福泉市石漠化土地空間分布及其動(dòng)態(tài)變化研究

張藍(lán)月 陳遠(yuǎn) 董艷艷

摘 要：福泉市地處長(zhǎng)江流域中上游地區(qū)，石漠化問(wèn)題嚴(yán)重，造成植被稀疏、巖石裸露、涵養(yǎng)水源功能衰減，水土流失加劇，調(diào)蓄洪澇能力明顯降低，直接威脅長(zhǎng)江中下游地區(qū)的生態(tài)安全。為掌握全市石漠化土地分布狀況及其動(dòng)態(tài)變化情況，采用3S技術(shù)開(kāi)展福泉市石漠化土地調(diào)查研究，摸清了全市石漠化土地的分布、面積、動(dòng)態(tài)變化等主要特征，可為地方土地石漠化防治提供科學(xué)決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞：石漠化;空間分布;動(dòng)態(tài)變化;遙感;福泉

中圖分類(lèi)號(hào)：S-3 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200330036

巖溶地區(qū)石漠化作為一種環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害，加速了生態(tài)環(huán)境的惡化，形成以石漠化為核心的災(zāi)害群與災(zāi)害鏈。主要表現(xiàn)為水土流失—石漠化—旱澇災(zāi)害—生態(tài)系統(tǒng)退化集聚性發(fā)生和因果循環(huán)，結(jié)果導(dǎo)致土地資源喪失和非地帶性干旱、生命財(cái)產(chǎn)損失等。石漠化不僅造成資源和生態(tài)環(huán)境破壞，而且造成生態(tài)系統(tǒng)極其脆弱，生存條件惡化，人地矛盾加劇（可耕地面積減少、人畜飲水困難、旱澇災(zāi)害頻繁、土地生產(chǎn)力低等），導(dǎo)致本身落后的社會(huì)經(jīng)濟(jì)更加落后[1，2]，形成了“環(huán)境脆弱—貧困—掠奪資源—環(huán)境惡化—貧困加劇”惡性循環(huán)的“貧困陷阱”。福泉市地處長(zhǎng)江流域中上游地區(qū)，因石漠化嚴(yán)重，造成植被稀疏、巖石裸露、涵養(yǎng)水源功能衰減，水土流失加劇，調(diào)蓄洪澇能力明顯降低[3]。大部分泥沙進(jìn)入珠江，在下游淤積，導(dǎo)致河道淤淺變窄，水庫(kù)面積及其容積逐年縮小，蓄水、泄洪能力下降，直接威脅長(zhǎng)江中下游地區(qū)的生態(tài)安全[4]。為掌握全市巖溶地區(qū)石漠化狀況及其動(dòng)態(tài)變化，摸清全市石漠化土地的分布、面積、動(dòng)態(tài)變化等主要特征，采用3S技術(shù)開(kāi)展福泉市石漠化土地調(diào)查研究，對(duì)于土地資源保護(hù)、開(kāi)發(fā)與管理以及生態(tài)文明建設(shè)具有十分重要的意義，可為地方土地石漠化防治提供科學(xué)決策依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

福泉市隸屬黔南布依族苗族自治州，位于云貴高原東部，南與麻江接壤，西接貴定、龍里、開(kāi)陽(yáng)，北與甕安相連。全市國(guó)土面積168800hm2，地理位置為E104°14′～107°46′，N26°32′～27°02′。福泉市地勢(shì)西部和北部較高，中部和東南次之，南部較低。黃龍山主峰1715.8m，海拔最高;魚(yú)梁江出境河口614m，海拔最低，全市平均海撥1098m。巖石以沉積巖為主，占土地面積的98.2%。面積廣布的碳酸巖造成福泉發(fā)育的喀斯特地貌，地表主要有峰叢、峰林、溶丘、溶蝕洼地等;地下發(fā)育暗河、溶洞。強(qiáng)烈的侵蝕作用，造成福泉山地、丘陵、山間盆地、河谷、溶蝕谷地等多樣的地貌類(lèi)型。

全市土壤總面積164800hm2，土壤類(lèi)型有石灰土、黃壤土、水稻土、紫色土等4個(gè)土類(lèi)，10個(gè)亞類(lèi)，49個(gè)土屬，114個(gè)土種。全市林地面積102434.4hm2，（其中，林地60907.3hm2，灌木林地37801hm2，未成林造林地3726.1hm2），森林覆蓋率為55.55%。

市境屬長(zhǎng)江流域，有2大水系，東南部為沅江水系，注入洞庭湖;西北部為烏江水系，注入長(zhǎng)江。屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，熱量資源豐富，無(wú)霜期長(zhǎng)，雨量充沛，光、熱、水同季，適宜多種作物生長(zhǎng)，大部分地區(qū)一年兩熟。光能資源偏少，太陽(yáng)總輻射中部南部多，西部、北部、東部少。年平均氣溫12.5～15.3℃，均溫東部和南部高，西部和北部低。多年平均降水量1175.7mm，無(wú)霜期長(zhǎng)271d。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究數(shù)據(jù)以2010年和2015年Landsat遙感影像圖（比例尺1 ∶ 10000）為基礎(chǔ)，采用目視解譯方法獲得石漠化分布信息，結(jié)合野外實(shí)地踏勘，對(duì)全市石漠化土地斑塊的外業(yè)調(diào)查核實(shí)。

2.2 研究方法

采用“3S”技術(shù)與地面調(diào)查相結(jié)合的技術(shù)方法[5，6]。以整理后的前期石漠化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為本底，利用經(jīng)過(guò)幾何精校正和增強(qiáng)處理后的最新遙感影像數(shù)據(jù)，采用地理信息系統(tǒng)，按照小班區(qū)劃條件進(jìn)行區(qū)劃與解譯;采用帶有全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和區(qū)劃解譯數(shù)據(jù)的采集器現(xiàn)地開(kāi)展小班界線修正、因子調(diào)查和照片采集;將外業(yè)采集數(shù)據(jù)資料導(dǎo)入地理信息系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)與管理，統(tǒng)計(jì)匯總后獲取本期石漠化的面積、分布及其它方面的信息;最后根據(jù)2期調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，掌握石漠化的動(dòng)態(tài)變化情況。

2.2.1 區(qū)劃與解譯

利用上期監(jiān)測(cè)的圖斑疊加到本期遙感影像上進(jìn)行區(qū)劃，在原圖斑上進(jìn)行細(xì)分，區(qū)劃后每1小班均需對(duì)應(yīng)前期的某1個(gè)圖斑（前期的任一圖斑也需對(duì)應(yīng)本期的至少1個(gè)小班）。區(qū)劃時(shí)充分利用近期土地資源詳細(xì)調(diào)查、第4次森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查、林地年度變更成果、各種工程檢查驗(yàn)收等資料，以確定石漠化土地動(dòng)態(tài)變化與轉(zhuǎn)移情況。

2.2.2 現(xiàn)地核實(shí)調(diào)查

在目視解譯區(qū)劃圖斑結(jié)束后，要采用數(shù)據(jù)采集器到現(xiàn)地對(duì)區(qū)劃的結(jié)果進(jìn)行核實(shí)，按照石漠化監(jiān)測(cè)因子逐個(gè)核對(duì)。圖斑界線與實(shí)地相符，面積誤差在5%以內(nèi);土地利用類(lèi)型、巖溶土地石漠化狀況、石漠化程度、石漠化演變類(lèi)型等主要因子不允許有錯(cuò);其它因子與現(xiàn)地調(diào)查不符時(shí)，應(yīng)就地改正。

3 結(jié)果與分析

3.1 福泉市石漠化狀況

全市國(guó)土總面積169090hm2，本次監(jiān)測(cè)區(qū)域總面積155831.8hm2，占國(guó)土面積的92.16%，巖溶土地面積96938hm2，占國(guó)土總面積的57.33%，石漠化面積28890hm2（其中，輕度石漠化12003.2hm2，占石漠化土地面積的41.5%;中度石漠化16699.2hm2，占石漠化土地面積的57.8%;重度石漠化187.6hm2，占石漠化土地面積的0.7%），占國(guó)土總面積的17.09%，占巖溶土地面積的29.8%，潛在石漠化面積13425.5hm2，占巖溶土地面積的13.8%。福泉市石漠化土地主要以輕度和中度石漠化為主，重度石漠化占比少，僅占0.7%。

3.1.1 福泉市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地石漠化狀況統(tǒng)計(jì)

福泉全市轄5鎮(zhèn)（龍昌鎮(zhèn)、鳳山鎮(zhèn)、牛場(chǎng)鎮(zhèn)、道坪鎮(zhèn)、陸坪鎮(zhèn)），1鄉(xiāng)（仙橋鄉(xiāng)），2個(gè)辦事處（金山街道辦事處、馬場(chǎng)坪街道辦事處），16個(gè)居委會(huì)，60個(gè)村委會(huì)。各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）石漠化程度及所占石漠化土地面積比例詳見(jiàn)表1。

石漠化土地在全市8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）幾乎均有不同程度的分布，石漠化面積較大的依次為道坪鎮(zhèn)、牛場(chǎng)鎮(zhèn)、龍昌鎮(zhèn)、仙橋鄉(xiāng)、金山街道、陸坪鎮(zhèn)、鳳山鎮(zhèn)、馬場(chǎng)坪街道。從各鄉(xiāng)鎮(zhèn)所處地理位置上看，從北向南呈間歇性帶狀分布，北部石漠化面積最多，中部次之，南部較少。

另外，全市潛在石漠化面積87286.2hm2，按鄉(xiāng)級(jí)行政單位統(tǒng)計(jì)如下：道坪鎮(zhèn)11250.3hm2、牛場(chǎng)鎮(zhèn)12566.4hm2、龍昌鎮(zhèn)2860.8hm2、仙橋鄉(xiāng)9829.4hm2、金山街道12681.8hm2、陸坪鎮(zhèn)18231.6hm2、鳳山鎮(zhèn)6434.5hm2、馬場(chǎng)坪街道13431.4hm2。

3.1.2 不同地類(lèi)的石漠化程度統(tǒng)計(jì)

福泉市土地面積169090hm2，監(jiān)測(cè)面積155831.8hm2，在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)，經(jīng)本次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，其中，耕地54580.8hm2（水田面積14414.6hm2，旱地面積40166.2hm2），林地102434.4hm2（有林地60907.3hm2，灌木林地37801hm2，未成林造林地3726.1hm2），牧草地1413.9hm2，水域1302.4hm2，建設(shè)用地10514.9hm2。

在林地中，輕度石漠化5460.6hm2，中度石漠化1019.2hm2，潛在石漠化78935.3hm2，非石漠化17019.3hm2。在耕地中，輕度石漠化6546.2hm2，中度石漠化15680hm2，重度石漠化187.6hm2，潛在石漠化8266.8hm2，非石漠化25017.5hm2。在牧草地中，輕度石漠化1010.1hm2，中度石漠化107.2hm2，非石漠化9374.1hm2。建設(shè)用地全部為非石漠化;水域全部為非石漠化。可以看出，在各地類(lèi)中，耕地石漠化情況不容樂(lè)觀。

3.1.3 不同植被覆蓋度的石漠化程度統(tǒng)計(jì)

本次監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，福泉市監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)，植被綜合蓋度在10%以下面積10821.3hm2，其中，輕度石漠化1079.6hm2，中度石漠化3309.5hm2，重度石漠化26.2hm2，潛在石漠化1431.7hm2，非石漠化4974.3hm2。植被綜合蓋度在30%～39%之間的面積22.5hm2，其中，輕度石漠化15.7hm2，中度石漠化16.8hm2。植被綜合蓋度在40%～49%之間的面積1478.4hm2，其中，輕度石漠化694.2hm2，中度石漠化109hm2，非石漠化675.2hm2。植被綜合蓋度在50%～59%之間的面積4700.7hm2，其中，輕度石漠化274.2hm2，中度石漠化12.3hm2，潛在石漠化3574.9hm2，非石漠化839.3hm2。植被綜合蓋度在60%～69%之間的面積1825.7hm2，其中，輕度石漠化229.8hm2，中度石漠化14.7hm2，潛在石漠化1504.3hm2，非石漠化76.9hm2。植被綜合蓋度在70%～79%之間的面積9213.2hm2，其中，潛在石漠化7642.3hm2，非石漠化1570.9hm2。植被綜合蓋度在80%～89%之間面積1176hm2，其中，潛在石漠化920.7hm2，非石漠化255.3hm2。植被綜合蓋度在90%以上面積2433.7hm2，其中，潛在石漠化2397.1hm2，非石漠化36.6hm2?？梢钥闯?，植被綜合蓋度越低，石漠化情況越嚴(yán)重。

3.2 石漠化演變類(lèi)型

本次調(diào)查結(jié)果顯示，與上一期監(jiān)測(cè)結(jié)果做比較，福泉市石漠化明顯改善型為26183.7hm2;輕微改善型2496.4hm2;穩(wěn)定型138694.1hm2;退化加劇型229.4hm2，退化嚴(yán)重加劇型1163.3hm2。形成這些變化主要有工程建設(shè)、自然修復(fù)、人為因素、技術(shù)原因等[7]。各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）石漠化演變類(lèi)型詳見(jiàn)表2。

由于各種變化原因的土地總面積有6094.5hm2，其中，變化原因中工程建設(shè)602.3hm2;自然修復(fù)面積4033.8hm2;前期誤判面積612hm2;治理因素面積846.4hm2，其中，封山管護(hù)12.6hm2、封山育林20.6hm2、人工造林813.2hm2。在這些因素中輕度石漠化面積442.8hm2，中度石漠化面積369.5hm2，重度石漠化面積11.6hm2，潛在石漠化面積4573.8hm2，非石漠化面積696.8hm2。

3.3 石漠化動(dòng)態(tài)變化分析

3.3.1 石漠化動(dòng)態(tài)變化結(jié)果

本次監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，福泉市監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)，石漠化面積相對(duì)于上期有所減少，其減少面積為4742.3hm2（其中，輕度石漠化減少2171.3hm2、中度石漠化減少2524.8hm2、重度石漠化減少46.2hm2）;潛在石漠化有所增加，增加面積為4045.5hm2;非石漠化面積有所增加，增加面積為696.8hm2，變化原因有前期技術(shù)因素、工程建設(shè)、人為因素等方面。

3.3.2 石漠化動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及特點(diǎn)

前期輕度石漠化變化和后期比較，變化面積12732.1hm2，其中，變?yōu)楹笃谥卸仁娣e229.4hm2，變?yōu)楹笃跐撛谑娣e11745.9hm2，變?yōu)榉鞘娣e756.8hm2。

前期中度石漠化變化和后期比較，變化面積15158.1hm2，其中，變?yōu)楹笃谳p度石漠化面積2439.3hm2，變?yōu)楹笃跐撛谑娣e10251.1hm2，變?yōu)楹笃诜鞘娣e2467.7hm2。

前期重度石漠化變化和后期比較，變化面積137.6hm2，其中，變?yōu)楹笃谳p度石漠化面積53.1hm2，變?yōu)楹笃谥卸仁娣e4hm2，變?yōu)楹笃跐撛谑娣e76.3hm2，變?yōu)楹笃诜鞘娣e4.2hm2。

前期潛在石漠化變化和后期比較，變化面積3330.6hm2，其中，變?yōu)楹笃谳p度石漠化面積723.2hm2，變?yōu)楹笃谥卸仁娣e996.6hm2，變?yōu)楹笃谥囟仁娣e103hm2，變?yōu)楹笃诜鞘娣e1507.8hm2。

從以上變化數(shù)據(jù)來(lái)看，前期輕度石漠化、中度石漠化、重度石漠化、極重度石漠化和后期比較，向好的方向演變比較大，總體呈明顯改善型的趨勢(shì)發(fā)展?？傮w是向好的方向演變，這說(shuō)明這幾年的石漠化治理取得了一定的成效。

3.3.3 石漠化動(dòng)態(tài)變化原因

自然演變因素，包含自然修復(fù)、工程建設(shè)、封山育林、封山管護(hù)、人工造林等，即植被在適宜的條件下，自然生長(zhǎng)，提高植被綜合蓋度的一種變化，自然演變因素造成石漠化變化面積5482.5hm2;其它因素，由于2011年第1次監(jiān)測(cè)時(shí)，技術(shù)力量比較薄弱、其它條件有限，第2次監(jiān)測(cè)所利用的影像圖片，清晰度不高、分辨率低等原因，造成部分地類(lèi)判斷錯(cuò)誤而造林石漠化變動(dòng)，技術(shù)因素造成石漠化變化面積612hm2。

4 結(jié)論與建議

福泉市全市國(guó)土總面積169090hm2，本次監(jiān)測(cè)區(qū)域總面積155831.8hm2，占國(guó)土面積的92.16%，巖溶土地面積96938hm2，占國(guó)土總面積的57.33%，石漠化面積28890hm2（其中，輕度石漠化12003.2hm2，占石漠化土地面積的41.5%;中度石漠化16699.2hm2，占石漠化土地面積的57.8%;重度石漠化187.6hm2，占石漠化土地面積的0.7%），占巖溶土地面積的29.8%，潛在石漠化面積13425.5hm2，占巖溶土地面積的13.8%。全市石漠化土地主要以輕度和中度石漠化為主，重度石漠化占比少，僅占0.7%。石漠化土地從北向南呈間歇性帶狀分布，北部石漠化面積最多，中部次之，南部較少。石漠化情況與墾殖率和植被覆蓋相關(guān)，墾殖率越高、植被綜合蓋度越低，石漠化情況越嚴(yán)重。與上期相比，總體呈明顯改善型的趨勢(shì)發(fā)展，石漠化面積減少4742.3hm2，潛在石漠化面積增加4045.5hm2，非石漠化面積增加696.8hm2，變化原因有前期技術(shù)因素、工程建設(shè)、人為因素等方面。

石漠化治理目的是以保護(hù)現(xiàn)有的耕地，增加森林植被覆蓋度，減少水土流失，充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力，最終達(dá)到人與自然和諧統(tǒng)一。針對(duì)福泉市石漠化土地的分布及特點(diǎn)，結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況，福泉市防治石漠化須多管齊下[8，9]。如，搞好封山育林、荒山造林、退耕還林、轉(zhuǎn)變?nèi)罕娚a(chǎn)生活方式、實(shí)施生態(tài)移民等;同時(shí)要制定優(yōu)惠扶持政策，鼓勵(lì)支持企事業(yè)單位、個(gè)人及非公有制經(jīng)濟(jì)組織參與石漠化治理;尤其要重視調(diào)整石漠化地區(qū)能源結(jié)構(gòu)，加快農(nóng)村能源建設(shè)步伐，減少森林資源的能源性消耗。為做好石漠化防治工作，需盡快遏制石漠化擴(kuò)展趨勢(shì)，改善巖溶地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

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（責(zé)任編輯 賈燦）