社会经济活动干扰和破坏而造成的土壤严重侵蚀㊁基岩大面积裸露㊁土地生产力严重下降㊁地表出现类似荒漠景观的土地退化过程[1]㊂我国石漠化主要分布于贵州㊁云南㊁广西㊁湖南㊁四川㊁重庆㊁湖北和广东等8个省份[2⁃3],其中尤以西南区域的贵州㊁云南为重,已经成为困扰我国西南区域生态建设的重大环境问题[4⁃6]㊂地处我国西南区域的贵州省,位于长江中上游与珠江上游重要水源补给区,具有十分重要的地理位置和生态区位[7]㊂贵州省是世界上岩溶地貌发育最典型的地区之一,是全国石漠化分布面积最大㊁类型最全㊁形成最强烈的高原山区[8]㊂贵州省严重的石漠化问题,导致区域水土流失加剧㊁生态系统功能退化,江河湖库泥沙淤积,严重威胁着长江㊁珠江等江河中下游地区的生态安全与可持续发展[9],一直以来都是区域内研究的热点和生态环境治理的重点[10⁃12]㊂诸多学者针对贵州省石漠化问题开展了一系列研究,包括石漠化时空演变[10,13⁃14]㊁动态变化及成因[15⁃16]㊁驱动机制[17]㊁生态恢复与治理[18⁃19]以及监测技术及评价方法[20⁃21]等㊂对石漠化的研究中,分析石漠化格局变化过程是认识石漠化发生㊁发展的前提和基础[22]㊂但由于研究目的㊁数据来源及研究区自然环境状况等条件的差异与制约,当前针对贵州省石漠化的各类研究,总体上呈现:1)研究区多为石漠化治理试点区域㊁县域及地州区域等中小区域,未能体现贵州省域尺度上石漠化空间格局状况;2)研究时间序列较短,未能体现近二十多年来贵州全省石漠化治理㊁演变的过程及发展态势㊂因此,长时间序列下㊁贵州省域尺度的石漠化演变状态及未来趋势变化的相关研究,在当前生态文明建设背景下显得尤为迫切而重要㊂本文基于TM遥感影像数据,以贵州全省为研究区,对贵州省2004 2016年间4个不同时段的石漠化演变状况,开展动态化的定量分析,揭示贵州省近些年来,在国家生态环境建设大背景下,其石漠化状态的发展演变规律及空间分布格局,与此同时,进而模拟预测其未来演变趋势㊂研究对未来贵州省乃至整个西南区域生态文明建设需求下的石漠化治理提供现实的科学指导依据㊂1㊀研究区概况及数据来源1.1㊀研究区概况贵州省地处中国西南地区腹地(103ʎ36ᶄ 109ʎ35ᶄE㊁24ʎ37ᶄ 29ʎ13ᶄN),地貌类型属于中国西南喀斯特高原山地,境内地势西高东低,自中部向北㊁东㊁南三面倾斜,平均海拔在1100m左右㊂西部高海拔区域属暖温带季风气候,中部㊁东部为亚热带季风气候,区内气温和降水分布差异显著,年平均降水量682 1134mm,年均气温14 16ħ,常年相对湿度在70%以上㊂全省土壤类型复杂多样,其中黄壤面积最多,主要分布于中部区域,是全省土壤类型的主体部分㊂境内还广泛发育石灰土和紫色土等岩性土[23]㊂全省植被类型主要包括栽培植被㊁灌丛㊁草丛㊁草甸㊁针叶林㊁阔叶林和针阔叶混交林[24],其东南部㊁南部㊁西北部植被类型以阔叶林㊁针阔混交林㊁竹林为主,而西部㊁西南部㊁东北部以灌丛㊁灌草丛为主[25]㊂9295㊀17期㊀㊀㊀文林琴㊀等:2004 2016年贵州省石漠化状况及动态演变特征㊀0395㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀1.2㊀数据来源本文采用的遥感影像数据及DEM数字高程数据源于地理空间数据云共享平台(http://www.gscloud.cn/)㊂其中2004年和2008年数据为LandsatTM影像数据,2012年和2016年数据为Landsat8的OLI_TIRS影像数据,数据空间分辨率均为30mˑ30m,时间频率为16d㊂2㊀研究方法2.1㊀数据处理首先对原始影像数据进行投影转换为UTM(通用横轴墨卡托投影坐标系),采用WGS_84坐标系;采用信息较丰富的TM5㊁4㊁3和OLI_TIRS6㊁5㊁4三个波段进行彩色合成图像㊂利用ENVI5.3对数据进行辐射定标(Radiometric)和FLAASH大气校正,校正后采用三次卷积法将研究区遥感影像数据进行镶嵌,以贵州省地图为底图,进行裁剪以待信息提取㊂2.2㊀石漠化程度等级划分2.2.1㊀评价指标的选取石漠化信息提取㊁空间分布研究以GIS技术结合遥感数据为基础[26⁃30],评价指标一般根据景观特征和主要成因加以选择[31]㊂植被覆盖度下降,大面积岩石裸露是石漠化最直接的景观标志[32⁃35],成为石漠化研究选用最多的分级指标[36]㊂也是石漠化调查㊁评估和等级划分的重要依据[37]㊂诸多研究以及全国石漠化公报㊁贵州省石漠化公报等都将这两个指标列为评价指标体系[12⁃13,38⁃39]㊂此外,坡度是影响石漠化变化的自然条件[40],坡度越大,地表结构不稳定性就越强,越容易发生石漠化,是石漠化演变过程中一个非常重要的影响因素[41],故而也常被作为石漠化的分级指标[12,42]㊂综上情况,本文结合当前石漠化空间遥感监测指标体系研究现状[12⁃13,29⁃30,39],结合石漠化遥感监测指标选取的目的性㊁可操作性和代表性等原则[43⁃44],同时,考虑影响贵州省石漠化演变的主导因素㊁空间尺度大小㊁地理环境状况等特征,最终选取植被覆盖度㊁岩石裸露率㊁坡度等3个指标作为本研究中石漠化空间格局演变的评价指标(表1)㊂2.2.2㊀石漠化等级的划分对于较大区域的石漠化监测研究,常采用3 4级的划分方法[37]㊂国家林业局制定‘岩溶地区石漠化监测技术规定“(2011年修订),将石漠化划分为轻㊁中㊁强和极强度4个等级,也有学者将石漠化划分为分为重㊁中㊁轻度和无石漠化4个等级[12,45]㊂也有研究依据岩石裸露率和植被覆盖度指标,划分出无石漠化或潜在石漠化,及强度或极强度石漠化等[38⁃39,42]㊂指标的阈值主要根据空间尺度㊁分级目标以及遥感影像的解译方法等因素确定[46]㊂本文基于数据可得性㊁主要研究目等,综合前人研究成果等[47⁃49],将石漠化等级划分为为无石漠化㊁轻度㊁中度和重度石漠化4个等级(表1)㊂表1㊀喀斯特石漠化等级分级标准Table1㊀Classificationstandardofrockydesertification程度AreaofbarerockForestcoveragerate岩石裸露率/%Slope植被覆盖度/%Degree坡度/(ʎ)无石漠化Nilrockdesertificationɤ15>65ɤ30轻度石漠化Slightrockdesertification>1550 65>30中度石漠化Mediumrockdesertification>2525 50>50重度石漠化Severerockdesertification>35<25>702.3㊀各指标信息提取2.3.1㊀坡度提取选取DEM数据(http://www.gscloud.cn),利用ENVI5.3软件经融合裁剪㊁投影转换并转成Tif格式,得到研究区DEM,然后利用ArcGIS10.4软件SpatialAnalystTools工具箱中Surface工具集,进行Slope坡度计算[50]㊂2.3.2㊀植被覆盖度提取运用Gutman像元二分模型[51],以归一化差值植被指数(NDVI)估算植被覆盖度的模型为基础,参照李苗苗等[52]所改进的归一化植被指数(NDVI)定量估算植被覆盖度的模型,进行植被覆盖度(FVc)估算㊂其表达式为:NDVI=(NIR-RED)/(NIR+RED)(1)式中NIR和RED分别为近红外波段与红光波段㊂FVc=(NDVI-NDVIsoil)/(NDVIveg-NDVIsoil)(2)其中,NDVIsoil为完全是裸土或无植被覆盖区域的NDVI值,NDVIveg则代表完全被植被所覆盖的像元的NDVI值,即纯植被像元的NDVI值㊂研究中NDVIveg与NDVIsoil取值分别为图像中置信度为95%置信区间内的最大值与最小值㊂2.3.3㊀岩石裸露率提取在NDVI估算植被覆盖度的基础上,参照张晓伦[44]归一化岩石指数(NDRI)估算岩石裸露率(Fr)㊂其表达式为:NDRI=(SWIR-NIR)/(SWIR+NIR)(3)式中,SWIR和NIR分别为短波红外与近红外波段㊂Fr=(NDRI-NDRIrock)/(NDRIrock-NDRIn)(4)式中,NDRIrock为完全岩石覆盖区域NDRI值,NDRIn为完全非岩石覆盖时像元的NDRI值㊂研究中NDRIrock与NDRIn取值分别为图像中置信度为95%的置信区间内的最大值与最小值㊂2.3.4㊀实测数据的获取选择贵州省石漠化等级分布较全的黔西南州为野外抽样调查区域,于2018年8月中旬,在该区域内进行空间抽样调查共计36个样地,记录样地经纬度㊁石漠化程度㊁植被类型㊁植被覆盖度㊁岩石裸露率等指标㊂2.3.5㊀石漠化动态度与未来预测分析为定量分析贵州省石漠化动态变化区域差异和预测未来变化趋势,本文引用单一土地利用类型动态度来研究单一等级石漠化动态度,利用综合石漠化动态度表示各石漠化类型总的变化幅度与速度[10],同时利用ArcGIS对4期石漠化数据进行融合和叠加,得到石漠化转移矩阵,定量解释各石漠化类型间转移特征,运用马尔科夫模型[53⁃54],通过马尔科夫过程转移概率,预测2020年和2024年贵州省石漠化演变趋势㊂(1)单一等级石漠化动态度计算公式:K=Ub-UaUaˑ1Tˑ100%(5)式中,K为研究时段内某一石漠化类型动态度;Ua和Ub分别为研究期初及研究期末该类石漠化类型的数量;T为研究时段长㊂(2)综合石漠化动态度计算公式:K=ðni=1(|Uai-Ubi|)Sˑ1T(6)式中,K为综合石漠化动态度;Uai为研究区域内第i类石漠化类型在研究起始年的统计面积;Ubi为研究区内第i类石漠化类型在研究终止年的统计面积;S为研究区总的国土面积;T为研究年数;n为石漠化类型数㊂3㊀结果3.1㊀贵州省植被覆盖度时空格局分析3.1.1㊀植被覆盖度精度检验㊀㊀图1显示,实测的植被覆盖度与遥感解译的植被覆盖度,两者相关性系数R2达到0.87,精度良好㊂1395㊀17期㊀㊀㊀文林琴㊀等:2004 2016年贵州省石漠化状况及动态演变特征㊀图1㊀植被覆盖度预测值与实测值的回归关系㊀Fig.1㊀Regressionrelationshipbetweenvegetationcoveragepredictionvalueandmeasuredvalue3.1.2㊀贵州省植被覆盖度时空变化特征贵州省植被覆盖度各时期总体上均呈现从东南向西北递减的趋势,西北部毕节市平均植被盖度仅为23.2% 49.1%,而东南部黔东南州达到64.8% 75.6%(图2)㊂2004 2016年间,贵州省植被覆盖度总体呈持续上升趋势(图2),全省平均植被覆盖度从44.3%增加到63.4%;尤其是2004年到2008年间,贵州西部毕节市㊁安顺市㊁六盘水市和黔西南州等地出现显著增高趋势,分别从23.2% 36.9%增加到了46.4% 59.3%㊂2008 2012年间,西南部的黔西南州和西部的六盘水市植被盖度平均下降了9.6%和11.5%㊂2012 2016年间,贵州全省平均植被覆盖度从57.3%增加到63.4%,但毕节市地区仍呈3.1%的局部下降趋势(图2)㊂图2㊀贵州省植被覆盖度空间分布Fig.2㊀DistributionofvegetationcoverageinGuizhouProvince3.2㊀贵州省岩石裸露率时空变化特征贵州省岩石裸露率各个时期同样呈现西高东低的特征,西部毕节市平均岩石裸露率高达65.1% 65.6%,而东部黔东南州仅为30.1% 40.5%(图3)㊂2395㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀2008年到2012年,西北毕节市呈上升趋势㊂2012 2016年间,全省平均岩石裸露率下降了2.4%㊂图3㊀贵州省岩石裸露率空间分布Fig.3㊀DistributionofrockyexposurerateinGuizhouProvince3.3㊀贵州省石漠化时空演变特征3.3.1㊀贵州省石漠化空间分布格局贵州省石漠化状况在空间分布上呈现出西部重㊁东部轻的特征(图4)㊂4个时期中,西北部毕节市中度以上石漠化面积占该区域的62.0% 86.4%,东南部黔东南州仅为18.4% 33.0%(图4)㊂贵州石漠化的主要分布区域是毕节市㊁黔南州㊁黔西南州㊁六盘水市和安顺市等5个地州市,4个时期中,其石漠化面积分别占区域国土面积的46.2%㊁40.8%㊁41.2%和35.7%,而无石漠化分布较多的为铜仁市和黔东南州,石漠化面积分别占区域国土面积的16.3%㊁18.3%㊁13.6%和11.6%(图4)㊂3.3.2㊀贵州省石漠化时间演变特征2004 2016年间,贵州省石漠化面积占比从81.7%下降到61.4%,其中,中㊁重度石漠化面积从61.4%下降到了38.1%(表2)㊂从绝对面积看,12年间,无石漠化面积从32176.4km2增加至67893.9km2;重度石漠化区域从34011.9km2下降至20407.0km2,截止到2016年,贵州省石漠化面积仍有108161.9km2㊂从单一等级动态度看,无石漠化动态度一直呈正值变化,面积持续增加,而中度和重度石漠化则呈相反的变化特征(表2)㊂2004 2008年和2012 2016年2个时段,是贵州省石漠化显著好转时期,无石漠化面积分别增加了40.1%和30.1%,动态度分别为10.0%和7.5%;重度石漠化面积分别减少了20.4%和10.7%,动态度分别为-5.1%和-2.7%㊂值得注意的是,2012 2016年间的中度石漠化减少较为显著,年均减少3873.6km2,动态度为-6.4%㊂2008 2012年间,总体上也呈改善状态,无石漠化面积增加了1780.8km2,动态度为4.0%,轻度㊁中度和重度石漠化年均分别减少176.8km2㊁544.8km2和1055.6km2(表2)㊂3395㊀17期㊀㊀㊀文林琴㊀等:2004 2016年贵州省石漠化状况及动态演变特征㊀图4㊀贵州省石漠化空间分布Fig.4㊀DistributionofrockydesertificationinGuizhouProvince2004 2008年,2008 2012年,2012 2016年3个时段的综合石漠化动态度分别为5.2%,2.2%,5.1%,呈先减小后增大的趋势,石漠化总面积持续减少㊂2008 2012年时段变化面积最小,动态度最低,其他两个时段面积变化相当,变化速度较快(表3)㊂表2㊀贵州省2004 2016年不同类型石漠化动态度Table2㊀DynamicdegreeofdifferenttypesofrockydesertificationofGuizhouprovincefrom2004to2016类型Type面积Area/km22004 20082008 20122012 20162004200820122016变化面积Areaofchange/km2动态度Dynamicdegree变化面积Areaofchange/km2动态度Dynamicdegree变化面积Areaofchange/km2动态度DynamicdegreeⅠ32176.444169.852192.867893.912893.310.0%7123.14.0%15701.17.5%Ⅱ35740.441399.840692.742896.45659.34.0%-707.1-0.4%2203.71.4%Ⅲ74127.862833.560354.544860-11594.3-3.9%-2179-0.9%-15494.5-6.4%Ⅳ34011.927068.22284620407-6943.7-5.1%-4222.2-3.9%-2439-2.7%㊀㊀Ⅰ:无石漠化Nilrockdesertification;Ⅱ:轻度石漠化Slightrockdesertification;Ⅲ:中度石漠化Mediumrockdesertification;Ⅳ:重度石漠化Severerockdesertification表3㊀贵州省2004 2016年石漠化综合动态度Table3㊀IntegratedthedynamicdegreeofrockydesertificationofGuizhouprovincefrom2004to20162004 2008年2008 2012年2012 2016年变化面积Areaofchange/km2动态度Dynamicdegree变化面积Areaofchange/km2动态度Dynamicdegree变化面积Areaofchange/km2动态度Dynamicdegree37090.65.20%14231.32.0%35838.35.1%4395㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀3.4㊀贵州省2004 2016年石漠化转移过程2004 2008年时段,轻㊁中度石漠化向无石漠化分别转化了16048.1km2和15455.0km2;重度石漠化在贵州省安顺市㊁黔西南州及遵义市增加较多,主要贡献是中度石漠化,贡献了8557.7km2(图5)㊂2008 2012年时段,石漠化改善主体仍然是轻㊁中度,分别转化13714.3km2和27938.2km2;重度石漠化增加的部分有56.3%来源于中度石漠化,集中在毕节市和六盘水区域(图5)㊂2012 2016年时段,轻㊁中度石漠化分别向无石漠化转化16374.3km2和15735.7km2,主要分布于贵阳市㊁安顺市和黔南州(图5)㊂2004 2016年的12年间,无石漠化主要向轻㊁中度分别转化4833.6km2和3346.2km2,而石漠化状况改善的主体也是轻㊁中度,分别转化16855.3km2和22996.0km2;中㊁重度石漠化的转入和转出面积分别为31613.9km2和74486.9km2,比值为42.4%,其中,中度石漠化增加的主要贡献是轻度和重度石漠化,分别贡献6193.1km2和12012.2km2,由轻度向中度石漠化转移恶化的区域主要出现在毕节市㊁黔西南州及遵义市的西北部(图5d)㊂近12年间,贵州省无石漠化面积净增加35717.4km2,增速为2976.5km2/a,无石漠化转入和转出速率分别为3743.6km2/a和767.1km2/a;中度以上石漠化的转入和转出速率分别为2634.5km2/a和56207.2km2/a㊂从各石漠化等级的转入和转出速率看,轻度和中度石漠化转化较为活跃,而重度石漠化和无石漠化较为稳定(图5)㊂图5㊀石漠化空间转化Fig.5㊀Spatialtransformationmapofrockydesertification3.5㊀贵州省石漠化状况预测表4显示,到2020年,贵州省无石漠化面积将从2016年的67893.9km2上升到73915.8km2,石漠化面积5395㊀17期㊀㊀㊀文林琴㊀等:2004 2016年贵州省石漠化状况及动态演变特征㊀将减少6023.4km2,达8.9%,其中中度石漠化面积减少最多,达7.6%㊂到2024年,无石漠化面积将增加到76155.4km2,将增加12.2%,石漠化面积将减少8263.0km2,中度和重度石漠化减少较多,分别下降10.0%和15.3%㊂表4㊀贵州省2020年和2024年石漠化类型预测结果Tab4㊀PredictionresultsofrockydesertificationtypesofGuizhouProvincein2020and2024年份YearsⅠⅡⅢⅣ面积Area/km2比重Proportion面积Area/km2比重Proportion面积Area/km2比重Proportion面积Area/km2比重Proportion202073915.842.0%42446.724.1%41459.623.6%18232.210.4%202476155.443.3%42231.224.0%40375.822.9%17291.99.8%㊀㊀Ⅰ:无石漠化Nilrockdesertification;Ⅱ:轻度石漠化Slightrockdesertification;Ⅲ:中度石漠化Mediumrockdesertification;Ⅳ:重度石漠化Severerockdesertification4㊀讨论4.1㊀贵州省石漠化空间分布格局植被覆盖度是评价石漠化的关键指标,与石漠化等级呈现负向关系[55]㊂本研究中,贵州省植被覆盖度与石漠化空间分布格局基本一致(图2㊁图4),相关学者基于MODIS-NDVI数据的研究也呈现出基本一致的结果[56⁃58]㊂贵州省黔东南区域,少数民族聚集,人类活动相对较少,自然植被相对优越[59],西北部毕节市和六盘水市区域,地处贵州典型岩溶山区,岩石裸露碎裂㊁岩溶发育强烈[16],植被覆盖度相对较低㊂贵州中部的安顺㊁贵阳及北部的遵义等区域,由于城市快速发展㊁人口密集,人类活动影响相对强烈,致使其植被覆盖也相对较低[56]㊂岩石裸露是石漠化最直观的表现,岩石裸露率的高低与石漠化程度呈正相关关系,本研究显示贵州省岩石裸露率总体呈现西高东低的特征(图3)㊂贵州省地势西高东低,西部多中山区,多岩溶峡谷发育,地表物质不稳定,土被破碎,长期冲刷再加上人为因素破坏极易造成基岩裸露,中㊁东部海拔相对较低,为中㊁低山区,坡度相对较缓,地表物质相对稳定[60]㊂本研究也相应显示,植被覆盖度相对较高的东部和北部地区岩石裸露率低㊁西部地区岩石裸露率较高(图2,图3)㊂由此可见,生态建设中,提高区域植被盖度㊁降低岩石裸露率,是石漠化防治首要任务㊂石漠化的分布与发展不仅与植被盖度㊁岩石裸露率直接相关,还受坡度㊁岩性㊁人口和社会经济发展水平等关键驱动因子的影响[61⁃62]㊂㊁人口密集程度和经济发展状况密切相关,本研究及相关研究[42]所呈现的贵州省石漠化空间分布呈西部重㊁东部轻㊁南部重㊁北部轻的空间格局,显著受到驱动因素的影响㊂贵州省碳酸盐岩空间分布为南部富石灰岩㊁北部富白云岩,受岩性制约的地貌形态也具南部多峰丛洼地㊁北部多丘丛的分布特征[63],同时也形成与地形坡度特征相应的石漠化分布特征[55]㊂此外,贵州省人口分布同样呈现西部地区较东部密集的特征,经济密度相对较高[64],人口密集㊁频繁的农业活动对生态环境及土地利用负担加重,加之西北部密集分布的矿产资源,导致西北部经济密度明显高于东南部[65],所有这些均加剧了相应区域的石漠化发展㊂4.2㊀2004 2016年间贵州省石漠化演变特征本研究显示,2004 2016年间,贵州省植被覆盖度持续增加,达到了63.4%,岩石裸露率持续下降(图2,图3)㊂相关研究也显示2004 2008年间,甚至到2016年间,贵州全省植被覆盖度呈现持续增加趋势[58]㊂相应地,贵州省2004 2016年间石漠化程度持续下降,尤其是2004 2008年间,其下降程度最为显著(图5)㊂根据石漠化公报[2⁃3]显示,2005 2011年和2011 2016年贵州省石漠化面积分别减少8.8%和18.3%㊂本研究中,贵州省石漠化面积在2004 2012年和2012 2016年分别下降13.9%和14.5%,与全国石漠化公报基本一致㊂6395㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀近年来,相关研究均显示了贵州石漠化好转的趋势,诸如贵州晴隆县[10]㊁贵州省普定县[11],贵州省花江㊁朗溪㊁后寨河㊁王家寨㊁花江等5个典型岩溶山地[49],乃至贵州全省[42]等区域㊂究其原因,一方面,近年来,贵州省结合国务院批复的‘岩溶地区石漠化综合治理规划大纲(2006 2015)“以及‘贵州省水利建设生态建设石漠化治理综合规划石漠化综合治理专项规划(2011 2020)“等,把水利建设与生态建设㊁石漠化综合治理,三位一体结合起来科学规划,加快实施石漠化综合治理㊁退耕还林㊁长江和珠江防护林等工程,促进了石漠化综合治理,使石漠化扩展趋势得以遏制㊂另一方面,自2008年以来,国家启动石漠化综合治理试点工作,贵州省55个县列为第一批试点县,2011年,贵州78个石漠化县全部纳入国家石漠化综合治理实施范围,石漠化治理步伐进一步加快[3]㊂本研究结果直接显示出2004 2016年石漠化程度显著好转的演变特征(图4㊁表2)㊂相关政策措施对石漠化的治理起到了显著效应,但贵州省局部区域内石漠化仍继续恶化(图5)㊁生态环境依然十分脆弱,石漠化防治形势依然严峻㊂4.3㊀贵州省石漠化等级转换及未来演变态势石漠化的演变并不是一蹴而就的,而是一个复杂而循序渐进的过程㊂本研究显示,在石漠化转换过程中,全省石漠化转入类型集中在无石漠化和轻度石漠化这两大类中(图5)㊂相关研究也显示出,石漠化的转化以高等级向低等级转化为主,而低等级向高等级的转化面积越来越少的特征[42]㊂无石漠化和重度石漠化相对稳定,一方面体现贵州石漠化治理与防护取得一定成效,另一方面也反应出重度石漠化在治理过程中的难度㊂基于马尔科夫转移矩阵模型预测显示(表5),到2020年及2024年,贵州省石漠化状况将持续好转㊂由于预测值是以现有的石漠化综合治理为基础,随着治理年限的延续,石漠化综合治理成效会越来越显著,石漠化改善状况应比预测结果更为显著㊂但是,随着各治理措施的推进,余留区域的石漠化立地条件越来越差,治理成本越来越高,治理难度将越来越大[3]㊂为加快石漠化改善进程,实现2035年和2050年生态文明建设目标,在初步遏制石漠化发展后,仍需大力实施以植被恢复为重点的生态工程,结合国务院批复的‘贵州省水利建设生态建设石漠化治理综合规划(2011 2020)“明确的目标,提高工程投资标准,加大投资力度,优化结构,全面加快石漠化治理步伐,持续跟踪监测石漠化的动态变化㊂快速准确地监测石漠化状况是石漠化治理的关键,传统的石漠化调查方法周期很长,难以达到监测目标,而遥感技术具备大范围㊁综合性㊁动态性观测能力和宏观㊁快捷㊁经济以及信息综合等优势[66],是石漠化遥感信息提取不可或缺的手段㊂本研究结果证明该方法适用于贵州全省大尺度时空范围内石漠化状况的提取和分析,是该研究领域内,采用多种影像特征及多源数据进行石漠化遥感信息提取的科学而必要的补充,有助于对贵州省石漠化状况进行实时监测和管理㊂但在研究中分级指标及指标阈值不具有统一性,定量化困难,对影像处理㊁提取技术等仍需进一步提高㊂5㊀结论(1)贵州省石漠化空间格局呈西重㊁东轻的分布特征,其中尤以毕节市㊁黔南州㊁黔西南州㊁六盘水市和安顺市等区域为重,一方面与其区域地质地貌相关,另一方面也表现出相关区域密集的人类活动及相对活跃的社会经济活动对石漠化演变的驱动作用㊂(2)截止2016年,贵州省植被覆盖度呈现持续增加,石漠化面积呈现持续减少的演变趋势,近十多年来,贵州省石漠化状况已经得到遏制,石漠化治理工程取得显著成效,但局部区域诸如毕节市㊁黔西南州等石漠化分布较多的区域仍存在高度的不稳定性,或趋于恶化的态势,尤其是重度石漠化区域,其治理尤为复杂而艰难㊂(3)预测显示的到2020年及2024年贵州省石漠化将继续保持改善的态势,表明贵州省石漠化治理的相关政策措施将继续发挥重要作用,但所显示出改善速度较慢的特征,也表明石漠化防治形势的严峻性,当地政府应结合当前发展背景,统筹山水林田湖草一体化系统,在继续推进各项重点工程的同时,应切实提高石漠化区域的生态环境自然修复能力㊂7395㊀17期㊀㊀㊀文林琴㊀等:2004 2016年贵州省石漠化状况及动态演变特征㊀。

浅谈贵州省石漠化治理的基本思路和对策

浅谈贵州省石漠化治理的基本思路和对策

浅谈贵州省石漠化治理的基本思路和对策1 贵州石漠化现状及成因1.1 贵州石漠化现状贵州是我国喀斯特发育最充分、分布最集中的地区之一。

全省喀斯特面积达13.0万km2,占全省总面积的73.8%,其中:喀斯特出露面积10.9万km2,占全省总面积61.9%。

石质荒漠化面积达2.25万km2。

占全省总面积的12.8%,且每年仍以超过6.7万hm2的速度在继续扩展。

据调查,现有石漠化土地中,岩石出露面积占70%以上的石山74.1万hm2,岩石出露面积在30%~70%的半石山地46.7万hm2,白云质砂石山13.8万hm2,工矿型石漠化土地12.9万hm2,石漠化农耕旱地(石旮旯土)13.7万hm2,有潜在石漠化趋势的25度以上农耕旱地64.5万hm2。

这些石漠化土地主要分布在境内乌江流域和南、北盘江流域。

1.2 贵州石漠化成因贵州石漠化主要是喀斯特地区的石质荒漠化。

石漠化的形成,既有自然原因,更是人为所致。

在此基础上,逐步建设一个喀斯特地区功能稳定,结构合理的森林生态体系,建立可持续发展的生态环境。

3 石漠化治理的主要技术措施3.1 林种、树种选择贵州喀斯特地区生物资源丰富,气候条件优越,适宜用来恢复植被的植物种类很多。

根据石漠化治理的基本思路和指导思想,在恢复植被的同时也要考虑增加当地群众的经济收入,促进地方经济的发展。

因此,在立地条件较差、坡度较大、水土流失隐患等级较高的地段规划营造生态公益林。

在立地条件较好、地势较平坦的山坡地,选择名、特、优的竹、药、果、藤等树种营造生态经济林(生态经果林、生态用材林、生态药材林、生态薪灰林)。

在树种选择上,要充分考虑石漠化土地严酷的立地条件,注重选择适生(耐干旱、耐瘠薄)、速生、抗逆性强、具有较高经济价值的乡土树种,如花椒、金银花、任豆、香椿、酸枣、苦楝、榕树、车桑子、棕榈、楸树、刺槐、桦木、竹子、栎类等。

3.2 营造林方式选择3.2.1 封山育林封山育林是石漠化地区生态重建最直接和费省效宏的措施。

石漠化景观格局分布特征及其影响因素分析——以贵州省盘县为例

石漠化景观格局分布特征及其影响因素分析——以贵州省盘县为例
( 陡坡垦 殖 ) 在“ 如 和 水平 ” 向不合理 的 空 间布局 ( 方 如
1 研 究 区概 况 和研 究方 法
1 1 研 究 区概况 .
贵 州 省盘县地 处 珠江上 游南北 盘江发源 地 、 云南 高原 向黔 中高原过 渡 的斜坡 部位 、 广西丘 陵与黔 西北
高原之 间 的过 渡地 带 , 生态地 位十分 重要 。盘县 以高
原 山地 为 主体 , 势西 北高 、 地 东南低 。 北部与 水城 接壤
景观 碎裂 化 )构 成岩溶 山地 景观 退化 的主 要 问题 [ 。 , 5 ] 从景 观 以上 尺度 考 虑生 态恢 复 与重 建 问题 已逐 渐 引 起 了恢 复 生态学 家的关 注 , 目前几 乎没 有涉 及石 漠 但 化土 地空 间分布 ( 观格局 ) 石漠化过程 的相互关 系 景 与
喀斯 特石漠 化是土地 荒漠 化的 主要类 型之 一 , 它
以脆 弱的 生态地 质环境为 基础 , 以强 烈的 不合理 人类
活动 为 驱动 力 , 以土 地生 产 力退 化 为 本 质 , 出现类 以 似荒 漠景 观为标 志L ] 人类不 合理 活动 的干扰 , 1。 加剧 了 以“ 石漠 化 ” 为特 征的岩 溶 山 区景 观 演 化和 景 观破 碎化 进程 。在 山地 自然条 件 的制 约下 , 为干 扰 的 ] 人 影 响范 围呈 蚕食 性 扩展 , 致景 观 日趋破 碎 , 前规 导 先 模较 大 、 通度较 高的斑块 日益 被分 割为 分离 的和碎 连 小 的斑 块[ 。景观 利用 在 “ 直 ” 向不 适 宜 的 匹配 4 ] 垂 方
第一作者简介 : 严宁珍( 7 一) 女 , 1 1 , 讲师 , 9 研究方 向为土地资源利用。E-mal y nn z e @1 3c r。 - i a igh n 6 .o : n

威宁县石漠化治理中存在问题及应对措施

威宁县石漠化治理中存在问题及应对措施

威宁县石漠化治理中存在问题及应对措施威宁县林业局威宁县地处贵州西部乌蒙山区,属滇东高原东延部分的高寒山区,是国家级贫困县。

全县土地总面积6296.30平方公里。

全县70%的土地在海拨2000~2400米之间,因此素有“贵州屋脊”之称。

全县喀斯特地貌和常态地貌交错出现,以喀斯特地貌为主,岩溶盆地,溶湖溶斗,溶洞,天生桥到处可见,县内国家级自然保护区草海就属于最大的岩溶沉积湖。

一、石漠化面积分布现状威宁县石漠化土地面积分属中部高原缓丘坝子岩溶区和四周高中山河谷岩溶区。

全县土地总面积629630 hm2 ,石漠化面积为90885.7 hm2,占岩溶面积的22.1% ,占全县土地总面积的14.4%。

在石漠化面积中,轻度石漠化面积75043.4 hm2,占土地总面积的11.9% ,中度石漠化面积14994 hm2,占土地总面积的2.4 % ,强度石漠化面积为815.5 hm2,占土地总面积的0.1 %。

在威宁县的39个乡镇(街道)中都发生了不同程度的石漠化,石漠化发生面积广,程度深,治理难度大。

二、石漠化的危害石漠化给生态环境和群众生活造成了很多方面的危害:一是生态环境恶化,各种自然灾害频繁发生。

二是水土流失加剧,严重危害农业生产基础设施安全。

严重的土壤侵蚀,致使山下的良田好土被水打沙壅,泥沙淤积水库,提高河床,冲毁水利工程,降低了水利工程的效益。

三是石漠化加剧了贫困程度,严重制约区域经济发展。

石漠化地区由于缺水、缺土,经济发展严重滞后,部分地区由于自然条件恶劣,已丧失了基本的生存条件,群众被迫迁移,留落他乡或外出务工维持生计,因此,加快威宁县石漠化治理,对改善石漠化地区生态环境,促进山区群众脱贫致富奔小康,具有十分重要的现实意义。

三、石漠化治理成效威宁县自2008年被确定为贵州省首批喀斯特石漠化治理试点县来,共实施了7个年度的石漠化治理工程。

共完成治理面积137km2,其中:林草植被恢复112.3 km2,种草26 km2,棚圈建设3.3万平方米,坡改梯1.5 km2,排灌沟渠2.19 km2,拦沙坝10口,沉沙池34口,蓄水池109口,田间生产道路30 km2,输水管3 km2,山塘治理3口。

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岩溶石漠化治理问题研究————以贵州省为例王明章(贵州省地质调查院,贵州 贵阳 550004)[摘要] 石漠化的形成与地质背景密切相关,石漠化的治理也必须在查明石漠化区地质背景的基础上,针对岩性、地球化学背景、水资源特征以及石漠化程度,并结合当地经济发展合理地制定和实施防治工程,采能达到良好的效果。

本文以贵州省为例,分析了石漠化现状、近10年来的治理效果,指出了治理工作中存在的问题,从地学的角度提出了岩溶石漠化防治的建议。

[关键词] 岩溶 石漠化 治理问题 研究1.石漠化分布特征 1.1地域分布特征贵州省岩溶区面积12.96万km 2, 石漠化面积3.25万km 2,占贵州省岩溶区总面积的25.08%。

其中重度石漠化面积为5249.58 km 2,中度石漠化面积11895.93 km 2,轻度石漠化分布面积15331.22 km 2。

石漠化区在地域上的分布以贵州省西部为主,珠江水系的洪水河流域和长江水系乌江流域上游三岔河及六冲河河谷斜坡地带,其平面分布见图1。

石漠化分布面积列前十位的县见表1,其石漠化面积之和为11941.30 km 2,占贵州省石漠化面积的36.77%,多为贵州省贫困县。

表1 石漠化面积前十位县统计表1.2在碳酸盐岩中的分布特征贵州省的石漠化均分布在碳酸盐地层中,并且在各类型碳酸盐岩中的分布比例不尽相同,纯灰岩中的石漠化面积最多,为12569.15km2,占贵州省石漠化的39%;其次是石灰岩岩夹碎屑岩,为8582.63km2,占26%;其他岩类分布相对较少(表2)。

表2 贵州省各碳酸盐岩类型中的石漠化面积一览表(单位:km2)从上表中也可以看出,轻度石漠化的所占比重最大,其次是中度石漠化的比重,重度石漠化的比重最小。

在重度石漠化中,石灰岩分布区占重度石漠化总数的67.34%,碳酸盐岩夹碎屑岩的重度石漠化占为12%,白云岩的重度石漠化为10%,碳酸盐岩与碎屑岩互层和碎屑岩夹碳酸盐岩中的重度石漠化最少,分别占8%和7%。

1.3石漠化在岩溶地貌中的分布特征贵州省的石漠化在不同地貌类型中分布比例各不相同(表3)。

表3 贵州省各地貌类型中石漠化面积一览表(单位:km2)表中显示:重度石漠化在地貌上主要分布于峰丛洼地溶丘谷地和岩溶山地地区,石漠化比重分别为重度石漠化总量的49.58%、15.93%和10.61%。

峰丛洼地岩溶峡谷区的石漠化发生率较高,分别是41.17%和36.60%,岩溶丘陵中的石漠化发生率为22.52%,岩溶山地和岩溶槽谷中的石漠化发生率较小,分别是17.61%和15.03%。

2.贵州省石漠化演变2.1石漠化的加剧特征石漠化演变总体呈加剧态势,石漠化面积为21643.27km2,到九十年代末达到32476.73km2,石漠化面积净增10833.46km2,平均每年以744km2速度增加。

增加石漠化总面积10800.09km2,位居西南八省之首。

其中,石漠化严重加剧的面积为3836.18km2,轻微加剧的石漠化面积为6963.91km2(图2)。

表4 贵州省石漠化加剧严重的主要地区情况一览表(单位:km2)2.1.1 石漠化加剧的地域分布特征从八十年代末到九十年代末石漠化严重加剧的县市主要分布在黔西和黔中地区,以六盘水市、大方县、盘县特区、等城市(表4)为代表。

这些地区,从社会经济的角度,多属于经济落后的贫困地区或采矿等人为活动强烈的地区。

2.1.2石漠化加剧的岩性分布特征 石漠化的加剧明显的受地层岩性控制,在各碳酸盐岩中的分布各不相同。

如图3所示,纯灰岩、灰岩与白云岩互层中的石漠化加剧比例较平均水平高,分别是10.35%、和10.25;纯白云岩及碎屑岩夹碳酸盐岩中的石漠化加剧比例较低,分别为 6.48%; 4.49%;碳酸盐岩与碎屑岩互层中的石漠化加剧比例最小,为2.48%。

2.1.3石漠化加剧的地貌特征石漠化加剧在各地貌类型中分布亦不相同。

如图4所示,峰从洼地中的石漠化加剧比例最大,为24.41%;其次是岩溶峡谷,其石漠化加剧比例达到21.24%;峰林洼地的石漠化加剧比例为11.05%;其它地貌条件下石漠化加剧的比例则低。

2.2石漠化的改善特征通过石漠化改善情况与八十年代末石漠化现状的空间叠加分析,八十年代末的重度石漠化有166.44km 2图3贵州省各碳酸盐岩类型中的石漠化加剧程度24681012纯灰岩纯白云岩灰岩与白云岩互层碳酸盐岩夹碎屑岩碳酸盐岩与碎屑岩互层碎屑岩夹碳酸盐岩图4 贵州省各地貌类型中的石漠化加剧程度对比51015202530岩溶槽谷岩溶山地峰丛洼地峰林洼地岩溶峡谷岩溶平原岩溶丘陵得到改善,占八十年代末石漠化面积的4.82%;中度石漠化有187.86km 2得到改善,占石漠化改善总面积的27.09%;轻度石漠化有321.24km 2得到改善,占石漠化改善总面积的47.55%。

2.2.1石漠化改善在地域上的分布特征主要分布黔北、黔西地区,如正安县(6.02%)、织金县(2.91%)、黔西县(2.51%)、纳雍县(1.89%)、清镇市(1.82%)、绥阳县(1.80%)、道真仡佬族苗族自治县(1.77%)、长顺县(1.67%)、龙里县(1.41%)、德江县(1.27%)和贵定县(1.27%)。

2.2.2石漠化改善的岩性特征 碳酸盐岩夹碎屑岩、碳酸盐岩与碎屑岩互层和碎屑岩夹碳酸盐岩中的石漠化改善比例高于全省的平均值,分别是0.96%、0.83%和0.65%;纯碳酸盐岩地层分布补石漠化改善比例低于全省的平均值,分别为0.46%和0.24%(图5)。

2.2.3石漠化改善的地貌特征如图6所示,岩溶丘陵区的石漠化改善程度最大,为 1.48%,石漠化改善程度高于全省的平均水平。

峰从洼地的石漠化改善程度低,为0.39%。

综合分析贵州省石漠化的演化:经济发展水平低的贫困地区或采矿活动强烈的地区、地质条件上为纯碳酸盐岩特别是纯石灰岩分布区、在地貌上处峰丛洼地分布的斜坡地带、在水资源分布上为地下水深埋、地表缺水严重的岩溶区,石漠化仍继续加剧。

而社会经济条件较好、碳酸盐岩与碎屑岩相间分布、地形相对平缓地区。

石漠化改善程度相对较好。

3. 石漠化治理及存在的问题 3.1石漠化治理效果分析及认识目前贵州省采用的石漠化的防治方式主要为封山育林、退耕还林、植树造林,其次配合以土地整理、以及旨在解决燃料的沼气池建设和改善人畜饮水水柜等工程建设。

图5 贵州省各碳酸盐岩类型中的石漠化改善程度0.20.40.60.811.2纯灰岩纯白云岩灰岩与白云岩互层碳酸盐岩夹碎屑岩碳酸盐岩与碎屑岩互层碎屑岩夹碳酸盐岩平均值图6 贵州省各地貌类型中的石漠化改善程度0.20.40.60.811.21.41.6岩溶槽谷岩溶山地峰丛洼地峰林洼地岩溶峡谷岩溶平原岩溶丘陵平均值但由于是石漠化的成因复杂,治理的效果总体上并不完全尽人意。

通过从1986年到1999年的整治,全省石漠化改善的面积有675.54km2,仅占石漠化总面积的2.09%。

全省有19.49%的地区石漠化得到改善,51.07%的地区基本未变,24.91%的地区石漠化在加剧。

反映为局部改善,总体加剧。

综合分析,石漠化的演化趋势为:(1)重度石漠化区面积基本保持不变;(2)轻度~中度石漠化区面积总体有所增加;(3)未石漠化区面积仍呈减少趋势。

(4)石漠化加剧或改善程度低的地区大多集中在贫困区和人类采矿等工程活动强烈的地区,该类地区也正好是地表缺水严重石山斜坡地带。

该现象说明:(1)重度石漠化一但形成,难以恢复,其原因在于该类区中土壤和水源极度缺乏,植被生长和生存的基本条件极差。

(2)中度石漠化及轻度石漠化区仍保存着生物生存的基本条件,对人为工程活动敏感,合理的石漠化治理工程可引起植被的恢复,生态环境的改善;不合理的人为工程活动也易导致石漠化的形成,生态环境的恶化。

(3)地下水深埋、地表缺水严重的的峰丛洼地斜坡地区石漠化治理难度大。

3.2石漠化治理存在的问题石漠化的防治工作虽已取得了一定的成果,但同时也存在着一定的问题,这主要反映在:(1)石漠化基本成因研究滞后治理工作,对石漠化的防治普遍采用封山育林、退耕还林及植树造林等地表生物工程手段,治理工程缺乏地学的科学指导。

(2)植树造林多为单一树种,生物群落单一。

未将地球化学背景与生物的适宜性和但地经济发展紧密结合,难以合理的指导造林的工作。

(3)对石漠化形成的根本成因(特别是岩溶地质、水文地质背景、地球化学背景)的研究以及不同地质条件地球化学背景下的生物适应性的研究,尚处于未起步阶段,这是急需解决的地质工作问题。

贵州省石漠化每年仍以数万亩土地石化的速度发展,必须引起政府部门及科研部门的高度重视。

石漠化的研究和防治,应从其形成的基本背景着手,结合地质背景,制定出与之相匹配的地表防治方案,才能达到“标”、“本”兼治,达到预期效果。

4、几个值得研究的生态环境地质现象1、在石漠化的成因方面:一是石漠化多分布于岩溶石山区;二是重度石漠化区岩性绝大部份为石灰岩,白云岩、不纯碳酸盐岩区石漠化程度低;三是在地貌上,多分布于岩溶斜坡的峰丛洼地地带;四是在资源上,石漠化则分布于缺水、缺燃料的石山区。

因此,贵州省石漠化的形成除与人类工程活动相关,更重要的是受地质条件控制。

2、在石漠化恢复方面:不同地质环境中(这里主要指岩性),生态破坏后可恢复能力和程度也不同。

石灰岩区由于土壤和水资源极缺,石漠化形成后,大多数地区生态恢复难以,而白云岩及不纯碳酸盐岩区经自然或人工的干预,次生林或草地长势仍较好,说明白云岩及不纯碳酸盐岩区生态具有较强的可恢复性,其原因在于白云岩及不纯碳酸盐岩的结构、矿物化学成分有利于表层带中水分的保持。

3、岩溶区自然界存在“无土栽培”条件。

在未被破坏或破坏不严重的裸露型岩溶石山区,仍有茂密的喀斯特森林存在,这些植被的根系都渗入岩石的裂隙中,植物具有多样性,同时基岩面有众多的苔藓类低等植物,岩石湿度相对较大,且有少量的地下水渗出,这预示着即使在光秃秃的石山上,土壤流失后虽不可恢复,但在一定的湿度条件下,植被是可生长的。

4、不同的岩性分布区,生长的植物群落是不一样的,不同高程植物群落也不一样,这与各地区的自然地理条件和地球化学背景有关。

综合分析上述现象,可得出如下初步结论:1、石漠化是可治理的,“退耕还林,绿化石山”是保持水土,防治石漠化的一条有效途径,但是只有在基于充分研究和掌握了治理区的地质条件和地球化学背景以及不同植物群落对地质、地球化学背景适应性的前提下,有选择性地通过合理规划和实施。

石漠化的治理才能取得最佳的效果。

2、从地质环境的角度上,不纯碳酸盐岩及白云岩分布区石漠化治理的可行性优于石灰岩分布区。

石漠化的治理,应优先治理不纯碳酸盐岩和白云岩分布区。

3、在石漠化程度分区上,轻度和中度石漠化区还保留着相对较好的生物生存条件,相对重度石漠化区更容易治理和恢复。

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