貴州巖溶地區(qū)石漠化時(shí)空變化規(guī)律及發(fā)展趨勢(shì)研究.pdf

1、巖溶石漠化成為中國(guó)繼西北地區(qū)沙漠化和黃土地區(qū)水土流失之后的第三大生態(tài)問(wèn)題，石漠化問(wèn)題正成為中國(guó)南方巖溶地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，近年來(lái)引起眾多專家學(xué)者的高度重視，并成為研究熱點(diǎn)。 本文以世界巖溶最復(fù)雜、類型最齊全、分布面積最大，中國(guó)石漠化面積最大、災(zāi)害最嚴(yán)重的貴州省為研究對(duì)象。針對(duì)當(dāng)前石漠化等級(jí)體系不統(tǒng)一的現(xiàn)象，討論巖溶石漠化評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系的建立，分析不同巖性、不同等級(jí)石漠化在遙感圖像上光譜特征，并根據(jù)光譜特征差異研究各種石

2、漠化提取的方法。論文以2000年TM與2005年ASTER衛(wèi)星影像為數(shù)據(jù)源，運(yùn)用3S集成技術(shù)，根據(jù)增強(qiáng)型植被指數(shù)、土壤指數(shù)、坡度信息等指標(biāo)，運(yùn)用基于決策樹(shù)的分層信息法提取出貴州省2000年和2005年兩期石漠化圖。分析了貴州石漠化分布特征，并運(yùn)用空間分析和轉(zhuǎn)移矩陣研究2000～2005年間貴州石漠化的變化，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用馬爾可夫預(yù)測(cè)法和石漠化治理工程效益估算法對(duì)貴州石漠化發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。同時(shí)，為更準(zhǔn)確的研究貴州石漠化演變特征和發(fā)展趨

3、勢(shì)，選擇5個(gè)典型示范區(qū)，分析其石漠化時(shí)空變化特征和發(fā)展趨勢(shì)，從不同尺度揭示貴州石漠化變化特征和發(fā)展趨勢(shì)。研究表明： 不同巖性、不同等級(jí)石漠化在遙感圖像上光譜特征差異明顯，根據(jù)不同石漠化類型典型樣點(diǎn)的光譜特征曲線差異，應(yīng)用基于決策樹(shù)的分層信息提取方法，根掘植被指數(shù)和土壤指數(shù)的特征值差異可以提取不同類型石漠化。經(jīng)提取精度驗(yàn)證，基于決策樹(shù)的分層信息法提取石漠化圖比利用監(jiān)督分類提取石漠化圖精度更高，提取方法較簡(jiǎn)單，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和推廣

4、性。 貴州省現(xiàn)有石漠化土地面積達(dá)37597.36km2，占全省國(guó)土面積的21.34％，占巖溶面積的34.47％，也就意味著貴州超過(guò)1/3的巖溶地區(qū)已經(jīng)發(fā)生了石漠化，石漠化形式相當(dāng)嚴(yán)峻。貴州無(wú)論是巖溶分布面積，還是石漠化面積，均位于西南各省區(qū)之首，為西南地區(qū)石漠化最為嚴(yán)重的省份，石漠化形式相當(dāng)嚴(yán)峻。貴州石漠化分布呈現(xiàn)西部重、東部輕、南部重、北部輕的宏觀格局。 通過(guò)對(duì)貴州省2000～2005年石漠化圖的空間疊置分析，獲得石漠

5、化動(dòng)態(tài)變化圖和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，定量、定位分析貴州省石漠化的演變格局。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明5年間貴州石漠化面積增加了2188km2，潛在石漠化面積減少，而無(wú)石漠化、輕度、中度和強(qiáng)度石漠化面積增加，石漠化變化出現(xiàn)兩極分化的格局。2000～2005年貴州石漠化動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣顯示。各種石漠化相互間轉(zhuǎn)換面積較大．潛存石漠化轉(zhuǎn)換面積最大，變化面積達(dá)9135km2，石漠化的轉(zhuǎn)換由潛在石漠化為中心向兩極分化轉(zhuǎn)換，石漠化的等級(jí)演變遵循短時(shí)間基本不發(fā)生太大等級(jí)跳越的現(xiàn)

6、象。2000～2005年間貴州石漠化發(fā)生變化的區(qū)域分布較廣，基本上沒(méi)有大范圍集中連片的等級(jí)變化，石漠化等級(jí)增強(qiáng)的區(qū)域主要發(fā)生在貴州的南部和西部地區(qū)，而北部和東部地區(qū)石漠化等級(jí)程度降低的面積較大，分布較為集中。 通過(guò)馬爾可夫預(yù)測(cè)法，根據(jù)貴州省石漠化治理工程布設(shè)的工程類型，分析貴州石漠化未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。數(shù)據(jù)表明，石漠化治理專項(xiàng)工程對(duì)治理貴州石漠化作用明顯，無(wú)石漠化面積顯著增加，潛在石漠化面積明顯的減少，但中、強(qiáng)度石漠化面積變化相對(duì)緩慢

7、。石漠化治理工程在一定程度上遏制貴州石漠化的發(fā)展趨勢(shì)，減緩石漠化發(fā)展速度，降低石漠化等級(jí)，預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)表明，到2030年貴州省石漠化面積比例將由現(xiàn)在的21.34％降低到14.9％，到2050年降低到13.5％，但貴州石漠化問(wèn)題將長(zhǎng)期存在，貴州石漠化治理工作任重而道遠(yuǎn)。 通過(guò)對(duì)畢節(jié)、清鎮(zhèn)、花江、遵義和沿河5個(gè)示范區(qū)石漠化特征、變化規(guī)律及發(fā)展趨勢(shì)研究，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)石漠化治理后無(wú)石漠化面積都逐步增加，石漠化面積逐步減少，但是各種石漠化等級(jí)面積

8、增減存在差異。巖溶高原峽谷和巖溶高原山地區(qū)石漠化發(fā)生率明顯的高于巖溶高原盆地區(qū)，2005～2007年示范區(qū)石漠化變化數(shù)據(jù)表明：潛在以上石漠化年變化率郜足巖溶高原盆地區(qū)最大，巖溶高原峽谷區(qū)潛在以上石漠化類型年變化率最低。 烏江流域石漠化時(shí)空變化規(guī)律存在以下特點(diǎn)：流域下游輕度、中度和強(qiáng)度石漠化比例最高，其石漠化等級(jí)程度在流域內(nèi)最為嚴(yán)重；兩年間，流域上、中下游無(wú)石漠化和潛在石漠化面積都出現(xiàn)增長(zhǎng)，而輕度、強(qiáng)度石漠化面積減少；潛在、輕度和

9、中度石漠化都是遵義烏江流域中游區(qū)年變化率最大，石漠化治理相對(duì)比較容易。 石漠化和土地利用類型、水土流失強(qiáng)度存在明顯的相關(guān)性。土地利用類型和石漠化發(fā)生率及石漠化等級(jí)程度有明顯的相關(guān)性，土地利用類型是石漠化發(fā)生率及石漠化等級(jí)高低的重要因素；大多水土流失的區(qū)域都是輕度、潛在石漠化地區(qū)，同時(shí)，無(wú)石漠化和非巖溶區(qū)水土流失也較為嚴(yán)重。水土流失主要發(fā)生在旱地、疏林地和荒草地這三種土地利用類型。 石漠化嚴(yán)重地影響了當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)生活，直接