盧海燕 夏美青 賀錦毅 黃菥靈

摘 要 以湖南省邵東縣為研究區(qū)，應(yīng)用GIS技術(shù)，進行了石漠化敏感性評價和空間分析等方面的研究，以期為巖溶地區(qū)石漠化防治提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明：研究區(qū)石漠化敏感區(qū)面積比較大，占土地總面積的73.55%，59.13%的面積處在中度敏感、高度敏感和極度敏感狀態(tài)，極易發(fā)生石漠化;在石漠化敏感的區(qū)域，輕度敏感區(qū)域的面積所占比例最大，占敏感區(qū)總面積的40.87%;中度敏感區(qū)、高度敏感區(qū)和極度敏感區(qū)的面積分別占敏感區(qū)總面積的31.90%、23.75%和3.48%。

關(guān)鍵詞 巖溶石漠化;敏感性評價;GIS技術(shù);湖南省邵東縣

中圖分類號：X826;P931.5 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.20.086

土地石漠化現(xiàn)象是我國巖溶地區(qū)面臨的一個非常嚴重的生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟問題。土地石漠化不僅使當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境退化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件惡化，而且嚴重制約該區(qū)域社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。土地石漠化地區(qū)的自然條件極其惡劣，其表現(xiàn)為基巖大面積裸露、植被稀少退化、水土流失嚴重，生態(tài)環(huán)境短時間內(nèi)難以恢復(fù)。因此，巖溶石漠化被人們稱為“地球癌癥”[1]。

目前，雖然巖溶地區(qū)生態(tài)環(huán)境敏感性問題已有大量研究，我國對巖溶地區(qū)石漠化問題的研究也取得了較為顯著的成果，在土地石漠化敏感性方面也進行了一些探索性和嘗試性的研究，但這些研究雖然提高了人們對巖溶地區(qū)生態(tài)環(huán)境問題的了解與認識，但也都在不同程度上存在著一些局限。如絕大部分是針對巖溶地區(qū)生態(tài)環(huán)境敏感性的總體特征進行分析，對具有針對性的石漠化敏感性問題分析相對不足[2];又或是多數(shù)研究評價大流域內(nèi)的石漠化敏感性，而針對小范圍小尺度的綜合評價石漠化敏感性的研究比較少[3]。

針對這類問題，筆者運用GIS和RS等現(xiàn)代技術(shù)，采用定量與定性相結(jié)合的方法從小尺度即柵格和鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)單元來分析研究湖南省邵東縣26個鄉(xiāng)鎮(zhèn)巖溶石漠化敏感性程度的面積大小及其分布規(guī)律，為有關(guān)地方政府部門有針對性地制定相關(guān)石漠化防治的政策措施、編制石漠化綜合治理規(guī)劃等提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)資料[4]。

1 研究區(qū)概況

邵東縣位于湖南省中部，地處東經(jīng)111°30′～

112°05′，北緯26°30′～27°28′，東西寬58 km，南北長59 km?？h境屬衡邵丘陵地貌，主要有山地、丘陵、崗地、平原4種地貌類型。全縣地勢總體比較平緩，自南北崛起向中部傾斜，中部抬升向東西兩向成階梯式傾斜，成為境內(nèi)三大水系的分水嶺;殘丘低崗片蝕和溝蝕作用普遍，水土流失嚴重。成土母質(zhì)主要包括灰?guī)r、砂巖、花崗巖、板巖、頁巖、紫色頁巖、第四紀紅土和河流沖積物等。位于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，春多陰雨，夏暑期長，秋多干旱，冬寒期短。年日平均氣溫16.6 ℃，年平均無霜期270 d，年平均降水量1 150～1 350 mm。

2 研究方法及過程

根據(jù)相關(guān)研究文獻資料以及調(diào)查的研究區(qū)實際情況，選定參與評價的因子，進行評價因子的差異性分析，參照國內(nèi)學(xué)者相關(guān)研究及國家標準建立評價指標體系，確定評價因子權(quán)重，構(gòu)建評價模型[5]。在此基礎(chǔ)上將每個指標數(shù)據(jù)在Arcgis10.1中進行柵格化（柵格大小為

30 m×30 m）、屬性重分類與賦值，運用Arcgis10.1中的spatial analysis工具將每個指標圖層數(shù)據(jù)按著評價模型進行疊加運算，再根據(jù)石漠化敏感性評價分級標準生成綜合敏感性評價結(jié)果圖，進行統(tǒng)計分析。技術(shù)流程圖如圖1所示。

3 結(jié)果與分析

3.1 邵東縣石漠化敏感性綜合評價結(jié)果

根據(jù)國內(nèi)研究專家打分評價，綜合考慮選取母巖、坡度、植被類型、植被覆蓋度與土地利用類型等因素，運用GIS空間分析技術(shù)來評價石漠化敏感性等級及其空間分布特征。最后在5個單因子敏感性評價結(jié)果的基礎(chǔ)上，對邵東縣研究區(qū)的石漠化敏感性進行綜合評價分析，獲得如圖2所示的邵東縣石漠化敏感性綜合評價結(jié)果分布圖。

研究區(qū)的土地總面積是1 774.316 6 km2，其中1 305.018 9 km2的面積為巖溶石漠化的敏感區(qū)，占土地總面積的73.55%;石漠化不敏感區(qū)域的面積是469.297 7 km2，占土地總面積的26.45%。石漠化不敏感的區(qū)域主要為非碳酸鹽巖或可溶性巖埋藏很深的分布地區(qū)，屬于比較難產(chǎn)生石漠化的區(qū)域?？偟膩碚f，研究區(qū)內(nèi)較大面積的土地處于石漠化敏感狀態(tài)，如果不進行人為干預(yù)，很大可能會產(chǎn)生石漠化，產(chǎn)生的危害范圍很大。

研究區(qū)內(nèi)有1 305.018 9 km2面積的石漠化敏感區(qū)域。如圖3所示，按照敏感性等價分類標準，其輕度敏感、中度敏感、高度敏感和極高度敏感程度的面積大小差別顯著。輕度敏感區(qū)域的面積是533.322 km2，占研究區(qū)敏感區(qū)域總面積的40.87%，所占比例最大;中度敏感區(qū)的面積是416.297 km2，占敏感區(qū)域總面積的31.90%，僅次于輕度敏感區(qū);高度敏感區(qū)的面積是309.903 km2，占敏感區(qū)域總面積的23.75%;而極度敏感區(qū)的面積僅為45.497 km2，占敏感區(qū)總面積的3.48%，所占比例最小。由此看出，在石漠化敏感區(qū)，盡管輕度敏感與中度敏感、高度敏感及極度敏感的面積大小差異明顯，但有59.13%的面積處在中度敏感級別以上的狀態(tài)，這些總數(shù)量說明了邵東縣研究區(qū)不但石漠化敏感區(qū)的面積范圍比較大，而且大部分面積在較長時間內(nèi)處于中度敏感以上狀態(tài)，這表明了該地區(qū)大部分范圍內(nèi)的土地極易出現(xiàn)石漠化，需要關(guān)注。

3.2 石漠化敏感性地域分布狀態(tài)分析

根據(jù)邵東縣石漠化敏感性綜合評價結(jié)果分布圖（圖2）和邵東縣行政區(qū)劃圖，結(jié)合植被覆蓋度、母巖分布、坡度、土地利用類型等信息，不同敏感程度在水平空間上的地域分布狀態(tài)及特征如下[6]。

3.2.1 極度敏感區(qū)

極度敏感區(qū)分布較分散，主要集中于斫曹鄉(xiāng)、砂石鎮(zhèn)和火廠坪鎮(zhèn)一帶。其中，斫曹鄉(xiāng)的極度敏感區(qū)大部分集中分布在西南部以及中部和東部邊境，西南部的極度敏感區(qū)與廉橋鎮(zhèn)接壤。砂石鎮(zhèn)的極度敏感區(qū)主要集中分布于該鄉(xiāng)鎮(zhèn)的東北部以及與流光嶺鎮(zhèn)接壤的南部邊境地帶。而火廠坪鎮(zhèn)的極度敏感區(qū)主要集中分布于該鄉(xiāng)鎮(zhèn)的東南部地區(qū)。另外，黑田鋪鄉(xiāng)的東北部和西南部、流光嶺鎮(zhèn)的東南部、皇帝嶺國有林場的中部、楊橋鎮(zhèn)的中部和西北部等地區(qū)也零星分布一些極度敏感區(qū)，但分布面積較小，空間分散。這些極度敏感區(qū)大多是陡峭的巖溶山地地區(qū)，其基巖裸露面積大，植被稀疏，石質(zhì)荒漠化景觀顯著。

3.2.2 高度敏感區(qū)

高度敏感區(qū)域分布較為廣泛，其中斫曹鄉(xiāng)、界嶺鄉(xiāng)、砂石鎮(zhèn)、火廠坪鎮(zhèn)、團山鎮(zhèn)、水東江鎮(zhèn)和雙鳳鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)境內(nèi)均有成片的分布。這些高度敏感區(qū)主要分布于較為陡峭的巖溶山麓附近地區(qū)，白云巖連續(xù)分布，地表植被以低矮灌雜木、荒草地為主，植被覆蓋度較低，類似石質(zhì)荒漠景觀。

3.2.3 中度敏感區(qū)

中度敏感區(qū)分布非常廣泛，大多與高度敏感區(qū)交織分布，除了佘田橋鎮(zhèn)和三個國有林場分布較少外，其他巖溶地區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有成片分布。尤其是簡家隴鄉(xiāng)和團山鎮(zhèn)兩側(cè)地帶分布面積最廣，黑田鋪鄉(xiāng)東北部、牛馬司鎮(zhèn)東南部、界嶺鄉(xiāng)南部和水東江鎮(zhèn)中東部地帶也有較多分布。中度敏感區(qū)主要分布著泥巖類，其植被生長較好，植被覆蓋度相對較大，基巖裸露面積較小，石質(zhì)荒漠化景觀一般。

3.2.4 輕度敏感區(qū)

輕度敏感區(qū)成片分布明顯。牛馬司鎮(zhèn)、兩市鎮(zhèn)、周官橋鄉(xiāng)、范家山鎮(zhèn)、廉橋鎮(zhèn)、黑田鋪南部、佘田橋鎮(zhèn)東部和簡家隴鄉(xiāng)東北部等地帶均成大片分布，而魏家橋鎮(zhèn)和斫曹鄉(xiāng)分布很少。輕度敏感區(qū)一般是非石灰?guī)r、白云巖、泥巖等其他母巖的碳酸鹽巖分布區(qū)，巖層裸露面積很小且不連續(xù)，大多分布在非巖溶區(qū)的河谷邊側(cè)地帶、外延地帶或地形平緩的崗地區(qū)域，這些地帶的土層肥而厚，植被生長發(fā)育狀況好，植被覆蓋度高，無巖石裸露，因而其石質(zhì)荒漠化景觀不顯著。

3.2.5 不敏感區(qū)

不敏感區(qū)也就是非巖溶區(qū)，這樣的區(qū)域不會發(fā)生石漠化。研究區(qū)的黃陂橋鄉(xiāng)、靈官殿鎮(zhèn)、堡面前鄉(xiāng)、石株橋鄉(xiāng)及簡家隴鄉(xiāng)的南部、黑田鋪鄉(xiāng)的南部、魏家橋鎮(zhèn)的東北部、團山鎮(zhèn)的東部、兩市鎮(zhèn)的東北部以及水東江鎮(zhèn)的西南部等地區(qū)均有大片分布的非巖溶區(qū)。不敏感區(qū)主要為非碳酸鹽巖或深埋性可溶巖分布地區(qū)，地形平緩，土層肥厚，植被覆蓋度高，沒有石質(zhì)荒漠化景觀。

4 結(jié)論與討論

參照國內(nèi)巖溶地區(qū)相關(guān)石漠化研究的評價標準對邵東縣石漠化敏感性進行評價，最終結(jié)果為：該研究區(qū)土地總面積1 774.316 6 km2，其中26.45%為不敏感土地（較難產(chǎn)生石漠化的土地）;73.55%是石漠化敏感的土地。而在石漠化敏感區(qū)域，輕度敏感區(qū)域的面積所占比例最大，為40.87%;中度敏感區(qū)的面積所占比例是31.90%;高度敏感區(qū)的面積所占比例是23.75%;極度敏感區(qū)的面積比例僅為3.48%。

本文在石漠化敏感性綜合評價上進行了一些有益的研究，但在研究的理論方法以及研究中遇到的實際問題方面還需要進一步深入研究。如在指標體系的研究時需要擴大資料獲得途徑、豐富研究分析手段，結(jié)合當?shù)靥攸c，健全石漠化敏感性評價標準體系。評價指標除考慮影響石漠化敏感性的母巖、植被、坡度等自然因素外，還要考慮人口、經(jīng)濟、科技等人為因素的影響，人為因素指標選擇與量化有待進一步研究。

參考文獻：

[1] 黃開順.基于遙感和GIS的桂西南地區(qū)巖溶石漠化敏感性評價與監(jiān)測[D].南寧：廣西大學(xué)，2008.

[2] 劉春霞，李月臣，楊華.三峽庫區(qū)（重慶段）石漠化敏感性評價及空間分異特征[J].長江流域資源與環(huán)境，2011，20（3）：291-296.

[3] Xiong Y J，Qiu G Y，Mo D K，et al.Karst landform desertification and its causes in karst areas： a case study in Yongshun County， Hunan Province， China[J].Environmental Geology，2009（58）：173-192.

[4] 湖南省林業(yè)廳.湖南省巖溶地區(qū)第二次石漠化操作細則[S].長沙：湖南省林業(yè)廳，2011.

[5] 劉鴻雁，蔣子涵，戴景鈺，等.巖石裂隙決定喀斯特關(guān)鍵帶地表木本與草本植物覆蓋[J].中國科學(xué)：地球科學(xué)，2019（12）：1974-1981.

[6] 張藍月，陳遠，董艷艷，等.福泉市石漠化土地空間分布及其動態(tài)變化研究[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2020（6）：98-101.

（責(zé)任編輯：趙中正）