水源区石质荒漠化研究分析

□刘哲 □陈子韶 □吴卿

（华北水利水电大学资源与环境学院）

水源区石质荒漠化研究分析

□刘哲 □陈子韶 □吴卿

（华北水利水电大学资源与环境学院）

石漠化是区域生态恶化、资源环境难以可持续利用、经济社会发展受阻的重要根源。国内外学者针对石漠化成因机理、影响评价、监测技术与方法、防治对策与治理模式等方面取得了大量研究成果。南水北调中线丹江口水库南阳水源区石质荒漠化问题已备受关注，通过石漠化研究综述分析，为深入研究该地区石质荒漠化提供思路。

石漠化；石质荒漠化；丹江口；水源地；分析

0 引言

南水北调工程是解决我国北方地区缺水、优化水资源配置的一项重大战略举措，中线工程更是一项伟大的“南北双赢”的生态工程、经济工程、社会工程。南阳是南水北调中线工程水源地和渠首所在地，涉及南阳市淅川县、西峡县、内乡县、邓州市3县1市，流域面积6 361.94 km2。根据有关部门测算，南阳有溶岩面积5 000 km2，已形成石质荒漠化面积1 466.70 km2，潜在石质荒漠化面积1 666.70 km2。目前石漠化研究多是针对我国喀斯特地区开展的，对于南阳地区石质荒漠化问题研究还少，因此开展丹江口水库南阳水源区石质荒漠化研究具有重要意义。

近年来，石漠化引发的生态与资源环境问题及防治对策一直是国内外学术界研究的热点，在石漠化成因机理、石漠化影响分析评价、石漠化监测技术与方法、石漠化防治对策与治理模式等方面开展了一系列的研究。

1 石漠化成因研究现状及发展动态分析

石漠化灾害概念是20世纪80年代至90年代初期提出的，部分科技工作者在砂页岩及红色岩系和石灰岩丘陵山坡地陡坡开垦所引起水土流失研究中先后提出有“石化”、“石山荒漠化”、“石质荒漠化”、“喀斯特石漠化”等概念，李阳兵等对喀斯特石漠化与石漠化概念进行了探讨。袁道先采用石漠化概念、杨汉奎［14］采用喀斯特荒漠化概念，都是用来表征植被、土壤覆盖的喀斯特地区转变为岩石裸露的过程，并把石漠化列入我国4大地质生态灾难。

国内外学者就喀斯特地区石漠化形成过程和成因机理问题展开了大量研究，并取得一些重要成果。脆弱的自然、生态与地质环境等自然因素和强烈的人类活动为主导驱动力的石漠化形成机制得到学术界普遍接受。张殿发针对贵州喀斯特地区生态地质环境基础，对石漠化形成过程及成因机制进行了研究。王世杰、李梦先等对我国西南岩溶地区石漠化成因进行了大量研究。胡宝清等［6］对广西喀斯特石漠化形成过程、机制进行了研究。

综上所述，目前石漠化成因问题研究具有以下特点：①主要针对贵州、云南、广西、广东等我国西南喀斯特（岩溶）地区石漠化形成过程和成因机制开展研究；②主要采用定性分析方法对石漠化形成机制进行研究；③对石漠化的定义和标准指标还没有完全达成共识；④单一因子过程研究比较深入，多因子综合过程研究有待加强；⑤对不同时空尺度下的石漠化驱动机制还需深入开展研究。总体来看，目前研究主要是基于我国西南喀斯特地区石漠化开展的，丹江口水库南阳水源区石漠化形成过程与成因机制尚未有过多研究。分析认为，从景观生态、地质环境、水文水资源、土壤侵蚀等方面如何定量分析宏观和微观的自然因素与人为因素驱动石质荒漠化形成过程与成因机理是下一步研究的重点。

2 石漠化影响评价研究现状及发展动态分析

石漠化具有区域性、渐发性、潜发性、生态破坏性、难恢复性等特征。我国喀斯特地区以贵州为中心，包括广西、广东、云南、四川、重庆、湖南、湖北等地部分地区，面积多达50万km2，是全球三大岩溶集中连片区中面积最大、发育最强烈的生态脆弱区。目前西南岩溶山区石漠化面积仍在快速发展，影响范围不断扩大，加速了区域生态环境恶化，主要表现为水土流失、河道淤积、土地资源丧失、干旱等。

关于喀斯特地区石漠化评价，不同学科背景、不同研究目的，选择评价指标体系差异较大。李瑞玲等选择植被覆盖率、岩石裸露率、平均土厚、植被类型等指标，从概念出发进行喀斯特石漠化评价；还根据坡度、岩性、地貌、人口密度、陡坡耕地率建立喀斯特石漠化危险度评价指标体系，对将发生石漠化的风险进行评价。周忠发运用遥感手段，以遥感影像获取植被面积比例、土被面积比例、侵蚀面积比例、土壤趋势模数、平均流失厚度等数据指标，从喀斯特石漠化程度出发进行评价。

综上所述，对石漠化影响评价研究具有以下特点：①关于石漠化对生态环境恶化、水土流失、土地资源丧失、自然灾害等影响研究较多；②石漠化评价指标体系不统一；③石漠化评价方法主要以概念性、描述性为主，模型构造和数理统计研究较少；④评价指标基础数据获取途径和数据量存在不同，导致评价结果差异较大，实践应用存在较大问题。由此可见，基于景观生态原理，运用3S技术方法，构建丹江口水库南阳水源区石漠化景观生态模型，并引入水文水资源指标体系，评价石质荒漠化对南水北调中线工程调水安全影响是下一步研究的一项主要内容。

3 石漠化监测研究现状及发展动态分析

关于石漠化监测国内学者利用遥感手段以及基于3S技术方法开展了大量研究。熊康宁等利用RS、GIS技术方法对石漠化的空间格局、演化机制、发展趋势进行了研究。王连庆等等利用3S技术开展了石漠化现状调查分析研究。李文辉等、Scott M. S.等利用计算机和3S技术进行了石漠化监测技术方法研究。总之，利用3S技术从石漠化现状调查、空间分布格局、成因及趋势和监测方法上做了大量研究工作。

虽然利用3S技术开展石漠化调查研究工作，但采用的划分标准基本上都是根据地表形态的宏观变化，而对水土资源环境变化微观机制考虑甚少。在丹江口水库南阳水源区石质荒漠化研究中，利用夏态时相多波段高分辨率遥感信息和DEM数据，基于ARCGIS系统，结合区域内土壤侵蚀监测站点、水文监测站点、生态观测站点，获取南阳水源区大尺度（全区）、中尺度（中型流域）、小尺度（小流域）和微观（坡面、沟道）石漠化格局、形成机制及发展趋势监测数据，构建多源数据信息的石质荒漠化景观生态模型，是下一步探求丹江口水库南阳水源区石质荒漠化规律研究的关键内容。

4 石漠化防治研究现状及发展动态分析

石漠化治理可以追溯到20世纪70年代末国家科委组织的全国性岩溶攻关，选择广西都安、贵州普定、湖南洛塔、山西娘子关四个典型区为试点进行岩溶石山地改造，取得了丰富的经验。80年代完成了西南岩溶地区水文地质普查。90年代，中科院两次提出推进西南喀斯特地区石漠化综合治理建议，在西南喀斯特地区许多点上开展了岩溶石漠化治理，取得了一定成效，形成了多种治理模式。如实施水源、土地、生态整体战略，在不同岩溶环境类型区建立石漠化治理典型示范试验区；以岩溶峰洼丛地区为代表的湖南龙山洛塔乡模式；实现了资源、生态与人口、经济相协调的可持续发展模式。

综合目前喀斯特石漠化理论研究与治理实践，如何针对丹江口水库南阳水源区石质荒漠化问题，利用多途径、多方法获取宏观和微观的石质荒漠化形成因素，进而分析不同时空尺度下石漠化形成机制和发展趋势，基于景观生态原理、运用3S技术方法构建景观生态模型，探求石漠化规律，按照可持续发展理论方法，提出有效防控石漠化对丹江口水库资源环境影响对策，建立南阳水源区生态及资源环境保护模式，对促进区域经济社会发展、全面建成小康社会、实现人与自然和谐共处都具有重要意义。

编辑：符蕾

X171.1

A

1673-8853（2017）03-0070-02

2017-01-31