基于中高分辨率遥感数据的喀斯特石漠化时序轨迹及成因定量分析

西南喀斯特地区石漠化与北方沙漠化和黄土高原水土流失并列为我国三大土地退化问题。近年来虽然在石漠化空间格局和成因等方面取得了一些进展，但在石漠化演化过程及成因定量研究方面仍存在严重不足。本项目拟以贵州省典型峰林(丛)洼地分布区贞丰-关岭为实验区，采用美国最新解密的上世纪60-80年代的CORONA影像数据、MSS/TM/ETM及近期的SPOT5等中高分辨率遥感数据，运用改进的时序轨迹分析方法，研究70年代初以来石漠化发展过程，并在此基础上利用空间统计分析方法定量研究石漠化的驱动机制。本项目能够改进过去时序轨迹分析低空间分辨率的不足，建立具有高时间和高空间分辨率的石漠化遥感探测的新方法，定量、定位追踪1973-2006年内每一空间位置上的石漠化演化轨迹，在更深层次上分析石漠化过程及其驱动机制，突破石漠化过程研究瓶颈，为石漠化地区的环境与可持续发展提供更加可靠的科学数据和决策依据。

作为喀斯特地区土壤侵蚀的终极状态，我国西南地区的石漠化正逐渐演变为继北方沙漠化和黄土高原地区水土流失之后的我国第三大土地退化问题，严重阻碍我国经济与环境的可持续发展。脆弱的喀斯特生境也是当今国际地学研究的热点，一大批学者分别从喀斯特石漠化的环境地质背景、地理地貌背景、地表作用过程及人地关系等角度对石漠化的形成和发展进行了研究，并尝试揭示其演化的驱动机制。在石漠化遥感监测方面，主要利用双时序分析方法进行两个时相或多个时相之间的对比，未能在一个连续的长时间段内追踪石漠化的时空演化过程。受遥感数据源的限制（主要利用LandsatTM/ETM影像），变化研究的时段主要集中在1986-2000年间，虽然在石漠化空间格局方面取得了很大的进展，但在石漠化过程研究方面一直止步不前。因此，本项目利用多源多时相遥感数据，以贵州关岭、贞丰和花溪等地区为研究区，对1990-2010年间的石漠化变化时序轨迹及成因进行了定量研究。. 本项目利用1992、1999/2000年的TM/ETM数据和2005、2010年的SPOT5数据，对典型区1990S年代初期、1990S年代末期及2005、2010年代各期的石漠化空间格局进行了深入研究；并在此基础上，建立了石漠化时序轨迹分析方法，对近20年来石漠化的时空演化过程进行了定量定位追踪。研究结果表明：（1）近20年来，石漠化正向演化和逆向演化同时并存，边恢复边破坏的现象普遍。以关岭为例，正向演化的石漠化土地面积占总土地面积的25.14%,其中从中度石漠化向轻度、潜在和非石漠化演化占正向演化的44.86%,其次是重度石漠化的恢复演化，占正向演化的35.24%。逆向演化的石漠化土地面积占总体面积的10.51%，其中，由潜在石漠化向轻度、中度和重度石漠化演化占逆向演化的50.53%，是逆向演化的主要趋势。（2）石漠化的空间格局与地质地貌环境背景关系密切，岩溶发育的山地和丘陵区石漠化程度较重，岩溶不发育的河谷、丘陵区石漠化相对较轻。在大多数岩溶发育的典型县，石漠化土地面积占国土总面积的30%-50%以上。（3）自然环境因素和人类活动因素的叠加是石漠化发生的主要原因。目前，过度放牧、毁林开荒、火烧和樵采等人类活动导致植被破坏，继而水土流失是石漠化发生的主导因素，人为因素在石漠化过程中占90%以上。