云南红河州石漠化演变过程及其综合治理成效

为了阐明云南红河州石漠化演变特点和综合治理成效,本文以2005年、2011年和2016年TM影像为基本数据源,以县市为单元,通过调查收集、实地验证、定位监测等手段,获得了云南省红河州3个时期石漠化演变及治理成效数据。结果发现:（1）12年间,红河州石漠化土地面积从2005年的3 267.49 km2减少到2016年的2 345.08 km2,生态环境持续好转,石漠化程度总体减轻;（2）红河州石漠化土地主要分布于中西北部的县市,各县市12年间不同监测时段石漠化演变存在差异性,极强度和强度石漠化土地面积急剧减少,中度和轻度石漠化有所增加;（3）2005—2011年石漠化减轻速率明显大于2011—2016年,石漠化土地面积减少比较明显;（4）研究区的石漠化综合治理成效明显,且12年间各县市石漠化演变方向和速率具有复杂性和多变性,治理效果短期之内并不一定明显,而是需要相对漫长的时间方能显现出来,若措施不当,极易重新发生并加剧演变。      

高原峡谷区喀斯特石漠化演变过程研究

基于多源、多时相中高分辨率遥感影像与GIS技术,定位监测、定量分析石漠化的演变过程,有助于认识石漠化的演变过程,从而更好地开展石漠化的综合治理。选取典型喀斯特高原峡谷区为例,基于2000年、2005年、2010年和2013年的影像数据,研究石漠化的演变轨迹、方式和速率等。结果发现:14年间,研究区石漠化总面积变化不明显,但石漠化内部类型之间的相互演变非常显著;石漠化演变以持续好转型为主要方式;无石漠化和潜在石漠化在不合理的人为干扰下易恶化,应注重保护;轻度石漠化在治理过程中易反复,应防治结合;中度石漠化在人为干预治理过程中易好转,应作为石漠化治理的核心。在人为干预下,中度石漠化和轻度石漠化的演变速率较快。对喀斯特高原峡谷区的石漠化演变过程进行定量分析,有助于制定同类地貌背景下的石漠化治理决策与调控机制。     

基于Logistic-CA-Markov模型的石漠化空间变化规律研究

为了揭示岩溶地区石漠化发生、发展的一般规律,文章以贵州省六枝特区为例,获取了1990、2000、2010年石漠化数据。利用Logistic-CA-Markov模型探讨石漠化发生的驱动因子及各类型间的转移情况,并在两种情景模式下对研究区2020年石漠化空间分布进行模拟。结果表明:（1）利用Logistic模型回归分析石漠化驱动因子,能够较好的反映其分布状况,CA-Markov耦合模型模拟石漠化空间分布,精度达到理论要求。（2)无石漠化、潜在石漠化、轻度石漠化、中度石漠化演变过程中受人为因素影响大于自然因素,而强度和极强度石漠化则相反。（3）在现有石漠化演化速率情景下,各等级石漠化的演变轨迹为修复与恶化并存模式,最突出的是潜在和轻度石漠化。（4）在喀斯特山地生态产业修复和封山育林结合情景下,石漠化修复与恶化并存的双重轨迹模式改为以修复为主的单一轨迹模式,其中轻度和中度石漠化治理效果最为突出。因此石漠化治理措施重点应针对轻度和中度石漠化分布区,注重协调人地矛盾,防止利用过程中返回式演变。      

贵州碳酸盐岩岩性基底对土地石漠化时空演变的控制

为了解碳酸盐岩岩性基底对土地石漠化时空演变的作用, 利用RS、GIS和GPS技术构建了贵州20世纪80年代、90年代和21世纪初3期1∶10万的土地石漠化历史空间分布图, 结合碳酸盐岩岩石组合类型分布数据, 利用数学建模的方法进行空间分析.结果发现: (1)石漠化的演变方式与碳酸盐岩的类型有关, 而与其纯度关系不大; (2)石漠化演变规模、演变速率和演变频率与碳酸盐岩岩性纯度呈正相关; (3)在石灰岩组合类型区, 无石漠化土地易演变到中度石漠化土地; 而在白云岩组合类型区, 无石漠化土地易演变到轻度石漠化土地; (4)无论碳酸盐岩纯度和组成如何, 在石漠化演变的长期过程中, 强度以上石漠化波动较小, 轻度、中度石漠化波动较大.因此, 碳酸盐岩岩性基底对土地石漠化的时空演变过程有明显的控制作用.      

基于高分辨率遥感影像的石漠化演变趋势分析———以蒙自东山生态治理区为例

为了快速准确获取小区域高精度、大比例尺岩溶石漠化的演变趋势,为小区域岩溶石漠化的定量评价和精准治理提供科学依据和基础数据,本文选择岩溶石漠化典型地区——蒙自东山生态治理研究区为例,基于2006年11月SPOT5和2015年1月Pleiades两期高分辨率遥感影像,通过研究区归一化植被指数（NDVI）与植被覆盖度（FVC）进行岩溶石漠化遥感信息提取,得到生态治理区2006年与2015年岩溶石漠化空间分布特征,并对两期FVC数据进行叠加,分析生态治理区石漠化的演变趋势。遥感调查表明,研究区内石漠化十分严重,重度石漠化面积占比73.55%,中度石漠化5.36%,轻度石漠化0.53%,无石漠化14.86%,阴影及水域面积5.71%。不同等级石漠化面积的变化情况显示,2006-2015年,重度石漠化和无石漠化面积比例增加,重度石漠化由72.37%增加到73.55%,无石漠化从6.06%增加到14.86%,而中度、轻度石漠化面积比例减少,中度石漠化面积从11.58%减小到5.36%,轻度石漠化面积从4.35%减小到0.53%。轻度、中度和无石漠化区变幅明显。研究区石漠化发生率从88.27%降低到79.43%,总体呈降低趋势。      

基于3S-ANN技术的县域农地石漠化预警分析——以广西壮族自治区都安瑶族自治县为例

在简要阐述3S技术和神经网络方法(3S-ANN)在农地石漠化预警方面原理和计算的基础上,通过遥感影像进行解译获取广西都安县各地类的植被覆盖率、基岩裸露率、地表起伏指数、≥25°坡地面积比等资源环境信息,并辅以农业人口密度、人均耕地面积、土地垦殖指数和坡耕地指数等经济、社会等指标数据,采用神经网络中的BP算法对都安县不同时期农地石漠化警情进行分析预测。结果表明,3S-ANN分析与实际相符:1977—2005年农地石漠化警情不断加剧,无警情乡镇由11个减少为0个,重警乡镇由0个增加到9个,但2007年的石漠化警情较2005年所减轻。应用2005、2007年数据对未来的2015年进行预测,结果显示,该县东、西部地区的东庙、加贵、保安、大兴等乡镇石漠化程度将有所加强,可作为今后防治的重点。      

中国西南岩溶山地石漠化转型演变解析

系统阐明岩溶石漠化的演变趋势,对正确认识岩溶石漠化发生发展过程及实施有效的石漠化综合防治措施具有重要意义。研究表明:（1）驱动石漠化发生与形成的因素有岩溶山地农户生计单一、土地压力大、土地承载力低和生态脆弱等4个主要因素;石漠化发生扩展其实质就是在低土地承载力背景下,过伐、过垦、过牧等土地利用方式触发了岩溶山地土地退化,即石漠化。（2）岩溶石漠化在发生发展到一定阶段后,随着社会经济背景的演变和石漠化驱动因素的变化、消失,石漠化面积扩张的趋势会发生根本性的转折,即石漠化转型。（3）中国西南岩溶山地土地利用方式改变引起生态系统机制改变,从而引起石漠化转型演变。石漠化转型是土地利用系统对经济社会发展与生态系统综合作用的响应,符合经济社会发展和生态系统演化的总体趋势。（4）中国西南岩溶山地石漠化演变对揭示该区域人地关系变化具有指导意义。      

喀斯特石漠化综合治理区表层土壤有机碳时空动态特征与趋势探讨

以中国南方喀斯特地区具有代表性的贵州为例,选取三个典型石漠化综合治理示范区,以2006年4月野外监测和2009年4月重复采样的数据为基础,分析喀斯特脆弱生态区实施石漠化综合治理工程的土壤有机碳时空动态特征和发展趋势。结果表明:经过3年的石漠化综合治理,不同等级石漠化样地表层土壤有机碳密度增幅不一,其中轻、中度石漠化样地提升幅度最大,无、潜在石漠化样地次之,强度石漠化样地最小;不同工程措施下表层土壤有机碳密度特征表现为:封山育林育草>退耕还林还草>坡改梯;增幅表现为:退耕还林还草>封山育林育草>坡改梯。石漠化治理过程中,随着轻度以上石漠化土地面积的减少,表土碳储量进一步增大,而且表层土壤有机碳多分布于潜在和无石漠化区。随着石漠化综合治理进程的推进,表土有机碳密度可能呈S型曲线增长,但由于潜在、无石漠化区多为基本农田,土壤有机碳密度将在较长时间内保持相对平稳的状态。而轻、中度石漠化样地在治理初期其表土有机碳密度增幅将最快。因此,采取有效的土地利用方式与加强可持续管理对提高表层土壤的固碳潜力具有非常重要的意义。      

基于RS和GIS的南汀河流域石漠化评价

以南汀河流域ETM、DEM和地质岩性数据为基础数据,应用遥感和地理信息技术提取了石漠化评价因子,构建石漠化评价指标并对石漠化强度进行评价。运用空间叠加分析和统计分析方法对石漠化信息进行分析,得到流域岩溶区石漠化强度分级特征,利用土地利用数据及石漠化信息与土地利用/覆盖类型的相关关系以分析土地利用方式对石漠化的影响。结果表明（1）研究区石漠化强度为:中度石漠化>轻度石漠化>潜在石漠化>强度石漠化>无石漠化>极强度石漠化。（2）强度石漠化区和极强度石漠化区主要分布在以耕地和疏林地为主要覆盖类型的区域。说明了造成石漠化的因素除裸岩率、植被、坡度、岩性等主要影响因子外,人们利用土地的方式对石漠化也具有很大促进作用。      

西南地区石漠化分布、演变特征及影响因素

根据中国西南岩溶区1999—2008年石漠化遥感调查结果,研究了该区石漠化发生现状和近十年间石漠化在区域、岩性、地貌及区域经济等方面的演变特征,并对发生石漠化的影响因素进行分析。结果显示,石漠化集中分布在滇、黔、桂三省区;石漠化的发生与岩性和地貌密切相关,其中纯碳酸盐岩中石漠化发生率高于杂碳酸盐岩,并随灰岩或碳酸盐岩含量减少而降低,而地形高差相对大的峰丛洼地、峰林洼地石漠化发生率最高,并随地貌相对高差变小而降低。石漠化发生程度与岩性、地貌关系表现多样,纯碳酸盐岩中轻度石漠化比例高于中度和重度石漠化之和的比例,杂碳酸盐岩中中度和重度石漠化之和的比例高于轻度石漠化比例;在峰林洼地、峰林/缓丘平原中轻度石漠化比例高于中度和重度石漠化之和的比例,缓丘台地和丘陵谷地中中度和重度石漠化之和的比例高于轻度石漠化,是岩溶构造演化与人类活动共同制约的结果。从1999年到2008年间,该区石漠化已经呈现转轻趋势,主要表现在总面积减少,石漠化程度减轻;石漠化演变过程中发生在不同岩性和地貌中改善或恶化发生率的变化趋势与上述石漠化的发生规律相似。石漠化还不同程度地影响居民的生活水平,调查显示,严重石漠化县域内石漠化面积与农民人均纯收入、人均生产总值等呈负相关,县域内石漠化面积是影响农民人均纯收入,乃至人均生产总值最重要的因素。因此,石漠化调查结果显示,研究区石漠化呈向好趋势,但是治理难点依然存在。     

石漠化景观格局分布特征及其影响因素分析——以贵州省盘县为例

以贵州省盘县2004年石漠化现状分布为基础,探讨石漠化斑块的空间组合格局类型及其影响因素。结果表明,该区石漠化景观呈现出极强度石漠化斑块集中分布型、强度石漠化与无石漠化斑块混合分布型、潜在石漠化与无石漠化为主分布型、轻中度石漠化聚集分布型和石漠化斑块相间分布型5种空间组合分布格局。人为干扰、自然因素是造成该区石漠化空间格局存在明显差异的主要原因。从全县来看,石漠化主要分布在坡度10°～ 17. 5°的地带,其次是17. 5°～ 35°的区域。从发生石漠化的土地类型来看,轻度石漠化主要分布于灌丛和坡耕地,中度石漠化主要分布于中覆盖草地和坡耕地,强度和极强度石漠化主要分布于中覆盖草地和来利用地。碳酸盐岩的分布、地形地貌和亚热带山地气候差异形成了不同的景观类型,而有限的土地资源和土地利用方式是控制喀斯特石漠化的主导因子。通过土地利用规模调整和优化,因地适宜实施退耕还林还草等,将有望实现强度、极强度石漠化景观逐渐向无石漠化景观的转变。      

Temporal and spatial changes of karst rocky desertification in ecological reconstruction region of Southwest China

Karst rocky desertification (KRD), as a process of soil degradation, is a limiting factor on enhancing the life condition of people in Southwest China. Fortunately, Chinese governments at different levels had taken it seriously, and the ‘Green for Grain’ program was initiated to treat and protect the fragile environment. In order to assess the dynamic change of KRD and improve the treatment of it in the future, Pingguo County, one of the ‘one hundred typical counties for karst rocky desertification control in China,’ was chosen as the study area. The results indicated that the evolution process of KRD landforms in the county might be divided into two phases: degradation phase (1994–2001) and ecological reconstruction phase (2001–2009). In the degradation phase, the area of non-KRD landform decreased from 1,132.02 km² in 1994 to 1,056.42 km² in 2001. In this phase, the area of non-KRD landform lost 5.51 % to KRD landforms, which mainly transferred to slight KRD landform with an area of 35.55 km² counting for 3.14 %. In another hand, the area of non-KRD gained 27.85 km², mainly from the slight KRD landform. As a result the area of non-KRD was reduced, meaning that the evolution of KRD became serious. In this phrase, the dynamic change degree of the slight KRD landform was the minimum, and the area of it was the largest among the three KRD landforms. Therefore, transition of slight KRD landform was the main transition type in this phase. The area of slight KRD landforms increased 38.77 km² in the county, which mostly took place in the middle and southwest karst regions. In ecological reconstruction phase, the area of non-KRD landform increased to 1,091.90 km² in 2009. In this phase, non-KRD landform gained an area of 22.82 km² and lost an area of 26.73 km², major of which from or to the slight KRD landform. Therefore, the area of non-KRD landform was increased, implying that the evolution of KRD became alleviated. In this phase, transition of slight KRD landform was also the dominant transition type. The decreased area of slight KRD landform was the largest among severe, moderate and slight KRD cases in the southwest karst region, where the ecological reconstruction projects were initiated. The efficient degrees of KRD landforms in southwest karst region were the largest in the four karst regions in this county. This study results may provide a consultant for rocky desertification control and ecological restoration in the future.     

基于RapidEye遥感影像的比值密度分割法在岩溶石漠化调查中的应用——以云南鹤庆县为例

高分辨率遥感图像是大比例尺石漠化遥感解译工作的重要信息源。文章以云南省鹤庆县为研究区,采用2011年RapidEye多光谱遥感影像,在对灰岩与针叶林—草体混合标准光谱曲线及不同裸岩率亮度值剖面曲线分析的基础上,运用波段比值法和密度分割法,结合野外现场踏勘和地理底图,开展大比例尺石漠化遥感解译,获得如下调查结果:全县石漠化面积为188.82 km2,占全县总面积的8.13%,占岩溶面积的25.48%,其中重度面积有10.31 km2,占石漠化总面积的5.46%,中度面积有42.28 km2,占石漠化总面积的22.39%,轻度面积有136.23 km2,占石漠化总面积的71.15%。野外验证石漠化等级判对率为84%,达到技术规范要求,这表明文章采用的方法可有效运用于大比例尺岩溶石漠化信息的提取。      

滇东南喀斯特区域石漠化时空格局演变研究——以广南县为例

石漠化给区域发展带来了一系列生态环境和社会经济问题,国家自实施生态治理工程以来,区域石漠化得到一定改善。为探讨生态治理工程实施后石漠化格局变化,研究以滇东南典型喀斯特区域广南县为例,以2000年、2010年和2018年3期遥感影像为数据源,通过人机交互式解译获得石漠化空间分布数据,运用时间变化度、转移矩阵和叠加分析等方法,分析广南县石漠化时空格局演变特征。结果表明:（1）时间变化上,广南县石漠化类型仍以重度石漠化为主,但是石漠化面积总体在不断减少。灌木林地和未利用地石漠化面积最大,其中灌木林地以潜在石漠化为主,未利用地以重度石漠化为主,是石漠化重点治理的用地类型。2000-2010年石漠化转移方向是向无石漠化和相邻等级石漠化转移,2010-2018年主要向低等级石漠化转移;（2）空间分布上,广南县喀斯特区域石漠化南多北少,呈现南重北轻的分布格局,沿篆角乡—黑支果乡—南屏镇南部—八宝镇西南部一线、珠琳镇和五珠乡相邻区域、珠街镇和曙光乡的相邻区域是石漠化集中分布区;（3）19年间,广南县喀斯特南部区域的石漠化大面积改善,而中部及北部区域的石漠化不断恶化。整体而言,退耕还林等生态治理工程的实施,能有效改善喀斯特区域的石漠化状况,使广南县石漠化总面积减少了288.98km2。      

喀斯特石漠化景观及其土地的生态效应——以贞丰县为例

利用喀斯特石漠化生态脆弱区贵州贞丰县2004年的ASTER遥感影像,解译了全县的喀斯特石漠化现状,并从景观生态学的角度指出轻、中、强、极度石漠化存在不同的空间分布格局.与此同时,作者还把石漠化的景观格局和其土地生态价值的分布频率结合起来,并从生态系统服务功能的角度定量计算了相应喀斯特石漠化土地的相对生态价值,评价了研究区石漠化土地的生态效应.结果表明,贞丰县270个村的生态价值整体偏低,全县极大值为1.016,极小值为0.286;不同区域之间的总体生态价值差异较大,生态价值相对较好的地区主要集中在非喀斯特地带,而在中度、强度、极强度石漠化地区生态价值很低.     

The relations between land use and karst rocky desertification in a typical karst area,China

Karst rocky desertification (KRD) is one major type of desertification which is under irrational human impact on the vulnerable eco-geo-environment. In this study, Zhudong fengcong rocky desertification landscape was selected to investigate the land use types distribution law in different rock types and the KRD land in different land use types. KRD data was determined by user–computer interactive interpreting method from Aster images in 2004, according to the exposed ratio of rock, the coverage of vegetation and soil in 0.2 km² unit, integrating with land utilizing present situation map, hydrogeology map, relief map, vegetation map, soil distribution map, as well as the practical investigation and the population census datum in 2002. Results showed that the occurrence ratio of KRD land is different in land use types and rocky assemblages obviously; land cover has a strong impact upon KRD. The sloping cropland distributed in homogenous limestone has a higher occurrence ratio of light KRD, secondly, is in the limestone interbedded with clastic rock. Light KRD land was dominated by shrubland, and sloping cropland accounts for 11.67% of it, moderate KRD land was dominated by moderate coverage grass slopes, strong and extremely strong KRD was dominated by rocky dry land which is difficult to use.     

基于RapidEye影像的蚂蝗田小流域土壤侵蚀与岩溶石漠化分析

依据《岩溶地区水土流失综合治理技术标准》(SL461-2009),以蚂蝗田岩溶小流域为研究对象,实地测量了22组典型地物光谱,发现岩石和土壤在红光-近红外二维光谱特征空间具有线性分布规律,由此推导出土壤—岩石指数方程,并构建了岩溶区土壤侵蚀与石漠化强度分析技术流程。在此基础上,利用研究区RapidEye卫星遥感影像,通过提取土地利用、植被覆盖度、基岩裸露率和坡度等指标因子信息,实现了土壤侵蚀与岩溶石漠化强度的分析评价。研究发现:岩溶区土壤侵蚀与植被覆盖度呈负相关性,与坡度和基岩裸露率无单向相关性;岩溶石漠化与植被覆盖度呈负相关性,与坡度呈正相关性,与基岩裸露率呈线性相关。      

Soil erosion monitoring and its implication in a limestone land suffering from rocky desertification in the Huajiang Canyon, Guizhou, Southwest China

Over the past decades, the vast limestone mountain areas in southwestern China have suffered greatly from karst rocky desertification (KRD), which is a unique type of desertification caused by irrational land-use practices and has drawn increasing attention of international academic community. Characterizing soil erosion in this region is the key to understanding the escalating KRD problem and finding solution to it. The authors applied leveling method to study soil erosion process in the Huajiang Karst Canyon area between 1999 and 2003, and tried to relate it to KRD expansion. The monitoring data indicate that soil in the study area was losing at an alarming rate, which is much higher than soil formation rate and has already resulted in severe KRD problem. Soil loss under different land-use conditions varied greatly during the monitoring period. The highest soil erosion rate occurred in bare and newly abandoned cropland, followed by sparse grass land, forest land, and dense grass land. In addition, soil erosion could be significantly different under different micro-topographic conditions. Because soil erosion rate in the studied karst mountain areas is surprisingly high, it is urgent to take quick actions to fight against the ongoing KRD problems in Southwest China before an irreversible situation occurs. However, the traditional way to combat KRD by abandoning current cropland needs to be carefully reconsidered, since a bare newly abandoned cropland may suffer more from rapid soil loss than before.     

基于RS、GIS的重庆黔江区石漠化现状与成因分析

在RS、GIS支持下,利用2004的TM遥感影像数据研究重庆市黔江区石漠化现状及形成原因。结果表明:黔江区7.21%的土地发生石漠化,其中轻度、中度、强度石漠化分别占总面积的3.06%、3.41%、0.74%,潜在石漠化占总面积的4.84%;石漠化的分布与地层、高程、坡度及土地利用等因素密切相关;石漠化的形成与发展是人类不合理的经济活动叠加于脆弱的生态地质环境背景上综合作用的结果。     

土地石漠化概念与分级问题再探讨

针对前人研究中将石漠化发生的地域限定在亚热带,将发生的时间限定在人类历史时期,将发生的原因均归结为人为不合理的经济活动,而忽视了石漠化可能发生的其它地域、其它时期和其它成因等问题,对土地石漠化概念作了修正。认为土地石漠化是在湿润、半湿润气候环境和岩溶环境中,由于人类活动和/或气候变化等因素作用,造成地表植被退化、土壤侵蚀、地表水流失、基岩裸露,形成类似石质荒漠景观的土地退化过程,并对其内涵作出释义。在此基础上依据生态基准面的理论,以坡面形态、溶蚀岩溶地貌形态、基岩出露率、土壤厚度和土被覆盖度、土壤侵蚀程度、植被覆盖率和植物种群、土地利用类型等为景观指征,将石漠化土地分为轻度、中度、重度和极重度4个等级,并以粤北岩溶山区为例,拟定了区域性石漠化土地分级及其综合景观指征。