紫云县不同石漠化阶段土地防治措施的有效性分析

陈世容，张 敏

(1.贵阳园景园林艺术工程有限公司，贵州 贵阳 550000；2.贵阳市苗圃所，贵州 贵阳 550002)

紫云县不同石漠化阶段土地防治措施的有效性分析

陈世容，张 敏

(1.贵阳园景园林艺术工程有限公司，贵州 贵阳 550000；2.贵阳市苗圃所，贵州 贵阳 550002)

用层次分析法研究紫云县不同等级石漠化土地防治措施的有效性发现：不同等级石漠化土地对总体目标的有效性排序是：轻度石漠化(B1)>中度石漠化(B2)>重度石漠化(B3)>极重度石漠化(B4)；在轻度石漠化和中度石漠化下，各项治理措施的有效性排序是：弃耕还林草(C2)>封育保护(C1)>合理轮牧(C3)>防治水土流失(C4)；在重度石漠化和极重度石漠化下，各项治理措施的有效性排序是：防治水土流失(C4)>封育保护(C1)>合理轮牧(C3)>弃耕还林草(C2)；层次单排序和层次总排序一致性检验系数都<0.1，表明具有满意的一致性。

紫云县；石漠化等级；土地；层次分析法

紫云县地处贵州高原向广西丘陵过渡斜坡地带的中低山盆谷区。境内的地层以二迭系和三迭系分布最广，是中国典型的喀斯特地貌，沉积岩和碳酸盐岩体形成了众多的溶洞群和石漠化的自然景观。同时，由于人类在陡坡或石芽之间的凹地与石缝中种植、乱砍滥伐、滥垦滥耕、樵材毁林、铲草皮、挖树根，以及在荒坡过度放牧等生产活动的干扰，严重破坏了林草植被，加重了水土流失和土地石漠化过程，形成了44084.29 hm2石漠化土地，致使土地资源的生态、经济效益得不到很好的发挥[1]。

石漠化面积虽然占国土总面积的比例比荒漠化土地小，但由于石漠化地区土层非常薄，流失后恢复十分困难，所以，石漠化造成的环境后果比荒漠化更严重，因此，研究石漠化的防治问题具有重要意义[2]。以贵州紫云苗族布依族自治县的石漠化土地为例，运用多层权重决策分析方法，研究在不同石漠化程度下采用几种治理措施的有效性，以期为因地制宜的治理提出对策依据。

多层次权重分析方法(AHP)是一种新的定性与定量分析相结合的方法，它将决策者对复杂对象的决策思维过程数学化，主要应用于那些难于完全定量分析的问题中[3-6]。我们将这种方法运用于石漠化系统的管理中，将石漠化管理的复杂问题分解为若干层次和因素，通过各因素之间的比较判断和计算，算出不同保护治理措施的权重或组合权重，从而为最佳措施的选择提供技术支撑。

1 材料和方法

1.1 石漠化程度分级

根据宋维峰[7]、李辉霞等[8]和黄金国等[9]关于石漠化的分级标准，以轻度、中度、重度和极重度4个级别的石漠化区域作为调查研究不同保护治理措施有效性的样地[10]。

1.2 保护治理措施

首先，通过踏查、结合查阅当地相关资料、访问当地群众，调研5年前各级石漠化土地的分布区域及其5年来在各区域采取封育保护、弃耕还林草、合理轮牧和防治水土流失措施的范围。于2013年9月进一步调研在不同石漠化级别区域及其采用各项措施的区域内，逐对比较各石漠化级别、各项保护治理措施的重要性信息，作为构建石漠化保护治理系统的层次结构模型及其判断矩阵打分的依据[11-14]。

1.3 建立石漠化保护治理系统的层次结构模型

将各指标按属性和关系分成若干组，形成3个不同的层次，使得上一层次对下一层次有支配作用，下一层次对上一层次有影响作用(图1)[15-17]。

1.3.1 目标层(A) 这一层次中只有一个元素，它是分析保护治理石漠化的预定目标或理想的石漠化治理效果。1.3.2 石漠化准则层(B) 这一层包括轻度石漠化(B1)、中度石漠化(B2)、重度石漠化(B3)和极度重石漠化(B4)4个级别，是实现目标所涉及的中间环节。

1.3.3 保护治理措施层(C) 这一层次包括了为实现总体目标所选择的各种措施，即：封育保护(C1)、弃耕还林草(C2)、合理轮牧(C3)、防治水土流失(C4)。

图1 紫云县石漠化保护治理系统层次结构模型Fig.1 The hierarchical model of protection management system for rocky desertification control in Ziyun County

1.4 构造各层次判断矩阵的方法

判断矩阵是把层次结构中(图1)的各因素排在矩阵的行与列上，对各元素进行两两比较，对其相对重要性进行量化，并选取适当的数值对该量化的重要性加以表示，形成数值判别矩阵(表2)。

1.5 求解判断矩阵的特征向量与最大特征根的数学模型[5、6、13、18]

(1)计算判断矩阵每一行元素的乘积Mi

i，j =1,2,3,…，n

(2)计算Mi的n次方根Wi

(4)计算判断矩阵最大特征根λmax

其中(AW)i为AW的第i个元素。

(5)检验判断矩阵的一致性

式中:CI为一致性指标；n为矩阵阶数；RI为平均随机一致性指标；CR为随机一致性指标。

(6)层次总排序及其一致性检验

式中:αi为特征向量；CIi和RIi分别为与对应层次(B层或层C)中判断矩阵的一致性指标和随机一致性指标。

2 结果与分析

2.1 准则层单排序及其一致性检验

表1 石漠化准则层对目标层的判断矩阵及单排序和一致性检验Table1 The judgment matrix,single sort and consistency test of criterion tier to target tier with rocky desertification control

2.2 措施层单排序及其一致性检验

还可看出，4个判断矩阵的一致性检验系数都是CR<0.1。表明各个判断矩阵都具有满意一致性。

2.3 层次总排序及一致性检验

按照前述公式计算出石漠化保护治理措施层(C)对于石漠化综合治理的总体目标层(A)的相对有效性排序，亦即层次总排序(表6)。结果显示最底层各因素对治理石漠化的有效性自大到小的顺序依次为：弃耕还林草(C2)>封育保护(C1)>合理轮牧(C3)>防治水土流失(C4)。层次总排序结果与轻度石漠化B1和中度石漠化B2支配下各项治理措施的单排序结果相一致。总排序一致性检验系数CR=0.079 5<0.1，具有满意的一致性。

表2 B1支配下各项保护治理措施的判断矩阵及单排序和一致性检验Table2 The judgment matrix,single sort and consistency test of various protection and governance measures under the control of B1

表3 B2支配下各项保护治理措施的判断矩阵及单排序和一致性检验Table3 The judgment matrix,single sort and consistency test of various protection and governance measures under the control of B2

表4 B3支配下各项保护治理措施的判断矩阵及单排序和一致性检验Table4 The judgment matrix,single sort and consistency test of various protection and governance measures under the control of B3

表5 B4支配下各项保护治理措施的判断矩阵及单排序和一致性检验Table5 The judgment matrix,single sort and consistency test of various protection and governance measures under the control of B4

表6 层次总排序及一致性检验Table5 The total sort and consistency test of hierarchy

3 讨论与结论

研究发现，土地石漠化程度与石漠化治理的有效性密切相关，即石漠程度越轻越比较容易治理，反之亦然，这与文献记载相一致[8,9]；C层各项治理措施对准则层的轻度石漠化和中度石漠化的有效性排序之所以显示 弃耕还林草(C2)>封育保护(C1)>合理轮牧(C3)>防治水土流失(C4)顺序，主要是这两级石漠化土地尚存一定面积的灌草地或坡耕地，土壤和原生植被保存相对较好，因此弃耕还林草和封育保护是治理石漠化的主要矛盾；在重度和极重度石漠化支配下，治理措施的有效性之所以突出防治水土流失(C4)和封育保护(C1)，主要是因为这两级石漠化土地中耕地基本缺失，岩石裸露较多，水土流失问题比较突出，因此防治水土流失(C4)和封育保护(C1)逐渐转化成石漠化治理的主要矛盾[21]。

(1)对准则层判断矩阵进行层次单排序及一致性检验结果表明，不同等级石漠化对总体目标的有效性排序为：轻度石漠化(B1)>中度石漠化(B2)>重度石漠化(B3)>极重度石漠化(B4)。说明石漠化治理效果与石漠化程度相关。

(2)研究石漠化治理措施层(C)各因素对准则层各因素的有效性表明：各项治理措施对轻度石漠化的有效性排序与在中度石漠化支配下各项治理措施的有效性排序相同，即：弃耕还林草(C2)>封育保护(C1)>合理轮牧(C3)>防治水土流失(C4)；各项治理措施对重度和极重度石漠化的有效性排序相同，即：防治水土流失(C4)>封育保护(C1)>合理轮牧(C3)>弃耕还林草(C2)。

(3)C层各项治理措施对总体目标(A)的有效性排序是：弃耕还林草(C2)>封育保护(C1)>合理轮牧(C3)>防治水土流失(C4)

(4)层次单排序和层次总排序一致性检验系数都 <0.1，表明具有满意的一致性。

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Effect of measures on control of rocky desertification at different stages in Ziyun County

CHEN Shi-rong,ZHANG Min

(1.GuiyangLandscapeArtandEngineeringCo.,Ltd.,Guiyang550000,China；2.InstituteofPlantNurseryofGuiyangCity,Guiyang550000,China)

The analytic hierarchy process was used to evaluate the effect of control measures on control of rocky desertification with different desertification degrees in Ziyun County,Guizhou Province.The effect order of control measures for different desertification degrees is light rocky desertification (B1) > moderate rocky desertification (B2) > severe desertification (B3) >very severe desertification (B4) based on the general control target.And the effect order of control measures is returning cropland to forest and grasses (C2) > enclosure protection (C1) > reasonable grazing (C3) > soil erosion control (C4) under the light and moderate rocky desertification conditions.While the effect order of control measures is soil erosion control (C4) > enclosure protection (C1) >reasonable grazing (C3)>returning cropland to forest and grasses (C2) under severe and very severe rocky desertification conditions.The consistency tests showed that consistency coefficients of the effect order with single level and to total level are less than 0.1,which indicates that the consistency is satisfied.

Ziyun County;rocky desertification;rocky desertification grade;analytic hierarchy process

2014-10-10；

2014-11-10

陈世容(1976-)，女，贵州省贵阳市人，工程师，主要从事景观建设和草坪集约化维护和管理的研究工作。 E-mail：351015535@qq.com

Q 16

A

1009-5500(2015)02-0015-06