基于層次分析法的湖北省楓香良種基地規(guī)劃布局研究

胡超 于靜 王瑞文

（1 湖北省林業(yè)廳林木種苗管理總站 武漢 430079；2 湖北省林業(yè)科學(xué)研究院 武漢 430075； 3 棕櫚園林股份有限公司風(fēng)景園林研究院 上海 200443）

對楓香良種基地進(jìn)行合理規(guī)劃布局是保障楓香產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需良種的基礎(chǔ)。依據(jù)國家林業(yè)局國有林場和林木種苗工作總站下發(fā)的《關(guān)于確定國家級(jí)林木良種基地的通知》，根據(jù)林

業(yè)發(fā)展和湖北省造林綠化對楓香良種的需求，立足當(dāng)前，放眼長遠(yuǎn)，逐步建設(shè)一批布局合理，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，高效特色的楓香良種基地，形成一個(gè)以國家級(jí)楓香良種基地為龍頭，省級(jí)楓香良種基地為骨干，市、縣級(jí)楓香良種基地網(wǎng)點(diǎn)式布局做支撐的全省楓香良種繁育體系，為造林綠化提供數(shù)量足夠、質(zhì)量優(yōu)良、品種多樣的楓香良種壯苗。

目前遙感技術(shù)、層次分析法和地理信息系統(tǒng)技術(shù)在規(guī)劃布局中不斷發(fā)展和深入[1-8]。為了更加合理公平地布局楓香良種基地，筆者引入地理信息系統(tǒng)技術(shù)和層次分析法對湖北省楓香良種基地規(guī)劃布局進(jìn)行了研究。

1 數(shù)據(jù)來源和處理

1.1 自然因子

氣象基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)，時(shí)間為2010-2012年3期日數(shù)據(jù)，輻射站點(diǎn)為31個(gè)，站點(diǎn)數(shù)據(jù)包括日平均氣溫值、日平均地表氣溫值、日照時(shí)數(shù)值、日平均相對濕度值、日累計(jì)降水量。對異常缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除和補(bǔ)充，計(jì)算出31個(gè)輻射站點(diǎn)2010-2012年平均氣溫值、2010-2012年平均地表氣溫值、2010-2012年累計(jì)照時(shí)數(shù)值、2010-2012年平均相對濕度值、2010-2012年累計(jì)降水量。

土壤基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于中國西部環(huán)境與生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括土壤PH值、土壤厚度和土壤含沙量。

DEM數(shù)據(jù)來源于國際科學(xué)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，并以湖北省矢量邊界為掩膜、裁剪，將數(shù)據(jù)重采樣為分辨率100米的數(shù)據(jù)。

1.2 社會(huì)因子

其它研究數(shù)據(jù)均引自湖北省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院和湖北省林業(yè)廳林木種苗管理總站法定的調(diào)查數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，主要包括湖北省矢量邊界、湖北省縣市矢量邊界、湖北省林木良種基地檔案資料、湖北省林木良種審定檔案資料、湖北省林木良種補(bǔ)貼檔案資料、2011-2012年湖北省各縣市林木種子采收情況統(tǒng)計(jì)表、2011-2012年湖北省各縣市林木育苗情況統(tǒng)計(jì)表等。首先，以縣市為單位在湖北省縣市矢量邊界圖形上添加屬性信息，屬性信息分別為：該縣市是否有楓香良種基地、楓香良種基地種源是否清楚、楓香良種基地是否有技術(shù)支撐、楓香良種基地是否進(jìn)行子代林測定工作、楓香良種基地是否有自己選育的楓香品種、該縣市是否有苗木補(bǔ)貼、該縣市是否有良種基地補(bǔ)貼、該縣市勞動(dòng)力情況、該縣市楓香產(chǎn)業(yè)十二五規(guī)劃發(fā)展規(guī)模、該縣市楓香種子產(chǎn)量、該縣市楓香育苗面積、該縣市楓香種植面積。再分別依據(jù)12 個(gè)屬性值，柵格化輸出分辨率為100 米的數(shù)據(jù)。

2 研究方法

2.1 評價(jià)指標(biāo)選取

根據(jù)湖北省楓香良種基地的現(xiàn)狀及特點(diǎn)并且結(jié)合楓香良種基地布局適宜性評價(jià)一些公認(rèn)性指標(biāo)，確定從立地條件（B1）、楓香良種基地建設(shè)現(xiàn)狀（B2）、楓香產(chǎn)業(yè)環(huán)境（B3）、楓香產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀（B4）4 個(gè)方面（含有22 個(gè)影響因子）來構(gòu)建湖北省楓香良種基地布局適宜性評價(jià)體系。

立地條件。立地條件在林業(yè)生產(chǎn)中，影響林木的生長發(fā)育、形態(tài)和生理活動(dòng)。楓香垂直分布常見于海拔300-1000 米之間的山丘地，但以海拔400-700 米處的楓香林生長較好。喜光照，喜溫暖濕潤氣候。土壤以山地黃棕壤及山地黃壤為主，土層深厚，一般在80 厘米以上。心土呈黃棕色，呈微酸性。因此，選取海拔（C1）、2010-2012年平均氣溫（C2）、2010-2012年累計(jì)日照（C3）、2010-2012年平均地溫（C4）、2010-2012年平均相對濕度（C5）、2010-2012年累計(jì)降水（C6）、土壤ph 值（C7）、土壤厚度（C8）、土壤含沙量（C9）九個(gè)主要影響因子作為評價(jià)因子。

楓香良種基地建設(shè)現(xiàn)狀。楓香是多年生木本植物，營養(yǎng)生長周期長，一般都要栽培5年以上，才能開花結(jié)實(shí)，所以要充分利用現(xiàn)有的楓香良種基地資源。因?yàn)橐恍┗剡x育方向不明，技術(shù)不夠規(guī)范，缺乏專家指導(dǎo)，發(fā)展后勁不足，所以在評價(jià)現(xiàn)有的楓香良種基地硬件設(shè)施的同時(shí)，也要對其軟實(shí)力進(jìn)行綜合評價(jià)。因此，楓香良種基地建設(shè)現(xiàn)狀選取該縣市是否有楓香良種基地（C10）、楓香良種基地種源是否清楚（C11）、楓香良種基地是否有技術(shù)支撐（C12）、楓香良種基地是否進(jìn)行子代林測定工作（C13）、楓香良種基地是否有自己選育的楓香品種（C14）五個(gè)主要影響因子作為評價(jià)因子。

楓香產(chǎn)業(yè)環(huán)境。市場經(jīng)濟(jì)下種子生產(chǎn)隨市場波動(dòng)，因此良種事業(yè)必須得到政府的支持[14]。楓香產(chǎn)業(yè)環(huán)境選取該縣市是否有苗木補(bǔ)貼（C15）、該縣市是否有良種基地補(bǔ)貼（C16）、該縣交通情況（C17）、該縣市勞動(dòng)力情況（C18）四個(gè)主要影響因子作為評價(jià)因子。

楓香產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。4C 營銷理論中的Customer（顧客）主要指顧客的需求，企業(yè)必須首先了解和研究顧客，根據(jù)顧客的需求來提供產(chǎn)品。楓香產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模大小也要根據(jù)市場的需求程度來確定。因此，楓香產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀選取該縣市楓香產(chǎn)業(yè)十二五規(guī)劃發(fā)展規(guī)模（C19）、該縣市楓香種子產(chǎn)量（C20）、該縣市楓香育苗面積（C21）、該縣市楓香種植面積（C22）四個(gè)主要影響因子作為評價(jià)因子。

2.2 指標(biāo)權(quán)重確定

在對湖北省楓香良種基地布局適宜性評價(jià)中運(yùn)用層次分析法來確定指標(biāo)權(quán)重。首先，建立目標(biāo)層（A）、準(zhǔn)則層（B）及方案層（C）。然后邀請有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，林業(yè)科技人員對各制約因素，各對策方案的重要性給予打分量化，構(gòu)建判斷矩陣。第一步，構(gòu)建一級(jí)指標(biāo)的判斷矩陣，設(shè)B1、B2、B3、B4 分別代表立地條件、楓香良種基地建設(shè)現(xiàn)狀、楓香產(chǎn)業(yè)環(huán)境、楓香產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。采用9 級(jí)數(shù)值標(biāo)度法，算出各個(gè)影響因子對湖北省楓香良種基地布局影響的權(quán)重[15]。再將運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，公式是CR=CI/RI，經(jīng)檢驗(yàn)CR<0.1，表明通過一次性檢驗(yàn)，結(jié)果見表1。第二步，采用同樣方法進(jìn)行二級(jí)指標(biāo)判斷矩陣的構(gòu)建，計(jì)算出相應(yīng)權(quán)重，然后進(jìn)行一次性檢驗(yàn)，結(jié)果見表2-5。

表1 判斷矩陣 A-B Tab.1 Judgment matrix A-B

表2 判斷矩陣 B1-C1-9 Tab.2 Judgment matrix B1-C1-9

表3 判斷矩陣 B2-C10-14 Tab.3 Judgment matrix B2-C10-14

表4 判斷矩陣 B3-C15-18 Tab.4 Judgment matrix B3-C15-18

表5 判斷矩陣 B4-C19-22 Tab.5 Judgment matrix B4-C19-22

2.3 評價(jià)體系構(gòu)建

為達(dá)到評價(jià)目的，把評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分成五級(jí)，分別賦值1、3、5、7、9，如表6。

表6 適宜性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)具體賦值表 Tab.6 The suitability evaluation standard specific assignment table

2.4 評價(jià)因素疊加分析

在數(shù)據(jù)來源和處理中，已經(jīng)建立好單因子圖層信息，并且已經(jīng)將矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)，在這里，根據(jù)適宜性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)具體賦值表，將數(shù)據(jù)再進(jìn)一步的劃分等級(jí)，給每個(gè)等級(jí)附上屬性值，規(guī)定數(shù)值越大越適合楓香良種基地建設(shè)；再根據(jù)層次分析法確定的權(quán)重，計(jì)算得出加權(quán)疊加分析的結(jié)果。

3 結(jié)果分析

根據(jù)適宜性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)具體賦值表，將C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9 九個(gè)單因子?xùn)鸥駭?shù)據(jù)再進(jìn)一步的劃分等級(jí)，給每個(gè)等級(jí)附上屬性值，再根據(jù)表2判斷矩陣 B1-C1-9確定的權(quán)重，計(jì)算得出加權(quán)疊加分析的立地條件適宜性分布圖，（圖1）。由圖1可知，湖北省西部地區(qū)的鄖西縣、鄖縣、竹山縣、竹溪縣、房縣、谷城縣、?？悼h、神農(nóng)架、興山縣、巴東縣、秭歸縣、夷陵區(qū)、長陽縣和宜都市為山丘地，年平均氣溫15℃以上，降雨量充足，土壤條件好，因此，立地條件適宜楓香的生長。

圖1 立地條件適宜性分布圖 Fig.1 The distributing map of Site conditions suitability

圖2 建設(shè)現(xiàn)狀適宜性分布圖 Fig.2 The distributing map of Construction Status suitability

根據(jù)適宜性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)具體賦值表，將C10、C11、C12、C13、C14 五個(gè)單因子?xùn)鸥駭?shù)據(jù)再進(jìn)一步的劃分等級(jí)，給每個(gè)等級(jí)附上屬性值，再根據(jù)表3判斷矩陣 B2-C10-14確定的權(quán)重，計(jì)算得出加權(quán)疊加分析的建設(shè)現(xiàn)狀適宜性分布圖，（圖2）。由圖2可知，湖北省有13 個(gè)縣市建有楓香良種基地，其中麻城市、大悟縣、羅田縣、英山縣、咸安區(qū)和赤壁市的楓香良種基地種源清楚，并且得到了林業(yè)科研院所與大專院校的技術(shù)支撐。咸安區(qū)楓香良種基地通過與湖北省林業(yè)廳林木種苗管理總站等單位合作，開展了楓香子代林測定工作，使一代改良楓香種子園向1.5 代、2 代楓香種子園方向發(fā)展。

根據(jù)適宜性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)具體賦值表，將C15、C16、C17、C18 四個(gè)單因子?xùn)鸥駭?shù)據(jù)再進(jìn)一步的劃分等級(jí)，給每個(gè)等級(jí)附上屬性值，再根據(jù)表4判斷矩陣 B3-C15-18確定的權(quán)重，計(jì)算得出加權(quán)疊加分析的產(chǎn)業(yè)環(huán)境適宜性分布圖，（圖3）。由圖3可知，23 個(gè)縣市的楓香產(chǎn)業(yè)得到政府的政策支持，有苗木補(bǔ)貼或良種基地補(bǔ)貼資金，其中麻城市、英山縣、孝昌縣、梁子湖區(qū)、隨縣、襄城區(qū)和十堰市的交通條件較好，勞動(dòng)力較充足；陽新縣和興山縣的交通條件最好，勞動(dòng)力最充足。

圖3 產(chǎn)業(yè)環(huán)境適宜性分布圖 Fig.3 The distributing map of Industrial environment suitability

根據(jù)適宜性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)具體賦值表，將C19、C20、C21、C22 四個(gè)單因子?xùn)鸥駭?shù)據(jù)再進(jìn)一步的劃分等級(jí)，給每個(gè)等級(jí)附上屬性值，再根據(jù)表5判斷矩陣 B4-C19-22確定的權(quán)重，計(jì)算得出加權(quán)疊加分析的產(chǎn)業(yè)發(fā)展適宜性分布圖，（圖4）。由圖4可知，紅安縣、麻城市、羅田縣、英山縣、浠水縣、蘄春縣、武穴市和通城縣的楓香種子產(chǎn)量最多，楓香種植面積最大，楓香育苗面積最大，楓香產(chǎn)業(yè)十二五規(guī)劃發(fā)展規(guī)模最大，最適宜楓香產(chǎn)業(yè)發(fā)展；大悟縣和崇陽縣的楓香產(chǎn)業(yè)發(fā)展適宜性較高；團(tuán)風(fēng)縣、江夏區(qū)、大冶市和通山縣的楓香產(chǎn)業(yè)發(fā)展適宜性一般。

圖4 產(chǎn)業(yè)發(fā)展適宜性分布圖 Fig.4 The distributing map of Industrial development suitability

圖5 湖北省楓香良種基地布局適宜性分布圖 Fig.5 The suitability distributing map of the Hubei Province Liquidambar formosana quality Seed Base layout

將以上加權(quán)疊加分析得到的立地條件適宜性分布圖、建設(shè)現(xiàn)狀適宜性分布圖、產(chǎn)業(yè)環(huán)境適宜性分布圖、產(chǎn)業(yè)發(fā)展適宜性分布圖四個(gè)柵格數(shù)據(jù)，根據(jù)表1判斷矩陣 A-B 確定的權(quán)重，計(jì)算得出加權(quán)疊加分析的湖北省楓香良種基地布局適宜性分布圖（圖5）。從圖5可知，咸安區(qū)、麻城市、羅田縣、英山縣、浠水縣、武穴市、通山縣和通城縣適宜建立國家級(jí)楓香良種基地；崇陽縣、赤壁市、嘉魚縣、團(tuán)風(fēng)縣和大悟縣適宜建立省級(jí)楓香良種基地；陽新縣、蘄春縣、京山縣、興山縣、秭歸縣、夷陵區(qū)、房縣和谷城縣適宜建立市縣級(jí)楓香良種基地。

4 討論

由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)少、相關(guān)技術(shù)不成熟，傳統(tǒng)的湖北省楓香良種基地規(guī)劃布局較多的憑借個(gè)人的直觀感受，例如：誤認(rèn)為湖北省東部地區(qū)的立地條件最適宜楓香生長，通過立地條件適宜性分析可知，湖北省西部地區(qū)（鄖西縣、鄖縣、竹山縣、竹溪縣、房縣、谷城縣、?？悼h、神農(nóng)架、興山縣、巴東縣、秭歸縣、夷陵區(qū)、長陽縣、宜都市）的立地條件最適宜楓香生長。同時(shí)，傳統(tǒng)的湖北省楓香良種基地規(guī)劃布局考慮的影響因子較少，例如：僅考慮海拔因子。本文利用地理信息系統(tǒng)強(qiáng)大的空間分析功能和層次分析法在定性與定量分析相結(jié)合的多因素決策分析中的獨(dú)特優(yōu)勢，從立地條件、楓香良種基地建設(shè)現(xiàn)狀、楓香產(chǎn)業(yè)環(huán)境、楓香產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀4 個(gè)方面（含有22 個(gè)影響因子），對湖北省楓香良種基地進(jìn)行了新的規(guī)劃布局。新的規(guī)劃布局更加客觀、更加科學(xué)、更加合理。 湖北省楓香良種基地規(guī)劃布局的方法需要做進(jìn)一步的研究。首先，自然因子需進(jìn)一步增加測量密度數(shù)據(jù)；其次，對確定權(quán)重的方法做進(jìn)一步的研究,確定權(quán)重的方法很多，如專家咨詢法、專家排序法、層次分析法、秩和比法（RSR）、相關(guān)系數(shù)法、主成分分析法和因子分析法等，各種方法均有其優(yōu)缺點(diǎn)，為了更好地選擇確定權(quán)重的方法，需做更進(jìn)一步的研究。

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