邵東縣巖溶地區(qū)石漠化敏感性評(píng)價(jià)研究

盧海燕 夏美青 賀錦毅 黃菥靈

摘 要 以湖南省邵東縣為研究區(qū)，應(yīng)用GIS技術(shù)，進(jìn)行了石漠化敏感性評(píng)價(jià)和空間分析等方面的研究，以期為巖溶地區(qū)石漠化防治提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明：研究區(qū)石漠化敏感區(qū)面積比較大，占土地總面積的73.55%，59.13%的面積處在中度敏感、高度敏感和極度敏感狀態(tài)，極易發(fā)生石漠化;在石漠化敏感的區(qū)域，輕度敏感區(qū)域的面積所占比例最大，占敏感區(qū)總面積的40.87%;中度敏感區(qū)、高度敏感區(qū)和極度敏感區(qū)的面積分別占敏感區(qū)總面積的31.90%、23.75%和3.48%。

關(guān)鍵詞 巖溶石漠化;敏感性評(píng)價(jià);GIS技術(shù);湖南省邵東縣

中圖分類(lèi)號(hào)：X826;P931.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.20.086

土地石漠化現(xiàn)象是我國(guó)巖溶地區(qū)面臨的一個(gè)非常嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。土地石漠化不僅使當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境退化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件惡化，而且嚴(yán)重制約該區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。土地石漠化地區(qū)的自然條件極其惡劣，其表現(xiàn)為基巖大面積裸露、植被稀少退化、水土流失嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境短時(shí)間內(nèi)難以恢復(fù)。因此，巖溶石漠化被人們稱(chēng)為“地球癌癥”[1]。

目前，雖然巖溶地區(qū)生態(tài)環(huán)境敏感性問(wèn)題已有大量研究，我國(guó)對(duì)巖溶地區(qū)石漠化問(wèn)題的研究也取得了較為顯著的成果，在土地石漠化敏感性方面也進(jìn)行了一些探索性和嘗試性的研究，但這些研究雖然提高了人們對(duì)巖溶地區(qū)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的了解與認(rèn)識(shí)，但也都在不同程度上存在著一些局限。如絕大部分是針對(duì)巖溶地區(qū)生態(tài)環(huán)境敏感性的總體特征進(jìn)行分析，對(duì)具有針對(duì)性的石漠化敏感性問(wèn)題分析相對(duì)不足[2];又或是多數(shù)研究評(píng)價(jià)大流域內(nèi)的石漠化敏感性，而針對(duì)小范圍小尺度的綜合評(píng)價(jià)石漠化敏感性的研究比較少[3]。

針對(duì)這類(lèi)問(wèn)題，筆者運(yùn)用GIS和RS等現(xiàn)代技術(shù)，采用定量與定性相結(jié)合的方法從小尺度即柵格和鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)單元來(lái)分析研究湖南省邵東縣26個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)巖溶石漠化敏感性程度的面積大小及其分布規(guī)律，為有關(guān)地方政府部門(mén)有針對(duì)性地制定相關(guān)石漠化防治的政策措施、編制石漠化綜合治理規(guī)劃等提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)資料[4]。

1 研究區(qū)概況

邵東縣位于湖南省中部，地處東經(jīng)111°30′～

112°05′，北緯26°30′～27°28′，東西寬58 km，南北長(zhǎng)59 km?？h境屬衡邵丘陵地貌，主要有山地、丘陵、崗地、平原4種地貌類(lèi)型。全縣地勢(shì)總體比較平緩，自南北崛起向中部?jī)A斜，中部抬升向東西兩向成階梯式傾斜，成為境內(nèi)三大水系的分水嶺;殘丘低崗片蝕和溝蝕作用普遍，水土流失嚴(yán)重。成土母質(zhì)主要包括灰?guī)r、砂巖、花崗巖、板巖、頁(yè)巖、紫色頁(yè)巖、第四紀(jì)紅土和河流沖積物等。位于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，春多陰雨，夏暑期長(zhǎng)，秋多干旱，冬寒期短。年日平均氣溫16.6 ℃，年平均無(wú)霜期270 d，年平均降水量1 150～1 350 mm。

2 研究方法及過(guò)程

根據(jù)相關(guān)研究文獻(xiàn)資料以及調(diào)查的研究區(qū)實(shí)際情況，選定參與評(píng)價(jià)的因子，進(jìn)行評(píng)價(jià)因子的差異性分析，參照國(guó)內(nèi)學(xué)者相關(guān)研究及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，確定評(píng)價(jià)因子權(quán)重，構(gòu)建評(píng)價(jià)模型[5]。在此基礎(chǔ)上將每個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)在Arcgis10.1中進(jìn)行柵格化（柵格大小為

30 m×30 m）、屬性重分類(lèi)與賦值，運(yùn)用Arcgis10.1中的spatial analysis工具將每個(gè)指標(biāo)圖層數(shù)據(jù)按著評(píng)價(jià)模型進(jìn)行疊加運(yùn)算，再根據(jù)石漠化敏感性評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)生成綜合敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果圖，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。技術(shù)流程圖如圖1所示。

3 結(jié)果與分析

3.1 邵東縣石漠化敏感性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)國(guó)內(nèi)研究專(zhuān)家打分評(píng)價(jià)，綜合考慮選取母巖、坡度、植被類(lèi)型、植被覆蓋度與土地利用類(lèi)型等因素，運(yùn)用GIS空間分析技術(shù)來(lái)評(píng)價(jià)石漠化敏感性等級(jí)及其空間分布特征。最后在5個(gè)單因子敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)邵東縣研究區(qū)的石漠化敏感性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析，獲得如圖2所示的邵東縣石漠化敏感性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果分布圖。

研究區(qū)的土地總面積是1 774.316 6 km2，其中1 305.018 9 km2的面積為巖溶石漠化的敏感區(qū)，占土地總面積的73.55%;石漠化不敏感區(qū)域的面積是469.297 7 km2，占土地總面積的26.45%。石漠化不敏感的區(qū)域主要為非碳酸鹽巖或可溶性巖埋藏很深的分布地區(qū)，屬于比較難產(chǎn)生石漠化的區(qū)域?？偟膩?lái)說(shuō)，研究區(qū)內(nèi)較大面積的土地處于石漠化敏感狀態(tài)，如果不進(jìn)行人為干預(yù)，很大可能會(huì)產(chǎn)生石漠化，產(chǎn)生的危害范圍很大。

研究區(qū)內(nèi)有1 305.018 9 km2面積的石漠化敏感區(qū)域。如圖3所示，按照敏感性等價(jià)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，其輕度敏感、中度敏感、高度敏感和極高度敏感程度的面積大小差別顯著。輕度敏感區(qū)域的面積是533.322 km2，占研究區(qū)敏感區(qū)域總面積的40.87%，所占比例最大;中度敏感區(qū)的面積是416.297 km2，占敏感區(qū)域總面積的31.90%，僅次于輕度敏感區(qū);高度敏感區(qū)的面積是309.903 km2，占敏感區(qū)域總面積的23.75%;而極度敏感區(qū)的面積僅為45.497 km2，占敏感區(qū)總面積的3.48%，所占比例最小。由此看出，在石漠化敏感區(qū)，盡管輕度敏感與中度敏感、高度敏感及極度敏感的面積大小差異明顯，但有59.13%的面積處在中度敏感級(jí)別以上的狀態(tài)，這些總數(shù)量說(shuō)明了邵東縣研究區(qū)不但石漠化敏感區(qū)的面積范圍比較大，而且大部分面積在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)處于中度敏感以上狀態(tài)，這表明了該地區(qū)大部分范圍內(nèi)的土地極易出現(xiàn)石漠化，需要關(guān)注。

3.2 石漠化敏感性地域分布狀態(tài)分析

根據(jù)邵東縣石漠化敏感性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果分布圖（圖2）和邵東縣行政區(qū)劃圖，結(jié)合植被覆蓋度、母巖分布、坡度、土地利用類(lèi)型等信息，不同敏感程度在水平空間上的地域分布狀態(tài)及特征如下[6]。

3.2.1 極度敏感區(qū)

極度敏感區(qū)分布較分散，主要集中于斫曹鄉(xiāng)、砂石鎮(zhèn)和火廠坪鎮(zhèn)一帶。其中，斫曹鄉(xiāng)的極度敏感區(qū)大部分集中分布在西南部以及中部和東部邊境，西南部的極度敏感區(qū)與廉橋鎮(zhèn)接壤。砂石鎮(zhèn)的極度敏感區(qū)主要集中分布于該鄉(xiāng)鎮(zhèn)的東北部以及與流光嶺鎮(zhèn)接壤的南部邊境地帶。而火廠坪鎮(zhèn)的極度敏感區(qū)主要集中分布于該鄉(xiāng)鎮(zhèn)的東南部地區(qū)。另外，黑田鋪鄉(xiāng)的東北部和西南部、流光嶺鎮(zhèn)的東南部、皇帝嶺國(guó)有林場(chǎng)的中部、楊橋鎮(zhèn)的中部和西北部等地區(qū)也零星分布一些極度敏感區(qū)，但分布面積較小，空間分散。這些極度敏感區(qū)大多是陡峭的巖溶山地地區(qū)，其基巖裸露面積大，植被稀疏，石質(zhì)荒漠化景觀顯著。

3.2.2 高度敏感區(qū)

高度敏感區(qū)域分布較為廣泛，其中斫曹鄉(xiāng)、界嶺鄉(xiāng)、砂石鎮(zhèn)、火廠坪鎮(zhèn)、團(tuán)山鎮(zhèn)、水東江鎮(zhèn)和雙鳳鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)境內(nèi)均有成片的分布。這些高度敏感區(qū)主要分布于較為陡峭的巖溶山麓附近地區(qū)，白云巖連續(xù)分布，地表植被以低矮灌雜木、荒草地為主，植被覆蓋度較低，類(lèi)似石質(zhì)荒漠景觀。

3.2.3 中度敏感區(qū)

中度敏感區(qū)分布非常廣泛，大多與高度敏感區(qū)交織分布，除了佘田橋鎮(zhèn)和三個(gè)國(guó)有林場(chǎng)分布較少外，其他巖溶地區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有成片分布。尤其是簡(jiǎn)家隴鄉(xiāng)和團(tuán)山鎮(zhèn)兩側(cè)地帶分布面積最廣，黑田鋪鄉(xiāng)東北部、牛馬司鎮(zhèn)東南部、界嶺鄉(xiāng)南部和水東江鎮(zhèn)中東部地帶也有較多分布。中度敏感區(qū)主要分布著泥巖類(lèi)，其植被生長(zhǎng)較好，植被覆蓋度相對(duì)較大，基巖裸露面積較小，石質(zhì)荒漠化景觀一般。

3.2.4 輕度敏感區(qū)

輕度敏感區(qū)成片分布明顯。牛馬司鎮(zhèn)、兩市鎮(zhèn)、周官橋鄉(xiāng)、范家山鎮(zhèn)、廉橋鎮(zhèn)、黑田鋪南部、佘田橋鎮(zhèn)東部和簡(jiǎn)家隴鄉(xiāng)東北部等地帶均成大片分布，而魏家橋鎮(zhèn)和斫曹鄉(xiāng)分布很少。輕度敏感區(qū)一般是非石灰?guī)r、白云巖、泥巖等其他母巖的碳酸鹽巖分布區(qū)，巖層裸露面積很小且不連續(xù)，大多分布在非巖溶區(qū)的河谷邊側(cè)地帶、外延地帶或地形平緩的崗地區(qū)域，這些地帶的土層肥而厚，植被生長(zhǎng)發(fā)育狀況好，植被覆蓋度高，無(wú)巖石裸露，因而其石質(zhì)荒漠化景觀不顯著。

3.2.5 不敏感區(qū)

不敏感區(qū)也就是非巖溶區(qū)，這樣的區(qū)域不會(huì)發(fā)生石漠化。研究區(qū)的黃陂橋鄉(xiāng)、靈官殿鎮(zhèn)、堡面前鄉(xiāng)、石株橋鄉(xiāng)及簡(jiǎn)家隴鄉(xiāng)的南部、黑田鋪鄉(xiāng)的南部、魏家橋鎮(zhèn)的東北部、團(tuán)山鎮(zhèn)的東部、兩市鎮(zhèn)的東北部以及水東江鎮(zhèn)的西南部等地區(qū)均有大片分布的非巖溶區(qū)。不敏感區(qū)主要為非碳酸鹽巖或深埋性可溶巖分布地區(qū)，地形平緩，土層肥厚，植被覆蓋度高，沒(méi)有石質(zhì)荒漠化景觀。

4 結(jié)論與討論

參照國(guó)內(nèi)巖溶地區(qū)相關(guān)石漠化研究的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)邵東縣石漠化敏感性進(jìn)行評(píng)價(jià)，最終結(jié)果為：該研究區(qū)土地總面積1 774.316 6 km2，其中26.45%為不敏感土地（較難產(chǎn)生石漠化的土地）;73.55%是石漠化敏感的土地。而在石漠化敏感區(qū)域，輕度敏感區(qū)域的面積所占比例最大，為40.87%;中度敏感區(qū)的面積所占比例是31.90%;高度敏感區(qū)的面積所占比例是23.75%;極度敏感區(qū)的面積比例僅為3.48%。

本文在石漠化敏感性綜合評(píng)價(jià)上進(jìn)行了一些有益的研究，但在研究的理論方法以及研究中遇到的實(shí)際問(wèn)題方面還需要進(jìn)一步深入研究。如在指標(biāo)體系的研究時(shí)需要擴(kuò)大資料獲得途徑、豐富研究分析手段，結(jié)合當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)，健全石漠化敏感性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系。評(píng)價(jià)指標(biāo)除考慮影響石漠化敏感性的母巖、植被、坡度等自然因素外，還要考慮人口、經(jīng)濟(jì)、科技等人為因素的影響，人為因素指標(biāo)選擇與量化有待進(jìn)一步研究。

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（責(zé)任編輯：趙中正）