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.貴州三蒲設計院有限公司，貴州 貴陽550081；2.貴州理工學院建筑與城市規劃學院，貴州 貴陽550003）

林地是我國西南山區陡坡主要的土地利用類型，它是山區自然資源的重要組成部分。山區作為我國人類活動影響的重要區域，其陡坡林地深受各種人類活動干擾，這深刻影響著山區生態安全[1]。研究陡坡林地變化對陡坡林地利用和保護具有重要意義。

目前，國內外學者已對各地區的林地變化進行了研究，如張譯等[2]分析了京津冀地區林地空間變化。劉洋等[3]分析了新疆阿爾泰山天然林保護工程林地變化。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、實地調研法等，如邵亞奎等[5]利用遙感技術分析了安徽省林地時空變化。郭少壯等[6]利用景觀格局分析法研究了秦嶺地區林地景觀變化。王群[7]利用實地調研法研究了吉林省柳河縣林地變化。貴州省是我國典型喀斯特山區，其森林資源十分豐富[8]。然而，近幾十年來，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提供科學參考。

1 數據來源與方法

1.1 數據來源

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

1.2 研究方法

（1）陡坡劃定

陡坡界定為坡度大于25°的區域，基于30 m 精度的貴州省DEM 數據，利用ArcGIS 軟件的空間分析工具，得到貴州省陡坡區域。

（2）地貌劃分

參考相關文獻[10]，利用ArcGIS 技術，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6 種地貌區。

（3）轉移矩陣分析

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

2 結果與分析

從1995-2015年來看，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（見表1）。

表1 1995-2015年貴州省陡坡林地結構特征

1995-2015年間，貴州省陡坡林地總面積整體呈增加趨勢，其中1995-2005年間呈下降趨勢，而在2005-2015年間呈增加趨勢。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，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 個時間段貴州陡坡疏林地的變化量與變化率均呈下降趨勢，其中1995-2005年的變化量和變化率均高于2005-2015年（見表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，貴州大部分地貌區的陡坡林地總面積變化量與變化率呈增加趨勢，其中非喀斯特地區陡坡林地總面積增加突出。除非喀斯特地區外，1995-2005年貴州大部分地貌區的陡坡林地總面積呈下降趨勢，而2005-2015年貴州全部地區陡坡林地總面積均呈增加趨勢，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、非喀斯特地區的陡坡有林地面積呈下降趨勢，而其他地貌的陡坡有林地面積呈增加趨勢。喀斯特峽谷、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，而其他地貌的陡坡灌木林地面積呈增加趨勢。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，其他地貌區的陡坡疏林地和其他林地面積均呈增加趨勢。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的陡坡各類林地類型面積均呈增加趨勢，其中喀斯特槽谷的陡坡有林地和非喀斯特地區的陡坡灌木林地增加幅度明顯高于其他地貌區，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，貴州各地貌區的陡坡各類林地類型面積均呈增加趨勢（見表3）。

表3 1995-2015年貴州省陡坡林地在各地貌區變化特征

1995-2005年間，貴州省灌木林地和草地是陡坡有林地的主要來源，同時陡坡有林地也有較大面積轉入草地。陡坡灌木林地增加的面積主要由疏林地和草地轉入，而也有部分陡坡灌木林地轉為耕地、有林地、疏林地和草地。陡坡疏林地增加的面積主要由耕地、灌木林地和草地補充而來，也有大量陡坡疏林地轉為灌木林地和草地；2005-2015年間大量耕地和疏林地轉為陡坡有林地，也有小部分陡坡有林地轉為耕地、灌木林地、疏林地、草地、建設用地。陡坡灌木林地與耕地、草地之間相互轉移突出。耕地是陡坡疏林地主要來源，而也有大量陡坡疏林地轉為有林地。1995-2015年間，大量耕地、灌木林地、疏林地和草地轉入陡坡有林地，也有部分陡坡有林地轉為耕地、灌木林地、疏林地和草地。陡坡灌木林地主要由耕地、疏林地和草地轉入，而陡坡灌木林地主要轉移為耕地、有林地、疏林地和草地。陡坡疏林地增加面積主要來源于耕地和草地，陡坡疏林地減少的面積主要轉移為耕地、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移面積均較小（見表4）。

表4 1995-2015年貴州省陡坡林地與其他地類之間轉移特征

3 討論與結論

貴州省陡坡有林地和灌木林地呈增加趨勢，這與羅笑等研究結果較為一致，這主要與貴州省實施退耕還林工程和石漠化治理工程有關[11]。此外，貴州不同地貌區陡坡林地變化的差異性，反映了人類活動強度的差異，如峰叢槽谷和峰叢洼地的陡坡人類活動強度較大，導致林地呈下降趨勢，而其他地貌的陡坡林地則呈增加趨勢。耕地、草地與林地之間轉換面積較高，這反映了退耕還林等一系列生態保護政策的成效[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。有林地、灌木林地、其他林地在3 個時期均呈增加趨勢，疏林地則呈下降趨勢。2005-2015年、1995-2015年間貴州省大部分地貌區陡坡林地面積呈增加趨勢，而1995-2005年則大部分地貌區陡坡林地呈下降趨勢。耕地、林地、草地之間轉移是貴州陡坡林地變化的重要特點，不同階段林地之間以及林地與其他地類之間轉移特征存在一定差異。