人类活动对高异质性喀斯特区域植被恢复速率的影响研究

In the context of ecological restoration project implementation, the trend of vegetation restoration in Southwest Karst region have presented the characteristics of regional differences and low efficiency. High heterogeneity of geographical environment (the main cause is the less shallow and discontinuous soil distribution and high terrain relief) and acute human activities affect vegetation restoration. One key issues need to be clearly is to distinguish the impacts from the geographical environment and human activities. The research will intend to map the vegetation succession from 1995 to 2015 in the Northwest Karst region in Guangxi, China based on field survey and high resolution imagery and ensure the succession speed and spatial distribution based on spatial statistic; analyze and divide the terrain feature unit based on terrain factor and terrain landscape fragmentation, build the spatial distribution of geographical gradient using terrain position index and geo-statistical methods; simulate the ideal situation of vegetation restoration which was affected only geographical environment by spatial regression analysis between vegetation speed and soil distribution; remove the impacts of geographical heterogeneity on succession speed differences, and contrast the vegetation succession speed differences under varied intensity of human activities. The aim of this study is provide scientific basis for evaluation of vegetation recovery effectiveness under ecological project implementation and sustainable recovery of karst vegetation.

在生态恢复工程实施背景下，西南喀斯特地区植被恢复呈现区域差异，整体恢复效率偏低的特征。喀斯特高异质性的地理环境（土壤浅薄量少且分布不连续、地形变化大）和人类活动共同影响植被恢复，区分两者的相对贡献是植被恢复治理中需要明确的关键问题之一。本研究拟以桂西北喀斯特区域为研究对象，根据野外植被调查和结合高分辨率遥感数据监测1990-2015年生成植被演替图谱，空间统计和排序法确定实际植被恢复速率及其空间分布；基于土壤分布梯度（坡位）特征，结合土壤调查、地形坡位指数和地统计方法描绘地理环境梯度的空间分布；借助空间回归分析建立无人为活动影响区域（自然保护区）的土壤分布梯度和植被恢复速率的关系，模拟研究区地理环境约束下的植被恢复空间分布；去除地理环境异质性造成的植被恢复速率差异，对比分析不同人类活动强度对植被恢复速率的影响，为桂西北喀斯特生态恢复工程效益评价和植被可持续恢复提供理论依据。

在生态恢复工程实施背景下，西南喀斯特地区植被恢复呈现区域差异，整体恢复效率偏低的特征。喀斯特高异质性的地理环境（土壤浅薄量少且分布不连续、地形变化大）和人类活动共同影响植被恢复，如何区分两者的相对贡献是植被恢复治理中需要明确的关键问题之一。本研究通过建立喀斯特土壤盖度预测模型（KSC）模拟土壤盖度的空间分布及其梯度差异，土壤盖度预测数据与实测数据相关性为0.748（P<0.01），能较好的模拟区域尺度上的土壤环境梯度特征。基于Landsat时间序列影像进行1990-2017年土地利用变化及其植被盖度制图，并对比人类活动强度存在差异的三个喀斯特典型区域。结果表明在近似相同的自然环境背景下，尽管人口密度存在梯度差异，三个典型研究区的耕地面积在28年间呈减少趋势，表明居民对种地的意愿降低，存在弃耕现象。同时，现有耕地仍然有较大一部分分布于坡度较大的地区，或为后期人为干扰下石漠化监测和水土保持研究的重要区域。在1990-2004年间，植被盖度增加缓慢且存在区域差异，高强度的人类活动可能是造成植被盖度增长缓慢的主因。而在2004-2017年间，植被盖度整体增加明显，表明人类活动强度差异对植被盖度变化的影响变得越来越小。