贵州岩溶地区石漠化现状与动态变化研究——以平塘县为例

蒙正永，谢 刚，陈 阳，肖玖军，张蓝月，董艳艳，潘伯娟，李可相

(1.平塘县林业局，贵州 平塘 550100； 2.贵州科学院 贵州省山地资源研究所，贵州 贵阳 550001)

石漠化是指在热带、亚热带湿润半湿润气候条件和岩溶极其发育的自然背景下，受人为活动干扰，地表植被遭破坏，造成土壤严重侵蚀、基岩大面积裸露、砾石堆积的土地退化现象，是岩溶地区土地退化的极端形式[1]。以贵州省为中心的西南喀斯特地区，是全球三大岩溶集中分布区之一，该区连片裸露碳酸盐岩面积最大、岩溶发育最为强烈[2]。同时，该区居住着1亿多人口、48个少数民族，贫困人口相对集中，人地矛盾突出，长期存在的不合理的土地利用方式导致了强烈的水土流失和植被破坏[3]。许多专家学者对西南喀斯特地区石漠化的概念、类型界定、成因、生态影响、时空演变和土地利用影响等进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区的平塘县为研究区，分析了平塘县石漠化状况、动态变化及原因，评价了平塘县石漠化防治成效，期望能为各级政府制定石漠化防治政策和生态修复规则，以及加快石漠化土地生态修复，改善区域生态环境，实现区域可持续发展提供基础数据资料。

1 研究区概况

平塘县位于贵州省南缘中部，地理位置为北纬25°24′～26°06′、东经106°40′～107°26′，土地总面积2 815.6 km2；地势西北高东南低，最高点海拔1 487.7 m，最低点海拔402.0 m；县境内地貌类型多样，喀斯特地貌和常态地貌相间分布，其中喀斯特地貌分布广，且类型和形态十分齐全；属中亚热带季风湿润气候区，年均温17 ℃，年均日照时数1 316.9 h，无霜期312 d，年均降雨量1 259 mm，冬无严寒，夏无酷暑，气候温和湿润，热量资源丰富，雨量充沛，雨热同季，无霜期长；土壤以砂页岩发育而成的黄壤为主，分布面积占全县土地面积的63.90%，其次是碳酸岩发育而成的石灰土，占8.42%。平塘县地带性原生植被主要为南亚热带常绿阔叶林和中亚热带常绿阔叶林，南亚热带常绿阔叶林主要分布在甲茶镇、者密镇一线邻近广西的南部边缘地带，中亚热带常绿阔叶林主要分布在平舟镇、牙舟镇一线以北。目前境内的植被均为次生植被：乔木主要有马尾松、杉木，以及壳斗科的栲属、青冈属，樟科的樟属、润楠属、楠木属等一些树种；灌木主要有茅栗、杜鹃、野蔷薇、马桑，以及山矾科、樟科等一些树种。

2 数据来源与处理

2.1 数据来源

选择2010、2015年的Landsat遥感影像，对遥感数据进行几何精校正和增强处理，利用“3S”技术和实地调查相结合的方法，分别以植被覆盖度、坡度、平均土层厚度、土地利用类型为石漠化遥感解译的辅助判定指标，通过人机交互解译得出石漠化数据，建立两个时期的喀斯特石漠化数据库，对2010、2015年平塘县石漠化数据进行对比分析，得出平塘县石漠化的动态变化情况。

2.2 数据处理

本研究依据《贵州省岩溶地区第三次石漠化监测实施细则》[10]进行石漠化状况分类、石漠化程度划分，采用Excel 2007软件进行数据处理。

2.2.1 演变类型评价

为了解石漠化与潜在石漠化的发生发展趋势，依据影像特征变化分析和植被状况变化调查得出了石漠化演变类型评价标准，见表1。

表1 石漠化演变类型评价标准

2.2.2 石漠化转移矩阵

借鉴土地利用类型转移矩阵来反映石漠化的结构特征与各石漠化类型变化的方向[11]。利用叠加分析工具，分析平塘县2010、2015年石漠化土地面积，建立石漠化转移矩阵。

2.2.3 石漠化变化速率

应用土地利用动态变化研究方法，分析区域内岩溶石漠化变化速率[12]，计算出平塘县各石漠化类型年变化率，计算公式为

式中：K为研究期内某石漠化类型的年变化率，%；Ua为研究初期某石漠化类型的土地面积，hm2；Ub为研究末期某石漠化类型的土地面积，hm2；T为研究时间，a。

3 结果与分析

3.1 石漠化现状及演变类型

本研究监测图斑数量21 790个、土地总面积218 535.10 hm2，其中：石漠化土地面积64 085.20 hm2，占29.32%；潜在石漠化土地面积84 379.80 hm2，占38.61%；无石漠化土地面积70 070.10 hm2，占32.06%。平塘县石漠化土地在全县11个镇(乡、街道)均有分布，其中以克度镇、通州镇、塘边镇、牙舟镇、大塘镇、者密镇等分布面积最大，掌布镇、平舟镇、甲茶镇次之，卡蒲乡、金盆街道分布面积较少。

平塘县石漠化土地面积中：轻度石漠化土地面积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%。石漠化程度以轻度、中度为主，两者合计占石漠化总面积的96.65%，同时无极重度石漠化土地。

3.2 石漠化土地利用现状

按地类分，全县64 085.20 hm2石漠化土地面积中，林地面积56 546.20 hm2、耕地面积7 457.30 hm2、未利用地面积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、无立木林地733.40 hm2、宜林地4 258.90 hm2。可见，石漠化土地主要分布在林业用地中的灌木林地和有林地，两种地类石漠化分布面积合计占石漠化土地面积的79.30%。这些石漠化土地的主要特点是岩石裸露率高、土层浅薄、植被覆盖度不高，历史原因导致原生植被遭破坏，形成石漠化土地，因此植被恢复非常缓慢。

按地类分，全县84 379.80 hm2潜在石漠化土地面积中，林地面积75 244.20 hm2、耕地面积8 829.90 hm2、草地面积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。潜在石漠化土地主要分布在林业用地中的灌木林地和有林地，两种地类潜在石漠化分布面积之和占潜在石漠化土地面积的88.98%。这些潜在石漠化土地虽然植被覆盖度较高，但岩石裸露率高、土层较薄、植被生长慢，一旦植被遭破坏，很容易变成石漠化土地。

3.3 石漠化动态变化

从2010、2015年两期监测结果看，全县石漠化严重状况总体有所缓解，土地逐渐向良性演变，但局部石漠化程度有所加剧。其中：良性改善面积17 802.30 hm2，包含明显改善面积10 627.70 hm2、轻微改善面积7 174.60 hm2；稳定面积200 329.10 hm2；退化演变面积403.70 hm2，包含退化加剧面积188.00 hm2、退化严重加剧面积215.70 hm2。

3.3.1 石漠化转移矩阵

平塘县2010—2015年石漠化转移矩阵见表2。其中，潜在石漠化面积增加最为显著，增加了11 467.2 hm2，主要由轻度、中度石漠化转化而来。中度石漠化面积减少最为显著，减少了8 204.1 hm2，主要转化为轻度石漠化和潜在石漠化。这与平塘县石漠化综合治理、珠江防护林等生态工程实施有关。

表2 2010—2015年平塘县石漠化转移矩阵 hm2

3.3.2 石漠化动态变化率

2010—2015年平塘县各石漠化类型年变化量和年变化率见表3。由表3知，2010—2015年平塘县石漠化土地年变化量为-2 323.08 km2，年变化率为-3.07%，其中减少最快的是重度石漠化，年变化率为-8.17%，潜在石漠化和无石漠化年变化率分别为3.15%、0.04%。由于各石漠化类型面积基数不同，因此年变化率只体现了变化速率，不代表是区域变化的主要类型。总体来看，平塘县石漠化变化的主要类型是潜在石漠化和中度石漠化。

表3 2010—2015年平塘县各石漠化类型年变化量和年变化率

4 结论与建议

4.1 结 论

2015年遥感监测数据表明：平塘县石漠化土地面积64 085.20 hm2，占全县监测土地总面积的29.32%，低于黔南州2015年石漠化面积占比(53.4%)[13]。石漠化土地在全县各镇(乡、街道)均有分布，但分布不均。石漠化程度以轻度和中度石漠化为主，轻度、中度石漠化土地面积分别占石漠化土地面积的48.84%、47.81%。石漠化土地和潜在石漠化土地主要分布在林地上，分析其原因，是因为当地林地岩石裸露率高、土层浅薄、植被覆盖度不高，且植被恢复非常缓慢。

对比2010、2015年两期的石漠化监测结果，平塘县大部分石漠化地区稳定，部分严重状况有所缓解，总体石漠化土地逐渐向良性演变。部分中度、轻度石漠化转化为潜在石漠化，部分中度石漠化转化为轻度石漠化。平塘县石漠化年变化率为-3.07%，其中减少最快的是重度石漠化，年变化率为-8.17%，潜在石漠化和无石漠化年变化率分别为3.15%、0.04%。

4.2 建 议

恢复植被是石漠化治理的关键环节，植被覆盖度的高低直接反映了石漠化治理的成效。除立地条件极差的个别石漠化地区外，大多数石漠化地区应以人工恢复为主，重点发展生态经济型林业，这样不仅可以大幅度提高所在区域的植被覆盖度，防止石漠化面积扩大，而且可以增加石漠化地区农民收入，调动农民治理石漠化的积极性。不同类型石漠化地区以植被恢复为主的石漠化治理模式应有所区别，比如：在岩溶石山采取封山育林恢复植被模式；在岩溶石山、半石山采取人工促进封山育林育灌恢复植被模式；在岩溶半石山采取乔灌混交防护林建植模式；在岩溶半石山采取生态经济林治理模式。