基于多源遥感数据的石漠化信息提取研究

利用撒拉溪示范区和花江示范区2016年的12个月份的SAR数据后向散射系数,构建时间序列,进行石漠化信息的提取,同时利用雷达遥感影像和光学遥感影像融合的方法进行喀斯特地区石漠化等级的确定,并选取野外实地验证的方法进行精度验证.结果表明:多源遥感数据支持下的石漠化信息提取方法相比较于传统的光学遥感提取方法,在石漠化地物界定和石漠化强度定级上更加准确和有效.在喀斯特高原山地轻—中度石漠化区,其精度分别提高7.69%和5.99%;在喀斯特高原山地中—强度石漠化区,其精度分别提高9.41%和5.39%.     

典型岩溶区石漠化和土壤侵蚀遥感解译与关键问题

以典型岩溶石漠化综合治理区广西百色果化示范区为研究对象,基于水利部制定的我国西南岩溶区石漠化和土壤侵蚀遥感解译标准,并运用石漠化综合指数(KDI)和土壤侵蚀综合指数(SEI),对其石漠化程度和土壤侵蚀强度进行动态研究。结果表明:果化示范区经过石漠化和土壤侵蚀综合治理后,石漠化程度总体上有所减弱,而土壤侵蚀总体上却有所增强,这主要与水利部关于我国西南岩溶区土壤侵蚀遥感解译标准尚存的关键问题有关。对该关键问题的认知和修正,有助于科学地完善和统一我国西南岩溶区土壤侵蚀遥感解译标准。     

喀斯特峡谷区土壤侵蚀的经济损失初步估值与分析--以花江示范区为例

以典型的喀斯特峡谷区———贵州省花江示范区为例,针对示范区土壤侵蚀的现状,利用环境经济学理论和方法,选择了土壤侵蚀造成土壤肥力损失(N、P、K)、土地废弃损失、水分流失损失、泥沙淤积滞留损失4方面作为衡量土壤侵蚀经济损失的指标,提出喀斯特峡谷区土壤侵蚀的经济损失估算方法,同时对示范区2004年度土壤侵蚀所带来的经济损失进行初步估值及分析,反映出示范区不同石漠化等级地区土壤侵蚀经济损失的程度和特征:土壤侵蚀的经济损失非常严重且主要集中在中轻度石漠化地区。     

广西岩溶区县域石漠化治理模式适宜性评价

本文以《岩溶地区石漠化综合治理规划大纲》(2006—2015年)国家下达的广西75个岩溶石漠化治理县为研究对象,通过筛选和确定典型岩溶地貌背景下具有代表性的5种石漠化成功治理模式,分析5种石漠化治理模式的特征和异同,选取15项指标进行广西岩溶区县域尺度石漠化治理模式适宜性评价。利用模糊评价进行广西岩溶区县域石漠化治理聚类分析,并与自上而下的主观预测结果对比。最后进行县域尺度石漠化治理模式分区,共分为4个区域。将分区和5种成功的石漠化治理模式对应,实现县域喀斯特石漠化治理模式的适宜性评价及治理模式的推广,以期为广西喀斯特地区石漠化综合治理工作提供参考。     

贵州喀斯特生态脆弱区生态恢复响应

为了评估贵州喀斯特生态脆弱区生态恢复的生态经济效果,以喀斯特生态脆弱区的毕节鸭池、清镇红枫湖、关岭-贞丰花江为例,利用经济和生态足迹分析法对喀斯特地区生态经济恢复状况进行评价,旨在揭示生态恢复的响应机制,探讨喀斯特石漠化区经济可持续的生态恢复模式.研究结果表明,2005～2007年3个示范区土地利用、产业结构及其多样性...     

热带亚热带喀斯特森林树种的水分生理研究进展

热带亚热带喀斯特地区具有丰富且独特的自然资源,是我国重要的生态功能区,但也面临严重的石漠化问题。水分是影响该地区天然林结构功能和石漠化植被修复的关键环境因素。基于树木水分生理的研究有助于深入地了解喀斯特树种干旱适应策略,可为气候变化背景下喀斯特地区森林(天然林和人工林)的可持续发展提供理论依据。本文从水分来源、木质部水力结构以及蒸腾耗水等方面总结了近年来该区域喀斯特天然林树种在水分适应策略方面的研究进展,发现典型喀斯特树种能够稳定地利用岩溶水,其蒸腾耗水量的季节动态较小,且其茎木质部的抗栓塞能力强,在极端干旱时期可通过脆弱性分割维持水力安全。另外,基于树木水分生理的研究还能够为石漠化生态恢复适宜树种的筛选和人工林的经营管理提供科学依据。部分抗性强、耗水少的珍贵用材树种兼顾生态和经济效益,可用于石漠化地区的植被修复。建议今后的研究结合控制实验平台,长期监测树种生长和水分动态变化,基于多重机制系统阐明喀斯特森林树种的生态适应策略。     

解读土壤裂纹里的密码

正由极端干旱气候诱发的工程地质灾害,给经济建设和社会可持续发展带来了严峻挑战。南京大学的唐朝生教授对极端干旱气候作用下的土体工程性质灾变过程及应对措施进行研究,其成果已在多个重要工程中得到成功应用,有效提升了我国对自然灾害的综合防治能力,并因此荣获2020年度陈嘉庚青年科学奖地球科学奖。     

专题制图标准研究进展与展望

对1952年至2014年以来我国在制图标准方面的研究进展进行了系统的阐述。根据已有文献以及我国制图标准研究进展与发展背景,把我国制图标准研究分3个阶段:20世纪50至80年代为启蒙期,20世纪80至90年代为平稳期,20世纪90年代年至今则是快速增长期。通过从基础理论、技术应用、应用检测与评价、综述及其他等5个方面对制图标准进行归纳总结,突出介绍了研究中的标志性成果与存在问题。分析得出:目前没有涉及喀斯特石漠化综合治理工程专题制图的研究,相关标准几乎处于空白。并对未来的研究进行展望,指出下阶段研究工作应加大对喀斯特石漠化综合治理工程专题制图标准与评价指标的研究,提出喀斯特石漠化综合治理工程专题地图标准。     

喀斯特枯水、干旱、灾害初探--以贵州省为例

由于喀斯特流域独特的水文地质条件,其枯水、干旱、灾害三者之间的联系和影响也较非喀斯特的地区不同,以贵州省为例,从喀斯特水文地貌学的角度,系统定义了喀斯特枯水、喀斯特干旱、喀斯特灾害的概念,并分析喀斯特流域枯水、干旱、灾害发生的时间、地区,进而探寻它们之间的关系,即彼此增强的正反馈关系,为贵州防旱防灾及经济发展可持续发展提供一定的理论基础。     

浅析藤县山区干旱灾害特点及对策

为适应藤县抗旱工作需要,保障经济社会可持续发展,促进人与自然和谐共处,分析干旱灾害特点从而制定应对干旱灾害应急对策,落实防旱抗旱措施,增强干旱风险意识,提高抗旱应变能力和抗旱主动性,减轻旱灾带来的影响和损失。     

黔东南生态文明建设试验区石漠化演变规律与发展趋势研究

截至2005年,以贵州高原为中心的中国南方喀斯特地区石漠化土地总面积已经达到12.96×104km2,中国南方石漠化与西北地区的沙漠化、黄土高原的水土流失成为我国三大生态灾害。以黔东南自治州为主要对象,研究了生态综合治理下黔东南州2000~2005年石漠化的变化特征,应用空间转移矩阵预测未来发展趋势。数据表明:黔东南州石漠化面积从2000年1 638.46km2发展到2005年的1 753.60 km2,5年间平均每年增加23km2,到2050年石漠化面积将达到2 634.45 km2,占全州国土面积的8.68%。虽然黔东南州石漠化低于贵州平均水平,但是石漠化防治工作不容忽视,要建设黔东南生态文明试验区,石漠化治理仍是一个长期、艰巨的任务。     

基于资源保护理论和生态类比的干旱灾害应对分析*

目的利用交叉研究方法,探讨慢性干旱灾害的应对方式,目的是提高个人和社会对慢发性灾害影响的认知。方法利用资源保护理论和"生态类比"的多层次理论框架,以现有干旱灾害文献为基础,分析个人、家庭和社区对干旱的响应。结果 (1)现有灾害研究主要集中在急性灾害,忽视慢性灾害;(2)慢性灾害不同于急性灾害,慢性灾害的社区应对有其特色,但也可以借鉴急性灾害的应对;(3)除了经济、农业应对策略、个人资源和社会资源外,需要研究个体层面的灾害评估和应对以及心理应对策略。结论干旱灾害的影响是全面的,需要更多严谨、实证研究去探讨,重视生态和资源保护是减少旱灾的有效措施。     

贵州喀斯特山区雨洪资源高效利用方法——以普定县陈家寨喀斯特石漠化示范区为例

以普定县高羊地下河流域陈家寨石漠化示范区为例,从区域水文地质概况、缺水成因及不同的地形,地貌和土地分布散乱等特点,提出喀斯特山区雨洪资源高效利用的5种方法,有效解决了示范区200亩旱作特色农业、100亩中药材和200亩特色经果林的灌溉用水。因地制宜、因水制宜拦蓄雨洪资源,雨洪资源化,对有效解决喀斯特山区旱作农业生产用水及旱作产业的提升和产业结构的调整具有一定的意义。这5种雨洪资源高效利用的方法可为类似其他喀斯特山区水资源的开发利用提供借鉴。     

喀斯特石漠化地区人工生态经济林土壤营养特性典型研究

人工营造大面积的生态经济林是喀斯特石漠化防治的重要措施,生态经济林的可持续经营直接关系到石漠化治理工程的成败。本文关注土壤营养特性对生态经济林经营的影响,以贵州典型喀斯特石漠化地区花江峡谷成功经营的顶坛花椒林为例,分析了喀斯特石漠化地区造林前为荒地和耕地的种地类上人工生态经济林林下土壤的营养背景,各主要大量营养元素和微量营养元素种类的全量和有效态含量及其垂直变化特性,并重点探讨了未受到应有重视的喀斯特石漠化地区石灰土金属微量元素有效性低下问题及其机理。本文为喀斯特石漠化地区生态经林造林树种遴选及后期管护和施肥决策,尤其是微量元素的合理施用提供依据。     

基于亚米级卫星数据的典型喀斯特小流域石漠化空间格局与演变特征

【目的】阐明石漠化演变的过程和机制,为下一步石漠化综合治理的方向和重点提供科学依据。【方法】选取契合喀斯特地区景观特点的亚米级卫星数据,使用指数分类法提取2003年和2013年研究区不同等级石漠化信息,对研究区石漠化空间格局和演变特征进行分析。【结果】指数分类法分类精度评价结果显示,Kappa系数大于0.8,且野外验证精度为85%,说明解译结果可信。2003—2013年,研究区石漠化面积从96.55km~2减少至88.97km~2,石漠化面积呈现减少的趋势,总体减少速率为0.76km~2/a;无明显石漠化增加速率最大,为20.11km~2/a,轻度和中度石漠化演变速率为-0.23km~2/a和-0.02km~2/a。虽然不同等级石漠化面积之间均有转化,但是向无明显石漠化转移的面积(7.65km~2)大于向强度石漠化转移的面积(3.04km~2)。演变方向上,石漠化轻度改善的面积最大为10.56km~2。【结论】研究区整体的石漠化状况有所好转,总体上石漠化治理取得一定的成效,但是轻度恶化的面积(6.08km~2)也不容忽视,需要对石漠化治理工程效果进行巩固。     

喀斯特石漠化地区不同治理措施下的土壤抗蚀性研究——以贵州毕节石桥小流域为例

对喀斯特山区不同治理措施下的石漠化演化过程土壤抗蚀性分析研究,结果表明:采用不同治理措施后,强度石漠化土壤抗蚀性优于其他等级石漠化土壤,潜在石漠化土壤抗蚀力最差.石漠化土壤抗蚀性大小顺序为原生样地、强度石漠化、轻度石漠化、中度石漠化、潜在石漠化.采用土壤有机质含量、EVA、结构体破坏率、＞0.25 mm水稳性团粒含量、＞0.5 mm水稳性团粒含量、团聚度、分散率、侵蚀率、＜0.001 mm粘粒分散系数等指标,较好地表征喀斯特山区石漠化土壤的抗蚀性.     

近30年广西喀斯特地区石漠化时空演变

【目的】开展广西喀斯特地区石漠化时空演变特征分析,为广西开展石漠化生态恢复重建和综合治理提供科学参考依据。【方法】利用美国Thematic Mapper(TM)和国产环境减灾卫星HJ遥感数据,结合实地调查采样数据,在分析石漠化遥感光谱特征的基础上,以植被覆盖状况作为石漠化评价指标,采用框式分类方法对广西1988时相、2002时相、2007时相、2015时相4个时相石漠化状况进行等级制图并分析其时空演变。【结果】2002时相广西石漠化面积最大,1988时相次之,2015时相最小。近30年来,广西石漠化面积呈先增加后减少的变化趋势,即1988—2002年呈增加趋势,2002—2015年呈逐渐减少趋势,石漠化程度得到控制。其中,1988时相,广西的喀斯特地区中部石漠化比较严重;2002时相,中部石漠化得到改善,西部加重;2007时相,西部石漠化得到改善,中东部加重;2015时相,全区石漠化得到全面的改善,呈现重度转中度、中度转轻度、轻度转潜在石漠化的良好态势。【结论】植被覆盖是衡量石漠化程度的有效标志,TM和HJ数据可较好的监测大范围石漠化时空演变。     

基于景观级别指数的典型喀斯特石漠化空间格局分析

贵州喀斯特高原山区,地面破碎,人地矛盾突出。依托地理信息系统与遥感技术,以大方县桶井村为研究区,从其影像上解译喀斯特石漠化空间分布现状,建立石漠化空间数据库,从景观空间分析方法出发,基于景观级别指数定量化分析石漠化景观格局特征,经统计综合分析石漠化景观的相关指数,得出研究区石漠化发育程度及其分布情况具有较大差异,整体破碎度较低、均匀度较高,石漠化发育程度较高的斑块面积较小,不连续,镶嵌在各类景观类型中。研究区土地石漠化现状对生态建设有较大的影响,可根据景观指数分析结果对研究区进行土地利用结构调整与石漠化综合防治。     

喀斯特石漠化农村水资源开发利用与干旱应急调度研究——以毕节撒拉溪示范区朝营小流域为例

为高效开发利用喀斯特水资源,解决石漠化农村地区干旱缺水问题。根据水资源供需平衡理论,以毕节撒拉溪示范区朝营小流域为例,通过野外勘察与定点监测,分析小流域水资源赋存状况以及干旱情景下的响应特征,结果显示:研究区水资源总体丰富,年平均降雨量892.5mm,折合降雨量7 699.5万m3。多年平均地表径流深为498.2mm,全年地表径流量约4 298.1万m3。流域内大小泉点共118处,全年流量达81.57万m3;时空分布不均,时间上5—9月降水总量占年降水总量57.6~87.3%,10—4月降水偏少,仅占12.7%~42.7%,降水季节性差异明显。泉水雨季总流量为45.64L/s,枯季仅12.35L/s,两者相差3.7倍。空间上以流域北部地区(茅坪村)泉点出露数量较多且流量最大,占整个流域水资源总量35%左右,中部地区(朝营村等地)出露泉点数量较少;极度干旱情景下,流域内67%泉点断流,水池(水窖)干涸,水利工程失效,部分地区人均日可用量仅为2L,与有关部门规定的人均日用水量35L的最低标准相差达94.3%。极度干旱环境下作物需水缺口为28.37万m3。因此,采取屋面集雨、屋檐集雨、收集坡面径流以及表层岩溶水综合开发利用等方式,实现水资源的开发利用与优化调度,建立基于时间以及空间尺度的极度干旱水资源应急调控机制,是保障地区用水安全的重要方式。     

贵州花江喀斯特峡谷水土流失及治理效果

采用室内计算机遥感解译方法,结合对贵州花江喀斯特峡谷实施的多项综合治理措施进行大量野外实验,对喀斯特峡谷区的水土流失积累了大量的资料,并建立了示范区水土流失数据库,为今后的治理工作奠定了坚实的基础。在长期的工作过程中,我们从中得到了几点收获:(1)初步改变了以耕地为主的土地利用方式。(2)喀斯特地区所表现出来特殊的土壤侵蚀规律:从基岩类型上来说,砂岩和泥岩>石灰石;从土地利用类型来说,耕地>其他用地,其中裸地>稀疏植被覆盖区>浓密草被覆盖;从地貌形态来说,沟蚀为主的区域>面蚀为主的区域;从坡度来说,3°以上>3°及3°以下;(3)从石漠化等级角度来讲,轻度和中度石漠化地区的是控制该区土壤侵蚀的重点地区。(4)另外,在野外监测方法上还有待于寻求更为恰当的修正值。