基于GIS的生態(tài)公益林質(zhì)量評價(jià)
——以清遠(yuǎn)市佛岡縣為例

胡辰輝

(廣東省嶺南綜合勘察設(shè)計(jì)院,廣東 清遠(yuǎn) 511431)

生態(tài)公益林是我國根據(jù)森林功能、目的的需要所進(jìn)行的一種林種劃分。目前,國外相7關(guān)機(jī)構(gòu)、學(xué)者并沒有明顯區(qū)別提出生態(tài)公益林的概念,其研究對象主要集中在森林質(zhì)量、森林公益效益評價(jià)上。國內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)與學(xué)者對生態(tài)公益林質(zhì)量評價(jià)的技術(shù)研究起步較晚,評價(jià)體系建設(shè)仍有待完善。2001年國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的生態(tài)公益林建設(shè)導(dǎo)則,提出了生態(tài)公益林質(zhì)量評價(jià)的評價(jià)方法與評價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)[1],按防護(hù)林建設(shè)質(zhì)量評價(jià)與特殊林建設(shè)質(zhì)量評價(jià)分類明確了林分、林帶等評價(jià)指標(biāo),并在評價(jià)考核方法及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)上給出了相應(yīng)的規(guī)范,這也是我國首個(gè)生態(tài)公益林質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),為我國開展生態(tài)公益林質(zhì)量評價(jià)提供了重要的技術(shù)支撐。2007年毛淑娟等[2]、2008年尹峰等[3]、2015年肖水根[4]、2016年何莉莉[5]、2018年武生權(quán)等[6]、2019年梅浩等[7]學(xué)者選取不同的評價(jià)方法、不同的評價(jià)指標(biāo)較,從不同的側(cè)重點(diǎn)研究生態(tài)公益林質(zhì)量,雖然評價(jià)方法選取與評價(jià)指標(biāo)構(gòu)建尚未形成體系,但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市化進(jìn)程不斷加快、人口的持續(xù)增加,人與資源、環(huán)境的矛盾日益突出,各界學(xué)者專家們對生態(tài)公益林也越來越關(guān)注。

研究在已有研究的基礎(chǔ)上,采用綜合評價(jià)法,構(gòu)建佛岡縣的生態(tài)公益林質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)體系,運(yùn)用GIS技術(shù)得到研究區(qū)生態(tài)公益林質(zhì)量狀況,以期為該區(qū)生態(tài)公益林質(zhì)量建設(shè)管理經(jīng)營提供技術(shù)指導(dǎo)與參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

佛岡縣位于廣東省中部,北回歸線北側(cè),珠江三角洲北部邊緣。處于113°17′28″～113°47′42″E,23°39′57″～24°07′15″N。全縣行政區(qū)域范圍總面積1295.17 km2,縣境東西長50.92 km,南北寬50.35 km。東北與新豐縣交界,東南與廣州市從化區(qū)接壤,西南與清遠(yuǎn)市清遠(yuǎn)區(qū)毗鄰,西北與英德市相連。地勢佛岡地勢自東北向西南起伏下降,地形大體可劃分為山地、丘陵、平原三種。在東南和西北部有較多中等高度山脈分布,走向多為東北-西南方向,全縣海拔多在100～250 m之間,最高峰亞婆髻海拔1219.8 m。

佛岡縣屬南亞熱帶嶺南丘陵常綠闊葉林區(qū),擁有豐富的物種資源,全縣各月平均降雨量225.51 mm。平原區(qū)村落四旁均栽有竹子、荔枝、龍眼等鄉(xiāng)土常綠樹種。丘陵、山窩地普遍種有沙糖桔、貢柑等優(yōu)質(zhì)水果。林地實(shí)行分類經(jīng)營,生態(tài)公益林保存天然鄉(xiāng)土樹種,人工林桉樹、黎蒴等速生樹種發(fā)展迅猛,使林業(yè)兼顧生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益,得以長足發(fā)展。

1.2 數(shù)據(jù)來源

根據(jù)《佛岡年鑒(2017年)》與佛岡縣2018年森林資源二類調(diào)查成果數(shù)據(jù)。通過核查森林資源二類調(diào)查成果數(shù)據(jù),佛岡縣生態(tài)公益林面積達(dá)25332.2 hm2,其空間分布如圖1所示。

圖1 研究區(qū)生態(tài)公益林分布圖

圖2 研究區(qū)生態(tài)公益林質(zhì)量綜合指數(shù)分布圖

1.3 評價(jià)方法

1.3.1 評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建。研究依據(jù)科學(xué)性、客觀性與可操作性三大原則,從穩(wěn)定性、環(huán)境影響、利用效率出發(fā),構(gòu)建生態(tài)公益林質(zhì)量評價(jià)體系,選取了8項(xiàng)相關(guān)性較強(qiáng)的指標(biāo),如下表所示。

表1 評價(jià)指標(biāo)體系表

1.3.2 評價(jià)方法選取。研究采用綜合評價(jià)法進(jìn)行研究,將生態(tài)公益林質(zhì)量評價(jià)中不容易定量的重要定性指標(biāo),用數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行數(shù)量化研究,從多個(gè)指標(biāo)對生態(tài)公益林質(zhì)量等級進(jìn)行評價(jià)[4,8]。

1.3.3 原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。評價(jià)指標(biāo)體系中,各指標(biāo)之間存在量綱上的差異,無法直接使用。研究采用標(biāo)準(zhǔn)化法進(jìn)行無量綱化處理[8]。

A=(Aij-Ajmin)/(Ajmax-Ajmin)

(1)

式中:A為標(biāo)準(zhǔn)化值;Aij為第i個(gè)斑塊第j個(gè)指標(biāo)的真實(shí)數(shù)據(jù);Ajmin為第j項(xiàng)指標(biāo)的極小值;Ajmax為第j項(xiàng)指標(biāo)的極大值。

1.3.4 指標(biāo)權(quán)重確定。指標(biāo)權(quán)重確定的方法有主觀賦權(quán)法(專家評分法、德爾菲法等)、客觀賦權(quán)法(熵權(quán)法、主成分分析法等),但兩種賦權(quán)法各有優(yōu)缺點(diǎn)[8]。

在實(shí)地調(diào)研、資料查閱以及征求同行業(yè)專家評分意見的同時(shí),根據(jù)本地區(qū)生態(tài)公益林的實(shí)地特征確定了相關(guān)性較強(qiáng)的8個(gè)評價(jià)因子的權(quán)重,如下表所示。

表2 評價(jià)指標(biāo)權(quán)重指

1.3.5 生態(tài)公益林質(zhì)量綜合指數(shù)計(jì)算。生態(tài)公益林質(zhì)量系統(tǒng)具有層次性和復(fù)雜性,單個(gè)評價(jià)指標(biāo)只能從側(cè)面反映其質(zhì)量狀況,將各單項(xiàng)指標(biāo)相應(yīng)的權(quán)重逐層計(jì)算,綜合計(jì)算得出生態(tài)公益林質(zhì)量指數(shù)。其評價(jià)模型如下:

(2)

式中:Q為生態(tài)公益林質(zhì)量綜合指數(shù),Wi為各指標(biāo)權(quán)重,Pi為歸一化值,m為指標(biāo)項(xiàng)數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)公益林質(zhì)量等級劃分

研究根據(jù)研究區(qū)的特點(diǎn),參考其他學(xué)者的研究成果[2-7]并同時(shí)依據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的生態(tài)公益林建設(shè)導(dǎo)則[1],構(gòu)建研究區(qū)生態(tài)公益林質(zhì)量的等級劃分標(biāo)準(zhǔn),通過GIS技術(shù)繪制生態(tài)公益林質(zhì)量綜合指數(shù)分布圖,并核算相應(yīng)質(zhì)量對應(yīng)斑塊總面積,如下表所示。

表3 生態(tài)公益林質(zhì)量綜合指數(shù)等級劃分表

2.2 生態(tài)公益林質(zhì)量分析

佛岡縣生態(tài)公益林約占轄區(qū)總面積的18.9%,質(zhì)量等級Ⅰ的生態(tài)公益林斑塊面積占生態(tài)公益林面積的66%,主要分布在羊角山林場、觀音山等林區(qū)。質(zhì)量等級Ⅱ的生態(tài)公益林斑塊面積占生態(tài)公益林的33%,主要是夾雜分布在觀音山、羊角山林場等林區(qū)。整體上佛岡縣生態(tài)公益林質(zhì)量處于較高等級,雖然地理空間分布不均,但基本上呈現(xiàn)聚團(tuán)式變化,也可為今后具體的經(jīng)營管理中,可依據(jù)生態(tài)公益林質(zhì)量采取不同的保育措施。

3 討論

基于GIS技術(shù)開展生態(tài)公益林質(zhì)量評價(jià),落實(shí)到具體斑塊空間上,可更加直觀的找出生態(tài)公益林存在的問題,可為生態(tài)公益林經(jīng)營管理提供具體實(shí)在的方案。

因數(shù)據(jù)資料關(guān)系,研究并未將群落因子、土壤肥力、地質(zhì)災(zāi)害等因子納入評價(jià)指標(biāo)體系中,評價(jià)指標(biāo)因子還不夠全面。

研究是對生態(tài)公益林小尺度小斑塊進(jìn)行評價(jià),并未擴(kuò)展至較大尺度的評價(jià),適應(yīng)范圍也有限,但也可以為今后研究生態(tài)公益林質(zhì)量評價(jià)提供一定的借鑒。