史迎春，舒英格

(1.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴陽(yáng)550025;2.貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，貴陽(yáng)550025)

喀斯特石漠化時(shí)空變化特征及驅(qū)動(dòng)因子分析
——以貴州晴隆縣為例

史迎春1，舒英格2

(1.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴陽(yáng)550025;2.貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，貴陽(yáng)550025)

以晴隆縣2000，2005，2010和2015年4期遙感影像資料為研究數(shù)據(jù)，利用綜合指數(shù)法提取晴隆縣無(wú)明顯石漠化、潛在石漠化、輕度石漠化、中度石漠化、強(qiáng)度石漠化和極強(qiáng)度石漠化6個(gè)等級(jí)的石漠化分布圖，利用石漠化時(shí)空動(dòng)態(tài)模型，分析了研究區(qū)15年來(lái)石漠化在時(shí)間和空間上的變化特征;采用主成分分析法，確定了石漠化各驅(qū)動(dòng)因子的權(quán)重。結(jié)果表明:在時(shí)間上，從2000—2015年，極強(qiáng)度石漠化、強(qiáng)度石漠化和中度石漠化面積大幅度減少;無(wú)明顯石漠化、潛在石漠化和輕度石漠化均呈增加趨勢(shì)。無(wú)明顯石漠化、中度石漠化及強(qiáng)度石漠化，石漠化動(dòng)態(tài)度變化較為明顯;綜合石漠化動(dòng)態(tài)度變化幅度均較小，呈減小趨勢(shì)。在空間上，石漠化等級(jí)增強(qiáng)的區(qū)域主要發(fā)生在花貢鎮(zhèn)和大田鄉(xiāng)，而石漠化等級(jí)降低的區(qū)域相對(duì)較多，主要分布在長(zhǎng)流鄉(xiāng)、中營(yíng)鎮(zhèn)、馬場(chǎng)鄉(xiāng)。2000—2015年，石漠化不斷發(fā)生變化是自然環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)共同作用的結(jié)果，其中地類(lèi)面積變化和人口對(duì)石漠化變化的影響最為顯著，石漠化面積變化的驅(qū)動(dòng)因子主要包括:人口、森林覆蓋率、林地面積、耕地面積、農(nóng)民人均純收入、草地面積、GDP。研究結(jié)果以期能為晴隆縣石漠化區(qū)生態(tài)治理工作與土地可持續(xù)利用提供參考。

石漠化;綜合指數(shù)法;時(shí)空變化;驅(qū)動(dòng)因子;主成分分析法;晴隆縣

0 引言

喀斯特石漠化是指在脆弱的喀斯特生態(tài)環(huán)境背景下，受人類(lèi)不合理的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)影響導(dǎo)致土壤嚴(yán)重侵蝕，基巖大面積裸露，土地生產(chǎn)力嚴(yán)重降低，地表呈現(xiàn)類(lèi)似荒漠景觀的土地退化現(xiàn)象［1］。我國(guó)西南喀斯特地區(qū)的石漠化已成為影響西南地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活的一大自然災(zāi)害［2］。貴州省晴隆縣喀斯特地貌發(fā)育強(qiáng)烈，屬于典型的生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，石漠化嚴(yán)重影響了人類(lèi)的生存和社會(huì)的發(fā)展。

喀斯特地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)退化，已成為研究熱點(diǎn)。目前，諸多專(zhuān)家學(xué)者在喀斯特石漠化的提取方法、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、危害、成因、治理模式、綜合效益評(píng)價(jià)等方面開(kāi)展了大量的研究［3－9］，并取得了一系列研究成果，研究區(qū)域主要集中在南方喀斯特山區(qū)、西南喀斯特山區(qū)、省級(jí)尺度等范圍較大的區(qū)域，而針對(duì)縣域尺度等范圍較小的區(qū)域研究文獻(xiàn)較少。基于此，本文以國(guó)家級(jí)貧困縣晴隆縣作為研究區(qū)域，研究結(jié)果有助于晴隆縣加快脫貧的步伐和建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的步伐，對(duì)于促進(jìn)全面建成小康社會(huì)，非常具有代表性和研究?jī)r(jià)值。因?yàn)榍缏】h地處偏遠(yuǎn)山區(qū)，石漠化程度嚴(yán)重，等級(jí)齊全，代表性較強(qiáng)，加強(qiáng)對(duì)晴隆縣石漠化的時(shí)空變化特征及驅(qū)動(dòng)因子分析，對(duì)于全面研究石漠化的防治措施、改善石漠化地區(qū)惡劣的生態(tài)環(huán)境情況以及實(shí)現(xiàn)喀斯特地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。

1 晴隆縣概況

晴隆縣位于貴州省西南部、黔西南布依族苗族自治州東北角，地處云貴高原中段。地理坐標(biāo)介于25°33'～26°11'N，105°1'～105°25'E之間。縣境南北長(zhǎng)69km，東西寬33km，全縣總面積1 327.3km2，下轄14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)［10］。晴隆縣屬溫涼濕潤(rùn)的高原亞熱帶季風(fēng)氣候，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，年平均氣溫在14.7℃左右，夏季降雨豐富，年降水量在1 500～1 650mm之間。晴隆縣屬高原峽谷區(qū)，全縣地形起伏大，具有“山高坡陡谷深”的特點(diǎn)，全縣山地及丘陵占國(guó)土總面積的95.30%［11］。

2 研究方法及數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 研究方法

2.1.1 遙感影像處理

由于下載的遙感影像等級(jí)較高，且存在坐標(biāo)信息，因此無(wú)需對(duì)影像進(jìn)行幾何校正。需要對(duì)遙感影像進(jìn)行大氣校正、條帶修復(fù)、波段融合、影像增強(qiáng)、影像剪切等處理，以便滿(mǎn)足使用需求。

2.1.2 綜合指數(shù)法

本文使用的2000，2005和2010年的遙感影像均屬于Landsat TM或ETM影像，通過(guò)查閱文獻(xiàn)可知可以使用相同的方法提取石漠化信息，具體如下: 1)通過(guò)水文地質(zhì)圖把晴隆縣的喀斯特區(qū)和非喀斯特區(qū)劃分出來(lái)，利用DEM數(shù)據(jù)提取晴隆縣的坡度圖。2)提取喀斯特區(qū)的城鄉(xiāng)、工礦、居民用地和水域作為無(wú)明顯石漠化區(qū)，方便后文裸巖率的計(jì)算。3)利用ENVI5.1軟件，通過(guò)波段運(yùn)算提取晴隆縣的歸一化植被指數(shù)NDVI和裸土指數(shù)BI，分別用來(lái)計(jì)算植被覆蓋度和土壤裸露率，再利用ArcGIS 10.2軟件通過(guò)圖層算術(shù)運(yùn)算得到裸巖率［12］。4)以晴隆縣喀斯特區(qū)作為底圖對(duì)植被覆蓋度圖、裸巖率圖、坡度圖進(jìn)行掩膜，得到喀斯特區(qū)的植被覆蓋度圖、裸巖率圖、坡度圖。5)根據(jù)石漠化分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［13］，利用喀斯特區(qū)重分類(lèi)植被覆蓋度圖、重分類(lèi)裸巖率圖、重分類(lèi)坡度圖，將這3個(gè)分級(jí)因子圖層疊加進(jìn)行重分類(lèi)，得到晴隆縣2000，2005，2010年的石漠化分級(jí)分布圖。2015年的遙感影像為 Landsat8 OLITRIS影像，與Landsat TM，ETM影像提取石漠化信息的方法不完全一樣，不需要再計(jì)算土壤裸露率，則直接通過(guò)波段運(yùn)算提取歸一化植被指數(shù)NDVI和裸巖率NDRI，其他提取石漠化信息的方法與Landsat TM，ETM影像一樣［14］，最終得到2015年石漠化分級(jí)分布圖。

2.1.3 石漠化時(shí)空動(dòng)態(tài)模型

1)為了定量分析晴隆縣石漠化的變化數(shù)量和速度，本文引用土地利用動(dòng)態(tài)度模型包括單一土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)度和綜合土地利用動(dòng)態(tài)度［15］，來(lái)研究單一等級(jí)石漠化動(dòng)態(tài)度和綜合石漠化動(dòng)態(tài)度。石漠化動(dòng)態(tài)度可定量描述不同等級(jí)石漠化、綜合石漠化數(shù)量變化和演變速度。單一等級(jí)石漠化動(dòng)態(tài)度和綜合石漠化動(dòng)態(tài)度計(jì)算公式如下:

公式(1)中:K為單一等級(jí)石漠化動(dòng)態(tài)度，Ua，Ub分別為研究期初和期末某一種等級(jí)石漠化的面積，T為研究時(shí)間，當(dāng)T的時(shí)間設(shè)定為年時(shí)，K為研究時(shí)間內(nèi)某一種等級(jí)石漠化的年變化率。

公式(2)中:K為綜合石漠化動(dòng)態(tài)度，Uai，Ubi分別為研究區(qū)域內(nèi)第i類(lèi)石漠化類(lèi)型在研究期初和期末的面積，S為研究區(qū)總面積，T為研究時(shí)間，n為石漠化類(lèi)型的個(gè)數(shù)。

2)石漠化空間動(dòng)態(tài)變化分析可以直觀地反映各區(qū)域石漠化的演變，將兩個(gè)不同時(shí)期的石漠化分級(jí)分布圖進(jìn)行空間分析，可以找出石漠化等級(jí)發(fā)生改變和未發(fā)生改變的區(qū)域，從而確定石漠化等級(jí)降低、增強(qiáng)、未變化的區(qū)域和數(shù)量。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本項(xiàng)研究所用數(shù)據(jù)包括遙感影像數(shù)據(jù)和非遙感數(shù)據(jù)。根據(jù)使影像上盡可能豐富地反映地表信息的原則，遙感影像盡量選擇的秋冬季影像;如果遇到不可抗拒的原因，可適當(dāng)選擇提前或滯后1～2個(gè)覆蓋周期的影像［16］。本研究所用遙感影像分別是2000年11月的Landsat4－5 TM影像、2005年5月和2010年10月的Landsat7 ETM SLC-off影像、2015年4月的Landsat8 OLI-TRIS遙感影像和1個(gè)DEM數(shù)據(jù)［17］(數(shù)據(jù)均在地理空間數(shù)據(jù)云官方網(wǎng)站http://www.gscloud.cn/下載)。非遙感數(shù)據(jù)包括研究區(qū)1∶20萬(wàn)水文地質(zhì)圖、行政區(qū)劃邊界圖、晴隆縣統(tǒng)計(jì)年鑒、晴隆縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)、晴隆縣土地利用現(xiàn)狀變更數(shù)據(jù)、文獻(xiàn)資料等。

3 晴隆縣石漠化時(shí)空變化特征分析

3.1 石漠化時(shí)間變化特征

石漠化時(shí)間變化特征主要表現(xiàn)在石漠化總面積(輕度及以上石漠化)和不同等級(jí)石漠化面積變化(表1)。2000年石漠化總面積為431.95km2，到2015年下降到406.08km2，15年間整個(gè)晴隆縣石漠化總面積減少了25.87km2。歸納其變化，2000—2015年石漠化總面積變化可分為2個(gè)階段。

第一階段(2000—2005年):石漠化總面積急劇增加，5年間增加了26.29km2。這一時(shí)期晴隆縣還處于治理石漠化的探索階段，經(jīng)驗(yàn)不足，技術(shù)不成熟，所以治理石漠化取得的成效微乎其微，而石漠化又在不斷地發(fā)生自然演變，所以石漠化增加面積較大。

第二階段(2005—2015年):石漠化總面積大幅度減少，10年間從2005年的458.24km2減少到2015年的406.08km2，主要原因是晴隆縣在政府的支持和幫助下，“晴隆模式”已發(fā)展比較成熟，走出了一條喀斯特山區(qū)扶貧開(kāi)發(fā)與生態(tài)建設(shè)相結(jié)合的路子，治理石漠化積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)也越來(lái)越成熟，取得了顯著的成效。

從表1可以看出2000—2015年，極強(qiáng)度石漠化、強(qiáng)度石漠化和中度石漠化面積均呈下降趨勢(shì)，分別減少了3.89，21.38，12.19km2;無(wú)明顯石漠化、潛在石漠化、輕度石漠化均呈增加趨勢(shì)，分別增加了19.25，6.62，11.59km2。無(wú)明顯石漠化、潛在石漠化和輕度石漠化是石漠化的主要類(lèi)型，3種類(lèi)型石漠化面積之和分別占相應(yīng)年份土地總面積的38.96%，36.60%，40.44%和41.78%，總體呈增加趨勢(shì)。其他3種類(lèi)型石漠化面積比例之和占16%～22%，其中中度石漠化面積比例先增加后減少，總體變化不大，保持在7%～10%左右;強(qiáng)度石漠化面積比例先增加后減少，總體在7%～9%左右;極強(qiáng)度石漠化面積比例總體呈減少趨勢(shì)，保持在2%左右。石漠化總面積和不同類(lèi)型石漠化面積變化從側(cè)面表明了:自2000年以來(lái)晴隆縣為治理喀斯特地區(qū)石漠化逐步探索出的陡坡退耕還林還草，發(fā)展畜牧業(yè)以利于保持水土防治石漠化，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益同步發(fā)展的“晴隆模式”，取得的成效顯著，石漠化總面積減少明顯，等級(jí)強(qiáng)度較大的極強(qiáng)度、強(qiáng)度和中度石漠化面積均在減少，無(wú)石漠化面積增加較多。雖然全縣治理石漠化取得的成效顯著，但等級(jí)程度較輕的潛在石漠化和輕度石漠化面積仍呈上升趨勢(shì)，仍需加大石漠化治理力度。

表1 晴隆縣2000—2015年各類(lèi)型石漠化面積及比例Tab.1 Each type of rocky desertification area and percentage in Qinglong County during 2000—2015

3.2 石漠化動(dòng)態(tài)度分析

利用單一等級(jí)石漠化動(dòng)態(tài)度公式和綜合石漠化動(dòng)態(tài)度公式計(jì)算，得到4個(gè)時(shí)段6種等級(jí)石漠化的年變化率(表2)和綜合石漠化年變化率(表3)。

從表2可見(jiàn)，2000—2005年，2005—2010年，這兩個(gè)時(shí)段各類(lèi)型石漠化動(dòng)態(tài)度變化差距大，出現(xiàn)了兩極分化狀態(tài)。2010—2015年，各類(lèi)型石漠化動(dòng)態(tài)度變化較為均勻，其中動(dòng)態(tài)度最大的石漠化類(lèi)型為強(qiáng)度石漠化，其他類(lèi)型的石漠化動(dòng)態(tài)度變化不大。2000—2015年各類(lèi)型石漠化除強(qiáng)度石漠化變化較為強(qiáng)烈外，其余類(lèi)型石漠化動(dòng)態(tài)變化較為均勻?？梢?jiàn)，隨著“晴隆模式”的推廣，石漠化程度在逐漸減輕，石漠化面積在不斷減少。

無(wú)明顯石漠化在2005年以前的動(dòng)態(tài)度呈負(fù)變化，其面積大量減少主要是石漠化自然演變導(dǎo)致的，轉(zhuǎn)變成了更高等級(jí)的石漠化，2005年以后動(dòng)態(tài)度一直保持正變化，因?yàn)榍缏】h治理石漠化漸顯成效。潛在石漠化動(dòng)態(tài)度在第1個(gè)時(shí)段呈正變化，第2個(gè)時(shí)段變成了負(fù)變化，第3個(gè)時(shí)段又呈正變化，動(dòng)態(tài)度變化無(wú)明顯規(guī)律可循。輕度石漠化動(dòng)態(tài)度在2005年之前呈負(fù)變化，2005年以后呈正變化，輕度石漠化危害較輕，不是石漠化治理的重點(diǎn)對(duì)象，導(dǎo)致輕度石漠化年變化率呈正增長(zhǎng)狀態(tài)。中度石漠化、強(qiáng)度石漠化和極強(qiáng)度石漠化動(dòng)態(tài)度在2005年以前處于正變化，2005年以后動(dòng)態(tài)度處于負(fù)變化，晴隆縣人民為治理石漠化充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，實(shí)施了封山育林、植樹(shù)造林種草、修建農(nóng)田水窖、坡改梯等工程措施，并且種草養(yǎng)羊發(fā)展畜牧業(yè)，改變傳統(tǒng)的土地利用方式，都對(duì)石漠化治理起到了很好的效果，石漠化程度較嚴(yán)重的中度石漠化、強(qiáng)度石漠化和極強(qiáng)度石漠化面積不斷減少?？傮w來(lái)說(shuō)，從單一等級(jí)石漠化動(dòng)態(tài)度變化來(lái)看，無(wú)明顯石漠化、中度石漠化和強(qiáng)度石漠化動(dòng)態(tài)度變化比其他類(lèi)型石漠化明顯。

表2 晴隆縣2000—2015年不同類(lèi)型石漠化動(dòng)態(tài)度Tab.2 Dynamic degree of different rocky desertification types in Qinglong County during 2000—2015

表3 晴隆縣2000—2015年綜合石漠化動(dòng)態(tài)度Tab.3 Comprehensive rocky desertification dynamic degree in Qinglong County during 2000—2015

另外通過(guò)計(jì)算(表3)，2000—2005年，2005—2010年，2010—2015年，2000—2015年4個(gè)時(shí)段的綜合石漠化動(dòng)態(tài)度分別為1.27%，1.75%，0.54%，0.38%，總體呈減小趨勢(shì)。其中2005—2010年這一時(shí)期各類(lèi)型石漠化間的交換量最大，動(dòng)態(tài)變化最強(qiáng)烈。也可以看出，研究區(qū)2010年以前綜合石漠化動(dòng)態(tài)度明顯高于后期。

3.3 石漠化空間變化特征分析

3.3.1 石漠化空間分布格局

不同類(lèi)型石漠化的空間分布見(jiàn)圖1，從2000—2015年的石漠化分布圖可以看出，喀斯特區(qū)石漠化發(fā)生變化的區(qū)域很大，呈集中連片分布。晴隆縣喀斯特地貌發(fā)育強(qiáng)烈，石漠化分布面積大，等級(jí)齊全，從無(wú)石漠化到極強(qiáng)度石漠化均有分布，類(lèi)型多樣，既有巖溶峽谷與高原石漠化典型區(qū)，也有石灰?guī)r與白云巖石漠化典型區(qū)［18］。

石漠化分布范圍廣，但空間分布很不均勻，整體的格局是北部強(qiáng)度、極強(qiáng)度石漠化呈條塊狀分布等級(jí)較強(qiáng)，中、南部石漠化集中連片分布等級(jí)較弱。在北部地區(qū)，喀斯特區(qū)與非喀斯特區(qū)相間分布，石漠化程度比中、南部地區(qū)稍重，而在中、南部石漠化等級(jí)以輕、中度為主，部分地區(qū)也有強(qiáng)度、極強(qiáng)度石漠化出現(xiàn)。在喀斯特地貌基礎(chǔ)上，在自然和人類(lèi)活動(dòng)因素的影響下，全縣強(qiáng)度、極強(qiáng)度石漠化主要分布在長(zhǎng)流鄉(xiāng)、中營(yíng)鎮(zhèn)、花貢鎮(zhèn)、大田鄉(xiāng)、馬場(chǎng)鄉(xiāng)、蓮城鎮(zhèn)、光照鎮(zhèn)7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

圖1 2000—2015年石漠化分級(jí)分布圖Fig.1 Rocky desertification classified map during 2000—2015

3.3.2 石漠化空間動(dòng)態(tài)變化分析

圖2 2000—2015年石漠化空間動(dòng)態(tài)變化圖Fig.2 Rocky desertification spatial dynamic change map during 2000—2015

從石漠化空間動(dòng)態(tài)變化圖可以明顯看出石漠化等級(jí)增強(qiáng)、降低以及未發(fā)生改變的區(qū)域(圖2)。從表4可見(jiàn)石漠化空間動(dòng)態(tài)變化面積，2000—2005年石漠化空間動(dòng)態(tài)變化最明顯的特征是石漠化等級(jí)增強(qiáng)的區(qū)域多達(dá)239.23km2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于石漠化等級(jí)降低的區(qū)域，說(shuō)明石漠化惡化趨勢(shì)明顯。2005—2010年、2010—2015年以及2000—2015年石漠化等級(jí)降低的面積均大于石漠化等級(jí)增強(qiáng)的面積，石漠化等級(jí)未變化面積呈逐漸減少趨勢(shì)。石漠化的空間演變也存在一定的規(guī)律，石漠化等級(jí)增強(qiáng)的區(qū)域主要發(fā)生在花貢鎮(zhèn)和大田鄉(xiāng)，而石漠化等級(jí)程度降低的區(qū)域相對(duì)較多，主要分布在長(zhǎng)流鄉(xiāng)、中營(yíng)鎮(zhèn)、馬場(chǎng)鄉(xiāng)。石漠化等級(jí)增強(qiáng)的地區(qū)主要都是農(nóng)業(yè)人口分布集中，坡耕地面積大，植被覆蓋度低的區(qū)域，土壤受到外力侵蝕作用加強(qiáng)，導(dǎo)致石漠化程度加劇。石漠化等級(jí)降低的區(qū)域主要分布在北部和中部，與南部相比經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，石漠化治理力度大，生態(tài)修復(fù)工程優(yōu)先安排。

表4 2000—2015年石漠化空間動(dòng)態(tài)變化面積Tab.4 Rocky desertification spatial dynamic change area during 2000—2015 km2

4 驅(qū)動(dòng)因子分析

4.1 變量選取

15年來(lái)，石漠化不斷發(fā)生著變化，石漠化與自然環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)因素有著密不可分的聯(lián)系，但在較長(zhǎng)的時(shí)間序列上，難以將自然環(huán)境因素加以量化，加之本區(qū)域研究時(shí)期內(nèi)人類(lèi)活動(dòng)因素對(duì)石漠化面積變化起主導(dǎo)作用。將石漠化面積作為因變量，驅(qū)動(dòng)因子作為自變量進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力分析。本文綜合考慮人口、森林覆蓋率、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、土地利用類(lèi)型等因素的影響，選取的驅(qū)動(dòng)因子有:人口X1(萬(wàn)人);森林覆蓋率X2(%);GDP X3(億元);農(nóng)民人均純收入X4(元);耕地面積X5(km2);林地面積X6(km2);草地面積X7(km2)。主成分分析結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 總方差解釋Tab.5 Total variance explanation

由表5可知，7個(gè)主成分中F1和F2的特征根均大于1且累計(jì)貢獻(xiàn)率為90.622%，故選取主成分F1，F(xiàn)2。運(yùn)用SPSS 17.0軟件運(yùn)算得到主成分F1，F(xiàn)2的得分系數(shù)矩陣，見(jiàn)表6。

因子的載荷絕對(duì)值越高，則說(shuō)明在該主成分中重要性越大［19］。根據(jù)表6，第一主成分包括人口、森林覆蓋率、農(nóng)民人均純收入、耕地面積、林地面積，其中森林覆蓋率、林地面積與石漠化面積變化呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;第二主成分包括GDP、草地面積。

表6 主成分得分系數(shù)矩陣Tab.6 Principal component score coefficient matrix

求出各因子的權(quán)重并進(jìn)行歸一化處理，得到表7。

從表7可知，對(duì)石漠化面積變化的影響程度為:人口＞森林覆蓋率=林地面積＞耕地面積＞農(nóng)民人均純收入＞草地面積＞GDP。影響石漠化面積變化的驅(qū)動(dòng)力因子主要為:人口、森林覆蓋率、林地面積、耕地面積、農(nóng)民人均純收入。從上述結(jié)果可以看出，雖然草地對(duì)涵養(yǎng)水源、保持水土，防治石漠化起到積極的作用，但對(duì)石漠化面積變化的驅(qū)動(dòng)力較小;選取的諸因子中GDP對(duì)石漠化面積變化的驅(qū)動(dòng)力最小。

表7 石漠化面積變化權(quán)重Tab.7 Rocky desertification area change weight

5 結(jié)論與討論

本文利用遙感影像提取了晴隆縣2000—2015年4期的石漠化分級(jí)分布圖，分析了晴隆縣的石漠化時(shí)空變化特征及驅(qū)動(dòng)因子，主要結(jié)論如下:

1)在2000—2015年石漠化總面積、中度石漠化、強(qiáng)度石漠化和極強(qiáng)度石漠化面積均呈減少趨勢(shì)，無(wú)明顯石漠化、潛在石漠化和輕度石漠化均呈增加趨勢(shì)。無(wú)明顯石漠化、潛在石漠化和輕度石漠化是石漠化的主要類(lèi)型，其他3種類(lèi)型石漠化面積比例之和占16%～22%。

2)從綜合石漠化動(dòng)態(tài)度來(lái)看，總體石漠化變化程度在時(shí)間上呈現(xiàn)前期快后期慢的趨勢(shì)，整個(gè)研究期內(nèi)單一等級(jí)石漠化動(dòng)態(tài)度變化，無(wú)明顯石漠化、中度石漠化和強(qiáng)度石漠化變化最大。

3)研究區(qū)石漠化空間分布格局特征明顯，石漠化分布范圍廣，等級(jí)齊全，北部強(qiáng)度、極強(qiáng)度石漠化呈條塊狀分布等級(jí)較強(qiáng)，中、南部石漠化集中連片分布等級(jí)較弱。石漠化等級(jí)增強(qiáng)的區(qū)域主要發(fā)生在花貢鎮(zhèn)和大田鄉(xiāng)，而石漠化等級(jí)程度降低的區(qū)域相對(duì)較多，主要分布在長(zhǎng)流鄉(xiāng)、中營(yíng)鎮(zhèn)、馬場(chǎng)鄉(xiāng)。全縣強(qiáng)度、極強(qiáng)度石漠化主要分布在長(zhǎng)流鄉(xiāng)、中營(yíng)鎮(zhèn)、花貢鎮(zhèn)、大田鄉(xiāng)、馬場(chǎng)鄉(xiāng)、蓮城鎮(zhèn)、光照鎮(zhèn)7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

4)采用主成分分析法，對(duì)石漠化面積變化進(jìn)行驅(qū)動(dòng)因子分析可知，人口、森林覆蓋率、林地面積、耕地面積、農(nóng)民人均純收入對(duì)石漠化面積變化具有非常顯著的影響;草地面積、GDP對(duì)石漠化面積變化影響較小。人口、森林覆蓋率、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、土地利用類(lèi)型是研究期內(nèi)石漠化面積變化的重要驅(qū)動(dòng)因素。

5)晴隆縣人民在通過(guò)種草養(yǎng)畜大力發(fā)展畜牧業(yè)來(lái)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)扶貧開(kāi)發(fā)和石漠化治理的同時(shí)，應(yīng)該推進(jìn)“晴隆模式”轉(zhuǎn)型升級(jí)，堅(jiān)持在繼承中發(fā)展，在發(fā)展中創(chuàng)新，按照“工業(yè)強(qiáng)縣、生態(tài)重縣、旅游名縣”發(fā)展戰(zhàn)略，打造“宜業(yè)、宜居、宜商、宜游新晴隆”，帶動(dòng)晴隆縣經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展［20］。

本研究基本明確了晴隆縣2000—2015年喀斯特石漠化的時(shí)空變化特征，為及時(shí)掌握現(xiàn)勢(shì)性石漠化動(dòng)態(tài)分布信息提供了有效依據(jù)。同時(shí)，從人口、森林覆蓋率、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、土地利用類(lèi)型4個(gè)方面探討了石漠化面積變化的驅(qū)動(dòng)因子，為該區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和土地資源可持續(xù)利用提供了一定的參考依據(jù)。

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Analysis on Karst Rocky Desertification Temporal and Spatial Variation Characteristics and Driving Factors—A Case Study of Qinglong county of Guizhou Province

SHI Yingchun1，SHU Yingge2
(1.College of Resources and Environmental Engineering，Guizhou University，Guiyang 550025，China;2.College of Agriculture，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China)

Based on remote sensing image of Qinglong County in 2000，2005，2010 and 2015 as the research data，comprehensive index method was used to obtain six grades of rocky desertification，such as no obvious rocky desertification，potential rocky desertification，slight rocky desertification，moderate rocky desertification，intense rocky desertification and extreme intense rocky desertification and the map of rocky desertification classification was extracted.Spatial-temporal dynamic model of rocky desertification wasused variation characteristics of rocky desertification in time and space in the past 15 years in the study area analyzed，the principal component analysis method employed and the weight of each driving factor of rocky desertification determined.The result shows that from 2000 to 2015，in time，the extreme intense rocky desertification，intense rocky desertification and moderate rocky desertification area are sharply decreased;no obvious rocky desertification，potential rocky desertification and slight rocky desertification appeared as an increasing trend.No obvious rocky desertification，moderate rocky desertification and intense rocky desertification，rocky desertification dynamic degree change are more evident;comprehensive rocky desertification dynamic degree change is smaller，which showed a decreasing trend.In space，rocky desertification grade increasing region mainly occurred in the Huagong Town and Datian Village，and rocky desertification grade decreasing area is relatively bigger，mainly distributed in Changliu Village，Zhongying Township，Machang Village.From 2000 to 2015，continuous rocky desertification changing is the result of joint action of the natural environment and human activity，of which land type area change and population are most significant to the impact of rocky desertification change．Driving factors of rocky desertification area change mainly include population，forest coverage rate，forestland area，cultivated land area，per capita net income of farmers，grassland area and GDP.It is expected that the research results could provide some reference for rocky desertification region’s ecological management work and land sustainable use.

rocky desertification，comprehensive index method，temporal and spatial variation，driving factors，principal component analysis methed，Qinglong county

S718.5;S771.8

A

1002－6622(2017)01－0135－09

10．13466/j．cnki．lyzygl．2017．01．022

2016－12－28;

2017－01－13

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“喀斯特山區(qū)林草間作生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中土壤質(zhì)量演變規(guī)律及其評(píng)價(jià)——以貴州‘晴隆模式’為例”(31460133)

史迎春(1990－)，女，河南商丘人，在讀碩士，研究方向:土地資源利用與保護(hù)。Email:1508319804@qq.com

舒英格(1973－)，男，貴州鎮(zhèn)寧人，副教授，碩導(dǎo)，主要從事農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境和土地資源利用管理研究。Email:maogen958@163.com