基于GIS的生態公益林質量評價
——以清遠市佛岡縣為例

胡辰輝

(廣東省嶺南綜合勘察設計院,廣東 清遠 511431)

生態公益林是我國根據森林功能、目的的需要所進行的一種林種劃分。目前,國外相7關機構、學者并沒有明顯區別提出生態公益林的概念,其研究對象主要集中在森林質量、森林公益效益評價上。國內相關機構與學者對生態公益林質量評價的技術研究起步較晚,評價體系建設仍有待完善。2001年國家質量技術監督局發布的生態公益林建設導則,提出了生態公益林質量評價的評價方法與評價指標標準[1],按防護林建設質量評價與特殊林建設質量評價分類明確了林分、林帶等評價指標,并在評價考核方法及評價標準上給出了相應的規范,這也是我國首個生態公益林質量評價標準,為我國開展生態公益林質量評價提供了重要的技術支撐。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年武生權等[6]、2019年梅浩等[7]學者選取不同的評價方法、不同的評價指標較,從不同的側重點研究生態公益林質量,雖然評價方法選取與評價指標構建尚未形成體系,但隨著社會經濟的發展、城市化進程不斷加快、人口的持續增加,人與資源、環境的矛盾日益突出,各界學者專家們對生態公益林也越來越關注。

研究在已有研究的基礎上,采用綜合評價法,構建佛岡縣的生態公益林質量評價指標體系,運用GIS技術得到研究區生態公益林質量狀況,以期為該區生態公益林質量建設管理經營提供技術指導與參考。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

佛岡縣位于廣東省中部,北回歸線北側,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接壤,西南與清遠市清遠區毗鄰,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,擁有豐富的物種資源,全縣各月平均降雨量225.51 mm。平原區村落四旁均栽有竹子、荔枝、龍眼等鄉土常綠樹種。丘陵、山窩地普遍種有沙糖桔、貢柑等優質水果。林地實行分類經營,生態公益林保存天然鄉土樹種,人工林桉樹、黎蒴等速生樹種發展迅猛,使林業兼顧生態、社會、經濟效益,得以長足發展。

1.2 數據來源

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

圖1 研究區生態公益林分布圖

圖2 研究區生態公益林質量綜合指數分布圖

1.3 評價方法

1.3.1 評價指標體系構建。研究依據科學性、客觀性與可操作性三大原則,從穩定性、環境影響、利用效率出發,構建生態公益林質量評價體系,選取了8項相關性較強的指標,如下表所示。

表1 評價指標體系表

1.3.2 評價方法選取。研究采用綜合評價法進行研究,將生態公益林質量評價中不容易定量的重要定性指標,用數學的方法進行數量化研究,從多個指標對生態公益林質量等級進行評價[4,8]。

1.3.3 原始數據標準化處理。評價指標體系中,各指標之間存在量綱上的差異,無法直接使用。研究采用標準化法進行無量綱化處理[8]。

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

(1)

式中:A為標準化值;Aij為第i個斑塊第j個指標的真實數據;Ajmin為第j項指標的極小值;Ajmax為第j項指標的極大值。

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

在實地調研、資料查閱以及征求同行業專家評分意見的同時,根據本地區生態公益林的實地特征確定了相關性較強的8個評價因子的權重,如下表所示。

表2 評價指標權重指

1.3.5 生態公益林質量綜合指數計算。生態公益林質量系統具有層次性和復雜性,單個評價指標只能從側面反映其質量狀況,將各單項指標相應的權重逐層計算,綜合計算得出生態公益林質量指數。其評價模型如下:

(2)

式中:Q為生態公益林質量綜合指數,Wi為各指標權重,Pi為歸一化值,m為指標項數。

2 結果與分析

2.1 生態公益林質量等級劃分

研究根據研究區的特點,參考其他學者的研究成果[2-7]并同時依據國家質量技術監督局發布的生態公益林建設導則[1],構建研究區生態公益林質量的等級劃分標準,通過GIS技術繪制生態公益林質量綜合指數分布圖,并核算相應質量對應斑塊總面積,如下表所示。

表3 生態公益林質量綜合指數等級劃分表

2.2 生態公益林質量分析

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

3 討論

基于GIS技術開展生態公益林質量評價,落實到具體斑塊空間上,可更加直觀的找出生態公益林存在的問題,可為生態公益林經營管理提供具體實在的方案。

因數據資料關系,研究并未將群落因子、土壤肥力、地質災害等因子納入評價指標體系中,評價指標因子還不夠全面。

研究是對生態公益林小尺度小斑塊進行評價,并未擴展至較大尺度的評價,適應范圍也有限,但也可以為今后研究生態公益林質量評價提供一定的借鑒。