南水北调中线工程生态效益、经济效益、社会效益巨大,渠首和河南省境内丹江口水库库区均位于淅川县,该地区由石质荒漠化引发的生态资源环境问题严重,具有非喀斯特地区典型代表性。因此,以淅川县为对象,开展南水北调中线水源区淅川县石质荒漠化特征及防治技术研究,具有重要的工程理论与实践意义。研究运用地理学、地貌学、景观生态学、水土保持学等学科理论,基于3S技术,采用现场综合调查与人机交互解译、系统分析等方法,利用多波段高分辨率遥感影像及相关数据图件成果资料和ARCGIS、ENVI、FRAGSTATS FOR ARCVIEW等软件,通过计算分析研究淅川县石质荒漠化空间分布特征、景观格局特征、防治模式和防治技术,研究结论如下:(1)淅川县国土总面积为2819.8045km~2,其中石质荒漠化面积745.5393km~2,占到了该地区总面积的26.44%;其中重度、中度、轻度、潜在石质荒漠化面积分别为54.7506km~2、80.5671km~2、228.2166km~2、382.005km~2,分别占淅川县国土总面积的1.94%、2.86%、8.09%、13.55%。(2)通过岩性、图斑坡度、坡向、平均海拔等空间特征分析,淅川县石质荒漠化主要发生在海拔高程200~500m、碳酸盐岩组、S~SW坡向、坡度8o~25o区域范围。淅川县的地质岩性分为碳酸盐岩组、碎屑岩组、多层土体、变质岩组、侵入岩组,各岩组范围的石质荒漠化分布面积分别为461.59km~2、164.54km~2、119.2km~2、66.86km~2、40.63km~2,平均发生率分别为58.26%、23.56%、1.96%、30.74%、24.98%;重度、中度、轻度、潜在四种程度石质荒漠化在碳酸盐岩组地区面积比例高于碎屑岩组、变质岩组、侵入岩组、多层土体岩性地区,分别达54.60%~71.03%、17.95%~23.91%、4.79%~12.26%、2.17%~7.98%、1.25%~2.90%。石质荒漠化图斑在坡度15o~25o范围内的面积最大,达到了322.767km~2,占石质荒漠化总面积的43.29%;>35o范围内的石质荒漠化图斑面积最小,为2.6793km~2,仅占石质荒漠化总面积的0.36%;8o~25o范围内图斑总计面积588.0015km~2,占78.87%;石质荒漠化土地坡度在小于25o时随坡度增加面积呈上升趋势,坡度超过25o以随坡度增加面积呈下降趋势,坡度超过35o时,面积分布极少。石质荒漠化主要分布在S坡向区域,面积为229.3893km~2,占到石质荒漠化总面积的30.77%,SE、SW坡向面积为311.4495km~2,占40.66%,E、W、NE、NW、N坡向面积为213.0066km~2,占28.57%;N坡向面积最小,仅13.9500km~2,只占1.87%;石质荒漠化分布按顺时针从N坡向随着坡向转变面积呈上升趋势,到S坡向时面积达到最大,随着坡向继续顺时针转换分布面积呈下降趋势,石质荒漠化面积变幅由大到小依次是潜在、轻度、中度、重度。石质荒漠化主要分布在200~500m海拔高程带上,面积为554.7981km~2,占到石质荒漠化总面积的74.38%;小于200m海拔高程带上面积57.9051km~2,占7.76%;大于500m海拔高程带上面积133.1361km~2,占17.86%;700~800m海拔高程带上面积最小,仅13.8582km~2,只占1.86%;一般情况下,石质荒漠化土地面积随着海拔高程升高而增大,在200~500m海拔高程带上达到最大,之后随着海拔高程的增加,石质荒漠化面积不断减小,当海拔高程升到700~800m时,石质荒漠土地面积最小;当海拔高程高于800m时石质荒漠化面积仅有小幅度增加。(3)通过分析,碳酸盐岩分区的石质荒漠化景观明显比最为破碎,治理和恢复需求更加迫切;碎屑岩分区、变质岩分区、侵入岩分区和多层土体分区景观斑块较少,相对斑块密度小,生态治理恢复上相比较碳酸盐岩分区难度较小。石质荒漠化分布不均匀,非、潜在和轻度石质荒漠化是主导景观类型,对整体景观影响程度高于中度重度石质荒漠化。中度重度石质荒漠化单个斑块面积均较小,重度石质荒漠化呈现零星分布的零散状态,破碎度较高;研究将石质荒漠化景观格局划分为重度石质荒漠化斑块集中分布型、轻中度石质荒漠化聚集分布型、潜在石质荒漠化非石质荒漠化为主分布型、重度石质荒漠化与非石质荒漠化潜在石质荒漠化斑块混合分布型、几种石质荒漠化类型相间分布型5种类型。(4)从景观尺度上划分5种景观格局类型,从坡面~沟道、流域、区域划分景观格局尺度。通过研究,重度石质荒漠化集中分布型区防治对策为大力开展封山育林与人工辅助生态修复技术,提高植被盖度;轻度中度石质荒漠化聚集分布型区防治对策为保护、开发和合理配置水土资源,加强水土保持,调整农业生产结构;潜在及非石质荒漠化为主分布型区防治对策为防止潜在石质荒漠化、无石质荒漠化基质的继续破坏,控制裸岩斑块的连通扩大,减少其成为景观基质的可能性;重度与潜在及非石质荒漠化混合分布型区防治对策以治理重度石质荒漠化为主,潜在石质荒漠化地区因地制宜进行措施布设,非石质荒漠化土地合理利用与保护;几种石质荒漠化类型相间分布型区防治对策为合理利用,综合开发,全面保护。对不同石质荒漠化区域特点和应用实例,通过研究分析适用条件、模式配置、树草种选择,总结提出石质荒漠化防治模式主要有封山育林植被恢复、生态型高效速生林灌草、综合利用型林草立体优化、山地生态农业、水土保持综合治理5种模式;在此基础上研究阐述了封山护林(植被管护)、封山育林(草)、人工造林(种草)仿自然群落构建、低效林改造术、生态农业术等生物防治技术和石鱼鳞坑、石谷坊、土地整理等工程防治技术;重点研究总结了大穴整地、石块垒砌与客土、爆破整地、空压钻探生物整地技术和坑面覆盖、坑面覆膜、坑面盖石、盖草、保水剂表面覆盖、施用保水剂、节水保水技术等生物关键措施技术。