1研究区概况
大方县属中山地貌类型，喀斯特面积占全县总面积的81.5%。气候属亚热带湿润季风气候，年平均气温11.8℃，年平均降雨量1180.8mm。县境内植被种类繁多，多为亚热带常绿阔叶林。由于自然资源的不合理利用，大方县土地垦殖率高，森林覆盖率低，水土流失严重。退耕还林工程的实施对于大方县土地资源的保护、利用和生态恢复有着积极的作用。
2数据来源及预处理方法
本研究采用2000年和2010年4月份两景中分辨率landsatTM影像，地面分辨率为30m，其他的辅助资料包括大方县1:50000地形图、1:25000行政区划图、2000年和2009年大方县土地利用现状图以及大方县2000年～2009年统计年鉴资料。利用ERDAS软件对landsatTM影像进行几何校正、研究区提取、投影转换、影像拼接等预处理。将预处理后的landsatTM影像，用于提取植被归一化指数（NDVI），以及解译研究区土地利用数据。DEM数据的像元大小为90m×90m，为了与landsatTM影像分类结果相匹配，采用立方卷积的方法将DEM的像元大小转换为30m×30m。该方法的优点是在改变格网尺寸的同时，保持了原数据的统计特性（孙智辉等，2010）。然后对DEM数据进行投影转换、裁切等预处理，用以提取研究区坡度信息。其技术路线如图2.
3研究方法
3.1植被覆盖度计算方法
植被覆盖度是衡量地表植被覆盖的一个最重要的指标（陈巧和陈永富，2008）。通过ERDAS软件提取出归一化植被指数（NDVI），用以计算植被覆盖度。利用下式计算（牛宝茹等，2005）：
3.2植被类型变化比较
参考大方县土地利用现状图，在ERDAS平台下对2000年、2010年两景landsatTM影像进行遥感解译，得到2000年和2010年土地利用数据。综合考虑国家土地利用分类标准和研究区实际土地利用状况，先将图像解译出13个二级类，然后将13个二级类合并成7个一级类，即林地（有林地、灌木林地、疏林地）、草地、水体、园地、耕地（水田、旱地）、人工用地（居民地、工矿用地、交通用地）、未利用地（沙地、裸岩）（见图3）。在ARCGIS平台下对2000和2010年两期土地利用类型矢量图进行叠加，得到大方县植被类型变化情况。
3.3不同坡度等级下植被类型变化提取
本研究利用ARCGIS空间分析模块对大方县DEM数据进行坡度提取。参照其他学者（汤国安等，2002）的研究成果，结合研究区多山地的特征，在山区6°、15°、25°是比较明显的土壤侵蚀临界坡度值，因此将坡度按照平坡（0°～6°）、缓坡（6°～15°）、陡坡（15°～25°）、险坡（＞25°）的标准分为4级。然后将分级后的坡度图分别和两期土地利用类型矢量图进行叠加，统计得到不同坡度等级植被类型变化情况。
3.4区域生态环境指数计算
区域生态环境指数（EVt）是用来综合考虑区域内各土地利用类型所具有的生态环境质量及面积比例，用以定量表征某一区域（县级行政单元）内生态环境质量的总体概况（刘云霞等，2008）。退耕还林工程首要追求的是生态环境效益（杨亚娟和刘政鸿，2013）。本研究利用该指数定量描述大方县2000年～2010年生态环境总体状况和变化情况，据此评价退耕还林工程对其生态环境效益的影响。
4结果分析
4.1植被覆盖度变化分析
大方县境内多为岩溶地貌，存在一定的岩溶侵蚀。参考2008年颁布的《土壤侵蚀分类分级标准》（中华人民共和国水利部，2008）中对植被覆盖度的分级标准，将研究区植被覆盖度分为5个等级：<15%为低等盖度，15%～30%为中低等盖度，30%～45%为中等盖度，45%～60%为中高等盖度，>60%为高等盖度。根据上述分级方法对各盖度级面积统计，结果如图4和表2。由表2可以看出，2000年至2010年大方县全境植被覆盖度显著提高：低等盖度的面积减少1003.91km2，面积比例由62.45%减少到34.16%；中等盖度以上的植被覆盖度面积增加了956.76km2，面积比例由23.24%提高到50.21%。总体来看，大方县10年间植被覆盖度由低等盖度向中等盖度和中高等盖度转变。为了能够更好地反映各植被覆盖度等级间的转移情况，通过ARCGIS空间分析功能得出2000～2010年各植被覆盖度等级面积转移矩阵，结果见表3。由表3可以看出，低等盖度转出比例较大，为1150.20km2，占研究区总面积的32.41%，主要转出为中低等盖度和中等盖度。这说明退耕还林工程的实施对大方县的植被恢复起到了积极的作用，大方县全境植被覆盖状况有明显的好转。
4.2植被类型变化比较
植被作为生态环境中重要的生态因子，是控制水土流失、改善生态环境的保障（李登科等，2008），因此对于植被类型的变化分析对于评价退耕还林效果极为重要。表4是大方县退耕还林前后不同土地利用类型面积转移矩阵。由表4可以看出，耕地转出比例较大，为348.36km2，占研究区总面积的9.82%，主要转出为林地和草地。林地面积增加了318.56km2，占研究区总面积的8.98%；草地面积增加了10.69km2，占研究区总面积的0.30%。为了能更好地反映大方县主要植被类型的变化情况，引入森林覆盖率、林木覆盖率和林草覆盖率（李登科等，2008；王晗生等，2000），以综合反映大方县植被恢复情况。表5是大方县退耕还林前后不同类型变化率的变化情况，其中，表中森林覆盖率为有林地面积占研究区总面积的百分比，林木覆盖率为有林地和灌木林面积占研究区总面积的百分比，林草覆盖率为有林地、灌术林和草地面积占研究区总面积的百分比。由表5可以看出，与退耕还林前的2000年相比，大方县森林覆盖率由17.36%增长到30.09%，林木覆盖率由34.20%增长到43.18%，林草覆盖率由50.63%增长到59.91%。其变化的主要原因是大方县大力推广林木种植，改造中低产林地，推进土地整理和中低产田土的改造，促进该县的植被恢复。
4.3不同坡度等级下植被类型恢复变化分析
坡耕地开垦是导致贵州省石漠化等土壤退化问题的主要原因。退耕还林政策指出15°～25°坡耕地有选择的实行退耕，大于25°的坡耕地必须无条件退耕，因此对不同坡度植被恢复情况的分析十分必要。表6是不同坡度等级下2000年、2010年大方县植被变化情况。从表6⑴中可以看出，平坡（0°～6°）各地类的面积中，林地增幅最大，由2000年占平坡总面积的24.24%上升至2010年的36.93%；其次是草地，由3.88%增加到2010年的7.03%。平坡由于坡度较低，是农民耕作和桑、果、茶、药园地种植的主要用地区域，因此各植被类型总体变化幅度较小。从表6⑵可以看出，在缓坡(6°～15°)各地类中，林地和耕地比重较大，林地占缓坡总面积比例由2000年的32.63%增加到2010年的45.02%；耕地虽略有减少，但在缓坡中仍占有约40%的比重，由于坡度较缓，缓坡仍是较为适宜的农业用地；草地由2000年的4.41%增加到2010年的8.49%，这主要是由于退耕还牧地和宜牧荒草地的利用促使草地面积增加。从表6⑶中可以看出，林地由2000年占陡坡(15°～25°)总面积的41.38%增加到2010年的56.95%；耕地的面积由2000年的32.59%降低至2010年的25.11%，退耕幅度达22.94%。该坡度范围坡耕地实行有选择的退耕政策，部分坡耕地被退耕，促使林地面积增加。从表6⑷中可以看出，林地在险坡（>25°）中增幅较大，其占险坡总面积的百分比由2000年的46.64%提高至2010年的65.23%，耕地比重大幅降低，由2000年的11.19%降低到2010年的4.38%。由于该区域是退耕还林的主要区域，大量的坡耕地被退耕，林地面积大幅增加，植被恢复明显，退耕还林效果显著。
4.4生态环境质量变化分析
通过公式（2）的计算，得到大方县2000年和2010年的生态环境指数，统计一级土地利用类型的生态环境指数，如表7。从表7可以看出，大方县2000年和2010年生态环境指数分别为0.4663和0.5106，提高了0.0443。在各土地利用类型中，林地的生态环境指数最高，增幅最大，2000年～2010年增加0.0675；耕地的生态环境指数由2000年的0.1226降低至2010年的0.0960，降低0.0266。这说明2000年～2010年间退耕还林工程的实施，使得大方县生态环境质量得到改善，取得了一定的生态效益。
5结论与讨论
(1)2000年大方县退耕还林工程处于起步阶段，历经10年，至2010年植被恢复建设取得了一定的成效，近10年来，较低等级植被覆盖度的面积在减少，较高等级植被覆盖度的面积大幅增加，中等盖度以上的植被覆盖度所占面积由2000年的23.24%提高到2010年的50.21%，植被覆盖状况明显好转。（2）2000年至2010年，大方县主要植被类型变化明显。林地面积占总面积的比例由34.20%上升至43.18%，草地和园地的面积所占比例分别由16.43%和0.18%上升至16.73%和0.35%，耕地面积所占比例则由45.44%降低到35.62%，原有耕地的21.61%不再进行耕种，耕地主要转变为林地、草地和园地。林草覆盖率由2000年的50.63%提高到2010年的59.91%，反映出退耕还林取得了一定成效。（3）各坡度范围植被恢复均有明显的好转。与2000年相比，2010年高坡度耕地实现了较大幅度的退耕，其中15°～25°陡坡的坡耕地退耕幅度达22.94%；大于25°险坡坡耕地比重下降明显，相反林地面积大幅增加，15°以上坡度范围林地面积占该县土地总面积的比例由2000年的18.67%提高到2010年的25.85%。（4）2000年～2010年间退耕还林工程的实施，使得大方县生态环境质量整体改善效果显著，生态环境指数由2000年的0.4663提高到2010年的0.5106，退耕还林工程的生态效益基本达到。本研究所使用的landsatTM影像分辨率较低，遥感解译的精度受到一定的影响。此外，对植被恢复情况的研究没有对不同坡向、地面起伏等因素进行分析，因此分析还不够全面。在今后的研究中，若采用较高分辨率的遥感影像，多角度进行分析研究，将更能够全面、准确的评价研究区植被恢复变化情况。
作者：殷健 吴松 单位：贵州师范大学 地理与环境科学学院
