喀斯特地區(qū)土地利用-覆被變化及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究——以重慶木渡河流域為例.pdf

1、我國西南喀斯特地區(qū)的生態(tài)環(huán)境極其脆弱，一旦受到破壞，自然生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)難度非常大。然而，在這一地形破碎、土地瘠薄，面積約54萬km2的生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)，居住著約1億的人口。隨著人口的增長和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其所承受的壓力也越來越大，人地矛盾日益突出。原本脆弱的生態(tài)環(huán)境，尖銳的人地矛盾以及強(qiáng)烈的人類活動共同作用，使當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境問題越來越嚴(yán)重。土地利用作為人類活動的一種主要方式，對生態(tài)環(huán)境的變化起著非常重要的作用。不合理的土地利用對環(huán)境的退

2、化起著加速和放大作用。因此，對喀斯特地區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和治理來說，認(rèn)識土地利用/覆被變化及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，找出有效的生態(tài)環(huán)境治理措施顯得很重要。
　　 本文以位于重慶市西南的木渡河流域為案例區(qū)，以地形圖、遙感影像、降雨數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)等為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用RS、GIS、RUSLE模型、FRAGSTATS、徑流小區(qū)等技術(shù)和方法，對流域內(nèi)1979年至2002年的土地利用/覆被變化及其景觀格局效應(yīng)、土壤侵蝕效應(yīng)進(jìn)行了研究，對不同生物措施的生

3、態(tài)環(huán)境治理效益進(jìn)行了評價。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　 (1)木渡河流域土地利用/覆被變化
　　 以DEM數(shù)據(jù)、1979年MSS(分辨率為57m)、1988年和2002年LandsatTM遙感影像(分辨率分別為28.5m和15m)為基礎(chǔ)，利用RS和GIS技術(shù)，得到流域1979到2002年間的土地利用/覆被變化情況。1979年，流域的主要土地利用/覆蓋類型為水田、旱地、有林地和灌草地，到1988年和2002年，變?yōu)樗铩?/p>

4、旱地、有林地和裸巖地，這主要是由于灌草地的退化及石漠化的日益嚴(yán)重所致。水田總體呈先增加后減少的趨勢；旱地則先減少后增加，但水田和旱地面積的總和呈持續(xù)增長的狀態(tài)；有林地先增加后減少；其他林地和灌草地則先減少后增加；村鎮(zhèn)等建設(shè)用地及裸巖地面積呈持續(xù)增長的狀態(tài)。流域地類的轉(zhuǎn)化較為頻繁，有林地和旱地、水田的雙向轉(zhuǎn)化明顯，灌草地向裸巖地的轉(zhuǎn)化也較為突出。
　　 (2)流域景觀格局變化
　　 以土地利用/覆被類型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用FR

5、AGSTATS軟件，對流域的景觀格局變化進(jìn)行研究。結(jié)果表明，從1979年到2002年，水田的破碎化先上升后趨于穩(wěn)定；旱地和有林地的破碎化持續(xù)上升；村鎮(zhèn)等建設(shè)用地破碎化先上升后下降；灌草地及其他林地破碎化明顯上升的階段是1988年到2002年；裸巖地在1979年到1988年的破碎化上升速度是各地類中變化最快的一類。流域內(nèi)各土地利用/覆被類型的形狀普遍較為復(fù)雜，水田、旱地和村鎮(zhèn)等建設(shè)用地的形狀像簡單的方向發(fā)展，灌草地和裸巖地形狀復(fù)雜程度的變

6、化與其面積變化呈正相關(guān)。從總體上看，流域內(nèi)景觀破碎化持續(xù)上升；相對聚集度的研究結(jié)果表明，在進(jìn)行景觀破碎化研究時，選用相對聚集度指數(shù)需要慎重；景觀多樣性的變化與土地利用/覆被的面積分布均勻性有密切的關(guān)系。結(jié)合土地利用/覆被變化的研究結(jié)果可以看出，流域不同土地利用/覆被面積的增減及相互的頻繁轉(zhuǎn)化是導(dǎo)致景觀格局變化的主要原因。
　　 (3)流域土壤侵蝕變化
　　 以地形、降雨、土壤及土地利用/覆被數(shù)據(jù)，利用RUSLE模型，對流

7、域土壤侵蝕進(jìn)行研究。結(jié)果表明，流域土壤侵蝕在1979～2002年經(jīng)歷了先減弱后增強(qiáng)的變化過程；侵蝕強(qiáng)度以中度侵蝕為主：15～25°坡度帶是土壤侵蝕的主要分布帶，其次為5～15°坡度帶：各地類的侵蝕量從大到小依次為：旱地＞灌草地＞有林地＞其他林地＞水田。這不僅與各種地類的植被覆蓋度有關(guān)，而且與人類的干擾程度及采取的水土保持措施的關(guān)系密切。通過實驗觀測推算出的土壤侵蝕強(qiáng)度遠(yuǎn)小于模型的計算結(jié)果，各種分析表明地質(zhì)背景條件對流域土壤侵蝕具有重要的

8、影響，因此在運(yùn)用RUSLE模型研究本流域以及與之類似的地區(qū)的土壤侵蝕時，應(yīng)該充分考慮地質(zhì)背景因素。
　　 (4)生態(tài)治理效益評價
　　 通過建立徑流小區(qū)，對次降雨過程中不同土地利用/覆被地塊所產(chǎn)生的徑流量、泥沙量及全氮、全磷、全鉀等營養(yǎng)元素進(jìn)行測定，對生態(tài)治理效益進(jìn)行評價。結(jié)果表明，4種地類的水土保持能力有顯著的不同，金銀花種植地和＞5年退耕還林地的水土保持能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自然地塊和＞10°坡耕地；對氮、磷等營養(yǎng)元素流失的控