水源區石質荒漠化研究分析

□劉哲 □陳子韶 □吳卿

（華北水利水電大學資源與環境學院）

水源區石質荒漠化研究分析

□劉哲 □陳子韶 □吳卿

（華北水利水電大學資源與環境學院）

石漠化是區域生態惡化、資源環境難以可持續利用、經濟社會發展受阻的重要根源。國內外學者針對石漠化成因機理、影響評價、監測技術與方法、防治對策與治理模式等方面取得了大量研究成果。南水北調中線丹江口水庫南陽水源區石質荒漠化問題已備受關注，通過石漠化研究綜述分析，為深入研究該地區石質荒漠化提供思路。

石漠化；石質荒漠化；丹江口；水源地；分析

0 引言

南水北調工程是解決我國北方地區缺水、優化水資源配置的一項重大戰略舉措，中線工程更是一項偉大的“南北雙贏”的生態工程、經濟工程、社會工程。南陽是南水北調中線工程水源地和渠首所在地，涉及南陽市淅川縣、西峽縣、內鄉縣、鄧州市3縣1市，流域面積6 361.94 km2。根據有關部門測算，南陽有溶巖面積5 000 km2，已形成石質荒漠化面積1 466.70 km2，潛在石質荒漠化面積1 666.70 km2。目前石漠化研究多是針對我國喀斯特地區開展的，對于南陽地區石質荒漠化問題研究還少，因此開展丹江口水庫南陽水源區石質荒漠化研究具有重要意義。

近年來，石漠化引發的生態與資源環境問題及防治對策一直是國內外學術界研究的熱點，在石漠化成因機理、石漠化影響分析評價、石漠化監測技術與方法、石漠化防治對策與治理模式等方面開展了一系列的研究。

1 石漠化成因研究現狀及發展動態分析

石漠化災害概念是20世紀80年代至90年代初期提出的，部分科技工作者在砂頁巖及紅色巖系和石灰巖丘陵山坡地陡坡開墾所引起水土流失研究中先后提出有“石化”、“石山荒漠化”、“石質荒漠化”、“喀斯特石漠化”等概念，李陽兵等對喀斯特石漠化與石漠化概念進行了探討。袁道先采用石漠化概念、楊漢奎［14］采用喀斯特荒漠化概念，都是用來表征植被、土壤覆蓋的喀斯特地區轉變為巖石裸露的過程，并把石漠化列入我國4大地質生態災難。

國內外學者就喀斯特地區石漠化形成過程和成因機理問題展開了大量研究，并取得一些重要成果。脆弱的自然、生態與地質環境等自然因素和強烈的人類活動為主導驅動力的石漠化形成機制得到學術界普遍接受。張殿發針對貴州喀斯特地區生態地質環境基礎，對石漠化形成過程及成因機制進行了研究。王世杰、李夢先等對我國西南巖溶地區石漠化成因進行了大量研究。胡寶清等［6］對廣西喀斯特石漠化形成過程、機制進行了研究。

綜上所述，目前石漠化成因問題研究具有以下特點：①主要針對貴州、云南、廣西、廣東等我國西南喀斯特（巖溶）地區石漠化形成過程和成因機制開展研究；②主要采用定性分析方法對石漠化形成機制進行研究；③對石漠化的定義和標準指標還沒有完全達成共識；④單一因子過程研究比較深入，多因子綜合過程研究有待加強；⑤對不同時空尺度下的石漠化驅動機制還需深入開展研究。總體來看，目前研究主要是基于我國西南喀斯特地區石漠化開展的，丹江口水庫南陽水源區石漠化形成過程與成因機制尚未有過多研究。分析認為，從景觀生態、地質環境、水文水資源、土壤侵蝕等方面如何定量分析宏觀和微觀的自然因素與人為因素驅動石質荒漠化形成過程與成因機理是下一步研究的重點。

2 石漠化影響評價研究現狀及發展動態分析

石漠化具有區域性、漸發性、潛發性、生態破壞性、難恢復性等特征。我國喀斯特地區以貴州為中心，包括廣西、廣東、云南、四川、重慶、湖南、湖北等地部分地區，面積多達50萬km2，是全球三大巖溶集中連片區中面積最大、發育最強烈的生態脆弱區。目前西南巖溶山區石漠化面積仍在快速發展，影響范圍不斷擴大，加速了區域生態環境惡化，主要表現為水土流失、河道淤積、土地資源喪失、干旱等。

關于喀斯特地區石漠化評價，不同學科背景、不同研究目的，選擇評價指標體系差異較大。李瑞玲等選擇植被覆蓋率、巖石裸露率、平均土厚、植被類型等指標，從概念出發進行喀斯特石漠化評價；還根據坡度、巖性、地貌、人口密度、陡坡耕地率建立喀斯特石漠化危險度評價指標體系，對將發生石漠化的風險進行評價。周忠發運用遙感手段，以遙感影像獲取植被面積比例、土被面積比例、侵蝕面積比例、土壤趨勢模數、平均流失厚度等數據指標，從喀斯特石漠化程度出發進行評價。

綜上所述，對石漠化影響評價研究具有以下特點：①關于石漠化對生態環境惡化、水土流失、土地資源喪失、自然災害等影響研究較多；②石漠化評價指標體系不統一；③石漠化評價方法主要以概念性、描述性為主，模型構造和數理統計研究較少；④評價指標基礎數據獲取途徑和數據量存在不同，導致評價結果差異較大，實踐應用存在較大問題。由此可見，基于景觀生態原理，運用3S技術方法，構建丹江口水庫南陽水源區石漠化景觀生態模型，并引入水文水資源指標體系，評價石質荒漠化對南水北調中線工程調水安全影響是下一步研究的一項主要內容。

3 石漠化監測研究現狀及發展動態分析

關于石漠化監測國內學者利用遙感手段以及基于3S技術方法開展了大量研究。熊康寧等利用RS、GIS技術方法對石漠化的空間格局、演化機制、發展趨勢進行了研究。王連慶等等利用3S技術開展了石漠化現狀調查分析研究。李文輝等、Scott M. S.等利用計算機和3S技術進行了石漠化監測技術方法研究。總之，利用3S技術從石漠化現狀調查、空間分布格局、成因及趨勢和監測方法上做了大量研究工作。

雖然利用3S技術開展石漠化調查研究工作，但采用的劃分標準基本上都是根據地表形態的宏觀變化，而對水土資源環境變化微觀機制考慮甚少。在丹江口水庫南陽水源區石質荒漠化研究中，利用夏態時相多波段高分辨率遙感信息和DEM數據，基于ARCGIS系統，結合區域內土壤侵蝕監測站點、水文監測站點、生態觀測站點，獲取南陽水源區大尺度（全區）、中尺度（中型流域）、小尺度（小流域）和微觀（坡面、溝道）石漠化格局、形成機制及發展趨勢監測數據，構建多源數據信息的石質荒漠化景觀生態模型，是下一步探求丹江口水庫南陽水源區石質荒漠化規律研究的關鍵內容。

4 石漠化防治研究現狀及發展動態分析

石漠化治理可以追溯到20世紀70年代末國家科委組織的全國性巖溶攻關，選擇廣西都安、貴州普定、湖南洛塔、山西娘子關四個典型區為試點進行巖溶石山地改造，取得了豐富的經驗。80年代完成了西南巖溶地區水文地質普查。90年代，中科院兩次提出推進西南喀斯特地區石漠化綜合治理建議，在西南喀斯特地區許多點上開展了巖溶石漠化治理，取得了一定成效，形成了多種治理模式。如實施水源、土地、生態整體戰略，在不同巖溶環境類型區建立石漠化治理典型示范試驗區；以巖溶峰洼叢地區為代表的湖南龍山洛塔鄉模式；實現了資源、生態與人口、經濟相協調的可持續發展模式。

綜合目前喀斯特石漠化理論研究與治理實踐，如何針對丹江口水庫南陽水源區石質荒漠化問題，利用多途徑、多方法獲取宏觀和微觀的石質荒漠化形成因素，進而分析不同時空尺度下石漠化形成機制和發展趨勢，基于景觀生態原理、運用3S技術方法構建景觀生態模型，探求石漠化規律，按照可持續發展理論方法，提出有效防控石漠化對丹江口水庫資源環境影響對策，建立南陽水源區生態及資源環境保護模式，對促進區域經濟社會發展、全面建成小康社會、實現人與自然和諧共處都具有重要意義。

編輯：符蕾

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1673-8853（2017）03-0070-02

2017-01-31