貴州省陡坡林地變化特征分析

郭川洪，陳思盈，徐 晶，安徐朋，侯佳威，郭碧俊

（1.貴州三蒲設(shè)計(jì)院有限公司，貴州 貴陽(yáng)550081；2.貴州理工學(xué)院建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，貴州 貴陽(yáng)550003）

林地是我國(guó)西南山區(qū)陡坡主要的土地利用類型，它是山區(qū)自然資源的重要組成部分。山區(qū)作為我國(guó)人類活動(dòng)影響的重要區(qū)域，其陡坡林地深受各種人類活動(dòng)干擾，這深刻影響著山區(qū)生態(tài)安全[1]。研究陡坡林地變化對(duì)陡坡林地利用和保護(hù)具有重要意義。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已對(duì)各地區(qū)的林地變化進(jìn)行了研究，如張譯等[2]分析了京津冀地區(qū)林地空間變化。劉洋等[3]分析了新疆阿爾泰山天然林保護(hù)工程林地變化。張麗[4]分析了吉林市林地景觀變化。研究方法主要采用遙感制圖、景觀格局分析法、實(shí)地調(diào)研法等，如邵亞奎等[5]利用遙感技術(shù)分析了安徽省林地時(shí)空變化。郭少壯等[6]利用景觀格局分析法研究了秦嶺地區(qū)林地景觀變化。王群[7]利用實(shí)地調(diào)研法研究了吉林省柳河縣林地變化。貴州省是我國(guó)典型喀斯特山區(qū)，其森林資源十分豐富[8]。然而，近幾十年來(lái)，在自然和人文因素影響下，貴州省林地資源明顯變化[9]，但其陡坡林地的變化如何尚不清楚。因此，以貴州省為例，分析陡坡林地變化特征，以期為貴州林地資源保護(hù)提供科學(xué)參考。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

貴州省林地?cái)?shù)據(jù)來(lái)源于1995年、2005年和2015年全國(guó)土地利用數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是以Landsat TM/ETM/OLI 遙感影像（30 m 分辨率）為主要數(shù)據(jù)源，采用人機(jī)交互目視解譯的方法得到土地利用數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)將林地分為有林地、灌木林地、疏林地和其他林地，其他地類包括耕地、草地、建設(shè)用地、水域和未利用地。該數(shù)據(jù)精度較高，可以滿足研究需要。DEM 數(shù)據(jù)來(lái)源于地理空間云平臺(tái)提供的貴州省30 m 空間分辨率的SRTM 數(shù)據(jù)

1.2 研究方法

（1）陡坡劃定

陡坡界定為坡度大于25°的區(qū)域，基于30 m 精度的貴州省DEM 數(shù)據(jù)，利用ArcGIS 軟件的空間分析工具，得到貴州省陡坡區(qū)域。

（2）地貌劃分

參考相關(guān)文獻(xiàn)[10]，利用ArcGIS 技術(shù)，將貴州省劃分為喀斯特峽谷、喀斯特盆地、峰叢洼地、喀斯特高原、喀斯特槽谷和非喀斯特區(qū)6 種地貌區(qū)。

（3）轉(zhuǎn)移矩陣分析

基于1995年、2005年和2015年3 期貴州省陡坡土地利用數(shù)據(jù)，利用ArcGIS 軟件的空間疊加功能，分析不同地類之間轉(zhuǎn)移變化，得到不同時(shí)期土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，進(jìn)而分析林地之間及林地與其他地類之間轉(zhuǎn)移特征。

2 結(jié)果與分析

從1995-2015年來(lái)看，貴州省陡坡林地均以灌木林地為主，其次為有林地和疏林地，而其他林地占比例較低（見(jiàn)表1）。

表1 1995-2015年貴州省陡坡林地結(jié)構(gòu)特征

1995-2015年間，貴州省陡坡林地總面積整體呈增加趨勢(shì)，其中1995-2005年間呈下降趨勢(shì)，而在2005-2015年間呈增加趨勢(shì)。從不同林地類型看，1995-2005年、2005-2015年以及1995-2015年間貴州省陡坡有林地、灌木林地、其他林地的變化量與變化率均呈增加趨勢(shì)，其中有林地和灌木林地變化量高于其他林地，但其變化率低于其他林地。2005-2015年陡坡有林地、灌木林地和其他林地的變化量與變化率均高于1995-2005年。3 個(gè)時(shí)間段貴州陡坡疏林地的變化量與變化率均呈下降趨勢(shì)，其中1995-2005年的變化量和變化率均高于2005-2015年（見(jiàn)表2）。

表2 1995-2015年貴州省陡坡林地整體變化特征

1995-2015年間，除峰叢洼地和喀斯特槽谷外，貴州大部分地貌區(qū)的陡坡林地總面積變化量與變化率呈增加趨勢(shì)，其中非喀斯特地區(qū)陡坡林地總面積增加突出。除非喀斯特地區(qū)外，1995-2005年貴州大部分地貌區(qū)的陡坡林地總面積呈下降趨勢(shì)，而2005-2015年貴州全部地區(qū)陡坡林地總面積均呈增加趨勢(shì)，其中峰叢洼地的陡坡林地總面積在1995-2005年下降突出，而喀斯特峽谷、喀斯特盆地、非喀斯特地區(qū)陡坡林地總面積增加幅度較大。從不同林地類型看，1995-2005年間，喀斯特峽谷、喀斯特高原、非喀斯特地區(qū)的陡坡有林地面積呈下降趨勢(shì)，而其他地貌的陡坡有林地面積呈增加趨勢(shì)?？λ固貚{谷、喀斯特高原和喀斯特槽谷的陡坡灌木林地面積呈下降趨勢(shì)，而其他地貌的陡坡灌木林地面積呈增加趨勢(shì)。除喀斯特盆地和峰叢洼地的陡坡疏林地以及喀斯特槽谷的陡坡其他林地外，其他地貌區(qū)的陡坡疏林地和其他林地面積均呈增加趨勢(shì)。除喀斯特槽谷的陡坡疏林地和其他林地外，2005-2015年貴州大部分地貌區(qū)的陡坡各類林地類型面積均呈增加趨勢(shì)，其中喀斯特槽谷的陡坡有林地和非喀斯特地區(qū)的陡坡灌木林地增加幅度明顯高于其他地貌區(qū)，各地貌的陡坡疏林地和其他林地變化量均不大。1995-2015年除喀斯特峽谷和非喀斯特區(qū)的陡坡有林地、喀斯特高原的陡坡灌木林地、喀斯特盆地、峰叢洼地和喀斯特槽谷的陡坡疏林地、喀斯特槽谷的陡坡其他林地外，貴州各地貌區(qū)的陡坡各類林地類型面積均呈增加趨勢(shì)（見(jiàn)表3）。

表3 1995-2015年貴州省陡坡林地在各地貌區(qū)變化特征

1995-2005年間，貴州省灌木林地和草地是陡坡有林地的主要來(lái)源，同時(shí)陡坡有林地也有較大面積轉(zhuǎn)入草地。陡坡灌木林地增加的面積主要由疏林地和草地轉(zhuǎn)入，而也有部分陡坡灌木林地轉(zhuǎn)為耕地、有林地、疏林地和草地。陡坡疏林地增加的面積主要由耕地、灌木林地和草地補(bǔ)充而來(lái)，也有大量陡坡疏林地轉(zhuǎn)為灌木林地和草地；2005-2015年間大量耕地和疏林地轉(zhuǎn)為陡坡有林地，也有小部分陡坡有林地轉(zhuǎn)為耕地、灌木林地、疏林地、草地、建設(shè)用地。陡坡灌木林地與耕地、草地之間相互轉(zhuǎn)移突出。耕地是陡坡疏林地主要來(lái)源，而也有大量陡坡疏林地轉(zhuǎn)為有林地。1995-2015年間，大量耕地、灌木林地、疏林地和草地轉(zhuǎn)入陡坡有林地，也有部分陡坡有林地轉(zhuǎn)為耕地、灌木林地、疏林地和草地。陡坡灌木林地主要由耕地、疏林地和草地轉(zhuǎn)入，而陡坡灌木林地主要轉(zhuǎn)移為耕地、有林地、疏林地和草地。陡坡疏林地增加面積主要來(lái)源于耕地和草地，陡坡疏林地減少的面積主要轉(zhuǎn)移為耕地、有林地、灌木林地和草地。1995-2005年、2005-2015年和1995-2015年間貴州陡坡其他林地與各地類之間轉(zhuǎn)移面積均較小（見(jiàn)表4）。

表4 1995-2015年貴州省陡坡林地與其他地類之間轉(zhuǎn)移特征

3 討論與結(jié)論

貴州省陡坡有林地和灌木林地呈增加趨勢(shì)，這與羅笑等研究結(jié)果較為一致，這主要與貴州省實(shí)施退耕還林工程和石漠化治理工程有關(guān)[11]。此外，貴州不同地貌區(qū)陡坡林地變化的差異性，反映了人類活動(dòng)強(qiáng)度的差異，如峰叢槽谷和峰叢洼地的陡坡人類活動(dòng)強(qiáng)度較大，導(dǎo)致林地呈下降趨勢(shì)，而其他地貌的陡坡林地則呈增加趨勢(shì)。耕地、草地與林地之間轉(zhuǎn)換面積較高，這反映了退耕還林等一系列生態(tài)保護(hù)政策的成效[1]。

除1995-2005年外，2005-2015年、1995-2015年間貴州省陡坡林地總面積呈增加趨勢(shì)。有林地、灌木林地、其他林地在3 個(gè)時(shí)期均呈增加趨勢(shì)，疏林地則呈下降趨勢(shì)。2005-2015年、1995-2015年間貴州省大部分地貌區(qū)陡坡林地面積呈增加趨勢(shì)，而1995-2005年則大部分地貌區(qū)陡坡林地呈下降趨勢(shì)。耕地、林地、草地之間轉(zhuǎn)移是貴州陡坡林地變化的重要特點(diǎn)，不同階段林地之間以及林地與其他地類之間轉(zhuǎn)移特征存在一定差異。