宋橋英，許新惠，李益敏

（云南大學(xué)資源環(huán)境與地球科學(xué)學(xué)院，云南昆明 650091）

GIS在怒江州貢山縣退耕還林中的應(yīng)用

宋橋英，許新惠，李益敏

（云南大學(xué)資源環(huán)境與地球科學(xué)學(xué)院，云南昆明 650091）

退耕還林是保護(hù)生態(tài)環(huán)境，治理水土流失的一項(xiàng)重大工程，也是改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。運(yùn)用 GIS技術(shù)空間分析方法，對(duì)土地利用、等高線 、河流等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得退耕還林面積大小，同時(shí)也對(duì)退耕還林的時(shí)序作了一定的分析，最終確定退耕還林的重點(diǎn)區(qū)域。結(jié)果顯示：貢山縣坡度＞25°的需要退耕還林的面積為2 184.78hm2，重點(diǎn)退耕還林的面積為479.31hm2。

GIS；怒江州貢山縣；退耕還林

退耕還林工程是黨中央、國(guó)務(wù)院針對(duì)我國(guó)西部生態(tài)環(huán)境狀況,站在國(guó)家和民族長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的高度,著眼于經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大決策,是實(shí)施西部大開發(fā)的根本和切入點(diǎn)[1]。

然而,退耕還林的耕地在哪兒、如何退?如果這些關(guān)鍵技術(shù)不解決,將對(duì)全面啟動(dòng)的退耕還林工程造成極大的困難,也將在經(jīng)濟(jì)上造成不必要的巨大浪費(fèi)，GIS技術(shù)將有效地解決這些難題。

1 研究區(qū)概況

貢山獨(dú)龍族自治縣地處滇西北怒江大峽谷北段，位于東經(jīng)98°08′～98°56′，北緯27°29′～28° 23′之間，東與云南省德欽、維西兩縣相鄰，南與怒江州福貢縣相鄰，北與西藏自治區(qū)察隅縣接壤，西與緬甸聯(lián)邦毗鄰。全縣轄四鄉(xiāng)一鎮(zhèn)，有茨開鎮(zhèn)、丙中洛鄉(xiāng)、捧打鄉(xiāng)、普拉底鄉(xiāng)、獨(dú)龍江鄉(xiāng)，共1個(gè)鎮(zhèn)、4個(gè)鄉(xiāng)、1個(gè)居委會(huì)、27個(gè)村委會(huì)，縣境內(nèi)居住有獨(dú)龍、怒、藏、傈僳等15個(gè)少數(shù)民族，是一個(gè)多民族聚居區(qū)。

2 退耕還林規(guī)劃方法

根據(jù)國(guó)務(wù)院對(duì)退耕還林工程的規(guī)定：退耕還林的耕地必須是坡度＞25°的耕地，在退耕還林生態(tài)建設(shè)工程中，生態(tài)林比重應(yīng)占 80%以上,經(jīng)濟(jì)林不超過(guò)20%。另外，在退耕還林規(guī)劃的要求中還應(yīng)當(dāng)適當(dāng)考慮集中連片的原則和先易后難的原則。所以，在制定區(qū)域退耕還林規(guī)劃時(shí)，必須要根據(jù)以上要求來(lái)進(jìn)行退耕還林規(guī)劃編制。

我國(guó)《水土保持法》第14條明確規(guī)定“禁止在25°以上坡耕地開墾農(nóng)作物”。從生態(tài)學(xué)角度和可持續(xù)發(fā)展觀點(diǎn)分析坡度＞25°以上坡耕地動(dòng)力和重力作用加大，水流運(yùn)動(dòng)加快，水土流失隨之加重土壤貧瘠，不宜耕作，只宜作為林地[2]。

2.1 退耕還林的具體規(guī)劃原則

1)坡度在25°以上的耕地。

2)區(qū)域內(nèi)退耕還林的耕地以生態(tài)林為主，同時(shí)必須尊重農(nóng)民的意愿及考慮到百姓的經(jīng)濟(jì)收入來(lái)源問(wèn)題，并且還要考慮退耕還林地區(qū)農(nóng)戶的利益和地方的發(fā)展進(jìn)程，可以適當(dāng)種植部分經(jīng)濟(jì)林，但面積要嚴(yán)格控制在 20%以內(nèi)。為了方便百姓對(duì)經(jīng)濟(jì)林的養(yǎng)護(hù)與耕作，經(jīng)濟(jì)林的分布應(yīng)該在居民點(diǎn)周圍[3]。

3)退耕還林的實(shí)施還應(yīng)當(dāng)考慮到集中連片治理原則，結(jié)合區(qū)域單位面積退耕還林比重來(lái)劃分退耕還林重點(diǎn)區(qū)域。這既有利于森林分類經(jīng)營(yíng)，又有利于退耕還林集中治理，科學(xué)劃分退耕還林重點(diǎn)區(qū)域[4]。

4)退耕還林的重要目的之一就是防止和減少水土流失，特別是防止土壤水蝕現(xiàn)象的發(fā)生。所以應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮河流兩側(cè)的需退耕的坡耕地，即明確優(yōu)先河流兩側(cè)的原則。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

根據(jù)退耕還林的要求，充分考慮到數(shù)據(jù)采集的可行性和定量分析的可操作性，確定在退耕還林空間分布的規(guī)劃分析中采用一些主導(dǎo)因素：海拔的高度、坡度、坡向、河流、居民點(diǎn)，本文選用2008年的 1:50 000貢山縣的土地利用現(xiàn)狀圖、等高線、境界、河流等作為數(shù)據(jù)源。

2.3 技術(shù)方法

在 ArcGIS 9.2技術(shù)的支持下，通過(guò)將等高線、土地利用現(xiàn)狀、河流等數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再結(jié)合退耕還林的具體規(guī)劃原則，充分利用空間疊加等分析功能，對(duì)退耕還林的區(qū)域進(jìn)行明確、科學(xué)的劃定。

3 退耕還林?jǐn)?shù)據(jù)分析

3.1 區(qū)域土地利用類型

在退耕還林中，首先要考慮到項(xiàng)目區(qū)的土地利用現(xiàn)狀，這是退耕還林規(guī)劃中最基本的條件，本文提取了 8種土地利用類型，即：耕地、園地、林地、牧草地、居民地、交通用地、水域、未利用地（見表1）。

表1 研究區(qū)各種土地利用類型所占的比例

3.2 區(qū)域土地墾殖指數(shù)分析

土地墾殖指數(shù)亦稱土地墾殖率，指某一地區(qū)的耕地面積占其土地總面積的百分比值。它是反映某一地區(qū)土地資源開發(fā)利用狀況的重要指標(biāo)。貢山縣全縣總土地面積為437954.27hm2，全縣耕地面積為3629.88hm2，占總土地面積的0.82%，本區(qū)域的土地墾殖率為0.82%，雖然本區(qū)域的土地墾殖率低于云南省平均土地墾殖指數(shù)17.76%，但是該地區(qū)山高坡陡，平地極少，生態(tài)環(huán)境脆弱，開發(fā)難度大，所以這是研究區(qū)需要退耕還林的重要原因之一。

3.3 退耕還林區(qū)域的確定

根據(jù)動(dòng)力學(xué)、重力學(xué)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐證明：坡度0°～7°為平緩地，水流運(yùn)動(dòng)較為平緩，水土流失微弱，這是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最為理想的坡度條件；7°～15°為緩坡地，動(dòng)力和重力作用加大水流運(yùn)動(dòng)加快，水土流失隨之加重，但不太強(qiáng)烈，仍是條件較好的農(nóng)業(yè)區(qū)；15°～25°為斜坡度，水土流。

圖1 貢山縣退耕還林區(qū)域（25°～90°）

表2 研究區(qū)耕地坡度分級(jí)表

失更為嚴(yán)重，只能勉強(qiáng)進(jìn)行農(nóng)作，是農(nóng)業(yè)的上限區(qū)；25°～ 90°為陡坡地，侵蝕強(qiáng)烈，水土流失嚴(yán)重，土壤貧瘠，不宜耕作，應(yīng)當(dāng)退耕還林。因此對(duì)研究區(qū)的坡度分為4級(jí)：0°～7°、7°～15°、15°～ 25°、25°～90°。利用土地利用數(shù)據(jù)和坡度、坡向圖疊加分析，根據(jù)提取不同坡度的耕地進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)面積，分為水田和旱地兩類，結(jié)果如表2所示。

從表2得出各個(gè)坡度的分類情況：坡度＞25°的農(nóng)業(yè)用地面積為2184.78hm2，占農(nóng)用地面積的60.18%，即陡坡墾殖率為60.18%。將4個(gè)等級(jí)的耕地坡度圖分類提取出來(lái)，疊加到原始的土地利用類型圖層上，可見區(qū)域退耕還林位置（見圖1）。

3.4 退耕還林的經(jīng)濟(jì)林分布

結(jié)合農(nóng)村的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)狀況，將經(jīng)濟(jì)林分布在居民點(diǎn)附近，便于經(jīng)營(yíng)管理。所以，在本研究中對(duì)已經(jīng)確定的退耕還林土地，以居民點(diǎn)的距離遠(yuǎn)近為重點(diǎn)，確定出經(jīng)濟(jì)林的分布位置。

3.5 居民點(diǎn)緩沖區(qū)分析

在ArcGIS9.2空間分析下BUFFER功能的支持中，村居民點(diǎn)300 m以內(nèi)需要退耕還林面積為274.72 hm2，占全區(qū)退耕還林面積的12.57%。就是說(shuō)，如果經(jīng)濟(jì)林完全分布在距離村居民點(diǎn)300 m范圍內(nèi)，那么經(jīng)濟(jì)林所占比重為12.57%，將低于20%，完全符合退耕的要求。

4 退耕還林次序研究和退耕還林的重點(diǎn)區(qū)域

由于退耕還林整個(gè)工程耗資巨大，牽涉面廣必須對(duì)需要退耕的坡耕地進(jìn)行有計(jì)劃、分步驟地退耕還林。退耕還林的重要目的之一就是防止和減少水土流失，特別是防止土壤水蝕現(xiàn)象的發(fā)生，所以應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮河流兩側(cè)的需退耕的坡耕地（即明確優(yōu)先河流兩側(cè)的原則），在結(jié)合退耕還林的實(shí)施還應(yīng)當(dāng)考慮到集中連片治理原則，結(jié)合區(qū)域單位面積退耕還林比重來(lái)劃分退耕還林重點(diǎn)區(qū)域。因此在河流兩側(cè)一定范圍內(nèi)，利用GIS空間分析工具將河流兩側(cè)的需要退耕還林的面積統(tǒng)計(jì)出來(lái)，劃定需要退耕還林重點(diǎn)區(qū)域。

4.1 河流兩側(cè)緩沖區(qū)分析

利用緩沖區(qū)分析工具對(duì)貢山縣河流數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖區(qū)分析，設(shè)置緩沖區(qū)半徑為100m，即考慮河流的影響范圍是其兩側(cè)各100m的區(qū)域和100m到200m的影響區(qū)域，分別設(shè)定這兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行分析。

4.2 退耕還林重點(diǎn)區(qū)域的確定

河流兩側(cè)緩沖區(qū)分析研究發(fā)現(xiàn)，在河流兩側(cè)100m范圍內(nèi)，需要退耕還林的面積為171.55hm2，占全區(qū)退耕還林面積的7.85%。在河流兩側(cè)100m～200m范圍內(nèi)，需退耕還林的面積為479.31hm2，占全區(qū)退耕還林面積的21.93%。根據(jù)退耕還林的重要目的之一是防止和減少水土流失，所以優(yōu)先考慮河流兩側(cè)的需退耕的耕地，在結(jié)合退耕還林的實(shí)施還需考慮到集中連片治理的原則，結(jié)合區(qū)域單位面積退耕還林比重來(lái)劃定退耕還林的重點(diǎn)區(qū)域，河流兩側(cè)100 m～200 m的范圍內(nèi)面積較大，所以退耕還林的重點(diǎn)區(qū)域?yàn)樵诤恿鲀蓚?cè)100m～200m的范圍內(nèi)，需退耕還林的面積為479.31hm2最終確定退耕還林的重點(diǎn)區(qū)域（見圖2）。

5 結(jié) 語(yǔ)

研究結(jié)果表明，貢山縣坡度＞25°的農(nóng)業(yè)用地面積為2 184.78hm2，也就是需要退耕還林的區(qū)域。在距河流兩側(cè)100 m范圍內(nèi)，需要退耕還林面積為171.55 hm2，占全區(qū)域退耕還林面積的7.85%，在河流兩側(cè)100 m～200m范圍內(nèi)，需要退耕還林的面積為479.31hm2，占全區(qū)域退耕還林面積的 21.93%，在退耕的順序上，應(yīng)根據(jù)面積大小，安排先后退耕，即先退耕河流兩側(cè)100m～200m范圍內(nèi)的耕地。

GIS是多層空間數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析的有效工具，本文運(yùn)用GIS技術(shù)對(duì)怒江州貢山縣退耕還林規(guī)劃進(jìn)行科學(xué)、定量的分析，確定該縣需要退耕還林的面積及空間分布，這一技術(shù)的推廣應(yīng)用，將對(duì)實(shí)施貧困山區(qū)開發(fā)戰(zhàn)略，推動(dòng)全國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有十分重大的意義。同時(shí)運(yùn)用GIS技術(shù)和退耕還林的原則對(duì)退耕還林適宜退耕區(qū)域界定、退耕模式、退耕規(guī)劃制定和實(shí)施進(jìn)行決策分析，提供科學(xué)依據(jù)和先進(jìn)手段將是今后退耕還林工程努力和發(fā)展的方向。

圖2 貢山縣退耕還林重點(diǎn)區(qū)域

[1] 張美華．退耕還林(草)工程理論與實(shí)踐研究[M]．北京：環(huán)境科學(xué)出版社，2005

[2] 葉瓊，劉軍成．ArcGIS技術(shù)在縣域退耕還林決策分析中的運(yùn)用[J]．資源開發(fā)與市場(chǎng)，2009，25(1)：14-16

[3] 張軍，倪紹，祥周躍．GIS技術(shù)支持下的龍川江流域退耕還林規(guī)劃方法[J]．南地理環(huán)境研究，2003，2(15)：32

[4] 梁仁君，林振山．基于GIS的沂蒙山區(qū)退耕還林(草)規(guī)劃方案分析[J]．水土保持研究，2006，1(13)：136-141

[5] 周萬(wàn)村．三峽庫(kù)區(qū)土地自然坡度和高程對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響[J]．長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2001，1(10)：15-21

Application of GIS to Converting Cultivated Land to Forest in Gong shan,Nu jiang

by Song Qiaoying

Reforest the cultivated land is one of the essential project for protecting the ecological environment as well as soil and water conservation.At the same time,it's an important way to improve ecologicalenvironment and promote sustainable economic development in the region.The states social and economic development was restricted by the remote terrain,natural and manmade factors and eco-environmental degradation of the.By using GIS technology,combined with the principle of converting cultivated land to forest and with the research method of spatial analysis,this paper did overlay analysis for data, such as land use,slope,river and so on.It resulted in acquiring the areas of converting cultivated land to for est and investigating its timing and Forest distribution.At last deter mine the key area of converting cultivated land to forest. An investigation showed that need the areas of2184.78 hm2 for converting cultivated land to forest above 25 of slope in gongshan,and the scope of the key area of Converting Cultivated Land To Forest is 479.31hm2.

GIS,Gongshan County Nujiang,converting cultivated land to forest（Page:100）

P208

B

1672-4623(2011)01-0100-03

2010-08-02

項(xiàng)目來(lái)源：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目 (40761019)；云南省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（2008ZC005M）；云南大學(xué)理（工）科校級(jí)科研基金資助項(xiàng)目（2008YB023）。

宋橋英，學(xué)士，主要從事地理信息系統(tǒng)工作。