李 滿，潘姿妮，韋建波

(廣西壯族自治區(qū)林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)院，廣西南寧 530011)

林地是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性自然資源，是林業(yè)發(fā)展最重要的生產(chǎn)資料，林地保護(hù)事關(guān)國(guó)土生態(tài)安全和人類共同危機(jī)[1]。林地為人類存在提供了良好的環(huán)境，同時(shí)，又為人類提供了木材和其他林、副、特產(chǎn)品等必需的生活資料。隨著生態(tài)建設(shè)越來(lái)越受到重視，林業(yè)發(fā)展迎來(lái)了很大的發(fā)展機(jī)遇，適地適樹(shù)、精準(zhǔn)造林，最大限度地提高造林成活率，做大做強(qiáng)精準(zhǔn)林業(yè)是林業(yè)順利發(fā)展的重要前提，而立地條件的精準(zhǔn)評(píng)價(jià)成為精準(zhǔn)林業(yè)的前提條件。林地質(zhì)量等級(jí)劃分不僅能夠?yàn)榭茖W(xué)確定林地的生產(chǎn)能力提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，而且通過(guò)研究林地的質(zhì)量及其分布狀況，能夠?yàn)榱值乇Ｗo(hù)利用規(guī)劃提供依據(jù)。目前，國(guó)內(nèi)外林地質(zhì)量評(píng)價(jià)方法很多，主要有立地指數(shù)導(dǎo)向曲線法、專家打分法等，也有部分研究應(yīng)用3S技術(shù)進(jìn)行林地質(zhì)量評(píng)價(jià)，但相關(guān)研究比較少，研究方法的應(yīng)用仍不廣泛[1-2]。應(yīng)用3S技術(shù)進(jìn)行林地質(zhì)量評(píng)價(jià)能夠減少前期工作量，提高立地評(píng)價(jià)效率，是立地評(píng)價(jià)的主要方法之一。林地質(zhì)量等級(jí)的科學(xué)評(píng)定有利于合理地進(jìn)行林地利用規(guī)劃，科學(xué)地進(jìn)行林地結(jié)構(gòu)的改造，對(duì)于林業(yè)生產(chǎn)發(fā)展具有十分重要的作用和意義[3]。

在通常的林業(yè)生產(chǎn)工作中，林地質(zhì)量評(píng)價(jià)的方法主要有2種：一種是以森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查結(jié)果中的小班數(shù)據(jù)為評(píng)價(jià)的統(tǒng)計(jì)單位，也就是基于小班矢量數(shù)據(jù)的林地質(zhì)量評(píng)價(jià)方法；另一種是從優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的生長(zhǎng)狀況研究林地質(zhì)量。其中以小班為評(píng)價(jià)單位的評(píng)價(jià)方法具有以下缺點(diǎn)：①評(píng)價(jià)的統(tǒng)計(jì)精度過(guò)大。以廣西百色市右江區(qū)為例，該區(qū)共有林地371 964.2 hm2，小班總數(shù)量為98 481個(gè)，平均每個(gè)小班面積3.8 hm2，相當(dāng)于30 m分辨率的柵格數(shù)據(jù)的42個(gè)像元。過(guò)粗的統(tǒng)計(jì)精度對(duì)于林地質(zhì)量的評(píng)價(jià)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生一定的影響。②依據(jù)森林資源調(diào)查劃分的小班并不適合進(jìn)行林地質(zhì)量評(píng)價(jià)。森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查中的小班劃分條件是以森林資源調(diào)查與經(jīng)營(yíng)管理的需要為主要依據(jù)，并未考慮林地質(zhì)量評(píng)價(jià)中的立地條件因素，如坡度、坡向、坡位以及交通區(qū)位等。結(jié)果劃分的小班中每一個(gè)小班不管其面積多大，覆蓋范圍多廣，形狀各異，立地條件如何，其小班的立地屬性均取唯一值，基于小班而進(jìn)行的林地質(zhì)量評(píng)價(jià)就會(huì)與林地的實(shí)際立地條件產(chǎn)生很大的誤差。③小班劃分的精度難以保證。在通常的林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中，記錄每一小班的屬性時(shí)大多以人眼所見(jiàn)為準(zhǔn)，從而造成比較大的誤差，比如立地主要影響因素的坡度、坡向、交通區(qū)位等不能夠精確得到，一般都是估計(jì)值，人為因素影響了立地質(zhì)量的評(píng)價(jià)結(jié)果。而以優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的生長(zhǎng)狀況研究林地質(zhì)量也有其不足之處：①該方法往往需要數(shù)十年的時(shí)間才能得到優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的相關(guān)數(shù)據(jù)；②某區(qū)域的優(yōu)勢(shì)樹(shù)種生長(zhǎng)情況并不能反映林地的立地條件；③從優(yōu)勢(shì)樹(shù)種生長(zhǎng)狀況研究林地質(zhì)量，增加了質(zhì)量評(píng)定的復(fù)雜性與不可比性，評(píng)定過(guò)程也比較費(fèi)時(shí)。綜合考慮以上2種方法的缺點(diǎn)，筆者以右江區(qū)為例，研究如何利用柵格像元數(shù)據(jù)方法快速科學(xué)地評(píng)價(jià)林地質(zhì)量，為林業(yè)生產(chǎn)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

右江區(qū)位于廣西壯族自治區(qū)西部，地處106°07′～106°56′E，23°33′～24°18′N，東南接田陽(yáng)，西南鄰德保、靖西，西與云南毗鄰，西北與田林接壤，東北是巴馬，北部與凌云縣交界。東西最大橫距84 km，南北最大縱距82 km，右江區(qū)土地總面積3 713 km2，城區(qū)有右江與澄碧河穿城而過(guò)。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1數(shù)據(jù)來(lái)源研究所用數(shù)據(jù)為2009年右江區(qū)森林資源調(diào)查結(jié)果數(shù)據(jù)、2009年土壤調(diào)查成果數(shù)據(jù)和右江區(qū)30 m分辨率的DEM數(shù)據(jù)。

2.2研究方法

2.2.1評(píng)價(jià)指標(biāo)。林地質(zhì)量受到自然環(huán)境條件和社會(huì)條件的雙重影響，在此，綜合考慮了兩方面的相關(guān)因素，為快速評(píng)價(jià)林地質(zhì)量，筆者選取土層厚度、土壤類型、坡度、坡向、坡位和交通區(qū)位六大因素作為林地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)[4-8]。

2.2.2評(píng)價(jià)方法。根據(jù)前述林地質(zhì)量評(píng)定因子，按公式(1)計(jì)算林地質(zhì)量綜合評(píng)分值。

(1)

式中，EEQ為林地質(zhì)量綜合評(píng)分值；Vi為各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)分值；Wi為因子的權(quán)重。各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)分按Ⅰ級(jí)賦值為1，Ⅱ級(jí)賦值為2，Ⅲ級(jí)賦值為3，Ⅳ級(jí)賦值為4，Ⅴ級(jí)賦值為5來(lái)進(jìn)行。

根據(jù)林地質(zhì)量綜合評(píng)分值，將林地劃分為5個(gè)等級(jí)，即Ⅰ級(jí)(1≤分值<2)、Ⅱ級(jí)(2≤分值<3)、Ⅲ級(jí)(3≤分值<4)、Ⅳ級(jí)(4≤分值<5)和Ⅴ級(jí)(分值≥5)，詳見(jiàn)表1。

表1 相關(guān)因子數(shù)量化等級(jí)值

2.2.3數(shù)據(jù)處理流程?；跂鸥駟卧值刭|(zhì)量評(píng)價(jià)的核心是評(píng)價(jià)指數(shù)的柵格化數(shù)據(jù)的獲取。首先以DEM柵格數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分別通過(guò)水文分析和坡度坡向分析獲取研究區(qū)坡度、坡向柵格數(shù)據(jù)，山脊、山谷與平地矢量數(shù)據(jù)，并以山脊、山谷與平地矢量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò)距離分析獲取坡位柵格數(shù)據(jù)；其次，以DEM為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分別通過(guò)坡度分析、坡向分析和高程分級(jí)，獲得區(qū)域的坡度、坡向和海拔分級(jí)因子；再次，以土壤類型圖調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如為矢量數(shù)據(jù)則柵格化，分別獲取土壤土層厚度柵格數(shù)據(jù)和土壤腐殖質(zhì)層厚度柵格數(shù)據(jù)；最后，依據(jù)公式(1)獲得林地質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果圖，數(shù)據(jù)處理流程見(jiàn)圖1。

2.2.4研究方法。首先，根據(jù)2009年右江區(qū)森林資源調(diào)查結(jié)果數(shù)據(jù)和2009年土壤調(diào)查成果數(shù)據(jù)，獲取每個(gè)小班的評(píng)價(jià)指標(biāo)，并依據(jù)評(píng)價(jià)方法計(jì)算每一小班的林地質(zhì)量等級(jí)。其次，以2009年土壤調(diào)查成果數(shù)據(jù)和右江區(qū)30 m分辨率的DEM數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，利用GIS技術(shù)中的空間分析方法，以圖1所示流程分別獲取每一柵格單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)，并依據(jù)上述評(píng)價(jià)方法評(píng)定每一柵格單元的質(zhì)量等級(jí)。最后，通過(guò)空間對(duì)比和統(tǒng)計(jì)分析，研究2種評(píng)定方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

3 結(jié)果與分析

圖1 數(shù)據(jù)處理流程Fig.1 Data processing flow

3.1基于柵格單元的林地質(zhì)量等級(jí)分布由表2可知，右江區(qū) Ⅰ 級(jí)林地9 143.6 hm2，占2.46%；Ⅱ 級(jí)林地203 878.7 hm2，占54.88%；Ⅲ 級(jí)林地126 000.6 hm2，占33.92%；Ⅳ 級(jí)林地32 418.0 hm2,占8.73%，呈現(xiàn)出林地質(zhì)量主要分布在 Ⅱ、Ⅲ 級(jí)的近正態(tài)分布。在空間分布上，Ⅰ 級(jí)林地主要分布在交通條件較好的平地、谷地兩側(cè)和下坡林地，呈塊狀、條帶狀分布；Ⅱ 級(jí)林地主要分布在交通條件比較差的谷地、下坡林地和交通條件較好的中、上坡林地；Ⅲ 級(jí)林地主要分布在交通條件較差的中、上坡林地，以及距離交通道路和居民點(diǎn)較近的脊部林地；Ⅳ 級(jí)林地主要分布在地勢(shì)陡峭的林地、交通條件較差的脊部林地，與實(shí)際情況比較接近(圖2)。

表2 右江區(qū)基于柵格單元的林地質(zhì)量等級(jí)分布

圖2 右江區(qū)基于柵格單元的林地質(zhì)量等級(jí)分布Fig.2 Grade distribution of woodland quality based on raster cells in Youjiang Region

3.2基于小班矢量數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)的林地質(zhì)量等級(jí)分布為了比較基于柵格單元評(píng)價(jià)方法與基于小班矢量數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)方法的優(yōu)劣性，筆者也以相同的評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)以小班為調(diào)查單元的矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行林地質(zhì)量評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表3和圖3。結(jié)果表明，Ⅰ級(jí)林地減少許多，平地、谷地兩側(cè)的林地質(zhì)量評(píng)價(jià)等級(jí)明顯偏低，不再呈現(xiàn)出實(shí)際情況的沿河谷平原呈帶狀分布；小班矢量數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果Ⅲ級(jí)林地相對(duì)柵格單元評(píng)價(jià)結(jié)果Ⅲ級(jí)林地范圍更大。

圖3 右江區(qū)基于小班矢量數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)的林地質(zhì)量等級(jí)分布Fig.3 Grade distribution of woodland quality based on vector plaques data in Youjiang Region

統(tǒng)計(jì)單位StatisticalAunit合計(jì)Totalhm2Ⅰ級(jí)面積Areahm2比例Propor?tion∥%Ⅱ級(jí)面積Areahm2比例Propor?tion∥%Ⅲ級(jí)面積Areahm2比例Propor?tion∥%Ⅳ級(jí)面積Areahm2比例Propor?tion∥%龍景街道LongjingStreet29284．03197．910．9226054．788．9731．40．1100永樂(lè)鄉(xiāng)YongleTownship32830．03785．211．5328994．088．3244．60．146．20．02汪甸鄉(xiāng)WangdianTownship54105．62436．04．5049262．491．052378．74．4028．40．05陽(yáng)圩鎮(zhèn)YangweiTown63675．54464．47．0156842．989．272339．03．6729．20．05大楞鄉(xiāng)DalengTownship63238．65079．08．0354278．685．833763．75．95117．40．19泮水鄉(xiāng)PanshuiTownship24551．51114．04．5421061．485．782360．79．6215．40．06四塘鎮(zhèn)SitangTown36745．35583．615．2030991．284．34160．10．4410．40．03龍川鎮(zhèn)LongchuanTown40328．72745．76．8136586．190．72943．22．3453．70．13百城街道BaichengStreet4679．4519．211．104003．885．56149．93．206．40．14百林林場(chǎng)BailinForestFarm11409．1640．35．619654．884．621114．09．7600林科所InstituteofForestryScience2083．2104．45．011721．482．63253．412．164．10．19陽(yáng)圩農(nóng)場(chǎng)YangweiFarm5555．3268．34．835060．891．10226．34．0700百色監(jiān)獄BaisePrison3475．9293．98．452525．372．65656．718．8900合計(jì)Total371962．130231．88．13327037．487．9214421．83．88271．10．07

4 討論

通過(guò)比較，發(fā)現(xiàn)2種評(píng)價(jià)結(jié)果存在比較大的差異。與柵格單元方法相比，小班矢量數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)方法評(píng)定結(jié)果與實(shí)際相比偏差比較大。通過(guò)比較評(píng)價(jià)因子，發(fā)現(xiàn)人為目視調(diào)查的坡度、坡向、坡位與通過(guò)GIS空間分析的結(jié)果相差較大，究其原因，一是認(rèn)為目視調(diào)查對(duì)坡度、坡向的判斷具有相對(duì)隨意性，精確性較差，二是評(píng)價(jià)單元大小精度不一樣，小班矢量數(shù)據(jù)相對(duì)柵格像元而言經(jīng)過(guò)了一定程度的概括，精度相對(duì)降低；而坡位數(shù)據(jù)的差異主要是由于有部分小班跨越不同的坡位，在坡位的取舍上存在不確定因素，降低了評(píng)價(jià)因子的精度，因而造成了坡位評(píng)價(jià)因子在2種方法上的不同；而在交通區(qū)位上認(rèn)為判斷也存在一定程度的誤差。

總之，基于柵格單元的林地質(zhì)量評(píng)定方法比基于小班矢量數(shù)據(jù)的評(píng)定方法更加科學(xué)、準(zhǔn)確、精確、高效，統(tǒng)計(jì)結(jié)果更加接近正態(tài)分布，而且減少了許多外業(yè)工作量，但其在數(shù)據(jù)

處理上，尤其是在坡位數(shù)據(jù)的提取上計(jì)算數(shù)據(jù)量更大，耗時(shí)相對(duì)較多，而且對(duì)計(jì)算機(jī)的要求也相對(duì)更高。

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