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水土保持与荒漠化防治团队在揭示我国西南石漠化演替趋势及关键驱动因素方面取得进展

时间:2024-05-22    浏览次数:0

 

石漠化(Karst Rocky Desertification),作为喀斯特地区人类活动引起的典型土地退化现象,具有环境容量有限、抗干扰能力弱、土壤生产力低等特征。这种长期的土壤侵蚀不仅导致植被覆盖率降低、生物多样性的丧失和土地承载力的下降,还严重限制了区域经济的可持续发展。因此,准确量化喀斯特演替趋势并识别关键驱动因素对于喀斯特地区的生态恢复至关重要。中南林业科技大学水土保持与荒漠化防治团队近期在《CATENA》杂志上在线发表的研究论文《Improving monitoring of Karst rocky desertification using high-frequency Landsat observations: a generalized framework and its application to a typical karst region in southeast China》,通过构建石漠化评价指数(KRDCI),从总体趋势(GT)、年际累积趋势(IACT)和年内变异趋势(IAVT)三个时间尺度揭示了我国西南典型喀斯特地区过去22年间石漠化的演替过程。

 

(一)多时间尺度演替趋势分析

虽然总体趋势分析表明研究区的石漠化程度呈现出改善趋势,但年际累计趋势分析揭示出总体趋势在年际间呈非线性的波动过程。同样,年内变异趋势分析显示,研究期内退化地区面积持续显著增加,而改善地区面积则显著减少。此外,每年超过60%的区域表现出持续的变化趋势,表明研究区内的演替趋势具有强烈的持续性。

在总体趋势分析中,反持续的轻微改善和退化区域占比较大,而持续显著的改善和退化区域则占比较小。不同的是,年际累积趋势分析表明,几乎所有年份的显著退化区域占比均低于10%,而在年内变异趋势分析中,持续显著退化面积占比全都维持在25%左右

 

1. 多时间尺度下石漠化演替过程的变化特征

(二)与环境因素的响应和主要驱动因素

拟合结果显示,演替趋势与土壤温度、根区土壤湿度、最高气温、最大降雨量和土地利用类型等多个环境变量存在显著相关性。随机森林分析进一步表明,环境因素和土地利用变化是影响石漠化演替趋势的主要影响因素,而极端气候事件对石漠化演替具有长期的遗留影响。

 

2. 不同因素的显著性和重要性

这些结果表明,尽管实施了恢复计划,石漠化地区的脆弱性和生态系统恢复力仍然较低,因此,加强这些地区生态系统的恢复力应成为未来恢复计划的重点。此外,该研究为揭示石漠化及其他景观异质性较高地区的演替趋势提供了一种新颖的方法和分析视角。

CATENA是国际著名土壤学期刊(中科院分区一区top2024年影响因子6.2,5影响因子6.4)中南林业科技大学澳门威斯尼斯wns已毕业硕士研究生毕旭为第一作者,靖磊博士中国林业科学研究院森林资源信息技术研究所孙斌副研究员为共同通讯作者中南林业科技大学为第一署名单位。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.108045