貴州巖溶地區(qū)石漠化時空變化規(guī)律及發(fā)展趨勢研究.pdf

1、巖溶石漠化成為中國繼西北地區(qū)沙漠化和黃土地區(qū)水土流失之后的第三大生態(tài)問題，石漠化問題正成為中國南方巖溶地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設的重點和難點，近年來引起眾多專家學者的高度重視，并成為研究熱點。 本文以世界巖溶最復雜、類型最齊全、分布面積最大，中國石漠化面積最大、災害最嚴重的貴州省為研究對象。針對當前石漠化等級體系不統(tǒng)一的現(xiàn)象，討論巖溶石漠化評價的指標體系的建立，分析不同巖性、不同等級石漠化在遙感圖像上光譜特征，并根據(jù)光譜特征差異研究各種石

2、漠化提取的方法。論文以2000年TM與2005年ASTER衛(wèi)星影像為數(shù)據(jù)源，運用3S集成技術，根據(jù)增強型植被指數(shù)、土壤指數(shù)、坡度信息等指標，運用基于決策樹的分層信息法提取出貴州省2000年和2005年兩期石漠化圖。分析了貴州石漠化分布特征，并運用空間分析和轉(zhuǎn)移矩陣研究2000～2005年間貴州石漠化的變化，在此基礎上運用馬爾可夫預測法和石漠化治理工程效益估算法對貴州石漠化發(fā)展趨勢進行了預測。同時，為更準確的研究貴州石漠化演變特征和發(fā)展趨

3、勢，選擇5個典型示范區(qū)，分析其石漠化時空變化特征和發(fā)展趨勢，從不同尺度揭示貴州石漠化變化特征和發(fā)展趨勢。研究表明： 不同巖性、不同等級石漠化在遙感圖像上光譜特征差異明顯，根據(jù)不同石漠化類型典型樣點的光譜特征曲線差異，應用基于決策樹的分層信息提取方法，根掘植被指數(shù)和土壤指數(shù)的特征值差異可以提取不同類型石漠化。經(jīng)提取精度驗證，基于決策樹的分層信息法提取石漠化圖比利用監(jiān)督分類提取石漠化圖精度更高，提取方法較簡單，具有較強的實用性和推廣

4、性。 貴州省現(xiàn)有石漠化土地面積達37597.36km2，占全省國土面積的21.34％，占巖溶面積的34.47％，也就意味著貴州超過1/3的巖溶地區(qū)已經(jīng)發(fā)生了石漠化，石漠化形式相當嚴峻。貴州無論是巖溶分布面積，還是石漠化面積，均位于西南各省區(qū)之首，為西南地區(qū)石漠化最為嚴重的省份，石漠化形式相當嚴峻。貴州石漠化分布呈現(xiàn)西部重、東部輕、南部重、北部輕的宏觀格局。 通過對貴州省2000～2005年石漠化圖的空間疊置分析，獲得石漠

5、化動態(tài)變化圖和動態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，定量、定位分析貴州省石漠化的演變格局。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明5年間貴州石漠化面積增加了2188km2，潛在石漠化面積減少，而無石漠化、輕度、中度和強度石漠化面積增加，石漠化變化出現(xiàn)兩極分化的格局。2000～2005年貴州石漠化動態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣顯示。各種石漠化相互間轉(zhuǎn)換面積較大．潛存石漠化轉(zhuǎn)換面積最大，變化面積達9135km2，石漠化的轉(zhuǎn)換由潛在石漠化為中心向兩極分化轉(zhuǎn)換，石漠化的等級演變遵循短時間基本不發(fā)生太大等級跳越的現(xiàn)

6、象。2000～2005年間貴州石漠化發(fā)生變化的區(qū)域分布較廣，基本上沒有大范圍集中連片的等級變化，石漠化等級增強的區(qū)域主要發(fā)生在貴州的南部和西部地區(qū)，而北部和東部地區(qū)石漠化等級程度降低的面積較大，分布較為集中。 通過馬爾可夫預測法，根據(jù)貴州省石漠化治理工程布設的工程類型，分析貴州石漠化未來發(fā)展趨勢。數(shù)據(jù)表明，石漠化治理專項工程對治理貴州石漠化作用明顯，無石漠化面積顯著增加，潛在石漠化面積明顯的減少，但中、強度石漠化面積變化相對緩慢

7、。石漠化治理工程在一定程度上遏制貴州石漠化的發(fā)展趨勢，減緩石漠化發(fā)展速度，降低石漠化等級，預測數(shù)據(jù)表明，到2030年貴州省石漠化面積比例將由現(xiàn)在的21.34％降低到14.9％，到2050年降低到13.5％，但貴州石漠化問題將長期存在，貴州石漠化治理工作任重而道遠。 通過對畢節(jié)、清鎮(zhèn)、花江、遵義和沿河5個示范區(qū)石漠化特征、變化規(guī)律及發(fā)展趨勢研究，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過石漠化治理后無石漠化面積都逐步增加，石漠化面積逐步減少，但是各種石漠化等級面積

8、增減存在差異。巖溶高原峽谷和巖溶高原山地區(qū)石漠化發(fā)生率明顯的高于巖溶高原盆地區(qū)，2005～2007年示范區(qū)石漠化變化數(shù)據(jù)表明：潛在以上石漠化年變化率郜足巖溶高原盆地區(qū)最大，巖溶高原峽谷區(qū)潛在以上石漠化類型年變化率最低。 烏江流域石漠化時空變化規(guī)律存在以下特點：流域下游輕度、中度和強度石漠化比例最高，其石漠化等級程度在流域內(nèi)最為嚴重；兩年間，流域上、中下游無石漠化和潛在石漠化面積都出現(xiàn)增長，而輕度、強度石漠化面積減少；潛在、輕度和

9、中度石漠化都是遵義烏江流域中游區(qū)年變化率最大，石漠化治理相對比較容易。 石漠化和土地利用類型、水土流失強度存在明顯的相關性。土地利用類型和石漠化發(fā)生率及石漠化等級程度有明顯的相關性，土地利用類型是石漠化發(fā)生率及石漠化等級高低的重要因素；大多水土流失的區(qū)域都是輕度、潛在石漠化地區(qū)，同時，無石漠化和非巖溶區(qū)水土流失也較為嚴重。水土流失主要發(fā)生在旱地、疏林地和荒草地這三種土地利用類型。 石漠化嚴重地影響了當?shù)鼐用裆a(chǎn)生活，直接