貴州巖溶地區(qū)石漠化現(xiàn)狀與動態(tài)變化研究
——以平塘縣為例

蒙正永，謝 剛，陳 陽，肖玖軍，張藍月，董艷艷，潘伯娟，李可相

(1.平塘縣林業(yè)局，貴州 平塘 550100； 2.貴州科學院 貴州省山地資源研究所，貴州 貴陽 550001)

石漠化是指在熱帶、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，地表植被遭破壞，造成土壤嚴重侵蝕、基巖大面積裸露、礫石堆積的土地退化現(xiàn)象，是巖溶地區(qū)土地退化的極端形式[1]。以貴州省為中心的西南喀斯特地區(qū)，是全球三大巖溶集中分布區(qū)之一，該區(qū)連片裸露碳酸鹽巖面積最大、巖溶發(fā)育最為強烈[2]。同時，該區(qū)居住著1億多人口、48個少數(shù)民族，貧困人口相對集中，人地矛盾突出，長期存在的不合理的土地利用方式導致了強烈的水土流失和植被破壞[3]。許多專家學者對西南喀斯特地區(qū)石漠化的概念、類型界定、成因、生態(tài)影響、時空演變和土地利用影響等進行了大量研究并取得不少研究成果[4-9]。基于上述研究成果，本研究以位于西南喀斯特地區(qū)的平塘縣為研究區(qū)，分析了平塘縣石漠化狀況、動態(tài)變化及原因，評價了平塘縣石漠化防治成效，期望能為各級政府制定石漠化防治政策和生態(tài)修復規(guī)則，以及加快石漠化土地生態(tài)修復，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供基礎數(shù)據(jù)資料。

1 研究區(qū)概況

平塘縣位于貴州省南緣中部，地理位置為北緯25°24′～26°06′、東經(jīng)106°40′～107°26′，土地總面積2 815.6 km2；地勢西北高東南低，最高點海拔1 487.7 m，最低點海拔402.0 m；縣境內(nèi)地貌類型多樣，喀斯特地貌和常態(tài)地貌相間分布，其中喀斯特地貌分布廣，且類型和形態(tài)十分齊全；屬中亞熱帶季風濕潤氣候區(qū)，年均溫17 ℃，年均日照時數(shù)1 316.9 h，無霜期312 d，年均降雨量1 259 mm，冬無嚴寒，夏無酷暑，氣候溫和濕潤，熱量資源豐富，雨量充沛，雨熱同季，無霜期長；土壤以砂頁巖發(fā)育而成的黃壤為主，分布面積占全縣土地面積的63.90%，其次是碳酸巖發(fā)育而成的石灰土，占8.42%。平塘縣地帶性原生植被主要為南亞熱帶常綠闊葉林和中亞熱帶常綠闊葉林，南亞熱帶常綠闊葉林主要分布在甲茶鎮(zhèn)、者密鎮(zhèn)一線鄰近廣西的南部邊緣地帶，中亞熱帶常綠闊葉林主要分布在平舟鎮(zhèn)、牙舟鎮(zhèn)一線以北。目前境內(nèi)的植被均為次生植被：喬木主要有馬尾松、杉木，以及殼斗科的栲屬、青岡屬，樟科的樟屬、潤楠屬、楠木屬等一些樹種；灌木主要有茅栗、杜鵑、野薔薇、馬桑，以及山礬科、樟科等一些樹種。

2 數(shù)據(jù)來源與處理

2.1 數(shù)據(jù)來源

選擇2010、2015年的Landsat遙感影像，對遙感數(shù)據(jù)進行幾何精校正和增強處理，利用“3S”技術(shù)和實地調(diào)查相結(jié)合的方法，分別以植被覆蓋度、坡度、平均土層厚度、土地利用類型為石漠化遙感解譯的輔助判定指標，通過人機交互解譯得出石漠化數(shù)據(jù)，建立兩個時期的喀斯特石漠化數(shù)據(jù)庫，對2010、2015年平塘縣石漠化數(shù)據(jù)進行對比分析，得出平塘縣石漠化的動態(tài)變化情況。

2.2 數(shù)據(jù)處理

本研究依據(jù)《貴州省巖溶地區(qū)第三次石漠化監(jiān)測實施細則》[10]進行石漠化狀況分類、石漠化程度劃分，采用Excel 2007軟件進行數(shù)據(jù)處理。

2.2.1 演變類型評價

為了解石漠化與潛在石漠化的發(fā)生發(fā)展趨勢，依據(jù)影像特征變化分析和植被狀況變化調(diào)查得出了石漠化演變類型評價標準，見表1。

表1 石漠化演變類型評價標準

2.2.2 石漠化轉(zhuǎn)移矩陣

借鑒土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣來反映石漠化的結(jié)構(gòu)特征與各石漠化類型變化的方向[11]。利用疊加分析工具，分析平塘縣2010、2015年石漠化土地面積，建立石漠化轉(zhuǎn)移矩陣。

2.2.3 石漠化變化速率

應用土地利用動態(tài)變化研究方法，分析區(qū)域內(nèi)巖溶石漠化變化速率[12]，計算出平塘縣各石漠化類型年變化率，計算公式為

式中：K為研究期內(nèi)某石漠化類型的年變化率，%；Ua為研究初期某石漠化類型的土地面積，hm2；Ub為研究末期某石漠化類型的土地面積，hm2；T為研究時間，a。

3 結(jié)果與分析

3.1 石漠化現(xiàn)狀及演變類型

本研究監(jiān)測圖斑數(shù)量21 790個、土地總面積218 535.10 hm2，其中：石漠化土地面積64 085.20 hm2，占29.32%；潛在石漠化土地面積84 379.80 hm2，占38.61%；無石漠化土地面積70 070.10 hm2，占32.06%。平塘縣石漠化土地在全縣11個鎮(zhèn)(鄉(xiāng)、街道)均有分布，其中以克度鎮(zhèn)、通州鎮(zhèn)、塘邊鎮(zhèn)、牙舟鎮(zhèn)、大塘鎮(zhèn)、者密鎮(zhèn)等分布面積最大，掌布鎮(zhèn)、平舟鎮(zhèn)、甲茶鎮(zhèn)次之，卡蒲鄉(xiāng)、金盆街道分布面積較少。

平塘縣石漠化土地面積中：輕度石漠化土地面積31 300.80 hm2，占48.84%；中度30 641.10 hm2，占47.81%；重度2 143.30 hm2，占3.35%。石漠化程度以輕度、中度為主，兩者合計占石漠化總面積的96.65%，同時無極重度石漠化土地。

3.2 石漠化土地利用現(xiàn)狀

按地類分，全縣64 085.20 hm2石漠化土地面積中，林地面積56 546.20 hm2、耕地面積7 457.30 hm2、未利用地面積81.70 hm2。其中，林地包括有林地21 149.10 hm2、疏林地66.50 hm2、灌木林地29 670.60 hm2、未成林造林地667.70 hm2、無立木林地733.40 hm2、宜林地4 258.90 hm2?？梢?，石漠化土地主要分布在林業(yè)用地中的灌木林地和有林地，兩種地類石漠化分布面積合計占石漠化土地面積的79.30%。這些石漠化土地的主要特點是巖石裸露率高、土層淺薄、植被覆蓋度不高，歷史原因?qū)е略脖辉馄茐?，形成石漠化土地，因此植被恢復非常緩慢?/p>

按地類分，全縣84 379.80 hm2潛在石漠化土地面積中，林地面積75 244.20 hm2、耕地面積8 829.90 hm2、草地面積305.70 hm2。其中，75 244.20 hm2林地包括有林地35 383.70 hm2、灌木林地39 700.40 hm2、宜林地160.10 hm2。潛在石漠化土地主要分布在林業(yè)用地中的灌木林地和有林地，兩種地類潛在石漠化分布面積之和占潛在石漠化土地面積的88.98%。這些潛在石漠化土地雖然植被覆蓋度較高，但巖石裸露率高、土層較薄、植被生長慢，一旦植被遭破壞，很容易變成石漠化土地。

3.3 石漠化動態(tài)變化

從2010、2015年兩期監(jiān)測結(jié)果看，全縣石漠化嚴重狀況總體有所緩解，土地逐漸向良性演變，但局部石漠化程度有所加劇。其中：良性改善面積17 802.30 hm2，包含明顯改善面積10 627.70 hm2、輕微改善面積7 174.60 hm2；穩(wěn)定面積200 329.10 hm2；退化演變面積403.70 hm2，包含退化加劇面積188.00 hm2、退化嚴重加劇面積215.70 hm2。

3.3.1 石漠化轉(zhuǎn)移矩陣

平塘縣2010—2015年石漠化轉(zhuǎn)移矩陣見表2。其中，潛在石漠化面積增加最為顯著，增加了11 467.2 hm2，主要由輕度、中度石漠化轉(zhuǎn)化而來。中度石漠化面積減少最為顯著，減少了8 204.1 hm2，主要轉(zhuǎn)化為輕度石漠化和潛在石漠化。這與平塘縣石漠化綜合治理、珠江防護林等生態(tài)工程實施有關(guān)。

表2 2010—2015年平塘縣石漠化轉(zhuǎn)移矩陣 hm2

3.3.2 石漠化動態(tài)變化率

2010—2015年平塘縣各石漠化類型年變化量和年變化率見表3。由表3知，2010—2015年平塘縣石漠化土地年變化量為-2 323.08 km2，年變化率為-3.07%，其中減少最快的是重度石漠化，年變化率為-8.17%，潛在石漠化和無石漠化年變化率分別為3.15%、0.04%。由于各石漠化類型面積基數(shù)不同，因此年變化率只體現(xiàn)了變化速率，不代表是區(qū)域變化的主要類型?？傮w來看，平塘縣石漠化變化的主要類型是潛在石漠化和中度石漠化。

表3 2010—2015年平塘縣各石漠化類型年變化量和年變化率

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié) 論

2015年遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)表明：平塘縣石漠化土地面積64 085.20 hm2，占全縣監(jiān)測土地總面積的29.32%，低于黔南州2015年石漠化面積占比(53.4%)[13]。石漠化土地在全縣各鎮(zhèn)(鄉(xiāng)、街道)均有分布，但分布不均。石漠化程度以輕度和中度石漠化為主，輕度、中度石漠化土地面積分別占石漠化土地面積的48.84%、47.81%。石漠化土地和潛在石漠化土地主要分布在林地上，分析其原因，是因為當?shù)亓值貛r石裸露率高、土層淺薄、植被覆蓋度不高，且植被恢復非常緩慢。

對比2010、2015年兩期的石漠化監(jiān)測結(jié)果，平塘縣大部分石漠化地區(qū)穩(wěn)定，部分嚴重狀況有所緩解，總體石漠化土地逐漸向良性演變。部分中度、輕度石漠化轉(zhuǎn)化為潛在石漠化，部分中度石漠化轉(zhuǎn)化為輕度石漠化。平塘縣石漠化年變化率為-3.07%，其中減少最快的是重度石漠化，年變化率為-8.17%，潛在石漠化和無石漠化年變化率分別為3.15%、0.04%。

4.2 建 議

恢復植被是石漠化治理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，植被覆蓋度的高低直接反映了石漠化治理的成效。除立地條件極差的個別石漠化地區(qū)外，大多數(shù)石漠化地區(qū)應以人工恢復為主，重點發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟型林業(yè)，這樣不僅可以大幅度提高所在區(qū)域的植被覆蓋度，防止石漠化面積擴大，而且可以增加石漠化地區(qū)農(nóng)民收入，調(diào)動農(nóng)民治理石漠化的積極性。不同類型石漠化地區(qū)以植被恢復為主的石漠化治理模式應有所區(qū)別，比如：在巖溶石山采取封山育林恢復植被模式；在巖溶石山、半石山采取人工促進封山育林育灌恢復植被模式；在巖溶半石山采取喬灌混交防護林建植模式；在巖溶半石山采取生態(tài)經(jīng)濟林治理模式。