福泉市石漠化土地空间分布及其动态变化研究

作者:未知

  摘 要:福泉市地处长江流域中上游地区,石漠化问题严重,造成植被稀疏、岩石裸露、涵养水源功能衰减,水土流失加剧,调蓄洪涝能力明显降低,直接威胁长江中下游地区的生态安全。为掌握全市石漠化土地分布状况及其动态变化情况,采用3S技术开展福泉市石漠化土地调查研究,摸清了全市石漠化土地的分布、面积、动态变化等主要特征,可为地方土地石漠化防治提供科学决策依据。
  关键词:石漠化;空间分布;动态变化;遥感;福泉
  中图分类号:S-3       文献标识码:A
  DOI:10.19754/j.nyyjs.20200330036
   岩溶地区石漠化作为一种环境地质灾害,加速了生态环境的恶化,形成以石漠化为核心的灾害群与灾害链。主要表现为水土流失—石漠化—旱涝灾害—生态系统退化集聚性发生和因果循环,结果导致土地资源丧失和非地带性干旱、生命财产损失等。石漠化不仅造成资源和生态环境破坏,而且造成生态系统极其脆弱,生存条件恶化,人地矛盾加剧(可耕地面积减少、人畜饮水困难、旱涝灾害频繁、土地生产力低等),导致本身落后的社会经济更加落后[1,2],形成了“环境脆弱—贫困—掠夺资源—环境恶化—贫困加剧”恶性循环的“贫困陷阱”。福泉市地处长江流域中上游地区,因石漠化严重,造成植被稀疏、岩石裸露、涵养水源功能衰减,水土流失加剧,调蓄洪涝能力明显降低[3]。大部分泥沙进入珠江,在下游淤积,导致河道淤浅变窄,水库面积及其容积逐年缩小,蓄水、泄洪能力下降,直接威胁长江中下游地区的生态安全[4]。为掌握全市岩溶地区石漠化状况及其动态变化,摸清全市石漠化土地的分布、面积、动态变化等主要特征,采用3S技术开展福泉市石漠化土地调查研究,对于土地资源保护、开发与管理以及生态文明建设具有十分重要的意义,可为地方土地石漠化防治提供科学决策依据。
  1 研究区概况
  福泉市隶属黔南布依族苗族自治州,位于云贵高原东部,南与麻江接壤,西接贵定、龙里、开阳,北与瓮安相连。全市国土面积168800hm2,地理位置为E104°14′~107°46′,N26°32′~27°02′。福泉市地势西部和北部较高,中部和东南次之,南部较低。黄龙山主峰1715.8m,海拔最高;鱼梁江出境河口614m,海拔最低,全市平均海拨1098m。岩石以沉积岩为主,占土地面积的98.2%。面积广布的碳酸岩造成福泉发育的喀斯特地貌,地表主要有峰丛、峰林、溶丘、溶蚀洼地等;地下发育暗河、溶洞。强烈的侵蚀作用,造成福泉山地、丘陵、山间盆地、河谷、溶蚀谷地等多样的地貌类型。
  全市土壤总面积164800hm2,土壤类型有石灰土、黄壤土、水稻土、紫色土等4个土类,10个亚类,49个土属,114个土种。全市林地面积102434.4hm2,(其中,林地60907.3hm2,灌木林地37801hm2,未成林造林地3726.1hm2),森林覆盖率为55.55%。
  市境属长江流域,有2大水系,东南部为沅江水系,注入洞庭湖;西北部为乌江水系,注入长江。属亚热带季风湿润气候区,热量资源丰富,无霜期长,雨量充沛,光、热、水同季,适宜多种作物生长,大部分地区一年两熟。光能资源偏少,太阳总辐射中部南部多,西部、北部、東部少。年平均气温12.5~15.3℃,均温东部和南部高,西部和北部低。多年平均降水量1175.7mm,无霜期长271d。
  2 数据来源与研究方法
  2.1 数据来源
  本研究数据以2010年和2015年Landsat遥感影像图(比例尺1 ∶ 10000)为基础,采用目视解译方法获得石漠化分布信息,结合野外实地踏勘,对全市石漠化土地斑块的外业调查核实。
  2.2 研究方法
  采用“3S”技术与地面调查相结合的技术方法[5,6]。以整理后的前期石漠化监测数据为本底,利用经过几何精校正和增强处理后的最新遥感影像数据,采用地理信息系统,按照小班区划条件进行区划与解译;采用带有全球卫星定位系统和区划解译数据的采集器现地开展小班界线修正、因子调查和照片采集;将外业采集数据资料导入地理信息系统进行检验与管理,统计汇总后获取本期石漠化的面积、分布及其它方面的信息;最后根据2期调查数据进行对比分析,掌握石漠化的动态变化情况。
  2.2.1 区划与解译
  利用上期监测的图斑叠加到本期遥感影像上进行区划,在原图斑上进行细分,区划后每1小班均需对应前期的某1个图斑(前期的任一图斑也需对应本期的至少1个小班)。区划时充分利用近期土地资源详细调查、第4次森林资源规划设计调查、林地年度变更成果、各种工程检查验收等资料,以确定石漠化土地动态变化与转移情况。
  2.2.2 现地核实调查
  在目视解译区划图斑结束后,要采用数据采集器到现地对区划的结果进行核实,按照石漠化监测因子逐个核对。图斑界线与实地相符,面积误差在5%以内;土地利用类型、岩溶土地石漠化状况、石漠化程度、石漠化演变类型等主要因子不允许有错;其它因子与现地调查不符时,应就地改正。
  3 结果与分析
  3.1 福泉市石漠化状况
  全市国土总面积169090hm2,本次监测区域总面积155831.8hm2,占国土面积的92.16%,岩溶土地面积96938hm2,占国土总面积的57.33%,石漠化面积28890hm2(其中,轻度石漠化12003.2hm2,占石漠化土地面积的41.5%;中度石漠化16699.2hm2,占石漠化土地面积的57.8%;重度石漠化187.6hm2,占石漠化土地面积的0.7%),占国土总面积的17.09%,占岩溶土地面积的29.8%,潜在石漠化面积13425.5hm2,占岩溶土地面积的13.8%。福泉市石漠化土地主要以轻度和中度石漠化为主,重度石漠化占比少,仅占0.7%。   3.1.1 福泉市各乡镇土地石漠化状况统计
  福泉全市辖5镇(龙昌镇、凤山镇、牛场镇、道坪镇、陆坪镇),1乡(仙桥乡),2个办事处(金山街道办事处、马场坪街道办事处),16个居委会,60个村委会。各乡(镇)石漠化程度及所占石漠化土地面积比例详见表1。
  石漠化土地在全市8个乡镇(街道)几乎均有不同程度的分布,石漠化面积较大的依次为道坪镇、牛场镇、龙昌镇、仙桥乡、金山街道、陆坪镇、凤山镇、马场坪街道。从各乡镇所处地理位置上看,从北向南呈间歇性带状分布,北部石漠化面积最多,中部次之,南部较少。
  另外,全市潜在石漠化面积87286.2hm2,按乡级行政单位统计如下:道坪镇11250.3hm2、牛场镇12566.4hm2、龙昌镇2860.8hm2、仙桥乡9829.4hm2、金山街道12681.8hm2、陆坪镇18231.6hm2、凤山镇6434.5hm2、马场坪街道13431.4hm2。
  3.1.2 不同地类的石漠化程度统计
  福泉市土地面积169090hm2,监测面积155831.8hm2,在监测范围内,经本次监测数据统计,其中,耕地54580.8hm2(水田面积14414.6hm2,旱地面积40166.2hm2),林地102434.4hm2(有林地60907.3hm2,灌木林地37801hm2,未成林造林地3726.1hm2),牧草地1413.9hm2,水域1302.4hm2,建设用地10514.9hm2。
  在林地中,轻度石漠化5460.6hm2,中度石漠化1019.2hm2,潜在石漠化78935.3hm2,非石漠化17019.3hm2。在耕地中,轻度石漠化6546.2hm2,中度石漠化15680hm2,重度石漠化187.6hm2,潜在石漠化8266.8hm2,非石漠化25017.5hm2。在牧草地中,轻度石漠化1010.1hm2,中度石漠化107.2hm2,非石漠化9374.1hm2。建设用地全部为非石漠化;水域全部为非石漠化。可以看出,在各地类中,耕地石漠化情况不容乐观。
  3.1.3 不同植被覆盖度的石漠化程度统计
  本次监测结果显示,福泉市监测范围内,植被综合盖度在10%以下面积10821.3hm2,其中,轻度石漠化1079.6hm2,中度石漠化3309.5hm2,重度石漠化26.2hm2,潜在石漠化1431.7hm2,非石漠化4974.3hm2。植被综合盖度在30%~39%之间的面积22.5hm2,其中,轻度石漠化15.7hm2,中度石漠化16.8hm2。植被综合盖度在40%~49%之间的面积1478.4hm2,其中,轻度石漠化694.2hm2,中度石漠化109hm2,非石漠化675.2hm2。植被综合盖度在50%~59%之间的面积4700.7hm2,其中,轻度石漠化274.2hm2,中度石漠化12.3hm2,潜在石漠化3574.9hm2,非石漠化839.3hm2。植被综合盖度在60%~69%之间的面积1825.7hm2,其中,轻度石漠化229.8hm2,中度石漠化14.7hm2,潜在石漠化1504.3hm2,非石漠化76.9hm2。植被综合盖度在70%~79%之间的面积9213.2hm2,其中,潜在石漠化7642.3hm2,非石漠化1570.9hm2。植被综合盖度在80%~89%之间面积1176hm2,其中,潜在石漠化920.7hm2,非石漠化255.3hm2。植被综合盖度在90%以上面积2433.7hm2,其中,潜在石漠化2397.1hm2,非石漠化36.6hm2。可以看出,植被综合盖度越低,石漠化情况越严重。
  3.2 石漠化演变类型
  本次调查结果显示,与上一期监测结果做比较,福泉市石漠化明显改善型为26183.7hm2;轻微改善型2496.4hm2;稳定型138694.1hm2;退化加剧型229.4hm2,退化严重加剧型1163.3hm2。形成这些变化主要有工程建设、自然修复、人为因素、技术原因等[7]。各乡(镇)石漠化演变类型详见表2。
  
  由于各种变化原因的土地总面积有6094.5hm2,其中,变化原因中工程建设602.3hm2;自然修复面积4033.8hm2;前期误判面积612hm2;治理因素面積846.4hm2,其中,封山管护12.6hm2、封山育林20.6hm2、人工造林813.2hm2。在这些因素中轻度石漠化面积442.8hm2,中度石漠化面积369.5hm2,重度石漠化面积11.6hm2,潜在石漠化面积4573.8hm2,非石漠化面积696.8hm2。
  3.3 石漠化动态变化分析
  3.3.1 石漠化动态变化结果
  本次监测结果显示,福泉市监测范围内,石漠化面积相对于上期有所减少,其减少面积为4742.3hm2(其中,轻度石漠化减少2171.3hm2、中度石漠化减少2524.8hm2、重度石漠化减少46.2hm2);潜在石漠化有所增加,增加面积为4045.5hm2;非石漠化面积有所增加,增加面积为696.8hm2,变化原因有前期技术因素、工程建设、人为因素等方面。
  3.3.2 石漠化动态变化规律及特点
  前期轻度石漠化变化和后期比较,变化面积12732.1hm2,其中,变为后期中度石漠化面积229.4hm2,变为后期潜在石漠化面积11745.9hm2,变为非石漠化面积756.8hm2。
  前期中度石漠化变化和后期比较,变化面积15158.1hm2,其中,变为后期轻度石漠化面积2439.3hm2,变为后期潜在石漠化面积10251.1hm2,变为后期非石漠化面积2467.7hm2。
  前期重度石漠化变化和后期比较,变化面积137.6hm2,其中,变为后期轻度石漠化面积53.1hm2,变为后期中度石漠化面积4hm2,变为后期潜在石漠化面积76.3hm2,变为后期非石漠化面积4.2hm2。   前期潜在石漠化变化和后期比较,变化面积3330.6hm2,其中,变为后期轻度石漠化面积723.2hm2,变为后期中度石漠化面积996.6hm2,变为后期重度石漠化面积103hm2,变为后期非石漠化面积1507.8hm2。
  从以上变化数据来看,前期轻度石漠化、中度石漠化、重度石漠化、极重度石漠化和后期比较,向好的方向演变比较大,总体呈明显改善型的趋势发展。总体是向好的方向演变,这说明这几年的石漠化治理取得了一定的成效。
  3.3.3 石漠化动态变化原因
  自然演变因素,包含自然修复、工程建设、封山育林、封山管护、人工造林等,即植被在适宜的条件下,自然生长,提高植被综合盖度的一种变化,自然演变因素造成石漠化变化面积5482.5hm2;其它因素,由于2011年第1次监测时,技术力量比较薄弱、其它条件有限,第2次监测所利用的影像图片,清晰度不高、分辨率低等原因,造成部分地类判断错误而造林石漠化变动,技术因素造成石漠化变化面积612hm2。
  4 结论与建议
  福泉市全市国土总面积169090hm2,本次监测区域总面积155831.8hm2,占国土面积的92.16%,岩溶土地面积96938hm2,占国土总面积的57.33%,石漠化面积28890hm2(其中,轻度石漠化12003.2hm2,占石漠化土地面积的41.5%;中度石漠化16699.2hm2,占石漠化土地面积的57.8%;重度石漠化187.6hm2,占石漠化土地面积的0.7%),占岩溶土地面积的29.8%,潜在石漠化面積13425.5hm2,占岩溶土地面积的13.8%。全市石漠化土地主要以轻度和中度石漠化为主,重度石漠化占比少,仅占0.7%。石漠化土地从北向南呈间歇性带状分布,北部石漠化面积最多,中部次之,南部较少。石漠化情况与垦殖率和植被覆盖相关,垦殖率越高、植被综合盖度越低,石漠化情况越严重。与上期相比,总体呈明显改善型的趋势发展,石漠化面积减少4742.3hm2,潜在石漠化面积增加4045.5hm2,非石漠化面积增加696.8hm2,变化原因有前期技术因素、工程建设、人为因素等方面。
  石漠化治理目的是以保护现有的耕地,增加森林植被覆盖度,减少水土流失,充分发挥生态系统的自我修复能力,最终达到人与自然和谐统一。针对福泉市石漠化土地的分布及特点,结合社会经济状况,福泉市防治石漠化须多管齐下[8,9]。如,搞好封山育林、荒山造林、退耕还林、转变群众生产生活方式、实施生态移民等;同时要制定优惠扶持政策,鼓励支持企事业单位、个人及非公有制经济组织参与石漠化治理;尤其要重视调整石漠化地区能源结构,加快农村能源建设步伐,减少森林资源的能源性消耗。为做好石漠化防治工作,需尽快遏制石漠化扩展趋势,改善岩溶地区的生态环境。
  参考文献
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  (责任编辑 贾灿)
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