余 夢,李陽兵,*,羅光杰

1 貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,貴陽 550025 2 貴州師范學(xué)院 貴州省流域地理國情監(jiān)測重點(diǎn)實驗室,貴陽 550018

全球巖溶面積約占12%,中國境內(nèi)的巖溶面積就有344.4萬km2,其中中國南方巖溶面積55萬km2,主要分布在以貴州為中心的巖溶地貌強(qiáng)烈發(fā)育地區(qū),地貌類型復(fù)雜多樣[1]。中國西南巖溶山地在特殊的地質(zhì)背景和社會經(jīng)濟(jì)背景下發(fā)生了極為嚴(yán)重的植被破壞及水土流失等生態(tài)問題[2],尤其是石漠化問題十分突出[3],且主要以貴州的石漠化面積最大、危害程度最深作為其矛盾的突出表現(xiàn)[4—5],影響其作為長江珠江流域上游生態(tài)安全屏障的作用,制約著中國西南地區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè),并引起社會各界以及政府部門的高度關(guān)注[6],因此從2000年開始中國政府就將石漠化治理列入了“十五”等計劃并制定了一系列的石漠化綜合治理措施[7—8]。自十九大以來中國政府積極實施脫貧攻堅戰(zhàn)略、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、生態(tài)文明建設(shè)等系列生態(tài)治理與扶貧開發(fā)手段,使中國的生態(tài)環(huán)境及景觀特征等發(fā)生顯著轉(zhuǎn)變[9—12]。西南巖溶山區(qū)作為石漠化治理的典型代表,如今正發(fā)生著以轉(zhuǎn)型成森林為表現(xiàn)特征之一的土地利用轉(zhuǎn)型[13—16],嚴(yán)重的石漠化問題逐漸被抑制,石漠化程度減輕,生態(tài)破壞的影響逐步縮小[17—18]。在這樣的社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)背景下,系統(tǒng)、深入揭示長時間尺度石漠化的演變趨勢與演變階段,對于反映該區(qū)域人地關(guān)系動態(tài)和石漠化的恢復(fù)治理具有十分重要的意義。

當(dāng)前對西南巖溶山區(qū)石漠化的研究較多關(guān)注石漠化信息提取[19]、石漠化演變過程[20—21]、石漠化驅(qū)動因素[22]和石漠化綜合治理措施[6]等方面。盡管許多文獻(xiàn)以縣域為單位探討各地石漠化面積、程度、類型的變化趨勢等[23],但由于研究時段和資料的限制,對石漠化土地演變趨勢的系統(tǒng)研究仍不夠深入。因此,針對石漠化演變研究的不足及當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大背景,本文系統(tǒng)梳理了巖溶石漠化的相關(guān)研究文獻(xiàn),在闡明西南巖溶山區(qū)石漠化的空間分布狀況與長期演變趨勢及典型案例剖析的基礎(chǔ)上,揭示近年來西南巖溶山地石漠化的演變特征,從自然和人為因素兩個方面揭示石漠化轉(zhuǎn)型演變的原因,旨在客觀、全面認(rèn)識石漠化演變過程和演變趨勢的動態(tài)性、多樣性和時空差異性,為巖溶山地石漠化綜合治理和鄉(xiāng)村振興提供理論參考,為促進(jìn)西南巖溶區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展提供一定的理論依據(jù)。

1 文獻(xiàn)獲取及論證

1.1 文獻(xiàn)獲取

本文基于中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(CNKI)、Web of Science(WoS)核心合集數(shù)據(jù)庫進(jìn)行研究,提取已發(fā)表的無時間限制的關(guān)于“喀斯特石漠化”、“巖溶石漠化”、“石漠化演變”、“西南土地利用”主題詞的文獻(xiàn)期刊和學(xué)術(shù)論文,進(jìn)行主題詞分析。其中CNKI“喀斯特石漠化”檢索1518條、“巖溶石漠化”檢索1083條、“石漠化演變”檢索351條、“西南土地利用”檢索1408條。WoS數(shù)據(jù)庫檢索“Karst rocky desertification” 247條記錄、“Rocky desertification evolution”檢索25條、“Land use in southwest China”檢索691條記錄,最后檢索時間在2021年3月4日。

1.2 文獻(xiàn)主題詞分析論證

1.2.1“喀斯特石漠化”主題詞網(wǎng)絡(luò)分析

以“喀斯特石漠化”、“Karst rocky desertification”主題詞,在CNKI和WoS中分別檢索到1581條和247條記錄,運(yùn)用VOSviewer軟件進(jìn)行定量分析,選擇Keyword作為分析節(jié)點(diǎn),得出該領(lǐng)域的主題詞共現(xiàn)圖譜(圖1)。在共現(xiàn)圖譜中,每個主題詞節(jié)點(diǎn)圓圈的大小表示該主題詞在此網(wǎng)絡(luò)中的重要性,節(jié)點(diǎn)之間連線粗細(xì)表示主題詞之間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度。如圖所示在CNKI中對“喀斯特石漠化”研究熱點(diǎn)集中于喀斯特石漠化、石漠化治理、貴州、土壤理化性質(zhì)、水土保持、遙感這幾個方面。WoS中對“Karst rocky desertification”的研究圍繞喀斯特石漠化、植被恢復(fù)、喀斯特區(qū)域、土地利用、碳酸鹽巖、影響因子等方面展開。

圖1 CNKI與WoS文獻(xiàn)庫“喀斯特石漠化”主題詞網(wǎng)絡(luò)Fig.1 Theme word network of ″Karst Rocky Desertification″ in CNKI and WOS database

圖2 CNKI文獻(xiàn)庫“巖溶石漠化”主題詞網(wǎng)絡(luò) Fig.2 Theme word network of “Karst Rocky Desertification” in CNKI database

1.2.2“巖溶石漠化”主題詞網(wǎng)絡(luò)分析

“巖溶石漠化”在CNKI數(shù)據(jù)庫中檢索到的1083條文獻(xiàn)主要研究石漠化、喀斯特石漠化、巖溶石漠化、巖溶地區(qū)、石漠化綜合治理、水土流失、時空變化、地理信息系統(tǒng)、治理模式、巖溶生態(tài)系統(tǒng)等方面(圖2)。

1.2.3“石漠化演變”主題詞網(wǎng)絡(luò)分析

“石漠化演變”在CNKI數(shù)據(jù)庫中以研究貴州、土地石漠化、喀斯特石漠化、土壤退化、時空演變、遙感、防治、石漠化景觀、云南省、時空格局演變?yōu)橹饕矫?圖3),在WoS數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn),相關(guān)研究集中在喀斯特石漠化、石漠化演變、貴州省、景觀格局、土地利用、中國西南、氣候變化、退化、綠洲、敏感性分析。

1.2.4“西南土地利用”主題詞網(wǎng)絡(luò)分析

以“西南土地利用”和“Land use in southwest China”為主題詞分別在CNKI和WoS數(shù)據(jù)庫中搜索到1408條和691條記錄,CNKI數(shù)據(jù)庫中關(guān)注土地利用、土地資源、適應(yīng)性、土地生產(chǎn)潛力、三峽庫區(qū)、GIS、景觀格局、石漠化、農(nóng)村居民點(diǎn)、時空變化、評價、氣候變化等方面的研究,WoS數(shù)據(jù)庫中多關(guān)注土地利用、中國西南、西雙版納、Modis、喀斯特、氣候變化、空間分布、陸地水、儲量反演、人口規(guī)模、土壤有機(jī)碳方面的研究(圖4)。

綜上所述,依據(jù)CNKI、WoS核心數(shù)據(jù)庫的文獻(xiàn)主題詞分析,發(fā)現(xiàn)石漠化的研究熱點(diǎn)區(qū)域主要集中在貴州、廣西、云南等地,與石漠化集中發(fā)生的地區(qū)相吻合。在一定社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求及政府和研究者的關(guān)注背景下,石漠化研究熱點(diǎn)區(qū)域與石漠化發(fā)生區(qū)域高度重合[24],表明通過對石漠化研究熱點(diǎn)地區(qū)的文獻(xiàn)分析,從多種研究背景和角度分析并揭示中國西南巖溶山地石漠化的轉(zhuǎn)型演變情況是合理的。

圖3 CNKI與WoS文獻(xiàn)庫“石漠化演變”主題詞網(wǎng)絡(luò)Fig.3 Theme word network of “Evolution of Rocky Desertification” in CNKI and WoS database

圖4 CNKI與WoS文獻(xiàn)庫“西南土地利用”主題詞網(wǎng)絡(luò)Fig.4 Theme word network of “ Land Use in Southwest China” in CNKI and WoS database

1.3 石漠化演變時段劃分

由于在20世紀(jì)80年代以前對“石漠化”現(xiàn)象以“荒漠化、石山”等名詞來表述[25],所以本文將有關(guān)于“石漠化”現(xiàn)象的文獻(xiàn),統(tǒng)一采用“石漠化”名詞來表述。基于現(xiàn)有的研究文獻(xiàn),及西南巖溶山區(qū)石漠化集中發(fā)生和強(qiáng)度轉(zhuǎn)折變化的時間節(jié)點(diǎn),以縣(市)為基本單元,分3個時期來探討石漠化的演變：(1)20世紀(jì)50年代末至21世紀(jì)初；(2)21世紀(jì)初至2015年間；(3)2015年以后。并統(tǒng)計了CNKI和WoS核心數(shù)據(jù)庫中有關(guān)“石漠化演變”主題的376篇文獻(xiàn)在不同階段描述石漠化改善和惡化情況的文獻(xiàn)數(shù)量(圖5),其中對21世紀(jì)初至2015年間的研究文獻(xiàn)較多,以貴州西部、中部和西南部及廣西北部地區(qū)的研究熱度較高,云南的研究熱度次之。并從研究文獻(xiàn)中獲取西南巖溶山區(qū)石漠化的演變因素,分析文獻(xiàn)中提及的導(dǎo)致演變的地質(zhì)地貌、氣候、人為活動等主導(dǎo)因子。

圖5 不同階段石漠化“惡化”或“改善”的文獻(xiàn)數(shù)量 Fig.5 Number of documents on “deterioration” or “improvement” of rocky desertification in different stages

2 石漠化演變階段分析

2.1 20世紀(jì)50年代末—21世紀(jì)初西南石漠化演變趨勢

在此時間段內(nèi),石漠化以不斷發(fā)展的趨勢擴(kuò)展至西南巖溶地區(qū)。依據(jù)前人所劃分的西南巖溶地貌分區(qū)看來[26],研究所示80%以上的石漠化區(qū)域均在黔、桂、滇三省區(qū)[18,27],并以西南巖溶高原、槽谷、峰叢洼地及斷陷盆地等山高谷深、植被稀疏、土壤易被侵蝕的地區(qū)石漠化率高,惡化速度快,石漠化程度日趨嚴(yán)重[3,28—38]。尤其在云貴高原至廣西盆地及巖溶槽谷中部等地區(qū)石漠化惡化情況明顯,如六盤水市[39—40]、畢節(jié)市[39—40]、河池市[34,41—42]等地的石漠化惡化程度極為嚴(yán)峻(表1，圖6)。

表1 20世紀(jì)50年代末—21世紀(jì)初石漠化演變

圖6 20世紀(jì)50年代末—21世紀(jì)初西南地區(qū)石漠化程度變化趨勢Fig.6 Change trend of rocky desertification degree in Southwest China from the late 1950s to the early 21st century

但在該區(qū)域的東南部也有石漠化逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。如李森等[43]認(rèn)為,1974—1988年廣東粵北山區(qū)的石漠化土地從1674.87km2減少至1217.12km2；李陽兵等[21]認(rèn)為,1963—1978年貴州普定縣石漠化面積減少,并以輕度、中度石漠化面積減少為主；李強(qiáng)等[31]指出云南瀘西縣的石漠化面積也在逐步改善；韓昭慶等[33]認(rèn)為廣西壯族自治區(qū)1930—2000年有近47個縣石漠化面積萎縮。整體上西南巖溶山區(qū)石漠化在21世紀(jì)初以前呈中部、西南部惡化,東南部減輕的分布格局。

2.2 21世紀(jì)初—2015年間西南石漠化演變趨勢

2.2.1石漠化面積減少、程度減輕

在這一時期,西南巖溶山區(qū)石漠化擴(kuò)張的整體趨勢因多種人為修復(fù)和自然保護(hù)措施的有效實施使其向石漠化遏制、大面積連片恢復(fù)的方向發(fā)展,少數(shù)惡化的區(qū)域零散分布在中部巖溶地區(qū)(圖7),這與中國石漠化狀況公報上石漠化總面積變化及蔣忠誠、羅旭玲等人的研究一致[44—48]。但由于西南巖溶山區(qū)各地所處的社會經(jīng)濟(jì)及自然環(huán)境背景存在地域差異,因此各地石漠化變化的時間節(jié)點(diǎn)、規(guī)模以及類型等既有整體相似的演變過程又存在內(nèi)部差異。在巖溶高原區(qū),石漠化改善速度快于退化速度,明顯減少的區(qū)域集中在高原區(qū)的西北部及南部,如貴州省道真縣[49]、普定縣[36,50]、畢節(jié)市[51—52]、六盤水市[51—52]等地,各地區(qū)內(nèi)部石漠化類型演變存在差異,但主要以中度石漠化轉(zhuǎn)向輕度石漠化為主[5,21,53—54]。在巖溶峽谷區(qū),閆利會[55]、張勇榮等[56]認(rèn)為,貴州省花江示范區(qū)從2000—2013年的14年間,無石漠化面積廣泛增加,中度、重度石漠化減少。巖溶斷陷盆地區(qū)石漠化土地主要分布在中西至北部地區(qū)[57—58],隨著治理效果的顯現(xiàn)石漠化土地總面積持續(xù)減少,在地形平坦的盆地區(qū)以無石漠化為主,重度、極重度石漠化主要分布在中高山區(qū),整體生態(tài)環(huán)境得到改善[31,59]。巖溶峰叢洼地區(qū)在21世紀(jì)初—2015年間,石漠化總面積持續(xù)減少,擴(kuò)張情況明顯改善好轉(zhuǎn)[41—42,60];石漠化改善的區(qū)域集中在東部至中部區(qū)域等區(qū)域,中度、重度石漠化面積大幅減少,而潛在和輕度石漠化面積在增加。其中,以百色市、河池市、崇左市重度石漠化面積減少最顯著,呈現(xiàn)重度向中度、中度向輕度、輕度向潛在石漠化轉(zhuǎn)變的良好態(tài)勢[42]。巖溶峰林平原地區(qū)以石漠化逆轉(zhuǎn)改善為主,如粵北地區(qū)在過去30年中,土地石漠化的逆轉(zhuǎn)速度由慢到快,以早期連片分布向后期零星分布的趨勢演變[43]。

圖7 21世紀(jì)初—2015年西南地區(qū)石漠化程度變化趨勢Fig.7 Trend of rocky desertification in Southwest China from the beginning of 21st century to 2015

2.2.2部分地區(qū)石漠化面積增加、程度加劇

西南巖溶山地部分區(qū)域由于特殊的地質(zhì)背景、自然環(huán)境和人為因素等相互制約,治理難點(diǎn)仍然存在,個別地域此階段石漠化面積持續(xù)擴(kuò)張,程度不斷惡化加深,且擴(kuò)大的面積主要是由于非石漠化區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度石漠化區(qū)域。如左太安等[20]認(rèn)為金沙縣石漠化面積持續(xù)增加,生態(tài)環(huán)境隨之惡化；陳利等[61]認(rèn)為,2005—2011年間湖南省冷水江市巖溶區(qū)石漠化面積6年間增加了16.84km2,整體惡化發(fā)展,且內(nèi)部類型演變劇烈,潛在、輕度、極重度石漠化呈現(xiàn)發(fā)展趨勢,輕度石漠化發(fā)展最快,而中度、重度石漠化呈現(xiàn)出逆轉(zhuǎn)趨勢,重度石漠化的逆轉(zhuǎn)速度最快；閆妍等[62]認(rèn)為廣西平果縣重度石漠化面積仍在增加,零星分布在平果縣的西部和西南部(表2,圖7)。

表2 21世紀(jì)初—2015年石漠化演變

2.3 2015年以后西南石漠化演變趨勢

已有文獻(xiàn)對該時期石漠化演變看法一致,認(rèn)為2015年后西南巖溶地區(qū)石漠化情況較為穩(wěn)定,呈面積小幅度下降的趨勢,以重度和極重度石漠化面積減少為主。如張雪梅等認(rèn)為2015年后廣西巖溶地區(qū)治理效果顯著,重度、極重度面積減少[63]；陳飛等[32,64]認(rèn)為印江朗溪槽谷區(qū),石漠化從2016年后呈不斷改善的趨勢,區(qū)域生態(tài)環(huán)境持續(xù)變好,但是在石漠化治理中還存在治理對象具有局限性、治理措施細(xì)化程度和管理理念不夠強(qiáng)等問題。

2.4 石漠化演變階段特征

上述分析表明,自20世紀(jì)以來,西南巖溶山區(qū)石漠化演變無論從程度還是類型強(qiáng)度上看變化都較為劇烈,但由于各地區(qū)實際地理條件、治理措施實施情況、民眾治理意識、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素的相互影響,導(dǎo)致在整體發(fā)展過程中,內(nèi)部演變情況較為復(fù)雜,各類型間相互演變的形式多樣,但總體上可以劃分為如圖8所示的情況。20世紀(jì)50年代末—21世紀(jì)初石漠化急劇發(fā)展,多由無石漠化和潛在石漠化轉(zhuǎn)化為輕度、中度、重度石漠化；21世紀(jì)初—2015年間,隨著治理手段的加強(qiáng),各地石漠化也加速逆轉(zhuǎn),多由中度、重度、極重度石漠化向中度、輕度及潛在石漠化轉(zhuǎn)型,部分輕度、潛在石漠化也逐漸演變?yōu)闈撛诨蛘邿o石漠化的地區(qū)。在2005—2011年間,西南地區(qū)的石漠化面積減少了7.4%,具體而言,輕度石漠化面積增加了21.1%；中度、重度和極重度石漠化面積分別減少了12.3%、25.8%和41.3%[18]。2015年后石漠化演變情況逐漸趨穩(wěn),各類型的轉(zhuǎn)換并不十分強(qiáng)烈,呈現(xiàn)一個緩慢減輕的趨勢。可見石漠化治理措施的實施對各地石漠化土地生態(tài)恢復(fù)起著十分良好的影響,石漠化類型變化最顯著的是輕度石漠化,其面積的減少大于重度和中度石漠化[30]。

圖8 西南巖溶山地石漠化類型演變情況Fig.8 Evolution of rocky desertification types in karst mountainous of Southwest China

因此,西南巖溶地區(qū)石漠化在3個階段形成不同的演變特征(圖9)：

(1)發(fā)展階段：20世紀(jì)50年代末—21世紀(jì)初,西南巖溶地區(qū)由于經(jīng)歷了人口膨脹、濫砍濫伐、自然災(zāi)害等影響,各地人口壓力遠(yuǎn)超土地承載力,加速土地退化,各地石漠化呈加速擴(kuò)展的趨勢,尤其以貴州廣西為主要惡化地區(qū),生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。

(2)明顯改善階段：21世紀(jì)初—2015年這一時期,石漠化面積以2005年為節(jié)點(diǎn),呈現(xiàn)先增后減的發(fā)展趨勢,總體程度降低局部擴(kuò)張惡化。由于中國政府實施了系列石漠化綜合治理工程,落實退耕還林、封山育林等政策,有效地改善了水土流失、降低裸巖率、提高植被覆蓋度,促進(jìn)石漠化加速好轉(zhuǎn),面積大幅減少,總體惡化的形勢得到有效緩解和控制,生態(tài)環(huán)境逐漸好轉(zhuǎn)。

(3)持續(xù)收縮階段：2015年以后石漠化處于較穩(wěn)定的狀態(tài),其面積和程度以小幅度緩慢減少的趨勢發(fā)展,整體生態(tài)繼續(xù)改善。

圖9 西南巖溶山地石漠化演變階段Fig.9 Evolution stage of rocky desertification in karst mountainous of Southwest China

2.5 典型地貌區(qū)案例分析

本文根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)的判斷方法,下載2000年、2005年、2010年及2015年四期Landsat TM/OLI影像進(jìn)行人機(jī)交互解譯得到四時期石漠化數(shù)據(jù),選取巖溶高原區(qū)、斷陷盆地區(qū)、峰叢洼地區(qū)3個典型地貌分區(qū),提取半徑為100km的區(qū)域(圖10),分析3個區(qū)域2000—2015年間的石漠化演變情況。

圖10 典型巖溶地貌案例區(qū)Fig.10 Typical karst geomorphology case area

據(jù)圖11所示,三區(qū)域石漠化類型齊全,巖溶高原區(qū)石漠化程度較高的部分集中在西部東部,中度和輕度石漠化面積占據(jù)較多；巖溶峰叢洼地區(qū)以西南部及中部小區(qū)域石漠化程度較高,重度和極重度石漠化面積分布較廣；而巖溶斷陷盆地區(qū)石漠化程度較高的區(qū)域多分布于南北兩頭,輕度至極重度石漠化面積占比較為均勻。2000—2015年間(表3),巖溶高原區(qū)、峰叢洼地區(qū)石漠化以良好的態(tài)勢不斷減輕,無石漠化面積分別增長了11.68%和15.69%,增長速度快；斷陷盆地區(qū)2015年石漠化面積較2010年石漠化面積略有回升,整體上石漠化都在發(fā)生逆轉(zhuǎn),石漠化面積較2000年下降了4.33%,變化較緩慢。3個典型地貌區(qū)域的石漠化整體減輕,無石漠化面積不斷上升,但仍有部分區(qū)域石漠化程度加深,如斷陷盆地區(qū)中下部極重度石漠化增加,高原區(qū)西南部重度石漠化增加,由此可以看出石漠化擴(kuò)張惡化的趨勢整體上是得到控制并改善的,部分地區(qū)石漠化惡化的情況依然需要高度重視并采取相關(guān)措施給予治理。

圖11 典型地貌區(qū)2000—2015年石漠化演變圖Fig.11 Evolution map of rocky desertification in typical geomorphic areas from 2000 to 2015

表3 典型地貌區(qū)2000—2015年石漠化面積/km2

為了解2000—2015年間三類巖溶地貌區(qū)域石漠化各等級的轉(zhuǎn)移變化情況,分別對三區(qū)域2000年和2015年進(jìn)行空間疊加運(yùn)算,得到巖溶高原區(qū)、峰叢洼地區(qū)、斷陷盆地區(qū)2000—2015年的石漠化轉(zhuǎn)移矩陣圖(圖12)。據(jù)圖12所示,2000—2015年石漠化等級整體上由高等級向低等級轉(zhuǎn)移,3個區(qū)域石漠化轉(zhuǎn)移最劇烈的都是由潛在石漠化向無石漠化變化,轉(zhuǎn)移面積分別是1227.01km2、1884.65km2、743.69km2。雖整體上轉(zhuǎn)移趨勢一致,但不同地貌區(qū)石漠化轉(zhuǎn)移情況有較大的差別,如巖溶高原區(qū)中度、輕度及潛在石漠化的動態(tài)變化大,而重度和極重度石漠化面積轉(zhuǎn)移變化小,同時也存在較明顯的低等級向高等級變化的情況,如中度石漠化向重度石漠化轉(zhuǎn)移了239.89km2；巖溶峰叢洼地區(qū)潛在至極重度石漠化都發(fā)生了較為明顯的變化,主要向低等級石漠化轉(zhuǎn)移,以轉(zhuǎn)向輕度和潛在石漠化為主,其中潛在和中度石漠化面積轉(zhuǎn)移變化最大,潛在向無石漠化轉(zhuǎn)移了1884.65km2、中度向潛在石漠化轉(zhuǎn)移1274.78km2；而在巖溶斷陷盆地區(qū)轉(zhuǎn)移變化的類型明顯減少,石漠化轉(zhuǎn)移變化面積較小且變化比較穩(wěn)定,呈現(xiàn)穩(wěn)步下降的趨勢；三類地貌區(qū)中都有無石漠化向潛在石漠化轉(zhuǎn)變的趨勢,潛在石漠化雖然為非石漠化類型,但其極不穩(wěn)定,容易與低等級石漠化之間發(fā)生強(qiáng)烈的轉(zhuǎn)變,尤其在巖溶峰叢洼地區(qū)的變化最為劇烈,因此在治理石漠化的同時,也應(yīng)該關(guān)注和預(yù)防無石漠化向潛在石漠化的轉(zhuǎn)變。

圖12 典型地貌區(qū)2000—2015年石漠化程度轉(zhuǎn)移矩陣Fig.12 Transition matrix of rocky desertification degree in typical geomorphic areas from 2000 to 2015

據(jù)這三類地貌區(qū)在2000—2015年間的石漠化演變分析可知,無論是總面積變化還是等級類型的轉(zhuǎn)變方向,都與文中對該時段的總結(jié)分析一致。該典型案例區(qū)的石漠化演變研究驗證了本文的文獻(xiàn)分析結(jié)果,因此通過對不同時段石漠化研究文獻(xiàn)的總結(jié)分析,可以探知整體上西南區(qū)域石漠化的演變趨勢,為下一步石漠化重點(diǎn)治理區(qū)域及治理類型提供一定的理論參考。

3 討論

3.1 石漠化驅(qū)動力轉(zhuǎn)型

(1)20世紀(jì)50年代末—21世紀(jì)初：這一時期影響石漠化發(fā)生的因素離不開該區(qū)域以碳酸鹽巖為主要成分的特殊地質(zhì)基礎(chǔ),雨熱同期的季風(fēng)氣候易造成干旱和洪澇災(zāi)害,獨(dú)特的二元水文結(jié)構(gòu)對本就缺水的石漠化地區(qū)更是雪上加霜,加之植被覆蓋率低、多山、坡度大等自然因素之間相互激發(fā)成為石漠化發(fā)生不可避免的重要基礎(chǔ)[3,18,29,38,40,43,65]。同時由于處在新中國成立初期,人口急劇增長[66],農(nóng)村居民點(diǎn)快速擴(kuò)張[67],農(nóng)村地區(qū)人口壓力迅速超過土地承載力,且單一的物質(zhì)能源和生計方式(放牧、農(nóng)耕)加劇了土地的過度利用,出現(xiàn)多種“三濫”、開荒毀林等不合理的人類活動,使人地矛盾更加尖銳,導(dǎo)致生態(tài)脆弱地區(qū)石漠化在自然因素和人為干擾的相互刺激耦合下加速惡化擴(kuò)張(圖13)[3,18,21,28,37—38,43,60,65,68—70]。

圖13 20世紀(jì)50年代末至21世紀(jì)初西南巖溶山地石漠化演變主要驅(qū)動力Fig.13 Main driving forces of rocky desertification evolution in karst mountains in Southwest China from the late 1950s to the early 21st century

(2)21世紀(jì)初以來：在過去多種自然和人為因素相互耦合激發(fā)石漠化的基礎(chǔ)上[71—72],伴隨著更為強(qiáng)烈的人類活動[73],使石漠化程度在21世紀(jì)初前幾年繼續(xù)加深；但隨著國家對石漠化生態(tài)問題的高度重視,通過實施一系列石漠化綜合治理工程以及退耕還林等強(qiáng)有力的政策干預(yù)(圖14)[3,21,38,41,43,51,54,59,69,74—77],結(jié)合各地具體情況采取相應(yīng)的治理措施[78—79],在很大程度上改變了中國西南巖溶山區(qū)的石漠化情況,石漠化惡化程度大幅下降,惡化的趨勢得到控制。在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中,由于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展吸引了大量農(nóng)村人口流向城市、勞動力向非農(nóng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,各種資源要素向城鎮(zhèn)流動使其經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,而在農(nóng)村地區(qū)出現(xiàn)人口減少、偏遠(yuǎn)地區(qū)的居民點(diǎn)和耕地被廢棄撂荒的情況,但大量外部資金回流農(nóng)村也促進(jìn)了農(nóng)村土地的集約化利用進(jìn)程,很大程度上節(jié)約了山區(qū)和其他脆弱地區(qū)的土地,緩解由于土地粗放和高強(qiáng)度不合理土地利用造成的破壞和浪費(fèi),并促進(jìn)廢棄地區(qū)的植物演替和植被恢復(fù)[17,80]。同時持續(xù)的城鄉(xiāng)遷移、農(nóng)民外出務(wù)工促進(jìn)了農(nóng)民的非農(nóng)就業(yè)和農(nóng)戶生計轉(zhuǎn)變,多元化的生計有助于減輕家庭對環(huán)境資源的依賴,對恢復(fù)生態(tài)產(chǎn)生了積極的意義[25,81]。通過發(fā)展“易地扶貧搬遷、生態(tài)補(bǔ)償、土地整治工程”等精準(zhǔn)扶貧措施,和以“產(chǎn)業(yè)振興、人才振興、文化振興、生態(tài)振興、組織振興”為核心的鄉(xiāng)村振興發(fā)展策略的實施,實現(xiàn)了西南巖溶山區(qū)農(nóng)村“生態(tài)重建—脫貧解困—經(jīng)濟(jì)發(fā)展”的建設(shè)目標(biāo),對當(dāng)?shù)厥卫砗蜕鷳B(tài)環(huán)境恢復(fù)起到不可忽視的良好作用[9,82—88]。

圖14 21世紀(jì)初至今西南巖溶山地石漠化演變主要驅(qū)動力Fig.14 Main driving forces of rocky desertification evolution in karst mountains in Southwest China since the early 21st century

3.2 石漠化綜合治理及成效

21世紀(jì)前是石漠化治理的初始階段,對石漠化治理的研究還不夠具體深入,多關(guān)注生產(chǎn)生活條件改善、解決溫飽和水土流失的問題,從減少石漠化面積的角度出發(fā),圍繞植被恢復(fù)采取如坡改梯、水土保持的治理措施,但石漠化問題仍然嚴(yán)峻。至21世紀(jì)后期,政府實施多種石漠化專項治理手段及措施,因地制宜強(qiáng)化石漠化治理力度,使石漠化治理由經(jīng)濟(jì)效益逐漸向生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合方向轉(zhuǎn)向。

由于區(qū)域異質(zhì)性特征及石漠化發(fā)展情況的差異,其治理方式較多樣,有依據(jù)石漠化等級類型的分類治理,也有根據(jù)當(dāng)?shù)亓Ⅲw條件采取相應(yīng)治理措施的。例如,杜文鵬等[89]提到對輕度石漠化區(qū)域可通過加強(qiáng)宣傳教育、減少不合理的人為活動來降低生態(tài)影響,在重度石漠化區(qū)域,減輕人口壓力、封山育林、搬遷移民是首要的措施；張菁等[90]以“地?zé)o三尺平、山無三寸泥”的馬山縣弄拉村為例,采取“山頂種林、山腰種竹、山腳藥果、田地種糧、低地種桑”的立體治理模式；在封山育林、造林等生態(tài)工程不能帶來新經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)的區(qū)域,通過發(fā)展地區(qū)農(nóng)業(yè)、文化、自然景觀等多種生態(tài)旅游途徑,加快石漠化治理進(jìn)程拉動地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長,如張鳳太等[91]提出在重慶三峽庫區(qū)發(fā)展喀斯特景觀結(jié)合茶、果園的休閑觀光旅游模式；馬璐璐等[92]基于獨(dú)特的石山自然風(fēng)光構(gòu)建“臘梅+石叢”自然景觀旅游模式。

植被恢復(fù)是石漠化治理成效最直接的體現(xiàn),有研究表明在20世紀(jì)80年代末至今全球范圍內(nèi)的植被覆蓋率呈正增加的趨勢[14,93—95],如意大利東北部斯洛文尼亞經(jīng)典喀斯特地區(qū)250年前幾乎被完全砍伐的森林景觀在2012年森林面積已由17%增加到73%[96]。雖然這種變化整體是穩(wěn)步上升的,但區(qū)域間的異質(zhì)性也使得植被恢復(fù)存在差異,增長較為明顯的主要是在中國西南、俄羅斯、中亞和地中海等部分北半球國家,其中在1999—2012年期間中國南方喀斯特地區(qū)植被增長最為顯著[14],尤其以貴州西南部、廣西西北部地區(qū)植被覆蓋改善明顯[97—98],且不同巖溶地區(qū)生態(tài)工程下植被生產(chǎn)力也有差異,需要綜合考慮生態(tài)工程措施和氣候效應(yīng)的空間差異[99]。長久以來通過調(diào)整人類活動、實施退耕還林政策改變了西南地區(qū)土地利用形態(tài),減輕人地矛盾,使區(qū)域人類活動與生態(tài)系統(tǒng)之間的耦合發(fā)展趨于協(xié)調(diào)穩(wěn)定[100—101],生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值及其健康程度都得到較高的提升,有研究表明在植被覆蓋率高的地區(qū),如云貴高原的生態(tài)系統(tǒng)健康有很高的價值[102—103]。對國內(nèi)外巖溶區(qū)域植被長期演替發(fā)展的研究,進(jìn)一步佐證了石漠化地區(qū)的良好逆轉(zhuǎn)趨勢,對石漠化的治理恢復(fù)仍要關(guān)注區(qū)域差異,加強(qiáng)對巖溶區(qū)域關(guān)鍵帶的長期觀測[104],以期為巖溶石漠化生態(tài)環(huán)境治理與恢復(fù)提供更加科學(xué)的技術(shù)支撐。

3.3 石漠化轉(zhuǎn)型演變的啟示

不同時段石漠化演變特征表明,近年來西南巖溶山地石漠化發(fā)生了轉(zhuǎn)型演變,表現(xiàn)在石漠化形成的驅(qū)動因素發(fā)生了轉(zhuǎn)變,是石漠化發(fā)生轉(zhuǎn)型演變的隱性表現(xiàn)；石漠化土地由空間擴(kuò)張轉(zhuǎn)向空間收縮,由高等級向低等級石漠化或非石漠化轉(zhuǎn)變,是其轉(zhuǎn)型演變的顯性表現(xiàn)。石漠化轉(zhuǎn)型演變既是西南巖溶山地土地利用轉(zhuǎn)型的結(jié)果,也是西南巖溶山地生態(tài)轉(zhuǎn)型的標(biāo)志,其實質(zhì)是西南巖溶山區(qū)人地關(guān)系改善的體現(xiàn),石漠化發(fā)生轉(zhuǎn)型演變對區(qū)域石漠化治理策略、目標(biāo)和方向調(diào)整具有指導(dǎo)意義。

在石漠化轉(zhuǎn)型演變的大背景下,面向國家生態(tài)文明、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重大需求,石漠化治理應(yīng)從短期注重遏制面積擴(kuò)張、增加植被覆蓋,向提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力、增強(qiáng)其恢復(fù)的長期可持續(xù)性發(fā)展,立足良好的生態(tài)環(huán)境促進(jìn)鄉(xiāng)村振興發(fā)展,依據(jù)區(qū)域特征分區(qū)制定適宜的“綜合治理—生態(tài)產(chǎn)業(yè)—鄉(xiāng)村振興”長效發(fā)展機(jī)制[18,85—86,105],從“林、田、水、人”多個層面綜合治理,進(jìn)一步提高減貧質(zhì)量、擴(kuò)大生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、激發(fā)鄉(xiāng)村發(fā)展的內(nèi)生動力,鞏固和提高石漠化治理、脫貧攻堅和鄉(xiāng)村振興的發(fā)展成果。

需要指出的是,21世紀(jì)初以來整體上絕大部分地區(qū)石漠化程度減輕,僅局部地區(qū)石漠化加劇,局部惡化的情況主要與各地石漠化治理面積、治理措施之間的實施力度差異有關(guān)[5,47]；同時,由于全球氣候變化導(dǎo)致的極端干旱和洪水可能會延緩恢復(fù)進(jìn)程,一些地區(qū)甚至擴(kuò)大的石漠化地區(qū)如果得不到有效管理,可能會經(jīng)歷第二次荒漠化[18]。

3.4 石漠化區(qū)域演變認(rèn)識差異的原因

各學(xué)者對西南巖溶地區(qū)石漠化整體變化趨勢的認(rèn)識基本一致,基本反映了巖溶山區(qū)石漠化演變的共性和一般特征,但由于研究時段、地域空間及研究方法的差異,對石漠化具體演變過程的認(rèn)識并不完全一致。如21世紀(jì)初—2015年間,方曌等[106]認(rèn)為西南地區(qū)石漠化演變呈不斷下降的趨勢,而蔣忠誠等[47]則認(rèn)為西南地區(qū)石漠化的演變經(jīng)歷了先增加后減少的趨勢；從縣域研究的視角來看,各縣市的石漠化面積有逐年降低的,也有面積先增加后減少的,呈現(xiàn)小尺度上有差異和大尺度上有共性的特征,主要原因在于即使所處的社會經(jīng)濟(jì)大背景相同,但各研究者所使用的衛(wèi)星遙感影像如航片、Landsat TM ETM+OLI 及SPOTMODISALOSCEBERS等影像源及石漠化信息提取方法如監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類、比值增強(qiáng)、面向?qū)ο?、混合像元分解等方法的不?導(dǎo)致石漠化研究的精度和結(jié)果就產(chǎn)生差異。

4 結(jié)論

本文通過對文獻(xiàn)系統(tǒng)的梳理,分析西南巖溶山地石漠化時空演變的特點(diǎn)及其轉(zhuǎn)型演變的原因,劃分了石漠化的演變階段,揭示其轉(zhuǎn)型演變趨勢,并進(jìn)行了典型地貌區(qū)的驗證分析,以期為石漠化的綜合治理與生態(tài)建設(shè)和實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興提供參考。西南巖溶山區(qū)石漠化自20世紀(jì)50年代末以來主要經(jīng)歷了由擴(kuò)張到收縮的過程,實現(xiàn)了面積由增加到“持續(xù)凈減少”的轉(zhuǎn)變,等級類型由高等級向低等級轉(zhuǎn)換,石漠化程度顯著減輕,表明中國政府在石漠化控制方面取得了很大的進(jìn)展。石漠化轉(zhuǎn)型演變的原因在于21世紀(jì)以來石漠化發(fā)生的驅(qū)動因素,尤其是社會經(jīng)濟(jì)因素發(fā)生了很大變化,鄉(xiāng)村振興、生態(tài)文明建設(shè)等戰(zhàn)略,既解決農(nóng)村空心化、老齡化所帶來的社會經(jīng)濟(jì)影響,又實現(xiàn)石漠化治理生態(tài)環(huán)境改善的目標(biāo),有效提升了區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量,是平衡人與自然和諧相處的重要途徑。