水源區(qū)石質(zhì)荒漠化研究分析

□劉哲 □陳子韶 □吳卿

（華北水利水電大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院）

水源區(qū)石質(zhì)荒漠化研究分析

□劉哲 □陳子韶 □吳卿

（華北水利水電大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院）

石漠化是區(qū)域生態(tài)惡化、資源環(huán)境難以可持續(xù)利用、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展受阻的重要根源。國內(nèi)外學(xué)者針對石漠化成因機理、影響評價、監(jiān)測技術(shù)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(diào)中線丹江口水庫南陽水源區(qū)石質(zhì)荒漠化問題已備受關(guān)注，通過石漠化研究綜述分析，為深入研究該地區(qū)石質(zhì)荒漠化提供思路。

石漠化；石質(zhì)荒漠化；丹江口；水源地；分析

0 引言

南水北調(diào)工程是解決我國北方地區(qū)缺水、優(yōu)化水資源配置的一項重大戰(zhàn)略舉措，中線工程更是一項偉大的“南北雙贏”的生態(tài)工程、經(jīng)濟(jì)工程、社會工程。南陽是南水北調(diào)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(nèi)鄉(xiāng)縣、鄧州市3縣1市，流域面積6 361.94 km2。根據(jù)有關(guān)部門測算，南陽有溶巖面積5 000 km2，已形成石質(zhì)荒漠化面積1 466.70 km2，潛在石質(zhì)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(qū)開展的，對于南陽地區(qū)石質(zhì)荒漠化問題研究還少，因此開展丹江口水庫南陽水源區(qū)石質(zhì)荒漠化研究具有重要意義。

近年來，石漠化引發(fā)的生態(tài)與資源環(huán)境問題及防治對策一直是國內(nèi)外學(xué)術(shù)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(jiān)測技術(shù)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(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析

石漠化災(zāi)害概念是20世紀(jì)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?guī)r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(zhì)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(jìn)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(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)閹r石裸露的過程，并把石漠化列入我國4大地質(zhì)生態(tài)災(zāi)難。

國內(nèi)外學(xué)者就喀斯特地區(qū)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(tài)與地質(zhì)環(huán)境等自然因素和強烈的人類活動為主導(dǎo)驅(qū)動力的石漠化形成機制得到學(xué)術(shù)界普遍接受。張殿發(fā)針對貴州喀斯特地區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境基礎(chǔ)，對石漠化形成過程及成因機制進(jìn)行了研究。王世杰、李夢先等對我國西南巖溶地區(qū)石漠化成因進(jìn)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(jìn)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(qū)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(jìn)行研究；③對石漠化的定義和標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)還沒有完全達(dá)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(qū)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(qū)石漠化開展的，丹江口水庫南陽水源區(qū)石漠化形成過程與成因機制尚未有過多研究。分析認(rèn)為，從景觀生態(tài)、地質(zhì)環(huán)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(qū)動石質(zhì)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(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析

石漠化具有區(qū)域性、漸發(fā)性、潛發(fā)性、生態(tài)破壞性、難恢復(fù)性等特征。我國喀斯特地區(qū)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(qū)，面積多達(dá)50萬km2，是全球三大巖溶集中連片區(qū)中面積最大、發(fā)育最強烈的生態(tài)脆弱區(qū)。目前西南巖溶山區(qū)石漠化面積仍在快速發(fā)展，影響范圍不斷擴大，加速了區(qū)域生態(tài)環(huán)境惡化，主要表現(xiàn)為水土流失、河道淤積、土地資源喪失、干旱等。

關(guān)于喀斯特地區(qū)石漠化評價，不同學(xué)科背景、不同研究目的，選擇評價指標(biāo)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(biāo)，從概念出發(fā)進(jìn)行喀斯特石漠化評價；還根據(jù)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(biāo)體系，對將發(fā)生石漠化的風(fēng)險進(jìn)行評價。周忠發(fā)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(shù)、平均流失厚度等數(shù)據(jù)指標(biāo)，從喀斯特石漠化程度出發(fā)進(jìn)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(guān)于石漠化對生態(tài)環(huán)境惡化、水土流失、土地資源喪失、自然災(zāi)害等影響研究較多；②石漠化評價指標(biāo)體系不統(tǒng)一；③石漠化評價方法主要以概念性、描述性為主，模型構(gòu)造和數(shù)理統(tǒng)計研究較少；④評價指標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取途徑和數(shù)據(jù)量存在不同，導(dǎo)致評價結(jié)果差異較大，實踐應(yīng)用存在較大問題。由此可見，基于景觀生態(tài)原理，運用3S技術(shù)方法，構(gòu)建丹江口水庫南陽水源區(qū)石漠化景觀生態(tài)模型，并引入水文水資源指標(biāo)體系，評價石質(zhì)荒漠化對南水北調(diào)中線工程調(diào)水安全影響是下一步研究的一項主要內(nèi)容。

3 石漠化監(jiān)測研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析

關(guān)于石漠化監(jiān)測國內(nèi)學(xué)者利用遙感手段以及基于3S技術(shù)方法開展了大量研究。熊康寧等利用RS、GIS技術(shù)方法對石漠化的空間格局、演化機制、發(fā)展趨勢進(jìn)行了研究。王連慶等等利用3S技術(shù)開展了石漠化現(xiàn)狀調(diào)查分析研究。李文輝等、Scott M. S.等利用計算機和3S技術(shù)進(jìn)行了石漠化監(jiān)測技術(shù)方法研究?？傊?，利用3S技術(shù)從石漠化現(xiàn)狀調(diào)查、空間分布格局、成因及趨勢和監(jiān)測方法上做了大量研究工作。

雖然利用3S技術(shù)開展石漠化調(diào)查研究工作，但采用的劃分標(biāo)準(zhǔn)基本上都是根據(jù)地表形態(tài)的宏觀變化，而對水土資源環(huán)境變化微觀機制考慮甚少。在丹江口水庫南陽水源區(qū)石質(zhì)荒漠化研究中，利用夏態(tài)時相多波段高分辨率遙感信息和DEM數(shù)據(jù)，基于ARCGIS系統(tǒng)，結(jié)合區(qū)域內(nèi)土壤侵蝕監(jiān)測站點、水文監(jiān)測站點、生態(tài)觀測站點，獲取南陽水源區(qū)大尺度（全區(qū)）、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(fā)展趨勢監(jiān)測數(shù)據(jù)，構(gòu)建多源數(shù)據(jù)信息的石質(zhì)荒漠化景觀生態(tài)模型，是下一步探求丹江口水庫南陽水源區(qū)石質(zhì)荒漠化規(guī)律研究的關(guān)鍵內(nèi)容。

4 石漠化防治研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析

石漠化治理可以追溯到20世紀(jì)70年代末國家科委組織的全國性巖溶攻關(guān)，選擇廣西都安、貴州普定、湖南洛塔、山西娘子關(guān)四個典型區(qū)為試點進(jìn)行巖溶石山地改造，取得了豐富的經(jīng)驗。80年代完成了西南巖溶地區(qū)水文地質(zhì)普查。90年代，中科院兩次提出推進(jìn)西南喀斯特地區(qū)石漠化綜合治理建議，在西南喀斯特地區(qū)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(tài)整體戰(zhàn)略，在不同巖溶環(huán)境類型區(qū)建立石漠化治理典型示范試驗區(qū)；以巖溶峰洼叢地區(qū)為代表的湖南龍山洛塔鄉(xiāng)模式；實現(xiàn)了資源、生態(tài)與人口、經(jīng)濟(jì)相協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)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(qū)石質(zhì)荒漠化問題，利用多途徑、多方法獲取宏觀和微觀的石質(zhì)荒漠化形成因素，進(jìn)而分析不同時空尺度下石漠化形成機制和發(fā)展趨勢，基于景觀生態(tài)原理、運用3S技術(shù)方法構(gòu)建景觀生態(tài)模型，探求石漠化規(guī)律，按照可持續(xù)發(fā)展理論方法，提出有效防控石漠化對丹江口水庫資源環(huán)境影響對策，建立南陽水源區(qū)生態(tài)及資源環(huán)境保護(hù)模式，對促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、全面建成小康社會、實現(xiàn)人與自然和諧共處都具有重要意義。

編輯：符蕾

X171.1

A

1673-8853（2017）03-0070-02

2017-01-31