威寧縣石漠化不同階段動態演變特征研究

陳啟貴 趙才萬

摘要 不同時期石漠化的變化存在一定差異，2011—2021年間全縣石漠化面積減少了470.14 km2，2011—2016年間石漠化減少面積小于2016—2021年間的339.08 km2，石漠化年變化率從-2.86%增長至-8.65%，石漠化減少趨勢加快。輕度石漠化是內部變化面積最大的類型，各種類型石漠化主要轉出到了無石漠化，治理工程對石漠化改善起到一定成效，但各石漠化等級內部轉換反復，仍需關注其變化趨勢。

關鍵詞 石漠化；動態演變；不同階段

中圖分類號：S154 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）07–0074-04

自開展石漠化治理以來，威寧縣石漠化面積總體減少，但在不同治理階段，石漠化演變存在一定的差異，為全面掌握不同階段石漠化動態變化和內部轉換特征，尤其是石漠化治理專項工程和其他營造林工程實施后不同階段石漠化的演變特征，以2010年以來三期遙感影像以基礎，綜合運用“3S”技術，對威寧縣喀斯特石漠化動態變化特征進行分析研究，以期為石漠化治理提供決策參考。

1 數據源與監測方法

研究采用坐標系為2000國家大地坐標系，高斯—克呂格投影，以SPOT（2010年）、高分一號（2015年）和高分一號（2020年）三期衛星影像為遙感動態監測數據源，利用經過幾何精校正和增強處理后的最新遙感（RS）影像數據，參考國土三調數據庫成果，按照圖斑區劃條件，根據判讀標志，利用衛星影像的紋理、色調及其他解譯標志，參照國家林業局石漠化監測等級劃分系統，逐一驗證圖斑基巖裸露率，確定石漠化等級。完成圖斑區劃與屬性因子初步解譯判讀，對2020年成果圖生成外業調查底圖，采用帶有全球定位系統和調查底圖的數據采集器現地開展圖斑界線修正、因子調查和照片采集，然后將外業采集數據導入地理信息系統軟件進行檢驗與數據管理，統計匯總后獲取本期石漠化的面積、分布及其他方面的信息，最后根據三期石漠化圖進行疊加分析，掌握石漠化的動態變化和內部轉換特征[1-5]。

2 監測結果與分析

2.1 石漠化現狀分析

2.1.1 石漠化現狀 威寧縣國土總面積6 298.45 km2，其中，巖溶面積4 131.57 km2，占國土總面積的65.6%。根據2021年的遙感解譯結果，威寧縣無石漠化面積3 075.16 km2，占國土面積的48.82%；潛在石漠化面積611.29 km2，占國土面積的9.71%；石漠化面積445.12 km2，占國土面積的7.07%。石漠化以輕度石漠化為主，面積為269.73 km2、中度石漠化面積156.53 km2、重度和極重度石漠化面積較小，只有18.87 km2。總體來看，威寧石漠化面積不大，石漠化等級不嚴重，主要以輕中度石漠化為主。

2.1.2 石漠化空間分布 威寧縣巖溶石漠化空間分布極不均勻，區域分布存在著明顯的差異，呈現出中部集中分布，東、西部連續分布，其他地區零星分布的特點。石漠化程度呈現出東、西部嚴重，中部、北部較輕的特點。疊加地質圖分析發現，威寧縣石漠化分布總體上受縣域地質構造的影響，石漠化嚴重的區域主要集中在石灰巖出露巖性較純的區域。同時，地貌存在一定相關性，中部平坦的區域，石漠化較少發生，而西部河谷深切的區域，石漠化程度較深。

2.1.3 石漠化土地利用構成 從表1可以看出，威寧縣石漠化與土地利用有很大相關性，發生石漠化的區域主要集中在旱地，面積為350.38 km2，比例高達78.7%。其次為灌木林地和其他林地，未利用地也占一定面積，其他土地利用類型石漠化較少。這與威寧縣的土地利用結構有較大關系，威寧縣基本沒有水田，部分坡度較大的旱地開墾后水土流失形成石漠化，部分林地、草地由于土層薄、生境差，植被生長緩慢，林草覆蓋度較低，基巖裸露形成石漠化。同時，土地利用狀況與石漠化等級也存在一定關系，未利用地石漠化等級較高，林地石漠化程度較低，旱地石漠化程度以輕中度石漠化為主。

2.2 石漠化動態變化分析

2.2.1 動態變化概況 2011年，國家啟動石漠化綜合治理工程，按照流域對石漠化進行綜合治理，2015年后，實施了大量的產業工程，進一步推動了喀斯特區石漠化治理。除工程措施外，石漠化治理需要恢復區域林草植被覆蓋度，石漠化程度變化是一個梯級變化過程，一般不會一蹴而就，因此在不同治理階段，石漠化演變存在一定差異。

統計數據表明，石漠化治理專項工程以后，2011—2016年，威寧縣石漠化面積逐步縮小，5年間潛在石漠化、重度和極重度石漠化面積擴大，其他石漠化面積縮小，石漠化變化總面積減少，石漠化面積減少了131.06 km2。從總體特征來看，雖然石漠化總面積減少，但重度石漠化面積增加，石漠化呈現總體趨于好轉但呈局部惡性加重態勢，石漠化治理工程及其他生態工程效益還不明顯，在一定程度上降低了石漠化程度，扭轉了石漠化惡化趨勢，但同時說明石漠化治理在較短時間內仍不能完成遏制石漠化，工程效益發揮還需要一定時間周期。

2016—2021年，威寧縣無石漠化、潛在石漠化和中度石漠化面積增加，其他各種石漠化等級面積減少，石漠化面積減少了339.08 km2，其中輕度石漠化面積減少最大，潛在石漠化面積最多。總體來看，石漠化呈現全面趨于好轉的態勢，高等級石漠化面積明顯減少，降低更低等級的石漠化類型，促使中度石漠化面積略有增加，而輕中度石漠化區域轉變了無石漠化或者潛在石漠化區域，石漠化等級降低，面積減小。從總體來看，潛在石漠化面積連續增加，輕度和極重度石漠化面積連續減少，無石漠化、中度石漠化面積減少后再增加，重度石漠化增加后減少（表2）。

對比分析威寧縣2011年和2016年石漠化分布，發現石漠化變化較為明顯，其中，中部區域輕度石漠化轉為潛在石漠化較多，而西部區域石漠化有一定增強，東部區域石漠化程度降低，輕中度石漠化區域轉換成無石漠化或輕度石漠化。2016—2021年間，西部區域石漠化整體降低明顯，中強度石漠化區域等級明顯降低，中部和東部區域石漠化因產業項目實施林草覆蓋度有一定降低，石漠化程度增強。總體來看，零星石漠化區域整體趨于等級降低，無石漠化和潛在石漠化分布更為連續，但是布局區域因產業項目實施后林草覆蓋度降低，石漠化有一定程度的增強，區域更趨于連片。總體來看，雖然全縣石漠化整體面積減少，但是2011—2016年石漠化零星發展趨勢明顯，2016—2021年間，零星惡化趨勢得到扭轉，高等級石漠化程度明顯降低，石漠化分布更趨于區域性集中分布。

不同時期石漠化的變化存在較大差異，統計數據表明，石漠化治理專項工程以后，2011—2016年，石漠化強弱呈兩極分化趨勢，得到改善的區域總體大于石漠化加重區域的面積，但明顯改善的面積較小，主要是一些工程措施新增的無石漠化，因治理工程時間較短，改善主要為石漠化等級降低一個等級的輕微改善，石漠化改善效果并不明顯，同時，局部石漠化惡化現象并沒有得到扭轉，輕微加重的面積仍很大，明顯加重的面積甚至大于明顯改善的面積。

2016—2021年，石漠化得到改善區域的面積明顯大于石漠化加重區域的面積，石漠化治理效果逐步顯現，石漠化改善面積達到751.04 km2，而惡化面積只有496.06 km2，特別是明顯加重的石漠化面積只占1.6%，明顯改善的面積比例達到2.2%，均優于2011—2016年間值。總體來看，石漠化治理有一定周期，疊加其他驅動力影響，2016—2021年，石漠化改善效果更加明顯（表3）。

2.2.2 動態變化分析 統計石漠化年變化率可以客觀評價石漠化的變化速度。統計數據表明，2011—2016年，威寧縣潛在和重度石漠化年變化率較大，潛在石漠化年變化率最高，變化率達10.79%，其次是重度石漠化，其他幾種石漠化類型年變化率不大，變化率最小的類型為極重度石漠化-0.03％（表4）。2016—2021年，極重度石漠化和潛在石漠化年變化率最大，其中極重度石漠化-18.22%快速消失，潛在石漠化快速增加。總體來看，極重度石漠化年變化率最大，輕度石漠化其次，極重度石漠化和輕度石漠化快速減少，而潛在石漠化面積增加。由于各種石漠化面積基數不同，變化率高的類型只是變化快的類型，并不一定是區域變化的主要類型，雖然變化率最高的是潛在石漠化，但2011—2021年威寧縣石漠化變化面積最大的類型是輕度石漠化。

2.2.3 石漠化演變類型 為研究各種等級石漠化的內部變化及發展趨勢，在地理信息系統的支持下，將威寧縣2011年和2016年石漠化圖進行空間分析，研究監測時段各個圖斑石漠化等級的演變情況，分析石漠化發生變化的區域特征，統計分析各圖斑石漠化的轉移規律。

從轉換矩陣表可以分析出（表5），2011—2016年，從轉出面積來看，除潛在石漠化轉為無石漠化面積為39.89 km2外，其他各種類型都是轉為潛在石漠化面積最大，其中，以輕度石漠化轉為潛在石漠化面積最大，為326.9 km2，說明潛在石漠化增加明顯。從轉入來源來看，輕度石漠化由無石漠化轉入的面積最大，中度和重度石漠化由輕度石漠化轉入面積最大，無石漠化和潛在石漠化都是輕度石漠化轉入面積最大。總體來看，輕度石漠化是變化面積最大的類型，石漠化轉換主要集中在等級程度較低的類型，重度、極重度石漠化轉變面積較小，威寧縣石漠化治理的重點為石漠化等級較輕的類型。潛在、輕度石漠化主要向著程度降低的趨勢發展，而重度石漠化沒有明顯的變化，說明高等級石漠化治理需要一定時間周期。

2016—2021年，從轉出面積來看，除無石漠化轉為潛在石漠化面積166.58 km2外，其他各種類型都是轉為無石漠化面積最大，其中，以輕度石漠化轉為無石漠化面積最大，為254.33 km2，說明各種石漠化類型主要轉出為無石漠化。從轉入來源分析，輕度石漠化由無石漠化轉入的面積最大，中度和重度石漠化由無石漠化轉入面積最大，無石漠化和潛在石漠化都是輕度石漠化轉入面積最大。總體來看，輕度石漠化是變化面積最大的類型，在各項工程綜合治理下，威寧縣石漠化發生根本變化，石漠化面積開始減少、等級降低。中、強度石漠化面積明顯減少，石漠化程度減弱，石漠化治理取得成效。從轉出面積分析，主要類型從2011—2016年的轉出為潛在石漠化到2016—2021年間轉出為無石漠化，轉出的類型更低（表6）。

2011—2021年，從轉出面積來看，除無石漠化轉為輕度石漠化面積189.8km2外，其他各種類型都是轉為無石漠化面積最大，其中，以輕度石漠化轉為無石漠化面積最大，為217.92km2，說明各種石漠化類型主要轉為無石漠化（表7）。從轉入來源分析，輕度石漠化、中度和重度石漠化由無石漠化轉入面積最大，無石漠化和潛在石漠化都是輕度石漠化轉入面積最大。轉出面積最大的石漠化類型為輕度石漠化，其轉入面積最大的為無石漠化，其次為輕度石漠化和潛在石漠化，總體來看，低等級類型石漠化轉變較為頻繁。

2.2.4 石漠化狀況及程度分土地利用變化原因 疊加威寧縣實施的石漠化治理專項工程、退耕還林工程、植被恢復等工程，分析工程治理區與非工程治理區石漠化變化差異，工程措施主要包括人工造林和封山育林，將工程區分為人工造林區和封山育林2種類型，統計不同治理區域石漠化變化特征。

從表8可以看出，封山育林和人工造林區明顯改善的面積比例稍高于非工程治理區，說明工程治理措施有一定成效，封山育林輕微改善面積比例明顯大于非工程區和人工造林區，但人工造林區域輕微改善的比例低于非工程區。同時，封山育林和人工造林輕微加重和明顯加重的面積比例都高于非工程區，主要原因是人工挖坑等會損壞一定林草植被覆蓋，加上威寧海拔較高植被生長較為緩慢，導致的工程區石漠化略有加重。從總體來看，威寧縣工程區石漠化治理成效并不明顯，主要因為威寧縣海拔高植被生長緩慢，同時反映出治理工程對石漠化治理成效并不是一蹴而就的。

3 結論

2021年遙感監測數據表明威寧縣石漠化面積445.12 km2，占國土面積的7.07%。石漠化以輕度中度石漠化為主，面積為269.73 km2、中度石漠化面積156.53 km2、重度和極重度石漠化面積占比很小。威寧縣巖溶石漠化空間分布極不均勻，呈現出中部集中分布，東、西部連續分布，其他地區零星分布的特點。石漠化分布總體上受縣域地質構造和地貌格局的總體影響。威寧縣石漠化與土地利用有很大相關性，發生石漠化的區域主要集中在旱地，面積為350.38 km2，比例高達78.7%，其次為灌木林地和其他林地，未利用地也占一定面積，其他土地利用類型石漠化很少。

2011—2021年，威寧縣潛在石漠化面積連續增加，輕度和極重度石漠化面積連續減少，無石漠化、中度石漠化面積減少后再增加，重度石漠化增加后減少。10年間，威寧石漠化面積從2011年的915.26 km2減少至2021年的445.12 km2，減少了470.14 km2，輕度石漠化面積減少484.14 km2，是石漠化面積減少面積最大的類型。總體來看，極重度石漠化年變化率最大，為-18.22%，輕度石漠化-12.84%次之，石漠化發展趨勢得到有效遏制，石漠化面積快速減少。

不同時期，石漠化的變化存在一定差異，2016—2021年石漠化快速減少，2011—2016年間石漠化面積減少了131.06 km2，明顯小于2016—2021年的339.08 km2。2016—2021年，輕度石漠化、中度石漠化和極重度石漠化減少的年變化率都高于2011—2016年，無石漠化和潛在石漠化增長的年變化率也高于2011—2016年間。從石漠化的內部轉換矩陣分析，輕度石漠化是變化面積最大的類型，各種類型石漠化主要轉出為無石漠化，同時部分無石漠化和潛在石漠化轉為輕度石漠化，甚至轉為更高等級石漠化。

石漠化治理并不能立竿見影，受區域立地條件等因素的影響，威寧縣封山育林和人工造林區明顯改善的面積比例稍高于非工程治理區，但封山育林和人工造林輕微加重和明顯加重的面積比例都高于非工程區。與非工程區相比，工程治理區石漠化治理成效并不明顯，石漠化治理工作任重而道遠。

參考文獻

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Study on Dynamic Evolution Characteristics of Rocky Desertification in Weining County at Different Stages

Chen Qi-gui et al（Weining Stone Desertification Control Center， Weining， Guizhou 553100）

Abstract There are certain differences in the changes of rocky desertification in different periods. The area of rocky desertification in the whole county decreased by 470.14 km2 from 2011 to 2021， The reduced area of rocky desertification from 2011 to 2016 is less than 339.08 km2 from 2016 to 2021.The annual change rate of rocky desertification increased from -2.86% to -8.65%， and the trend of rocky desertification reduction accelerated. Mild rocky desertification is the type with the largest internal change area. Various types of rocky desertification are mainly transferred to non-rocky desertification. The control project has played a certain role in the improvement of rocky desertification. However， the internal conversion of various rocky desertification grades is repeated， and the change trend still needs to be paid attention to. The research can provide scientific reference for the scientific prevention and control of rocky desertification in Weining County， Guizhou and other rocky desertification areas.

Key words Rocky desertification; Dynamic evolution; Different stages