裴俊華

(甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741020)

1 研究區(qū)概況

華夏第一縣甘谷縣位于甘肅省東南部，天水市西北部，渭河上游。地處東經(jīng)104°58′～105°31′，北緯34°31′～35°03′之間?？h境內(nèi)地表形態(tài)主要為山地、丘陵、河谷，渭河自西向東橫貫全境，中部為斷陷河谷，地勢(shì)平坦；南部為秦嶺山脈西延石質(zhì)山區(qū)，海拔較高；北部為六盤(pán)山余脈黃土梁峁溝壑區(qū)，山勢(shì)較低。全縣平均海拔1 972 m，最低1 228 m，最高2 716 m，相對(duì)高差1 488 m。甘谷縣屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，光照充足，雨量偏少，夏無(wú)酷暑，冬無(wú)嚴(yán)寒。2016年平均氣溫12.6℃，其中極端高溫36.9℃，極端低溫-14.9℃。全年降水量365.6 mm，但分布極不均勻，一至三月雨量偏少，七至九月降水較多。全年日照2 055.2 h，無(wú)霜期215天左右。截至2018年末，全縣轄 15個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn) 405 個(gè)行政村，總?cè)丝?2.904萬(wàn)，總面積1 582.016 km2[1]。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源及分析

本研究數(shù)據(jù)來(lái)源于甘谷縣2018年度土地利用現(xiàn)狀變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)和文獻(xiàn)《甘谷年鑒(2018)》[2]，其中，林地(包含林地、灌木林地和其它林地三類)面積207.908 km2，圖斑2 186個(gè)；村鎮(zhèn)(包含村莊和建制鎮(zhèn))面積100.878 km2，圖斑4 016個(gè)；全縣總?cè)丝?2.904萬(wàn)。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口、林地及村鎮(zhèn)統(tǒng)計(jì)如表1所示，空間分布如圖1所示。

表1 甘谷縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口、林地及村鎮(zhèn)統(tǒng)計(jì) (面積：km2)

圖1 甘谷縣林地及村鎮(zhèn)空間分布

圖2 影響力值點(diǎn)密度分布

通過(guò)對(duì)表1數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單運(yùn)算可知：全縣森林覆蓋率為13.14%，略低于甘肅省的13.77%[3]，遠(yuǎn)低于全國(guó)的22.08%[4]，一方面反映了甘谷縣森林資源匱乏，這與全縣土地面積少，人口多，氣候相對(duì)干旱有關(guān)，但另一方面，第二次土地利用現(xiàn)狀調(diào)查時(shí)，由于林業(yè)與國(guó)土部門(mén)對(duì)林地的界定標(biāo)準(zhǔn)不一,導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)結(jié)果也存在一定差異，甚至很大，如福建省福安市，林業(yè)與國(guó)土兩者的面積比例約為4.58:1[5]。從各鄉(xiāng)鎮(zhèn)來(lái)看：森林覆蓋率高于10%的占7個(gè)，低于5%的占5個(gè)，介于兩者之間的占3個(gè)，前三的分別為：武家河鄉(xiāng)63.67%、古坡鄉(xiāng)19.35%、大像山鎮(zhèn)13.73%；后三的分別為：金山鄉(xiāng)2.24%、新興鎮(zhèn)2.34%、安遠(yuǎn)鎮(zhèn)2.64%，除武家河鄉(xiāng)外，其余均低于全國(guó)水平。

從人均林地面積來(lái)看：全縣人均333.33 m2，武家河鄉(xiāng)、古坡鄉(xiāng)分別為5 920 m2和1 373.33 m2，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)人均都小于666.67 m2，最少的新興鎮(zhèn)和金山鄉(xiāng)僅為26.67 m2和60 m2?？傮w上人均林地面積少。

從圖斑的破碎程度看：全縣51 766.67 m2/圖斑，前三的為磐安鎮(zhèn)、古坡鄉(xiāng)和武家河鄉(xiāng)，每圖斑面積分別為：62 760 m2、152 620 m2和691 280 m2，后三的為新興鎮(zhèn)、金山鄉(xiāng)和八里灣鄉(xiāng)，分別為6 793.33 m2、7 240 m2和11 300 m2?？傮w上圖斑林地面積不大，分布較分散且破碎。

從林地與村鎮(zhèn)面積比例來(lái)看：全縣為2.06，超過(guò)1.00的鄉(xiāng)鎮(zhèn)8個(gè)，前三分別為武家河鄉(xiāng)43.64、古坡鄉(xiāng)11.17、禮辛鄉(xiāng)2.94，后三分別為新興鎮(zhèn)0.19、金山鄉(xiāng)0.29、安遠(yuǎn)鎮(zhèn)0.43，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)比例不高且不均，呈南高，西北、東北次之，中部小的狀態(tài)。

2.2 研究方法

在康維斯(Converse.P.D,1949)“斷列點(diǎn)”公式[6]，即兩城市引力計(jì)算模型的基礎(chǔ)上，綜合考慮林地類型、林地圖斑面積、村鎮(zhèn)圖斑質(zhì)心到林地圖斑質(zhì)心距離、鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口、村鎮(zhèn)數(shù)量等因素，計(jì)算全縣林地資源對(duì)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的影響力值。具體方法為：

(1)在ArcMap10.2中，導(dǎo)入“地類圖斑.shp”數(shù)據(jù)，打開(kāi)屬性表，新建保存X坐標(biāo)值和Y坐標(biāo)值兩個(gè)字段，并計(jì)算出每個(gè)林地和村鎮(zhèn)圖斑的質(zhì)心坐標(biāo)。

(2)利用公式(1)計(jì)算出所有林地圖斑對(duì)每個(gè)村鎮(zhèn)圖斑的影響值。

(1)

式中，K為常數(shù)：有林地取0.5，灌木林地取0.3，其它林地取0.2；Si為林地圖斑面積，單位m2；Dij為林地圖斑與村鎮(zhèn)圖斑質(zhì)心之間的距離，單位m。

需要說(shuō)明的是：K值是根據(jù)第二次全國(guó)土地調(diào)查土地利用分類中對(duì)不同林地類型的定義進(jìn)行主觀取值的。即有林地是指樹(shù)木郁閉度≥0.2的喬木林地，包括紅樹(shù)林地和竹林地； 灌木林地是指灌木覆蓋度≥40%的林地；其它林地是指疏林地(指樹(shù)木郁閉度≥0.1、<0.2的林地)、未成林地、跡地、苗圃等林地。

(3)對(duì)計(jì)算出的Fij按鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行匯總，求出每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的F值。

(4)每鄉(xiāng)鎮(zhèn)的匯總值F除以鄉(xiāng)鎮(zhèn)村鎮(zhèn)圖斑數(shù)，再除以鄉(xiāng)鎮(zhèn)總?cè)丝跀?shù)，求出每鄉(xiāng)鎮(zhèn)的人均值，本文稱為林地資源影響力值，其值越大，則全縣林地資源空間分布對(duì)該鄉(xiāng)鎮(zhèn)的影響越大，對(duì)村鎮(zhèn)的貢獻(xiàn)越大，環(huán)境越好，反之則差。

林地資源影響力值計(jì)算技術(shù)流程如圖3所示。

圖3 林地資源影響力值計(jì)算技術(shù)流程

3 數(shù)據(jù)分析

基于ArcGIS平臺(tái)數(shù)據(jù)，借助Microsoft Excel 2016，通過(guò)對(duì)林地和鄉(xiāng)鎮(zhèn)*.dfb文件中相關(guān)數(shù)據(jù)的處理，最終得到每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的影響力值，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人均影響力值從大到小依次為：古坡鄉(xiāng)：1 052.19 ；武家河鄉(xiāng)：426.50；禮辛鄉(xiāng)：268.39；西坪鄉(xiāng)：144.99；大莊鄉(xiāng)：137.32；白家灣鄉(xiāng)：125.91；謝家灣鄉(xiāng)：82.50；八里灣鄉(xiāng)：75.56；磐安鎮(zhèn)：53.61；六峰鎮(zhèn)：43.77；大石鄉(xiāng)：43.02；安遠(yuǎn)鎮(zhèn)：27.19；金山鄉(xiāng)：25.15；大像山鎮(zhèn)：24.43；新興鎮(zhèn)：11.28。全縣林地資源對(duì)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人均影響力值點(diǎn)密度分布如圖2所示。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)林地覆蓋率與林地資源影響力值統(tǒng)計(jì)如表2所示，對(duì)比關(guān)系如圖4所示。

圖4 各鄉(xiāng)鎮(zhèn)森林覆蓋率與林地資源影響力關(guān)系圖

表2 各鄉(xiāng)鎮(zhèn)林地覆蓋率與林地資源影響力值統(tǒng)計(jì)

從圖2可以直觀的看出，新興鎮(zhèn)、大像山鎮(zhèn)、金山鄉(xiāng)、安遠(yuǎn)鎮(zhèn)、大石鄉(xiāng)、六峰鎮(zhèn)的人均影響力值小，在50以下，說(shuō)明本鄉(xiāng)鎮(zhèn)林地資源少，人口數(shù)量相對(duì)多，且全縣其它鄉(xiāng)鎮(zhèn)的林地資源對(duì)以上鄉(xiāng)鎮(zhèn)的影響力也小，應(yīng)加強(qiáng)植樹(shù)造林，改善生態(tài)環(huán)境。從圖3可以看出，除大像山鎮(zhèn)、武家河鄉(xiāng)、古坡鄉(xiāng)、禮辛鄉(xiāng)林地覆蓋率與人均影響力值之間稍有差異外，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)均同步變化，呈正比關(guān)系，這說(shuō)明了使用森林資源影響力值來(lái)衡量全縣森林資源空間分布對(duì)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的影響具有一定的參考意義。

4 結(jié)論與建議

隨著生活水平的提高，人們對(duì)空氣質(zhì)量的要求越來(lái)越高，由于森林具有制造氧氣、凈化空氣、過(guò)濾塵埃、殺滅細(xì)菌、消除噪聲、調(diào)節(jié)氣候等作用，因此常將森林覆蓋率作為反映一個(gè)國(guó)家或地區(qū)森林面積占有情況或森林資源的豐富程度和生態(tài)平衡狀況的重要指標(biāo)[7]，但該指標(biāo)僅僅反映了該地區(qū)林地占有的比率，沒(méi)有顧及林地和村莊的空間分布、林地種類、人口等因素，基于此，作者參照兩城市引力計(jì)算模型，提出了計(jì)算林地資源影響力值的方法步驟，通過(guò)對(duì)甘谷縣15個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，提出以下結(jié)論和建議：

(1)提出的林地資源影響力是在全縣范圍內(nèi)計(jì)算林地資源空間分布對(duì)村莊的影響，其值較客觀地反映出對(duì)人們居住環(huán)境的影響程度，較森林覆蓋率或林地占有率內(nèi)涵更加豐富。

(2)通過(guò)與鄉(xiāng)鎮(zhèn)林地覆蓋率的對(duì)比分析可知，在數(shù)據(jù)值上基本呈一致性，這也從側(cè)面反映了林地資源影響力作為衡量全縣林地資源對(duì)村莊的影響指標(biāo)是可靠的、真實(shí)客觀的。

(3)建議將采集到的能反映各鄉(xiāng)鎮(zhèn)空氣質(zhì)量指標(biāo)值與林地資源影響力進(jìn)行相關(guān)性研究，進(jìn)一步完善林地資源影響力計(jì)算模型，同時(shí)，對(duì)其值大小表示的內(nèi)涵也進(jìn)行相關(guān)研究，形成量化指標(biāo)體系。