Relationships between rocky desertification and spatial pattern of land use in typical karst area,Southwest China

Karst rocky desertification is a typical type of land degradation in the Southwest China. An attempt was made to study quantitatively the relationships between rocky desertification and spatial pattern of land use through applying spatial analysis of Geographical Information System in Nandong underground river system, a typical karst area, Southwest China. The spatial distribution of rocky desertification and spatial pattern of land use were obtained from interpreting Landsat Images in Nandong area in 2007 by supervised classifications, and verified and rectified through field survey. The results indicate that: (1) the total land deserted area covers 378.3 km², or 23.4% of the total area, of which intense, moderate and slight rocky desertification covers 269.46, 54.2, and 54.63 km², respectively, in Nandong area. (2) There is an obvious effect of spatial pattern of land use on rocky desertification. With the increase of elevation and slope, there is a higher occurrence ratio of rocky desertification in the cultivated land and grass land. Also, more than half of total rocky desertification was dominated within the areas of 4 km from the construction land, and 97% of total rocky desertification was dominated within the areas of 10 km from the construction land in Nandong area. And what can be known from the data is that the primary effect distance of human on rocky desertification from the construction land is 4 km, and the farthest effect distance of human on rocky desertification from the construction land is 10 km in Nandong area.     

21世纪西南岩溶石漠化演变特点及影响因素

文章通过分析西南岩溶地区石漠化面积遥感调查结果和相关统计资料,揭示了21世纪以来石漠化时空演变特征和影响因素。2015年,我国西南岩溶地区石漠化总面积降至9.2万km2,石漠化演变的总趋势由21世纪以前的加剧变化为21世纪的逐渐减缓,而且,西南岩溶区石漠化程度显著变轻,由21世纪初的以重、中度石漠化为主演变为以轻、中度石漠化为主,危害最大的重度石漠化面积比例由38.08%降至15.31%,说明石漠化趋势得到有效遏制。但石漠化演变存在较大的区域差异,主要与国家实施植被修复工程力度、影响植被恢复的岩溶地貌类型、地下水开发程度、雨水资源以及区域经济条件密切相关。植被建设规划面积与石漠化减少面积成正比,生态经济条件相对较好的峰林平原和溶丘洼地石漠化治理效果最好,地下水开发和比较丰沛的雨量可有力促进植被恢复和经济发展,居民贫困化可使石漠化恶化。      

Change trends for desertified lands in the Horqin Sandy Land at the beginning of the twenty-first century

The dynamics of desertification in the Horqin Sandy Land between 2000 and 2005 were analyzed using Landsat TM/ETM images and the data-processing function of geographical information software. The results showed that the extent of desertified land decreased at a rate of slightly more than 0.1 km² year⁻¹, from 22,423.1 km² in 2000 to 22,422.4 km² in 2005, indicating that desertification has been controlled in this area and that desert areas may be approaching a steady state. The dynamics of desertification differed among land types. Desertification decreased most obviously in areas of previous desert land. The area in which desertification was ameliorated was higher than the area that underwent further degradation, but non-desertified land (113.3 km²) deteriorated at a rate of 22.7 km² year⁻¹ during this period. This significant change requires careful attention by managers in the study area.     

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。     

Driving forces responsible for aeolian desertification in the source region of the Yangtze River from 1975 to 2005

The Yangtze River is the China’s longest river and the third-longest river in the world. The river’s source region in the Qinghai-Tibet Plateau is especially sensitive to global environmental change because of its high elevation and cold environment. Under the influence of global warming, aeolian desertified land has expanded rapidly in this area. To assess the trends in aeolian desertification from 1975 to 2005, remote-sensing and GIS technology were used to monitor the extent of aeolian desertification in 1975, 1990, 2000, and 2005. The data sources included Landsat multi-spectral scanner images acquired in 1975, Enhanced Thematic Mapper (ETM+) images acquired in 2000, and Thematic Mapper (TM) images acquired in 1990 and 2005. Images recorded between June and October were selected, when vegetation grew well, because aeolian desertified land was more easily recognized during this period. Thematic maps, including land use and geomorphologic maps, were used as supplementary data. Aeolian desertification maps (1:100000) were produced for each year from the Landsat images through visual interpretation. The area of aeolian desertified land increased by 2,678.43 km² from 1975 to 2005, accounting for 8.8% of the total area of aeolian desertified land in 1975, an increase of 89.28 km² a⁻¹. Increasing mean annual temperature and the combination of a dry, cold, and windy climate in winter and spring were mainly responsible for the expansion of desertified land.     

Spatial pattern of Karst rock desertification in the Middle of Guizhou Province,Southwestern China

Karst rocky desertification is a typical type of land degradation in the Southwestern China. It has great ecological and economical implications for the local people. Landsat images from the middle of Guizhou Province collected in 1974, 1993 and 2001 were used for change detection of the pattern of Karst rocky desertification. The results show the following findings: (1) Desertification area expanded drastically in 27 years, at an increasing rate about 116.2 km²/year. (2) High areas (900–1,500 m) are the most affected. (3) Areas with the slope <5° or >25° are also easily tend to be Karst rocky deserted. (4) The process of Karst rocky desertification is nearly irreversible. Few areas of Karst rocky desertification could be meliorated to non-desertification land. (5) Most of the degraded lands are located in the south and the central of the study region, and the meliorated land areas are sparsely located in the east and the west part of the region. All these findings would provide bases for the decision-making of the local government to improve the Karst rocky desertification     

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。     

Comparative studies of the distribution characteristics of rocky desertification and land use/land cover classes in typical areas of Guizhou province, China

The Huajiang and Hongfenghu demonstration areas represent typical karst landforms and rocky desertification landscapes in Guizhou, China. These were selected for a comparison of rocky desertification and land use cover. Based mainly on 5 m resolution Spot 5, remote sensing images, topographic maps (1:10,000) and land use maps, the intensity and extent of rocky desertification, and slope characteristics of the two areas were interpreted. Spatial overlay analysis was used to compare the land use/land cover (LULC) and rocky desertification within each. The results were compared using the concepts of rocky desertification occurrence (RDO) among LULC classes and the structure value of desertification land (SVDL). The results demonstrated that (1) the landforms and extent of rocky desertification in the two areas are significantly different and the proportion of very steep slopes is one of the reasons leading to large areas of rocky desertification; (2) the RDO and SVDL show significant differences between the two areas; also rocky desertification intensity in various LULC classes cannot be measured in terms of RDO. High RDO may occur in low-intensity desertification land, and vice versa; (3) the structural characteristics of rocky desertification among various LULC are consistent among the woodland, “bare land” and “other grassland” land use classes in the two areas, but sequence slight > moderate > intense is not consistent between the areas. For the rocky desertification control, the present authors consider that the spatial distribution differences of rocky desertification and LULC among areas with different landform types area combined with the intensity of rocky desertification should be used in designing appropriate measures for control of desertification and rehabilitation of land.     

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。      

基于“3S”的贵州喀斯特石漠化现状及变化趋势分析

石漠化是在喀斯特脆弱的生态环境下,不合理的社会经济活动的产物。利用贵州省遥感影像,在3S平台上获取了研究区喀斯特石漠图,分析了贵州省喀斯特石漠化现状。结果表明,全省喀斯特面积11.3158万km2,现有石漠化土地面积达4.1091万km2,约占全省喀斯特面积的36.3%,为西南地区石漠化最为严重的省份。空间分布上,贵州石漠化存在西部重、东部轻、南部重、北部较轻的宏观格局;在2000-2005年,部分潜在、轻度石漠化经过治理转变成了无石漠化,但石漠化总的面积仍在增加,新增总量为5172km2,平均年增长率为2.88%,发展速度较快。     

云南省石漠化调查及治理综述

经过全面调查,查明了云南石漠化分布、成因及资源环境条件。通过统一规划,多方协作,采取生物、工程、经济、社会建设等多方面的措施开展石漠化综合治理,取得了一定成效,遥感监测石漠化面积减少6.2 万hm2。其中,国土资源部门进行的地下水开发、土地及矿山地质环境整治、地质旅游资源开发等综合治理工作,消除或削弱了造成石漠化的自然或人为因素,标本兼治的效果突出。石漠化治理工作中的问题,主要有石漠化治理仍限于治点,区域面貌改观不大;考虑岩溶流域的系统性不够,选择治理方法未考虑对流域下游的影响;重植被恢复,对于区域经济和生态功能整体修复的考虑不足;调查变化情况监测手段落后,治理效果及动态不清;地下水资源的科学开发利用和依法管控尚待加强;部门之间协调整合不够,影响综合治理成效等。因此云南的石漠化治理任重道远,尚需做好第二期综合治理规划,采取有效措施,加大规划的执行力度。      

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.     

基于Landsat-X GEVI的贵州纳雍地区2003-2015年岩溶石漠化分布变化遥感调查

岩溶石漠化是困扰中国西南岩溶地区发展的一种脆弱的生态环境,为了解贵州纳雍地区岩溶石漠化的改善情况,基于Landsat数据利用改进增强型植被指数模型（GEVI）方法提取了2003年和2015年的岩溶石漠化信息,分别为540.06 km2和390.99 km2,并将两期岩溶石漠化信息进行叠加分析和对比研究,发现该地区岩溶石漠化面积减少了149.07 km2,改善率（减少率）达12.88%,尤其是原成片分布的石漠化区域（如朝阳谷、滥坝和猫场等地）多呈碎斑状缩小,且发现研究区岩溶石漠化位置有自南西向北东迁移的现象,迁移面积为289.47 km2,以中度岩溶石漠化为主,说明治理与破坏同步,防治形势仍很严峻,但岩溶石漠化总面积减少,生态状况呈良性发展态势,反映出近年来综合治理成效显著。      

南北地理分界线—秦巴山区碳酸盐岩溶蚀速率研究

溶蚀速率作为反映岩溶作用强度的一个量化数据,其研究有助于岩溶区生态系统的恢复,对石漠化治理研究也有较为重要的意义。陕西秦巴地区是中国地理上重要的南北分界线,其气候、生态环境与南方存在明显差异,为应对日益严峻的岩溶生态环境退化问题,亟需针对陕西秦巴地区开展岩溶作用的研究。研究选取林地、灌丛、草地三种植被类型,利用标准溶蚀试片法获得溶蚀速率,分析不同植被类型、气候条件对溶蚀速率的影响,以及溶蚀速率与石漠化程度的关系。结果表明：三种植被类型地下平均溶蚀速率表现为林地＞灌丛＞草地的规律。降雨与溶蚀速率有显著的正相关性,相关系数R=0.84,而气温与其相关性不显著。在发育石漠化区域的溶蚀速率对比中,发现人类活动越频繁的地区,溶蚀速率越大,石漠化程度越高。     

喀斯特石漠化--中国西南最严重的生态地质环境问题

作为最严重的环境地质问题,日益扩展的土地石漠化,正在吞噬着中国西南喀斯特地区民众的生存空间,已经构成灾害和贫困之源。喀斯特石漠化是土地荒漠化的主要类型之一,是人类不合理经济活动叠加于脆弱生态地质环境背景上的综合作用结果。它以脆弱的生态地质环境为基础,以强烈的人类活动为驱动力,以土地生产力退化为本质,以出现类似荒漠景观为标志。中国西南脆弱的喀斯特生态环境是经过漫长的地质历史演化而形成的,它对喀斯特石漠化具有明显的控制作用。构造运动塑造了陡峻而破碎的喀斯特地貌格局,古环境演化奠定了石漠化的物质基础。喀斯特地区的人口压力及不合理的人类活动,导致土地资源的严重退化、植被覆盖度锐减、水土流失加剧和生态环境严重恶化,超载的社会经济压力是导致喀斯特土地石漠化最重要的驱动力。尽管喀斯特石漠化综合治理非常艰巨,但仍具备恢复或重建生态环境的可能性。     

喀斯特石漠化治理区不同土地利用方式的小气候效应

研究小气候变化对植被恢复的响应机制可为喀斯特地区石漠化综合防治提供理论依据。文章选取喀斯特高原山地和高原峡谷石漠化综合防治示范区4种土地利用类型为研究对象,通过常规的小气候监测方法,在雨季前(4月)、雨季(8月)、雨季后(12月)对4种土地利用类型的大气温度、光照强度、相对湿度、土壤温度日变化进行监测和对比分析。结果表明：（1）4种土地利用方式中,大气温度、光照强度和土壤温度均表现为石漠化裸地>农耕地>灌木林>林地,而相对湿度的变化规律则反之：林地>灌木林>农耕地>石漠化裸地,说明林地的小气候调节作用最优,而石漠化裸地最差,与其石漠化治理和植被恢复效果相对应;（2）高原峡谷的大气温度、光照强度和相对湿度在不同的季节和不同土地利用方式下都显著高于高原山地,不同土层的土壤温度是高原山地显著低于高原峡谷;（3）各土地利用方式的小气候季节差异明显,大气温度、土壤温度均为：雨季(8月)>雨季前(4月)>雨季后(12月),而光照强度、相对湿度为：雨季(8月)>雨季后(12月)>雨季前（4月),8月各小气候指标值最高,且不同土地利用方式和治理区间的差异亦最大,因此,选取8月进行小气候监测以比较各土地利用方式和治理区之间的差异要优于其他两个月份。     

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。      

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。     

岩溶断陷盆地“盆-山”耦合地形影响下的气候特征及其对石漠化生态恢复的影响探讨

掌握石漠化山区受海拔影响的气候特征的垂直差异,能够对岩溶山地气候及其影响下的水热组合条件有更为科学的认识,对石漠化演变研究和综合治理有重要意义。本文通过在典型石漠化山区（云南蒙自断陷盆地区）沿盆地、坡地到山区设立三个小型气象观测站获取山地垂直剖面的气象数据,从月（季）、日尺度分析石漠化山区“盆-山”耦合地形的气候垂直特征及其对石漠化生态恢复的可能影响,结果表明:（1）观测剖面是当地主导风东南风的背风坡,年降雨量高原面（1 027.4 mm）>盆地（662.6 mm）>坡面（574.4 mm）;且 “山谷风”效应显著,白天吹谷风,降雨比例更大。地形起伏使盆地降雨年变异系数达152.36%,远大于坡面（113.81%）与高原面（99.36%）,地形放大了垂直方向的“干湿”差异,区域干燥指数:盆地（1.74）>坡面（1.70）>高原面（0.88）。（2）垂直方向水汽差异使高原面年太阳辐射量（5 492 MJ·m-2）略小于盆地（5 817 MJ·m-2）。同时盆地与高原面气温垂直梯度达0.74 ℃·100 m-1,因此在光热条上存在明显的垂直差异。（3）垂直气候特征对石漠化生态恢复的影响具体表现在:①年内降雨集中,结合坡度较陡的地形易加速水土流失;②降雨量少,且集中在日间,强烈的蒸发易加剧土壤水分亏缺,不利于植被恢复。③研究区水分缺乏,因此在植被恢复治理中应选择耐旱的作物,同时要考虑垂直方向的光热条件差异,盆地选择喜光热作物,海拔高的地区选择喜温凉的作物。      

喀斯特石漠化的形成背景、演化与治理

喀斯特石漠化是青藏高原隆升在其东南翼所诱发的重要地质生态灾害问题,是制约中国西南地区社会经济发展的关键因素.它不是一种纯自然过程,而是与人类活动密切相关,不仅造成土地资源丧失,干旱缺水,生态系统退化,而且使该区的贫困问题加剧,具有明显的自然和社会学属性.本文着重从地质和生态的角度,阐述喀斯特石漠化的形成特点和演化方式,及其对综合治理的指导意义.对西南岩溶山地而言,土壤和植被是生态环境中最为敏感的自然环境要素,与非岩溶区相比,具有明显的脆弱特征.它们在干扰下发生迅速演替,诱发地表水文条件的改变,导致石漠化的形成.文中特别强调岩溶山区碳酸盐岩基底岩性的不同、生态环境类型与植被演替的方式和进程的多样性对于岩溶生态系统的影响作用.基于上述认识,对石漠化地区的土地利用方式和生态恢复过程以及可能发展的方向提出了一些建议和看法.