基于GIS的湖北省濕地松良種基地規(guī)劃布局

胡 超，于 靜，王瑞文

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

基于GIS的湖北省濕地松良種基地規(guī)劃布局

胡 超1，于 靜2，王瑞文3

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

采用層次分析法和地理信息系統(tǒng)技術(shù)，經(jīng)過評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇、指標(biāo)權(quán)重確定、評(píng)價(jià)體系構(gòu)建、評(píng)價(jià)因素疊加分析、評(píng)價(jià)結(jié)果分析等5 個(gè)環(huán)節(jié)研究湖北省濕地松良種基地規(guī)劃布局。結(jié)果表明：國(guó)家級(jí)濕地松良種基地選址在沙洋縣、京山縣和安陸市較好；省級(jí)濕地松良種基地選址在隨縣和麻城市較好；市縣級(jí)濕地松良種基地選址在谷城縣、襄城區(qū)、棗陽(yáng)市、宜城市、南漳縣、鐘祥市、當(dāng)陽(yáng)市、孝昌縣、浠水縣、蘄春縣和興山縣較好。

濕地松；良種基地；規(guī)劃布局；層次分析法；地理信息系統(tǒng)；湖北省

2014年3月，國(guó)家林業(yè)局關(guān)于貫徹落實(shí)《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于深化種業(yè)體制改革提高創(chuàng)新能力的意見》的實(shí)施意見中，明確提出各省要根據(jù)當(dāng)?shù)亓謽I(yè)發(fā)展需要，合理規(guī)劃布局良種基地建設(shè)。目前在規(guī)劃布局中廣泛引入層次分析法、遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)[1-10]。在林木良種基地規(guī)劃中，胡超等[11-15]對(duì)湖北省的馬尾松良種基地、水杉良種基地、楓香良種基地、油茶良種基地和核桃良種基地進(jìn)行了規(guī)劃布局探討。濕地松是湖北省主要造林樹種，為了貫徹落實(shí)國(guó)家林業(yè)局的實(shí)施意見，滿足造林綠化對(duì)濕地松良種壯苗的需求，本文對(duì)湖北省濕地松良種基地進(jìn)行了規(guī)劃布局研究。

1 數(shù)據(jù)來源和處理

國(guó)際科學(xué)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)提供DEM數(shù)據(jù)；中國(guó)西部環(huán)境與生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心提供土壤pH值、土壤含沙量和土壤厚度數(shù)據(jù)；中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)提供日照時(shí)間值、日平均氣溫值、日累計(jì)降水量數(shù)據(jù)、日平均地表氣溫值、日平均相對(duì)濕度值，時(shí)間維度為2010—2012年；其余研究數(shù)據(jù)均由湖北省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院和湖北省林業(yè)廳林木種苗管理總站提供。在ArcGIS 9.3 中，以湖北省矢量邊界為掩膜，裁剪出研究區(qū)域的柵格數(shù)據(jù)圖層，采用Kriging插值法進(jìn)行插值，并將數(shù)據(jù)重采樣為分辨率100 m的數(shù)據(jù)[16]。

2 研究方法

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

通過查閱資料，征詢相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專家的建議，確定從濕地松良種基地建設(shè)現(xiàn)狀(B1)、濕地松種苗產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀(B2)、立地條件(B3)、濕地松產(chǎn)業(yè)環(huán)境(B4)4個(gè)方面(共22個(gè)因子)來構(gòu)建湖北省濕地松良種基地布局適宜性評(píng)價(jià)體系。

2.2 指標(biāo)權(quán)重確定

運(yùn)用層次分析法確定適宜性評(píng)價(jià)中各因素的權(quán)重。首先，依次建立目標(biāo)層、準(zhǔn)則層及方案層；然后，由相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專家依據(jù)自己的判斷，對(duì)準(zhǔn)則層和方案層的各影響因素，進(jìn)行量化打分，構(gòu)建判斷矩陣，計(jì)算出相應(yīng)權(quán)重；最后對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一次性檢驗(yàn)[17]，結(jié)果見表1。

表1 適宜性評(píng)價(jià)因素權(quán)重

2.3 評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)特征，將各因素評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分成5個(gè)級(jí)別，依次賦值為：1、3、5、7、9，見表2。

2.4 評(píng)價(jià)因素疊加分析

在ArcGIS 9.3 中，首先，依據(jù)表2設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，利用重分類功能(Reclassify)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類，并給每個(gè)類別賦上相應(yīng)屬性值；再按照表1確定的方案層權(quán)重，利用柵格計(jì)算器(Raster Calculator)，分別計(jì)算出濕地松良種基地建設(shè)現(xiàn)狀適宜性、濕地松種苗產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀適宜性、立地條件適宜性、濕地松產(chǎn)業(yè)環(huán)境適宜性加權(quán)疊加分析結(jié)果；最后，按照表1確定的準(zhǔn)則層權(quán)重，使用柵格計(jì)算器，計(jì)算出湖北省濕地松良種基地布局適宜性加權(quán)疊加分析成果。

表2 適宜性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)具體賦值表

3 結(jié)果與分析

3.1 濕地松良種基地建設(shè)現(xiàn)狀分析

在ArcGIS 9.3中，首先，依據(jù)表2設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，利用重分類功能將C1、C2、C3、C4、C55個(gè)單因子?xùn)鸥駭?shù)據(jù)進(jìn)行重分類，并給每個(gè)類別賦上相應(yīng)屬性值；再按照表1確定的方案層權(quán)重，使用柵格計(jì)算器進(jìn)行加權(quán)疊加空間分析，得出建設(shè)現(xiàn)狀適宜性分布圖(圖1)。由圖1可知，湖北省京山縣、沙洋縣和安陸市的濕地松良種基地建設(shè)現(xiàn)狀較好，其它縣市的濕地松良種基地建設(shè)現(xiàn)狀不容樂觀。

3.2 濕地松種苗產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

在ArcGIS 9.3中，首先，依據(jù)表2設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，利用重分類功能將C6、C7、C8、C94個(gè)單因子?xùn)鸥駭?shù)據(jù)進(jìn)行重分類，并給每個(gè)類別賦上相應(yīng)屬性值；再按照表1確定的方案層權(quán)重，利用柵格計(jì)算器進(jìn)行加權(quán)疊加空間分析，得出產(chǎn)業(yè)發(fā)展適宜性分布圖(圖2)。由圖2可知，湖北省內(nèi)沙洋縣、隨縣、曾都區(qū)和麻城市的濕地松種苗產(chǎn)業(yè)發(fā)展最好；棗陽(yáng)市、浠水縣、蘄春縣和武穴市的濕地松種苗產(chǎn)業(yè)發(fā)展較好；襄州區(qū)、宜城市、鐘祥市、當(dāng)陽(yáng)市、京山縣和廣水市的濕地松種苗產(chǎn)業(yè)發(fā)展一般；其它縣市的濕地松種苗產(chǎn)業(yè)發(fā)展不容樂觀。

3.3 立地條件分析

在ArcGIS 9.3中，首先，依據(jù)表2設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，利用重分類功能將C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C189個(gè)單因子?xùn)鸥駭?shù)據(jù)進(jìn)行重分類，并給每個(gè)類別賦上相應(yīng)屬性值；再按照表1確定的方案層權(quán)重，利用柵格計(jì)算器進(jìn)行加權(quán)疊加空間分析，得出立地條件適宜性分布圖(圖3)。由圖3可知，湖北省中部地區(qū)的沙洋縣、東寶區(qū)、京山縣、荊州區(qū)、沙市區(qū)、公安縣、江陵縣、石首市和湖北省西部地區(qū)的興山縣、秭歸縣、遠(yuǎn)安縣、當(dāng)陽(yáng)市、點(diǎn)軍區(qū)、宜都市、南漳縣為海拔200～500 m地區(qū)，年平均氣溫在15～17 ℃之間，降雨量充足，土壤條件好，因此，立地條件適宜濕地松的生長(zhǎng)。

圖1 建設(shè)現(xiàn)狀適宜性分布圖圖2 產(chǎn)業(yè)發(fā)展適宜性分布圖圖3 立地條件適宜性分布圖圖4 產(chǎn)業(yè)環(huán)境適宜性分布圖

圖5 湖北省濕地松良種基地布局適宜性分布圖

3.4 濕地松良種基地產(chǎn)業(yè)環(huán)境分析

在ArcGIS 9.3中，首先，依據(jù)表2設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，利用重分類功能將C19、C20、C21、C224個(gè)單因子?xùn)鸥駭?shù)據(jù)進(jìn)行重分類，并給每個(gè)類別賦上相應(yīng)屬性值；再按照表1確定的方案層權(quán)重，利用柵格計(jì)算器進(jìn)行加權(quán)疊加空間分析，得出產(chǎn)業(yè)環(huán)境適宜性分布圖(圖4)。由圖4可知，湖北省內(nèi)麻城市、英山縣、孝昌縣、梁子湖區(qū)、隨縣、襄城區(qū)和十堰市的濕地松產(chǎn)業(yè)環(huán)境較好；陽(yáng)新縣和興山縣的濕地松產(chǎn)業(yè)環(huán)境最好；其它縣市的濕地松產(chǎn)業(yè)環(huán)境不容樂觀。

3.5 湖北省濕地松良種基地布局分析

根據(jù)表1確定的準(zhǔn)則層權(quán)重，將建設(shè)現(xiàn)狀適宜性柵格數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展適宜性柵格數(shù)據(jù)、立地條件適宜性柵格數(shù)據(jù)和產(chǎn)業(yè)環(huán)境適宜性柵格數(shù)據(jù)，使用柵格計(jì)算器得出加權(quán)疊加分析的湖北省濕地松良種基地布局適宜性分布圖(圖5)。從圖5可知，湖北省內(nèi)適宜建立國(guó)家級(jí)濕地松良種基地的縣市為：沙洋縣、京山縣和安陸市；適宜建立省級(jí)濕地松良種基地的縣市為：隨縣和麻城市；適宜建立市縣級(jí)濕地松良種基地的縣市為：谷城縣、襄城區(qū)、棗陽(yáng)市、宜城市、南漳縣、鐘祥市、當(dāng)陽(yáng)市、孝昌縣、浠水縣、蘄春縣和興山縣。

4 小結(jié)

從20世紀(jì)80年代初，湖北省開始實(shí)施林木種苗工程項(xiàng)目，當(dāng)時(shí)的遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)相對(duì)不成熟，可用數(shù)據(jù)量較少，從而，湖北省濕地松良種基地規(guī)劃布局考慮的影響因子較少，大多憑借個(gè)人的直觀判斷，例如：當(dāng)時(shí)普遍認(rèn)為湖北省僅中部地區(qū)的立地條件最適宜濕地松生長(zhǎng)。然而，本文利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，對(duì)湖北省濕地松立地條件適宜性進(jìn)行分析，結(jié)果表明：不僅湖北省中部地區(qū)(沙洋縣、東寶區(qū)、京山縣、荊州區(qū)、沙市區(qū)、公安縣、江陵縣、石首市)的立地條件最適宜濕地松生長(zhǎng)，湖北省西部地區(qū)(興山縣、秭歸縣、遠(yuǎn)安縣、當(dāng)陽(yáng)市、點(diǎn)軍區(qū)、宜都市、南漳縣)的立地條件也最適宜濕地松生長(zhǎng)。此外，本文不僅考慮了自然因素對(duì)濕地松良種基地規(guī)劃布局的影響，而且還考慮了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等多方面因素。所以，相對(duì)于傳統(tǒng)的湖北省濕地松良種基地規(guī)劃布局，新的規(guī)劃布局更加客觀、更加科學(xué)、更加合理。

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Planning ofPinuselliotiiSuperior Variety Base in Hubei Province based on GIS

HU Chao1，YU Jing2，WANG Rui-wen3

(1.ManagementStationofforesttreeseedlingsofHubeiProvincialForestryDepartment，Wuhan430079，Hubei，China；2.LandscapeResearchInstituteofPalmLandscapeArchitectureCo.，Ltd.，Shanghai200443，China；3.HubeiAcademyofForestry，Wuhan430075，Hubei，China)

AHP(Analytical Hierarchy Process)and GIS(Geographic Information System)were used in the planning ofPinuselliotiisuperior variety base in Hubei Province through the 5 steps(the evaluation index selection，index weight determination，evaluation system construction，evaluation factors overlay analysis，evaluation results analysis，etc).The results showed that：Shayang county，Jingshan county and Anlu city are appropriate to establish nationalPinuselliotiisuperior variety base；Sui county and Macheng city are appropriate to establish a provincialPinuselliotiisuperior variety base；Gucheng county，Xiangcheng area，Zhaoyang city，Yicheng city，Nanzhang county，Zhongxiang city，Dangyang city，Xiaochang county，Xishui county，Qichun county and Xingshan county are appropriate to establish a city or county levelPinuselliotiisuperior variety base.

Pinuselliotii；superior variety base；planning；analytical hierarchy process；geographic information system；Hubei

10.13428/j.cnki.fjlk.2014.03.043

2013-10-14；

2014-06-18

胡超(1985—)，男，湖北武漢人，湖北省林業(yè)廳林木種苗管理總站助理工程師，碩士研究生，從事林木遺傳育種、林木種苗管理和林業(yè)調(diào)查規(guī)劃工作。E-mail：377163772@qq.com。

S791.246

A

1002-7351(2014)03-0198-05