滇东南石漠化治理与土地资源可持续利用评价

Evaluation of rocky desertification control and sustainable use of land resources in southeast Yunnan

摘要

为了揭示文山州不同片区生态安全威胁的差异化特征，并提出精准管控路径，以云南文山州第四次岩溶地区石漠化监测结果为基础，围绕石漠化土地面积变化量、石漠化土地动态度差异、演变原因、国土地类4个方面评价治理成效，并进行土地资源可持续利用综合评价。结果表明，文山市、砚山县、广南县等片区因人口承载压力生态安全受到威胁，区域生态环境质量存在退化与改善并存的现象；马关县、丘北县、富宁县等欠发达片区受贫困驱动，人为石漠化风险高企，需积极寻找差异化发展路径；西畴县等瓶颈区则受制于资源与技术双重约束，需补齐发展短板提升农业生产效率。针对旱季植被光谱特征相似导致的生态恢复误判问题，可以通过构建多源数据交叉验证机制来剔除伪影，精准识别真实恢复状况；针对林下经济无序扩张可能引发的生态系统“绿而不稳”的潜在风险，需对产业活动实施精准管控。

Abstract

To identify the differentiated characteristics of ecological security threats in different regions of Wenshan Prefecture and propose precise control paths， based on the fourth rocky desertification monitoring results for the karst areas of Wenshan Prefecture， this study examined four aspects： changes in rocky desertified land area， differences in the dynamics of rocky desertification land， causes of evolution， and national land categories. The results show that areas such as Wenshan City， Yanshan County， and Guangnan County face ecological security threats due to population pressure， exhibiting simultaneous degradation and improvement in regional ecological environment quality. Underdeveloped areas such as Maguan County， Qiubei County， and Funing County are constrained by poverty， with high risks of anthropogenic rocky desertification， necessitating the active search for differentiated development paths. Bottleneck areas such as Xichou County are constrained by dual resource and technology limitations， requiring the filling of development gaps to enhance agricultural productivity. To address the potential misjudgment of ecological restoration caused by the similar spectral characteristics of vegetation in the dry season， this study proposes establishing a multi-source data cross-validation mechanism to eliminate artifacts and accurately identify the true restoration status. Regarding the potential risks of “green but unstable” ecosystems caused by the disorderly expansion of the forestry economy， precise control of industrial activities is required.

关键词

石漠化 / 土地资源可持续利用 / 生态安全 / 滇东南 / 喀斯特地区

Key words

rocky desertification / sustainable use of land / ecological security / southeast Yunnan / karst region

土地退化主要表现为土壤侵蚀严重、土层变薄或基岩裸露，直接导致土地生产力下降和生态环境恶化，威胁农业生产和植被恢复，进而制约土地资源的可持续利用。在我国西南喀斯特地区，这种退化过程深受岩溶环境的控制：特殊的岩土结构调控着水分运移和养分分配，进而深刻影响着植被分布和生物多样性格局^[1]。然而，喀斯特地区土壤薄而不连续，且呈现块状分布，其生态系统对人为干扰的抵抗力较弱^[2]。历史上，在脆弱的薄层山地上的不合理土地利用会弱化土壤保水保肥能力^[3]，而有限的可耕地和水资源不仅加剧了农户间的矛盾，更限制了低收入群体的环境收入。这迫使人们思考：如何寻找适应石漠化环境的土地利用方式，以减少土壤退化风险？巩固喀斯特地区生态治理成果，不能仅依赖技术措施，还需要将生态治理与脱贫攻坚、产业发展深度融合^[4]，通过制度创新和技术赋能，将生态劣势转化为发展优势。

为了实现生态保护、农业转型和空间高效利用的协同发展，近年来，喀斯特地区石漠化治理已从遏制单向的生态退化、减少水土流失、强化生物多样性保护，转向土地利用结构优化、山地特色农业产业化以及国土空间综合优化等综合施策^[5-6]。这一转向推动了研究逐步下沉到县域微观尺度，开展了水-碳耦合、生态环境-经济发展协调性、水-土资源匹配度等多要素组合分析^[7-9]，证实了多维视角对解析喀斯特地区生态系统脆弱性的必要性。但是，现有指标体系往往缺乏针对性，未能充分捕捉到喀斯特地质的独特性和生态敏感性，且部分分析更与区域发展现实脱节。针对这一局限，本文立足滇东南石漠化区，突破传统单要素评价，构建涵盖经济发展、资源农业、社会人口与生态环境的四维综合框架，旨在厘清社会经济活动如何通过改变资源承载状态制约石漠化逆转进程，并解析文山州石漠化治理与区域发展的相互关系，为生态恢复提供理论依据。同时，本研究也可为巩固石漠化治理成果和有效落实乡村振兴战略提供实践路径。

1 研究区概况与方法

1.1 研究区概况

文山壮族苗族自治州（以下简称文山州）位于103°35′E—106°12′E，22°40′N—24°48′N，地处我国滇东南喀斯特高原腹地，面积为31 456 km²。州内岩石多为中三叠系碳酸盐岩^[10]，岩溶地貌分布广泛，面积约13 556 km²，生态环境极度脆弱。由云南省第四次石漠化监测数据^[11]可知，岩溶区中石漠化土地4 201 km²，占岩溶地貌总面积的31.0%，潜在石漠化土地5 202.2 km²，约占岩溶地貌总面积的38.4%；石漠化土地占全州土地总面积的12.2%。高强度的石漠化不仅造成生态系统退化，还严重制约区域经济社会可持续发展，未来亟需探索一条生态修复与产业协同的科学路径。

1.2 数据来源

本研究采用第四次云南省岩溶地区石漠化监测数据^[12]。监测以第三次国土调查图斑界线和地类为基准，通过对第三次石漠化调查空间数据融合处理，生成第四次调查区划底图；继而开展遥感影像数据初步解译判读，并辅以无人机信息采集，对疑难点位进行实地核实，编制高精度现地调查底图，以确保监测数据的空间准确性。基于云南省第四次石漠化监测数据，利用ArcGIS进行空间处理。通过栅格计算提取石漠化土地面积变化量，通过图层叠加分析国土地类转换特征并识别变化原因，通过空间统计获取国土地类数据，最后综合以上结果提出分区治理措施，实现科学管控与精准施策。

为客观地评价区域土地资源的可持续利用状况，从文山州各县/市2022年国民经济和社会发展统计公报、各县/市统计年鉴、政府官网公开信息中提取经济效益、社会和谐和自然生态相关数据，进而从经济发展、资源与农业生产、社会人口、生态环境4个准则层构建土地资源可持续利用综合评价指标体系，为制定科学合理的土地资源管理和可持续发展政策提供依据。

1.3 分析方法

1.3.1 石漠化土地动态度评价

综合石漠化动态度（K）评价方法采用转化面积×权重的双重量化模式。参考西南岩溶区石漠化程度权重值^[13]，引入石漠化土地权重系数（W_i ），通过剔除非石漠化土地比例实现系数修正，将轻度（0.1）、中度（0.2）、重度（0.25）、极重度（0.3）不同等级间的生态影响差异纳入计算。该评价方法更能精准反映真实生态压力变化，将石漠化土地演变从单一面积统计升级为多维度动态评估。其计算公式为

K=\frac{{\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^n}\mathrm{\Delta }{S}_i\times W_i}{S_{\mathrm{总}}\times T}\times100%。（1）

式中：ΔS_i 为第i类石漠化土地类型在研究时段内的转化面积，km²；S_总为研究区石漠化土地总面积，km²；T为时间跨度，a。

1.3.2 土地资源可持续利用综合评价指标体系构建

针对西南喀斯特地区石漠化治理的特殊性，不能仅依赖生态指标评估，单纯的植被覆盖或水土保持数据难以捕捉经济社会发展活动对治理成效的深层影响。有研究表明^[14]，生态修复与农业发展相结合是破解喀斯特地区生态和社会经济问题的关键，而厘清土地利用转型和生态环境效应的互动机制，正是推进生态文明建设的理论前提。基于这一认识，参考《石漠化治理监测与评价规范》（LY/T 2994—2018）及国内外相关评价体系^[15-19]，兼顾指标的科学性与可操作性，结合文山州实际，从经济发展、资源与农业生产、社会与人口、生态环境4 个维度构建评价指标体系（表1）。人均GDP与森林覆盖率为正向指标，表征可持续性提升；石漠化土地面积比例、人口密度为负向指标，反映生态压力。特别地，针对喀斯特地区人地关系紧张的现实，将人均耕地面积设为负向，主要隐含过度开垦风险；城乡居民收入比也设为负向，体现城乡失衡对治理协同的制约。该框架试图揭示经济社会活动—土地利用变化—石漠化响应间的传导链条。其中，正向指标（+）数值越大表示越有利于土地可持续利用，负向指标（-）则反映生态压力或发展失衡的制约。

1.3.3 土地资源可持续利用综合评价

为深入诊断文山州各石漠化地区生态承载力与经济发展的矛盾，以文山州各县/市为样本，选取了涵盖经济、社会、生态3个维度的13项指标，以此构建土地资源可持续利用综合评价指标体系。通过主成分分析（PCA）提取关键因子，并通过因子载荷矩阵识别各主成分的隐含维度，进而计算线性组合得分，对各县/市土地资源可持续利用状况进行排序。主成分得分F_k 计算式为

F_k={{\displaystyle \sum _{j=\mathrm{1}}^{\mathrm{13}}}{W}_{kj}Z}_j。（2）

式中：W_kj 为第k个主成分在第j个变量上的权重；Z_j为第j个原始指标经标准化处理后所得数值。

综合得分F计算式为

F={\displaystyle \sum _{k=\mathrm{1}}^{\mathrm{4}}}\left({\lambda }_k/{\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^{\mathrm{4}}}{\lambda }_i\right)F_k。（3）

式中：λ_k 为第k个主成分的特征值；λ_i 为第i个主成分的特征值。

2 结果与分析

2.1 文山州石漠化面积与动态度县域差异特征

据表2可知，2016—2021年间文山州石漠化治理呈现阶段性改善特征。5 a间全州石漠化土地面积缩减了2 268.37 km²，年平均综合动态度达3.196%，这表明全州石漠化恶化态势已获得有效管控。从空间分布看，各县/市治理成效差异显著，广南县无论减量规模还是变化速率均位居全州前列，动态度甚至超越全州均值，是治理成效最突出的区域；而马关县、丘北县也实现显著削减。从变化强度观察，富宁县石漠化动态度高达4.010%，类型转化最为活跃，治理响应最为迅捷；而西畴县动态度最低，动态变化最弱，或因其初始退化程度较轻，抑或因其治理措施未充分显效。反观文山市、砚山县，其石漠化动态度均低于全州平均水平，说明这些区域治理推进进度相对迟缓，后续需进一步强化措施。

2.2 文山州岩溶地区石漠化国土地类特征

喀斯特地区石漠化土地的利用成因类型与恢复治理模式密切关联^[20]，其分布格局直接映射治理措施的实施成效。据表3可知，文山州湿地、建设用地、水域及水利设施用地未见石漠化分布。现存石漠化土地中，69.9%的面积为草地地类，而潜在石漠化土地中则以林地地类为主，面积占比达60.57%。耕地地类退化最为严峻，中度石漠化土地面积占比高达70.42%，为各等级中最高。尽管林地地类中的石漠化土地面积仅为1 910 km²，且60.48%以轻度石漠化为主，但潜在石漠化土地面积却是石漠化土地面积的2.57倍，暗示自然恢复力背后隐藏着生态脆弱性，林地向重度退化演变的风险不容忽视。据此，后续治理应聚焦耕地和草地石漠化系统修复，同时强化林地生态风险预警和管控。

2.3 文山州岩溶地区国土地类变化原因

由表4所示，文山州岩溶地区国土地类变化主要受前期误判、自然修复、营造林措施影响，这些影响分别导致了57.2%、33.4%和8.3%的石漠化土地面积变化。另外，这3类因素对潜在石漠化土地的作用也最为显著，分别导致了53.8%、52.9%和7.2%的面积变化。同时，自然修复对区域国土空间土地利用变化的总体贡献率达34.9%，这印证了文山州具备客观的自然修复潜力。前期误判在石漠化、潜在石漠化及非石漠化土地变化中均有较大影响，主要原因在于：前期研究为规避云雨干扰，多选用旱季影像，而文山州立体气候特征突出，旱季漫长导致植被休眠、冠层稀疏，灌草丛光谱特征与裸岩高度相似，致使潜在或非石漠化土地被误判为石漠化土地。在所有导致土地向非石漠化转变的措施中，营造林措施仅贡献了8.3%的土地面积变化，但人工干预对生态修复的积极成效不容忽视，在潜在石漠化土地的改善中发挥了重要作用。

2.4 文山州土地资源可持续利用综合评价

从经济、社会和生态三大维度选取了13项指标，用降维方法评估各县/市发展状况。提取4个主成分后，累计方差解释率达到85.23%，信息保留较为充分。各主成分的载荷分布差异明显（表5），主成分1以经济发展和城镇化变量为主；主成分2同时荷载社会公平与生态保护指标，两者方向相反，呈现权衡特征；主成分3中农业资源与人口增长关联紧密；主成分4则反映农业生产效率与经济水平的特定耦合。共同度指标显示，所有变量提取率介于0.696~0.971，其中，森林覆盖率（0.954）、人口密度（0.956）和人均耕地面积（0.971）的方差解释度最高，说明这几项指标与主成分模型的拟合效果最好。从载荷模式可以识别出4个潜在维度：经济结构转型、社会生态平衡、资源人口压力和农业生产效益。

以各主成分方差贡献率为权重，计算各县/市综合得分。由表6可知，文山市在经济与城镇化方面表现突出，但高增长也带来了较大的环境压力；砚山县的农业资源和人口增长优势明显；广南县则在生态保护和社会公平上得分较高，其经验可能对麻栗坡县有借鉴意义，特别是提升森林覆盖率这一途径。综合得分排名显示，文山市（0.808）远高于其他县市，砚山县（0.369）和广南县（0.228）处于中间水平，而麻栗坡县（-0.718）和西畴县（-0.682）得分明显偏低。这种格局反映出头部3市/县在经济基础、社会发展、资源利用效率上具有优势，而末位2 县面临经济发展动力不足、社会建设滞后、生态约束较强等多重挑战。

3 结论与讨论

3.1 结论

综上所述，本研究主要发现如下：

1）2016—2021年间，文山州岩溶地区国土地类变化的主导因素并非自然修复，而是旱季光谱混淆导致的前期误判，前者导致了57.2%的石漠化土地面积变化，且远超后者。文山州空间分异显著：广南县依托“六子登科”石漠化综合治理模式，实现了生态与经济协同增效；富宁县通过优化60.74%的坡耕地布局，治理成效突出。然而，全州79.27%的高坡耕地与60.67%的林地潜在石漠化风险并存，加之林下经济若无序扩张可能抵消治理红利，“绿而不稳”的潜在风险值得警惕。

2）从社会经济发展维度看，文山市、砚山县虽经济效率领先，但人口承载压力突出，面临生态安全降级风险；广南县生态基底较优，却受困于产业转型瓶颈。除此之外，马关、丘北、富宁等县因经济底子薄弱，人为驱动型石漠化风险高企；西畴、麻栗坡等县则面临耕地资源紧张与技术投入不足的双重制约。基于此，建议实施“三类分区”的差异化策略：发达区重在优化结构和生态修复强化，欠发达区重在补短板和差异化发展，瓶颈区则聚焦土地整治与生产效率提升。

3）我国西南喀斯特地区面临被动修复红利消退和监测共性瓶颈的双重挑战。当前，“人退地休”是区域生态向好的主因，但林下经济无序扩张可能抵消这一红利。与此同时，旱季植被休眠导致的同谱异物现象构成了遥感影像解译的技术共性难题，易诱发假性石漠化误判。因此，未来治理需顺应人口流动规律，并引入多时相验证以剥离季相伪影，同时，应从单纯追求植被覆盖率的管控转向产业调控和精准监测相结合的稳态管控，以维持生态系统的抗干扰能力。

3.2 讨论

2016—2021年间，文山州石漠化治理虽取得阶段性成效，但市/县际差异显著，整体上呈现全局改善、局部活跃的空间格局。广南县减量规模为全州最高，且石漠化动态度高于全州平均水平，这与“六子登科”石漠化综合治理模式密切相关。该模式通过持续优化产业结构和土地利用配置^[21]，实现了生态效益和经济增长的协同提升，主成分分析结果也验证了这一均衡路径的有效性。富宁县石漠化动态度最高，这源于其特殊的本底条件：根据第三次全国国土调查数据，该县大于15°坡耕地占坡耕地总面积的60.74%，随着耕地布局调优和生态产业培育的推进，该县治理响应较为迅速。然而，全州潜在石漠化土地面积占比较高，二次石漠化的风险不容忽视。未来需细化区域尺度的治理规划，针对不同石漠化土地类型差异化配置植物种植措施和工程措施。

文山州石漠化土地分布呈现以耕地为主、林地生态功能受损，以及林-耕-草地过渡区域潜在风险叠加的空间分异特征。耕地呈西多东少的空间格局，且坡耕地占耕地总面积的79.27%，属强烈侵蚀类型^[22]。这一格局源于岩溶地貌和降水集中的自然本底，更是长期人口压力驱动下，陡坡垦殖等人地矛盾激化的产物。为减轻耕地石漠化进程，分区施策势在必行。既有研究表明，文山州西北部经济较发达区域生态安全等级相对较高，处于临界安全等级的区域占比逐年增加，但中西部人地矛盾尖锐，自然修复受损^[23]。据此，西北部地区宜扩大生态补偿政策覆盖、释放自然修复潜力，而中西部需强化人工干预，以提升修复效率。全州草地地类仅占4.52%，却与耕地和林地高度空间重叠，植被逆行演替导致草地生态系统退化^[24]，正成为石漠化扩张的重要驱动。随着云南省基本草原划定成果启用，未来基本草原的全面保护将得以落实。而文山州林地潜在石漠化土地占比已达60.67%，自然修复导致了52.9%的面积变化。当前林地生态系统虽未大面积退化，但生态群落抗干扰能力较弱，轻度石漠化林地的植被覆盖度存在下滑的风险，易引起生态系统隐性退化。自然修复使文山州石漠化土地逆转近60%，这一现象并非个案，而是西南喀斯特地区在城镇化快速推进背景下人地关系重构的普遍写照。有研究显示，西南喀斯特地区植被初级生产力逐年升高，云南、贵州、广西植被的生产量和植被固碳能力持续增强^[25]。然而，这一趋势并非单纯的生态向好信号，而是城镇化进程中人地关系重构所诱发的被动修复效应。既有研究指出，人口压力和土地集约利用曾是导致石漠化的首要因素^[26]。而今，云南、贵州、广西喀斯特连片地区农村人口缩减，正从根本上重塑农业现代化的轨迹，加速农业生产体系转型^[27]。陡坡耕地的大规模撂荒和退耕迫使土地利用结构发生改变，进而释放出可观的自然演替空间。这种由社会经济转型主导的“人退地休”机制在滇、黔、桂区域具有显著共性——人类活动干扰强度的显著降低正成为驱动脆弱喀斯特生态系统正向演替、突破植被恢复临界阈值的首要因子。

但近年来，西南各省林下经济蓬勃发展与农业加速转型正重塑这一格局。三七、重楼等药材的高强度种植和特色养殖的无序扩张，以及陡坡翻垦与地表扰动，极易抵消“人退”红利。若缺乏科学管控，此类新型人为干扰将诱发潜在石漠化区逆向演替，使生态重建陷入“绿而不稳”的困境。因此，西南喀斯特地区未来治理需以顺应人口流动规律为前提，通过优化人地关系耦合度重构发展逻辑，严格管控林业与农业开发强度和边界，并着力增强生态系统的内在韧性。唯此，才能从根本上破解生态脆弱区因产业驱动失当引发的深层矛盾，即，一边是经济总量增长却质量薄弱的“量增质弱”困局，另一边则是生态修复成果反复受损的二次石漠化风险。值得关注的是，前期误判而导致的土地类型变更占比高达57.2%，远超自然修复和人工治理导致的土地类型变更占比之和。这一数据揭示了西南喀斯特地区旱季监测的共性难题——植被休眠导致灌草光谱特征显著减弱，加之该区域地表破碎、地形阴影干扰强烈，裸岩与耕地（荒坡）在影像上呈现高度的同谱异物特征。为此，未来需引入多时相验证机制，用以剔除季节性差异造成的识别伪影。

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基金资助

中央财政林业科技推广示范项目（云〔2021〕TG14号）