基于GIS和RS技术的罗甸县喀斯特石漠化程度变化图谱研究

摘要

西南地区的喀斯特石漠化、黄土高原地区的水土流失以及西北地区的荒漠化被称为我国的三大生态难题，是关系国计民生的重大生态问题之一。在贵州喀斯特地区，石漠化问题尤其突出，研究贵州喀斯特地区石漠化的历史演变进程，对喀斯特石漠化的预防及恢复治理有重要的作用和意义。
　　本文基于ArcGIS9.3和Erdas9.2等GIS和RS处理软件，利用贵州省罗甸县1995年、2005年和2014年的三期遥感影像，分别提取了相应时期研究区的植被覆盖度信息；根据研究区的DEM数据，获取了研究区的坡度信息；结合实地调查，获取了研究区的基岩裸露率，进而建立了喀斯特石漠化程度图谱信息数据库。论文探讨了研究区19年间石漠化程度图谱时空演变的特征和规律，并分析了该区的景观格局及其石漠化坡度等级，使用灰色关联度分析法对引起石漠化程度变化图谱的驱动力进行研究，最后，预测了研究区2033年石漠化程度变化图谱的变化趋势。论文的主要研究结论如下：
　　（1）就石漠化程度等级的空间分布图谱而言，无明显石漠化、潜在石漠化和轻度石漠化是罗甸县喀斯特石漠化的主要组成部分。三个时期中，这三个程度等级的总面积占研究区总面积的比例中，最低一期的比例为71.29％。19年间，研究区各程度等级石漠化都发生了很大的变化：前10年的演变中，石漠化程度保持原有等级不变的仅为6.418%；后9年的演变中，石漠化程度保持原有等级不变的仅为0.059%。
　　（2）就石漠化程度变化图谱的时空变化而言：罗甸的石漠化在1995～2014年的演变中，各程度等级间的相互转化类型主要有：中度石漠化转向轻度石漠化、轻度石漠化转向潜在石漠化、潜在石漠化转向无明显石漠化，这三种转移占罗甸县总转移面积的49.42%，接近一半。1995～2014年，总体呈增长趋势的程度等级有：无明显石漠化、潜在石漠化和强度石漠化。其中，无明显石漠化的增长面积最大，且无明显石漠化和潜在石漠化的总增加面积为209.91km2，强度石漠化面积增加了46.41km2。但在1995～2005年期间，罗甸县的石漠化程度等级由高强度逐渐向低强度演变，而在2005～2014年期间，罗甸县石漠化程度等级由低强度逐渐向高强度转变，且2014年的无明显石漠化和潜在石漠化面积大于1995年无明显石漠化和潜在石漠化的面积。
　　（3）就石漠化程度变化图谱的景观格局分析而言，在1995～2005年期间当地石漠化景观逆向转变得以控制，但在2005～2014年期间受人为活动影响石漠化逐渐恶化，景观多样性减弱、优势度下降。
　　（4）就石漠化程度变化图谱的坡度演变特征分析而言，研究时段的石漠化主要集中在坡度15°～35°之间；其中，无明显石漠化大多出现在平坡、平缓坡和缓坡区域；潜在石漠化和轻度石漠化大多出现在缓坡区域；中度石漠化和强度石漠化大多出现在缓陡坡区域。
　　（5）论文利用马尔可夫模型对2033年研究区石漠化程度变化图谱情况进行预测，预测结果显示：从1995年至2033年，该区石漠化土地依然呈减少趋势，当地生态环境得以控制，但减少速度较为缓慢。具体呈现为无明显石漠化、潜在石漠化面积增长，轻度石漠化、中度石漠化、强度石漠化的面积在逐渐减少。
　　（6）从引起石漠化程度变化图谱的驱动力分析结果来看，社会经济驱动因子是影响石漠化程度变化的关键因素。通过灰色关联度分析及定性分析，社会经济因子中的总人口、农业人口、粮食总产值、农业总产值是研究区石漠化程度变化图谱的重要驱动因子。

目录

1 绪论

1.1研究背景及意义

1.2喀斯特石漠化程度变化研究进展

1.3研究内容和研究目标

1.4研究区概况

2研究区喀斯特石漠化程度信息提取研究

2.1喀斯特石漠化程度等级划分标准

2.2影像数据预处理

2.3植被覆盖度的提取

2.4基岩裸露率的提取

2.5坡度提取

2.6石漠化程度信息提取的空间叠加分析

3研究区喀斯特石漠化程度变化图谱的研究分析

3.1图谱分析研究基础的理论

3.2喀斯特石漠化程度变化图谱的空间分布研究分析

3.3 喀斯特石漠化程度变化图谱的时空变化研究分析

3.4喀斯特石漠化程度变化图谱等级动态度研究分析

3.5喀斯特石漠化涨落图谱研究分析

3.6喀斯特石漠化程度变化图谱的景观格局研究分析

3.7喀斯特石漠化程度变化图谱的地形坡度演变特征分析

4研究区喀斯特石漠化程度变化图谱驱动力研究分析

4.1驱动力定性分析

4.2喀斯特石漠化程度变化图谱驱动力模型的建立

4.3喀斯特石漠化程度变化图谱与驱动力因子的关联度分析

4.4喀斯特石漠化程度变化图谱的防治措施与建议

5研究区喀斯特石漠化程度变化图谱预测分析

5.1 马尔可夫方法基本原理

5.2 马尔可夫预测模型的建立

5.3 研究区基于马尔可夫模型的石漠化程度变化图谱预测研究

6主要结论与讨论

6.1主要结论

6.2讨论

致谢

参考文献

附录：

声明