陳起偉 熊康寧 蘭安軍

摘要：以典型巖溶區(qū)貴州省為研究對(duì)象，以2015年高分一號(hào)和資源三號(hào)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，分別解譯出石漠化和土地利用現(xiàn)狀，疊置分析貴州省發(fā)生石漠化區(qū)的土地利用結(jié)構(gòu)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，貴州省石漠化面積為27 956.63 km2，占國(guó)土總面積的15.9%，旱地、灌木林地、草地等6種土地利用類型是貴州發(fā)生石漠化的主要土地利用類型，而高達(dá)76.1%的石漠化面積分布在旱地、灌木林地和草地這3種土地利用類型。根據(jù)貴州石漠化區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)，貴州石漠化治理應(yīng)以封山育林、經(jīng)濟(jì)林和草地建設(shè)為主，輔以防護(hù)林建設(shè)，配套相應(yīng)的農(nóng)田水利工程及畜牧業(yè)工程，實(shí)現(xiàn)對(duì)石漠化的綜合治理。

關(guān)鍵詞：巖溶;石漠化;綜合治理;土地利用結(jié)構(gòu);貴州

中圖分類號(hào)： X171.4;S157 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2019）02-0268-04

石漠化是在濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)氣候條件和喀斯特極其發(fā)育自然背景下，由于不合理的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，造成土壤侵蝕、巖石逐漸裸露，地表呈現(xiàn)類似荒漠景觀的演變過(guò)程與結(jié)果[1]。我國(guó)南方石漠化與黃土高原的水土流失、西北地區(qū)的沙漠化成為我國(guó)三大生態(tài)災(zāi)害[2]，已成為制約該地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的核心問(wèn)題之一，也是造成西南巖溶地區(qū)貧窮落后的主要根源之一，嚴(yán)重威脅到人們的生存環(huán)境[3] 。20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)日益重視石漠化相關(guān)研究，不少學(xué)者對(duì)石漠化的定義[4]、遙感解譯[5]、分布及演變[6-8]、影響因素[9]、生態(tài)環(huán)境影響[10]和防治對(duì)策[11-12]等方面作了大量研究，取得了豐碩的研究成果，為當(dāng)前的石漠化防治提供了堅(jiān)實(shí)的理論支持和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。不同的土地利用方式導(dǎo)致石漠化立地條件、退化過(guò)程、治理模式有很大差異，當(dāng)前石漠化防治忽視了石漠化的成因類型和不同成因類型的石漠化土地的生態(tài)價(jià)值及治理[13]。忽視不同土地利用所形成的石漠化生態(tài)環(huán)境異同性，會(huì)影響石漠化治理成效[14]。2008年，我國(guó)啟動(dòng)了南方8?。ㄊ小^(qū)）石漠化綜合治理專項(xiàng)試點(diǎn)工程，經(jīng)過(guò)8年的專項(xiàng)治理后，我國(guó)石漠化面積和程度都有較大程度降低，但仍有很多縣（市、區(qū)）須要治理的石漠化面積大、治理任務(wù)重，很多地方治理模式選擇較為單一，沒(méi)有結(jié)合地區(qū)石漠化的主導(dǎo)因子及土地利用結(jié)構(gòu)，缺乏石漠化治理針對(duì)性，治理模式單一，缺乏綜合治理合力，治理效果差。石漠化與土地利用類型、水土流失密切相關(guān)，石漠化治理工程布設(shè)須綜合分析石漠化區(qū)的巖性、土地利用方式、石漠化成因等綜合布局，科學(xué)規(guī)劃、因地制宜地選擇各種治理模式。本研究以我國(guó)石漠化面積最大、最嚴(yán)重、最典型的貴州省作為研究對(duì)象，分析貴州省石漠化區(qū)土地利用構(gòu)成、不同土地利用類型的石漠化發(fā)生率、石漠化發(fā)生和治理的土地利用背景，明確貴州省石漠化治理的主導(dǎo)方向和措施，為貴州及其他巖溶區(qū)石漠化防治提供參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)源與研究方法

遙感解譯以2015年我國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心高分一號(hào)和資源三號(hào)衛(wèi)星影像為遙感調(diào)查數(shù)據(jù)源，影像空間分辨率為 8 m，貴州省共涉及衛(wèi)星影像73景，在遙感圖像處理軟件ERDAS平臺(tái)下進(jìn)行影像校正，并進(jìn)行相應(yīng)的影像增強(qiáng)處理后作為遙感解譯數(shù)據(jù)源。土地利用類型參考全國(guó)土地利用分類標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合喀斯特石漠化專項(xiàng)治理工程三大主要類型，土地利用類型只劃分到主要的二級(jí)類型，劃分出旱地、灌木林地、草地等9種土地利用類型。石漠化等級(jí)參考熊康寧等關(guān)于石漠化等級(jí)分類[4]，根據(jù)基巖裸露度、土層厚度等指標(biāo)綜合判定石漠化等級(jí)程度。人機(jī)交互解譯成果通過(guò)GPS抽樣實(shí)地驗(yàn)證精度達(dá)到90%后拼接成全省石漠化和土地利用專題圖，在ArcGIS軟件中進(jìn)行石漠化圖和土地利用圖的空間疊加分析，剖析石漠化在各種土地利用類型的發(fā)生率和等級(jí)。

1.2 貴州省石漠化現(xiàn)狀

根據(jù)貴州石漠化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，貴州省喀斯特出露面積大，石漠化土地分布較廣，石漠化分布較為復(fù)雜。2015年喀斯特面積為109 079.4 km2，占全省國(guó)土面積的61.9%，無(wú)石漠化面積為61 277.93 km2，石漠化（輕度石漠化及以上，下同）面積為27 956.63 km2，占全省國(guó)土面積的15.9%，其中輕度、中度、強(qiáng)度石漠化面積分別為18 347.20、7 020.86、2 588.57 km2，分別占石漠化面積的65.6%、25.1%、9.3%，貴州仍是全國(guó)石漠化面積最大的省份，治理任務(wù)較為艱巨。貴州石漠化強(qiáng)度仍以輕度石漠化為主，治理難度不大。同時(shí)，貴州潛在石漠化面積為19 844.8 km2，占全省面積的11.3%，石漠化潛在風(fēng)險(xiǎn)仍較大，須要加強(qiáng)管護(hù)。貴州石漠化分布具有明顯的區(qū)位特征（圖1），中強(qiáng)度石漠化集中分布在貴州的西部和西南部，總體上呈現(xiàn)西南部嚴(yán)重、南部較重、北部輕微、中東部輕的整體特征[15]。

2 石漠化區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)分析

2.1 石漠化區(qū)土地利用構(gòu)成

在ArcGIS軟件中將貴州省土地利用圖與石漠化圖進(jìn)行空間疊置疊加，分析石漠化區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)。疊置分析結(jié)果顯示，貴州石漠化與土地利用類型有很強(qiáng)的相關(guān)性，貴州省石漠化主要發(fā)生在旱地、有林地、灌木林地、疏林地、草地和未利用地這6種土地利用類型，其他土地利用類型中石漠化分布很少，石漠化治理可以根據(jù)土地利用結(jié)構(gòu)采取對(duì)應(yīng)的治理措施。

貴州石漠化面積最大的土地利用類型是灌木林地（表1），其面積為8 687.04 km2，占貴州石漠化總面積的31.1%。貴州地勢(shì)起伏較大，地表破碎，大部分峰叢和峰林土層淺薄，土壤肥力條件差，植被以灌叢為主，植被覆蓋度較低，因此大部分峰叢和峰林都淪落成輕度、中度石漠化區(qū)。旱地是貴州石漠化面積第二大類土地利用類型，其發(fā)生石漠化的面積為 6 841.19 km2，占石漠化總面積的24.5%，由于貴州地勢(shì)起伏大，喀斯特區(qū)成土速度慢，土層薄，土地產(chǎn)出較低，因人口壓力大而大面積開(kāi)墾土地，保護(hù)不當(dāng)發(fā)生水土流失而形成石漠化，旱地石漠化等級(jí)主要以中度、強(qiáng)度石漠化為主。發(fā)生石漠化的第三大類土地利用類型是草地，其石漠化面積為 5 719.87 km2，占貴州石漠化面積的20.5%，貴州草地總面積較大，但草地等級(jí)較低，以不可食牧草為主。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，石漠化主要發(fā)生在灌木地、旱地、草地等3種土地利用類型上， 占貴州石漠化總面積的76.1%， 因此貴州石漠化治理應(yīng)抓住這3種主要土地利用類型，對(duì)應(yīng)地采取封山育林、經(jīng)濟(jì)林及草地改良等治理措施治理石漠化。

統(tǒng)計(jì)各種土地利用發(fā)生石漠化的面積，分析其石漠化的發(fā)生率。貴州未利用地石漠化發(fā)生率最高，石漠化面積占其總面積的比例達(dá)51.1%，貴州未利用地主要是荒草地和裸巖石礫地，這些區(qū)域土被覆蓋不連續(xù)，林草覆蓋度低，基巖裸露率高，普遍已經(jīng)發(fā)生石漠化。草地石漠化發(fā)生率達(dá)到 31.4%，草地發(fā)生石漠化的區(qū)域主要為天然草地區(qū)，因本身土層淺薄，營(yíng)養(yǎng)成分較少，植被生長(zhǎng)緩慢，基巖出露面積大。針對(duì)未利用地和草地這2種土地利用類型石漠化發(fā)生率高，應(yīng)根據(jù)其立地條件有針對(duì)性地布設(shè)措施進(jìn)行防治。疏林地和灌木林地石漠化發(fā)生率也超過(guò)20%，說(shuō)明貴州很大部分喀斯特灌叢覆蓋度仍較低。貴州旱地石漠化發(fā)生率也較高，達(dá)到19.1%，近1/5的旱地區(qū)域存在著不同程度的石漠化，貴州是我國(guó)唯一沒(méi)有平原支撐的省份，坡耕地較多、土層淺薄、土壤貧瘠，不合理地開(kāi)墾導(dǎo)致水土流失后而形成石漠化。

2.2 各種石漠化等級(jí)土地利用構(gòu)成

相同土地利用類型，不同石漠化等級(jí)強(qiáng)度的土地，在治理措施上也有較大差異，統(tǒng)計(jì)分析各種土地利用類型不同石漠化等級(jí)面積，分析不同等級(jí)石漠化治理措施。由表2可知，貴州省石漠化和土地利用具有較強(qiáng)的相關(guān)性，無(wú)石漠化主要集中在有林地、灌木林地和旱地這3種土地利用類型上，占整個(gè)貴州省無(wú)石漠化面積的68.1%;潛在石漠化主要分布在灌木林地和旱地2種土地利用類型上，占整個(gè)潛在石漠化總面積的65.0%，雖然當(dāng)前石漠化治理專項(xiàng)工程沒(méi)有將潛在石漠化納入工程治理，但建議盡早將潛在石漠化納入石漠化治理專項(xiàng)工程范圍，采取以封山育林、保土耕作等投入較少的管護(hù)措施防止其惡化演變成石漠化;輕度石漠化主要發(fā)生在草地、灌木林地和旱地3種土地利用類型，占輕度石漠化總面積的74.4%，這些區(qū)域土被覆蓋連續(xù)，可以采取保護(hù)性開(kāi)發(fā)利用措施，采用防護(hù)林、經(jīng)濟(jì)林及草地改良等措施增加經(jīng)濟(jì)收入的同時(shí)提供林草覆蓋度，從而達(dá)到治理石漠化目標(biāo);中度石漠化主要分布在灌木林地、旱地和草地3種土地利用類型上，其面積占中度石漠化總面積的79.0%，貴州中度石漠化地區(qū)土壤覆蓋不連續(xù)，土層淺薄，開(kāi)發(fā)利用較為困難，石漠化治理方向應(yīng)以保護(hù)治理為主，采取人促封山育林、經(jīng)濟(jì)林與草地套種、防護(hù)林等治理措施提高林草覆蓋度，減少基巖裸露和水土流失;貴州強(qiáng)度石漠化主要分布在旱地、草地和灌木林地3種土地利用類型，其比例占到強(qiáng)度石漠化總面積的79.3%，強(qiáng)度石漠化區(qū)一般坡度較大，基巖裸露率高，土壤很少，立地條件惡劣，采取工程措施治理難度大，治理效果差，治理措施上主要采取自然封育、退耕等自然修復(fù)措施，減少人類活動(dòng)影響，促進(jìn)自然修復(fù)。結(jié)果表明，各種發(fā)生石漠化的土地利用構(gòu)成都相對(duì)集中，灌木林地、旱地、草地是貴州石漠化的3種土地利用類型，也是中度、強(qiáng)度石漠化的主要土地利用類型，貴州石漠化治理工作須緊緊抓住這3種主要土地利用類型，根據(jù)不同石漠化等級(jí)程度的土地利用狀況，分別采取有針對(duì)性的治理工程措施。

根據(jù)石漠化與土地利用矩陣表，進(jìn)一步分析各種土地利用類型的石漠化強(qiáng)度分布。結(jié)果表明，有林地主要為無(wú)石漠化和潛在石漠化，灌木林地主要為無(wú)石漠化、潛在石漠化，疏林地以輕度石漠化和無(wú)石漠化為主，旱地主要為無(wú)石漠化、潛在石漠化和輕度石漠化，草地主要為無(wú)石漠化和輕度石漠化，未利用地主要為輕度石漠化和中度石漠化，土地利用類型及構(gòu)成在一定程度上決定了區(qū)域石漠化等級(jí)及強(qiáng)度。

2.3 基于土地利用結(jié)構(gòu)的石漠化治理

貴州石漠化強(qiáng)度及等級(jí)與土地利用類型有較強(qiáng)的相關(guān)性，石漠化恢復(fù)治理模式須要緊密結(jié)合石漠化成因類型、土地利用現(xiàn)狀、區(qū)域自然條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況等因素進(jìn)行合理選擇。貴州發(fā)生石漠化面積最大的土地利用類型是灌木林地，其石漠化強(qiáng)度以輕中度石漠化為主，這些區(qū)域有一定的灌草植被分布，加上貴州水熱條件較好，因此在石漠化灌木林地區(qū)采取以封山育林為主的治理模式，輔以補(bǔ)植補(bǔ)造可在較低投入下有效地對(duì)石漠化進(jìn)行治理。旱地是貴州發(fā)生石漠化的第二大類土地利用類型，其土被覆蓋不連續(xù)，基巖裸露而影響農(nóng)耕，結(jié)合當(dāng)前我國(guó)的大生態(tài)、退耕還林戰(zhàn)略，大部分區(qū)域因坡度較大實(shí)施坡改梯工程措施性價(jià)比低，建議調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，從傳統(tǒng)的種糧轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)林、人工草地等。對(duì)旱地進(jìn)行石漠化治理最大的問(wèn)題在于須要保障農(nóng)戶的石漠化旱地在進(jìn)行石漠化治理的同時(shí)農(nóng)戶能得到經(jīng)濟(jì)效益，因此在工程布設(shè)過(guò)程中基本上都以經(jīng)濟(jì)林和人工種草為主，但人工種草須要農(nóng)戶有養(yǎng)殖配套，因此經(jīng)濟(jì)林成為治理石漠化旱地的主要模式。貴州石漠化旱地主要以輕度和中度石漠化為主，在石旮旯中間有較厚土壤，能保障經(jīng)濟(jì)林栽植需求。但當(dāng)前石漠化治理經(jīng)濟(jì)林造林單價(jià)較低，缺乏造林補(bǔ)助，在后期石漠化治理中，應(yīng)將符合退耕條件的石漠化旱地全部納入退耕還林，或借鑒退耕還林模式，加大對(duì)石漠化旱地經(jīng)濟(jì)林造林補(bǔ)助，保證造林成功率。草地是貴州石漠化的第三大類土地利用類型，主要為輕度石漠化和中度石漠化，可借鑒貴州“晴隆模式”通過(guò)人工種草及草地改良的方式發(fā)展特色山地畜牧業(yè)，但必須嚴(yán)格控制草地載蓄量或者采用圈養(yǎng)方式防止破壞草地，在立地條件適宜的地方栽植防護(hù)林促進(jìn)其生態(tài)恢復(fù)。貴州石漠化治理應(yīng)以封山育林、經(jīng)濟(jì)林和草地建設(shè)為主，輔以防護(hù)林建設(shè)，配套相應(yīng)的農(nóng)田水利工程及畜牧業(yè)工程，實(shí)現(xiàn)對(duì)石漠化的綜合治理。

貴州石漠化面積大、石漠化等級(jí)程度深，治理石漠化既要不斷減小石漠化面積，又要遏制石漠化程度加重，還須防止?jié)撛谑M(jìn)一步惡化，當(dāng)前不能實(shí)現(xiàn)全面同步治理，石漠化防治工程應(yīng)抓住重點(diǎn)，從輕度、中度石漠化區(qū)域入手，治理成效明顯，難度小，遏制石漠化發(fā)展態(tài)勢(shì)。在輕度、中度石漠化區(qū)域整合當(dāng)前的退耕還林、精準(zhǔn)扶貧產(chǎn)業(yè)工程中采取營(yíng)造經(jīng)濟(jì)林、防護(hù)林和草地建設(shè)的方式提高林草覆蓋度，達(dá)到治理石漠化的目標(biāo)，同時(shí)保障農(nóng)戶能夠獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。貴州強(qiáng)度石漠化區(qū)域面積為2 588.57 km2，其生境條件差，土壤較少，甚至無(wú)水土流失，農(nóng)用價(jià)值基本喪失，開(kāi)發(fā)利用難度大，石漠化治理應(yīng)以自然恢復(fù)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)為主，通過(guò)人工促進(jìn)封山育林、防護(hù)林等措施促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)。貴州潛在石漠化區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)程度也較高，旱地和灌木林地是貴州潛在石漠化主要的土地利用類型，須采取保土耕作、封山育林等措施加強(qiáng)對(duì)潛在石漠化區(qū)的保護(hù)，防止其進(jìn)一步惡化而演變成石漠化區(qū)域。按照當(dāng)前石漠化治理專項(xiàng)工程50萬(wàn)元/km2的單價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，貴州27 956.66 km2的石漠化面積還須要投入治理資金約139.8億元。但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，石漠化區(qū)并不是經(jīng)過(guò)工程治理后就能轉(zhuǎn)變成無(wú)石漠化或石漠化等級(jí)強(qiáng)度就立刻降低，石漠化治理是一個(gè)漫長(zhǎng)的生態(tài)修復(fù)過(guò)程，治理效果是逐漸顯現(xiàn)的，工程治理更多是點(diǎn)狀，對(duì)廣大的石漠化區(qū)域而言工程治理還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還須采取農(nóng)村電價(jià)補(bǔ)助、減少薪柴依賴、農(nóng)村剩余勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移降低農(nóng)村人口壓力等輔助措施進(jìn)行綜合治理。

3 討論與結(jié)論

根據(jù)當(dāng)前石漠化治理專項(xiàng)工程的林業(yè)、水利、草地三大類工程類型，按照三大類工程中石漠化治理工程措施對(duì)主要土地利用類型進(jìn)行分類，指明貴州石漠化治理的方向和重點(diǎn)。但土地利用類型劃分不夠全面，缺乏對(duì)石漠化區(qū)坡度、土層厚度、土壤類型等立地因子信息還無(wú)法全面針對(duì)石漠化區(qū)土地利用類型布局各項(xiàng)治理二級(jí)工程。要實(shí)現(xiàn)對(duì)石漠化區(qū)的科學(xué)綜合治理，須要在綜合分析各種石漠化驅(qū)動(dòng)因子的基礎(chǔ)上，根據(jù)區(qū)域自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件，結(jié)合區(qū)域發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行綜合布設(shè)工程。

雖然土地利用類型與石漠化存在較大耦合關(guān)系，石漠化治理須要結(jié)合土地利用狀況布設(shè)工程，但石漠化主要是由人類的不合理活動(dòng)造成的，因此，石漠化治理工程還須考慮人為因素，如果不能準(zhǔn)確地分析產(chǎn)生石漠化的人為因素并從根本上采取相應(yīng)的政策措施，不改變?nèi)祟惢顒?dòng)對(duì)喀斯特石漠化區(qū)的錯(cuò)誤開(kāi)發(fā)利用，減少石漠化區(qū)人口壓力以適應(yīng)喀斯特區(qū)環(huán)境承載力，石漠化治理將很難破解“開(kāi)發(fā)破壞—工程治理— 再開(kāi)發(fā)破壞—再治理”的循環(huán)難題。

經(jīng)過(guò)多年石漠化治理專項(xiàng)工程及其他生態(tài)工程的治理，貴州石漠化面積和程度均呈下降趨勢(shì)。2015年石漠化面積為27 956.66 km2，占全省國(guó)土面積的15.9%，仍是我國(guó)石漠化最嚴(yán)重的省份，貴州石漠化主要以輕度石漠化為主，石漠化的分布和強(qiáng)弱程度空間分布差異明顯，石漠化和強(qiáng)度石漠化主要集中分布在貴州西南區(qū)域。

貴州石漠化與土地利用類型存在較大的耦合關(guān)系，石漠化主要發(fā)生在旱地、灌木林地、草地等6種土地利用類型。灌木林地、旱地和草地石漠化面積占貴州石漠化總面積的 76.1%。石漠化的發(fā)生程度也和土地利用有一定相關(guān)性，灌木林地、旱地和草地主要以輕度、中度石漠化為主，而未利用地主要為輕度、中度石漠化。

貴州石漠化治理應(yīng)緊緊抓住灌木林地、旱地和草地這3種主要的發(fā)生石漠化土地利用類型，對(duì)應(yīng)采取封山育林、經(jīng)濟(jì)林和草地建設(shè)為主的治理模式，輔以防護(hù)林建設(shè)，配套相應(yīng)的農(nóng)田水利工程及畜牧業(yè)工程，實(shí)現(xiàn)對(duì)石漠化的綜合治理，根據(jù)不同土地利用類型、石漠化程度采取相應(yīng)的治理措施。貴州石漠化治理應(yīng)以林草植被保護(hù)和建設(shè)為重點(diǎn)，堅(jiān)持生態(tài)立省底線，加強(qiáng)喀斯特山區(qū)灌草恢復(fù)治理力度，特別關(guān)注耕地石漠化治理，輔以特色經(jīng)果林種植及人工種草，結(jié)合區(qū)域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向，整合其他項(xiàng)目資金，因地制宜布設(shè)特色山地高效農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)山、水、林、田、路綜合防治。

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