本次岩溶石漠化调查采用了20世纪80年代末、90年代末以及2008年前后3期遥感数据。其中, 20世纪80年代末数据有1986年、1987年和1988年的TM数据; 90年代末数据有1999年和2000年的TM数据; 2008年数据以CBERS-02B数据为主, 辅以少量ALOS及ASTER数据(时相跨度为2007— 2009年, 但以2008年为主)。

上述原始遥感数据经过几何纠正、图像配准、影像镶嵌、辐射校正和信息增强后, 作为石漠化遥感信息提取的数据源。

首先, 生成具备时空可比性的岩溶石漠化指数图像, 同时编制工作区岩溶分布图, 建立工作区岩溶数据库; 然后, 分析典型样区的石漠化指数图像分析, 确定石漠化分级阈值; 第三, 选择合适的信息提取方法; 第四, 遥感影像地理信息化; 第五, 基于GIS提取石漠化信息, 形成石漠化信息的矢量化图斑; 第六, 采用人机交互解译进行修正。

目前, 对石漠化的分类尚无统一标准。本次解译按无石漠化、轻度石漠化、中度石漠化和重度石漠化4级进行(具体分类信息详见文献^[2])。经过野外调查验证和解译图斑修正, 最终得到贵州省岩溶石漠化分布图、贵州省岩溶分布图及石漠化遥感解译数据库。

贵州省行政总面积约17.62万km², 共84个县区有岩溶分布, 岩溶出露面积约12.12万km², 占全省面积的68.82%。全省碳酸盐岩分布较为集中, 产出主要类型为灰岩、碳酸盐岩夹碎屑岩、碎屑岩夹碳酸盐岩、碳酸盐岩与碎屑岩互层。其中, 灰岩面积3.03万km², 占全省碳酸盐岩总面积的25%, 其次为碳酸盐岩夹碎屑岩(占20%), 碎屑岩夹碳酸盐岩、碳酸盐岩与碎屑岩互层的分布面积各占16%, 而灰岩夹白云岩、白云岩与灰岩互层以及白云岩夹灰岩等类型的出露面积则相对较少。

岩溶地貌的分布特点较为明显, 以丘陵谷地和峰丛洼地为主, 占岩溶总面积的95%。其中, 丘陵谷地出露面积最大, 约84 143.17 km², 占贵州省岩溶地貌总面积的69%; 其次为峰丛洼地, 出露面积约31 055.85 km², 占26%; 缓丘台地和峰林洼地出露面积相近, 分别为3 068.04 km²和2 938.92 km², 仅占岩溶地貌总面积的3%和2%。

2008年全省岩溶石漠化面积约20 943.75 km², 占总面积的11.89%, 占岩溶总面积的17.27%, 是南方岩溶石山地区石漠化分布面积第一大省, 其中, 重度石漠化面积约2 259.99 km², 中度面积约7 337.59 km², 轻度面积约11 346.18 km²。

在全省有岩溶分布的县市中, 石漠化面积大于500 km²的有六盘水市、大方县、紫云苗族布依自治县、黔西县、长顺县、威宁县、织金县、惠水县、兴义市、平塘县、贵定县及安龙县等12个县市, 占石漠化总面积的38.6%。其中, 石漠化面积大于700 km²的有六盘水市、大方县、紫云县及黔西县。

不同类型碳酸盐岩石漠化的分布差别较大(图1), 主要分布在灰岩、碳酸盐岩与碎屑岩夹互层中, 占石漠化总面积的80.29%; 白云岩夹灰岩中则面积最小, 只有1.73%。

不同地貌类型石漠化的分布特点是: 丘陵谷地和峰丛洼地中石漠化所占面积最大, 达到93.41%; 峰林洼地和缓丘谷地中, 石漠化分布面积不到7%; 峰林平原中未见到石漠化分布。

图1

Fig.1

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图1 贵州省各碳酸盐岩类型中石漠化面积分布Fig.1 Rocky desertification distribution area in different carbonate rocks in Guizhou Province

如图2所示, 从20世纪80年代末— 90年代末, 全省石漠化程度加剧, 面积从21 643.27 km²增至32 476.73 km², 总面积净增10 833.46 km², 平均每年以984.86 km²速度增加, 增长速率为3.76%, 而石漠化改善面积仅有675.54 km², 石漠化加剧与改善面积之比为15:1。

图2

Fig.2

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图2 贵州省20世纪80年代末和90年代末石漠化面积对比Fig.2 Comparison about rocky desertification area of the end of 80's and the end of 90's in Guizhou Province

该期间石漠化严重加剧的县市主要有: 六盘水市、大方县、盘县特区、毕节市、贵阳市、晴隆县、赫章县、福泉县、安顺市、六枝特区、平坝县、金沙县及兴义市等, 其中六盘水市与大方县加剧最严重, 分别为1 331.71 km²和1 040.48 km², 加剧面积大于100 km²的县有36个, 而完整县市改善明显的基本没有。

如图3所示, 从20世纪90年代末— 2008年前后, 全省石漠化面积整体呈减少趋势, 石漠化程度仅在局部地区加重; 石漠化面积从32 476.73 km²降至20 943.76 km², 净减少11 532.97 km², 平均每年以1 153.3 km²的速度减小, 减少速率为4.76%。全省石漠化程度改善总面积15 318.3 km², 其中, “ 轻度” 级改善面积13 159.69 km², “ 较好” 级改善面积2 158.61 km²; 石漠化恶化面积1 705.15 km², 严重恶化面积303.85 km², 轻度恶化面积1 401.30 km²; 石漠化程度基本未变区域15 483.06 km²。

图3

Fig.3

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图3 贵州省90年代末和2008年石漠化面积对比Fig.3 Comparison about rocky dertification of the end of 90's and 2008 in Guizhou Province

该省石漠化改善程度较好的县市主要有六盘水市、安顺市、黔西县、威宁县、长顺县、福泉县、大方县、玉屏县及修文县等, 其中六盘水市、威宁县、黔西县及大方县改善面积均在700 km²以上, 改善程度在20%以上, 此外有11个县改善面积在300 km²以上; 而恶化程度普遍较小, 最严重的修文县为6.68%, 其次有5个县市在3%~5%之间, 其他县市均在3%以下。

通过对两阶段岩溶石漠化演变数据分析发现, 20世纪80年代末— 90年代末, 贵州省岩溶石漠化以迅速加剧为主, 年均加剧面积达744 km², 比80年代末增加了10 833.46 km², 57%以上县市石漠化加剧程度大于5%, 5个县市大于20%, 其中六盘水市加剧程度最大, 达到41.63%; 20世纪90年代末— 2008年间, 石漠化呈快速改善趋势, 90%以上的区域得到不同程度的改善, 比90年代末面积减小了11 532.97 km², 69%的县市改善程度大于5%, 6个县市大于20%。其中, 黔西县改善程度最大, 达到29.67%; 六盘水市改善面积最大, 为 899.44 km²。

根据国家统计局公布的人口普查结果显示, 贵州省1990年农业人口21 021 654人, 到2000年达到29 732 599人, 增加了8 710 945人; 2010年, 由于计划生育政策的实施、外出打工人口的增加以及农转非人口的增加, 农业人口较2000年减少了6 733 911人。通过图4可以看出, 石漠化面积的变化和农业人口变化呈现较好的正相关, 均在2000年左右达到最大值, 然后开始减小。人口数量的锐减, 降低了土地负荷, 缓解了对土地、森林和水资源的需求压力。因此, 本文推测贵州省农业人口的减少是该省岩溶石漠化改善的重要因素之一。

图4

Fig.4

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图4 石漠化面积与人口变化趋势Fig.4 Tendency about rocky desertification area and population

以沼气为重点的生态能源建设可以有效地保护森林资源。贵州省1998年沼气池有29 290口, 到2009年沼气池达1.7× 10⁶口。1个8 m³的沼气池年产气400 m³, 可满足1户5口农家的炊事和照明用能, 每年可节约薪柴2 t, 相当于每年保护森林资源1 600 m²。2009年贵州全省沼气池可节约薪柴3.4× 10⁶ t, 相当于保护森林资源2 720 km²。1998年后沼气池数量大幅增加, 年均增涨1.6× 10⁵个以上, 能源获取方式逐步改变, 大幅减少了砍柴伐木数量。石漠化开始改善的时间点在1999年附近。因此, 本文推测沼气池的大量使用对全省生态恢复起到了重要作用(图5)。

图5

Fig.5

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图5 石漠化面积与沼气池数量变化趋势Fig.5 Tendency about rocky desertification area and quantity of marsh gas tank

全省农业人口人均收入由1988年的397.74元增加到2000年的630.67元, 增长速度比较缓慢, 年均增长不到20元; 2011年人均纯收入达到4 200元, 从2000年到2011年, 年均增加324元, 收入水平得到较大提高, 其增速改变的时间点和石漠化开始改善的时间点十分相近(图6)。因此, 本文认为, 全省众多地区发展的观光旅游业改变了当地人民单一的生产、生活方式和能源消耗方式, 大幅度减少了乱砍乱伐、烧山造田、毁林开荒的现象, 使扶贫开发与农村经济发展跟石漠化治理紧密相连, 给生态环境的恢复提供了有利条件。

图6

Fig.6

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图6 石漠化面积与农民人均收入变化趋势Fig.6 Tendency about rocky desertification area and peasant income per head

退耕还林、人工造林及封山育林是治理石漠化最直接的手段。退耕还林后实行严格的封山育林, 辅以人工促进更新。封山1~2 a后可见草坡, 5 a左右可见灌木, 15~30 a可形成喀斯特森林植被。贵州省自2000年开始实施退耕还林工程以来, 到2010年累计投资116亿元, 完成任务11 914.74 km², 其中退耕造林4 375.62 km²、荒山造林7 006.32 km²、封山育林1 132.2 km², 对贵州省生态环境和岩溶石漠化起到明显的改善作用。