无药可救?借力生态地理大数据,根除“地球癌症”!
石漠化,亦称石质荒漠化。是指因水土流失而导致地表土壤损失,基岩裸露,土地丧失农业利用价值和生态环境退化的现象。
石漠化已成为继西北地区荒漠化和黄土高原地区水土流失之后的我国第三大生态问题,石漠化被作为一种地质生态灾害,所造成的经济、环境乃至社会影响越来越大。
石漠化以惊人的速度在西南大地上蔓延
石漠化地区极易发生山洪、滑坡、泥石流,加上地下岩溶发育,导致水旱灾害频繁发生,几乎连年旱涝相伴;同时,石漠化山地岩石裸露率高,土壤少,贮水能力低,岩层漏水性强,极易引起缺水干旱,而大雨又会导致严重水土流失。由于水土流失严重,我国西南大部分地区缺土,一些地方还存在着工程性缺水现象。
石漠化与水土严重流失已形成恶性循环,造成的山穷、水枯、林衰、土瘦,给人们的生存亮起了红灯。水土资源不断流失后呈现的“石漠化”现象,不仅恶化了农业生产条件和生态环境,而且将使群众失去赖以生存的基本条件,许多地方不得不考虑 “生态移民”。近些年来已经引起了国家和公众的高度重视,如何宏观、快速、准确的监测石漠化的现状、分布规律;揭示区域石漠化时空格局变化对生态环境产生的影响,为后续石漠化综合治理及生态环境改善提供有价值的科学依据,是迫切需要解决的关键问题。
面对来势汹汹的石漠化顽疾,
我们该怎么办?
石漠化区域面积广,纯粹靠人工对石漠化状况进行调查难度很大,费时、费力、费钱,调查的结果也会因人而异。而遥感监测技术具有宏观、快速、动态、实时等特点,能够对地表进行多层次、多视角、多领域的观测,可以成为获取地球资源与环境信息的重要手段。利用遥感监测技术可宏观、快速、经济的获取大范围岩溶石漠化的现状、分布规律等结果数据。
通过遥感监测数据建立石漠化评价模型和预警模型揭示监测区域石漠化程度状况,并通过多时相遥感影像的监测发现石漠化变化的趋势、变化的具体内容;同时结合坡度、坡向等基础地理信息数据以及经济、人口、气候等专题数据探究石漠化变化的原因,为后续的石漠化综合治理提供科学依据。此外,结合石漠化治理工程的专题数据来构建石漠化治理效益评价指标,让数据“说话”,用数据来体现石漠化治理的效果、发现治理过程中存在的问题、保证治理工程的有效性。
石漠化监测及石漠化综合治理效益评价建设内容主要包括四大部分:石漠化程度监测、石漠化变化趋势分析、石漠化成因分析、石漠化综合治理效益评价。
石漠化程度监测
通过多时相遥感影像监测不同时期下整个区域石漠化程度的面积、数量、空间分布;监测不同地类的石漠化程度的面积、数量、空间分布,以时间轴展示各时期石漠化程度分布专题图和专题统计报表。如图所示可知2005年石漠化重度区主要分布在西北、西南地区,其中都安县石漠化最严重,其中地表覆盖类型中林地石漠化占比最高,要重点关注该地区的林地保护。
石漠化变化趋势分析
通过多时相石漠化监测基础数据提取石漠化重心,分析石漠化变化在空间位置上的发展趋势;通过统计分析多期不同石漠化程度面积的变化数据,发掘石漠化变化的趋势。如图所示石漠化重心的变化逐渐向西南方向转移,这表明2005年至2016年期间石漠化在中部地区是有所改善,主要集中在西南地方,需重点关注西南地方石漠化监管治理。其中石漠化土地面积整体呈现减少趋势,其中三年中都是重度石漠化占比最高,极重度石漠化次之,但整体情况都有所减少改善,这表明石漠化状况有所好转,下一步的治理需重点关注西南地区重度和极重度石漠化土地的治理工作。
石漠化成因分析
石漠化的成因包括人为因素、自然因素两部分;通过对石漠化空间分布格局与地质的关系、地貌特征及其演化、植被覆盖类型、土地利用现状、人类不合理的开发利用等进行分析,研究石漠化形成的机理。主要监测指标包括:区域人口密度、区域降雨量、石漠化土地植被覆盖类型、石漠化土地地貌特征分布等。如图所示从石漠化成因分析结果中可看出该地区石漠化主要分布在山多坡陡的地表,山多坡陡的地表结构加剧了斜坡体上水、土、肥的流失,再者由于人口密度大且农业人口占比高,造成土地负荷压力大,坡度大于25度的耕种占比高这种不合理的耕种方式以及该地区雨水充沛使得土壤易被冲蚀,导致土地石漠化。
石漠化综合治理效益评价
监测石漠化综合治理工程的数量、空间分布、及属性信息,直观展示治理工程的分布状况。此外从石漠化面积的变化,地表覆盖的变化,以及取得的经济效益、自然效益构建评价指标体系,对整个综合治理情况进行评价打分。如图所示通过效益评价分析可以得到15年-16年期间石漠化治理工程类型分为十大类,其中人工种草5392平方米、建有34个羊舍等并能够在地图上查看每个治理工程的分布及属性。通过治理工程取得了如下效益:人均耕地面积有所增加、石漠化面积减少比率可观,生物多样性指数也有所提升等,表明石漠化治理工程效果明显,效益可观。
石漠化地区日趋恶化的脆弱生态环境制约了当地的发展,导致该地区的人口问题、生存问题等成了不容回避的问题。致使对石漠化程度、状况、分布情况的了解掌握成为必要性关键问题。利用遥感技术对石漠化进行监测,能让管理部门明确获悉石漠化情况:“在哪”、“多少”、“程度”、“变化趋势”。
掌握石漠化的变化情况并不能真正辅助决策者解决石漠化问题,通过石漠化成因分析,能够从人为因素、自然因素具体“剖析”石漠化形成的根本原因,找出问题的关键所在,让决策者抓住主要矛盾,制定专项治理决策。
石漠化治理工程效益如何?通过石漠化综合治理效益评价,能够明确掌握:1.针对石漠化做了什么工程、分布在哪;2.石漠化面积是否减少、减少多少;3.生态环境是否改善、改善在哪些方面;4.取得了什么经济效益、具体是什么。
我国石漠化治理面临的种种问题,主要是因为没有一套完整的监管体系,通过我们生态地理大数据在石漠化监测及综合治理评价的应用,从基础的石漠化监测、石漠化变化及成因分析,到治理工程监测评价一体化的监测管理,能够为政府更好的监管、解决石漠化问题。
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