亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于主成分分析與聚類分析的森林質(zhì)量評價
        ——以廣西國有博白林場為例

        2022-11-07 01:50:40黃莉雅黃俊才廖南燕彭志鋒
        廣西林業(yè)科學(xué) 2022年4期
        關(guān)鍵詞:評價質(zhì)量

        黃莉雅,黃俊才,廖南燕,劉 菲,蔣 燚,羅 敦,彭志鋒,梁 晨,陳 生

        (1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院 國家林業(yè)和草原局中南速生材繁育重點實驗室,廣西南寧 530002;2.廣西壯族自治區(qū)國有博白林場,廣西玉林 537600;3.廣西防城金花茶國家級自然保護區(qū),廣西防城港 538021)

        習(xí)近平總書記強調(diào)“森林是陸地生態(tài)的主體,是國家、民族最大的生存資本,是人類生存的根基,關(guān)系生存安全、淡水安全、國土安全、物種安全、氣候安全和國家外交大局”。森林關(guān)系國家生態(tài)安全,要著力提高森林質(zhì)量,堅持保護優(yōu)先、自然恢復(fù)為主,堅持?jǐn)?shù)量和質(zhì)量并重、質(zhì)量優(yōu)先,實施森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升工程。目前,我國林業(yè)已進入林業(yè)高質(zhì)量發(fā)展關(guān)鍵階段,加強森林經(jīng)營,提高林地生產(chǎn)力和生態(tài)服務(wù)功能,已成為建設(shè)生態(tài)文明、發(fā)展現(xiàn)代林業(yè)、推動科學(xué)發(fā)展的時代要求[1]。準(zhǔn)確有效的森林資源質(zhì)量評價可對一個區(qū)域的森林經(jīng)營現(xiàn)狀和可持續(xù)經(jīng)營目標(biāo)做出科學(xué)評估,繼而采取適當(dāng)?shù)慕?jīng)營技術(shù)及手段,對于森林經(jīng)營有極其重要的意義[2]。目前,在森林質(zhì)量綜合評價方法中,專家會議法和Delphi 法[3]、因子分析法[4-5]、層次分析法和物元分析法[6]及模糊評價法[7]等應(yīng)用較廣泛。

        本研究以廣西國有博白林場2019年二類調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),運用主成分分析法,篩選森林質(zhì)量評價指標(biāo),確定各指標(biāo)權(quán)重,對森林質(zhì)量進行綜合評價,構(gòu)建森林質(zhì)量評價指標(biāo)體系,并采用聚類分析法對全場森林質(zhì)量進行質(zhì)量等級劃分,以期得到合理有效的廣西國有博白林場森林質(zhì)量狀況綜合評價。

        1 材料與方法

        1.1 研究區(qū)域概況

        廣西國有博白林場(109°38′~110°17′E,21°39′~22°30′N)位于廣西玉林市博白縣。林場屬低山、丘陵和臺地交錯地形,場內(nèi)小山脈盤行崛起,地形較為復(fù)雜;屬北熱帶向南亞熱帶過渡的季風(fēng)氣候,光熱豐富,年均氣溫21.9 ℃,全年積溫80 819 ℃,年均降水量1 756.2 mm,年均日照時長1 778.3 h,夏長冬短,水熱條件優(yōu)越,適宜各種林木,尤其是大葉桉(Eucalyptus robusta)、相思(Acacia confusa)等速生樹種生長;土壤以赤紅壤為主,以中、厚土層居多,排水良好,肥力中等。森林面積20 075.49 hm2,森林覆蓋率88.3%,活立木總蓄積114 008 7 m3。原生植被為季風(fēng)常綠闊葉林,現(xiàn)存植被以人工林為主,主要樹種有馬尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、濕地松(Pinus elliottii)、大葉桉(Eucalyptus robusta)和火力楠(Michelia macclurei)等。

        1.2 研究材料

        研究材料來源于廣西國有博白林場2019年森林資源二類調(diào)查成果中的喬木林小班數(shù)據(jù),包含9個營林分場,8 392個區(qū)劃小班。

        1.3 研究方法

        1.3.1 指標(biāo)選擇與分類

        數(shù)據(jù)量化處理是進行量化分析和評價的基礎(chǔ)。選取二類調(diào)查初始指標(biāo)平均樹高、平均胸徑、公頃蓄積、齡組、土層厚度、林地質(zhì)量等級、群落結(jié)構(gòu)和樹種結(jié)構(gòu)類型8 項指標(biāo),并在此基礎(chǔ)上通過計算增加樹高年生長量、胸徑年生長量、優(yōu)勢高年生長量和公頃蓄積年生長量4 項指標(biāo),共12 項指標(biāo)。其中,平均樹高、平均胸徑、公頃蓄積、齡組、土層厚度、林地質(zhì)量等級、樹高年生長量、胸徑年生長量、優(yōu)勢高年生長量和公頃蓄積年生長量為“定量型”指標(biāo),即以數(shù)值形式進行記錄或表達的指標(biāo);群落結(jié)構(gòu)和樹種結(jié)構(gòu)類型為“定性型”指標(biāo),即以文字形式進行記錄或表達的指標(biāo)。采用等距賦值法將指標(biāo)轉(zhuǎn)化為數(shù)值(表1)。

        表1 定性指標(biāo)轉(zhuǎn)化參考標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Reference standards for qualitative index transformation

        1.3.2 主成分分析

        主成分分析法是通過降維技術(shù)把多個變量化為少數(shù)幾個主成分(綜合變量)的統(tǒng)計分析方法[8]。本研究遵循有針對性、可操作性、有代表性、相對獨立性、有可比性和整體性等原則選擇若干項指標(biāo),運用主成分分析法進行森林質(zhì)量評價指標(biāo)體系構(gòu)建。第1步,進行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理,即將數(shù)據(jù)統(tǒng)一映射到[0,1]區(qū)間上,使不同單位或量級的指標(biāo)數(shù)據(jù)以無量綱的純數(shù)值形式參與比較和評價(表2)。第2步,通過KMO 和Bartlett 球形度檢驗驗證數(shù)據(jù)是否合適進行主成分分析并檢驗分析指標(biāo)間存在的相關(guān)關(guān)系。一般來說KMO 值越接近1,說明指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系越強,大于0.6 即可認(rèn)為數(shù)據(jù)適合進行主成分分析;Bartlett 球形度檢驗顯著性小于0.05 時,說明指標(biāo)間存在相關(guān)關(guān)系。本研究中,KMO 值=0.759(大于0.5),基礎(chǔ)數(shù)據(jù)滿足主成分分析的前提需要;Bartlett 球形度檢驗的P<0.05,說明各指標(biāo)間存在顯著相關(guān)性,適宜進行主成分分析。第3步,計算各主成分特征值、方差貢獻率和累計方差貢獻率及主成分的特征值和特征向量。第4 步,確定各主成分方程表達式,利用各主成分及其方差貢獻率構(gòu)建森林質(zhì)量綜合評價函數(shù),計算得分。

        表2 評價指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化公式Tab.2 Normalization formulas of evaluation indexes

        1.3.3 聚類分析

        聚類分析是一種將研究對象分為相對同質(zhì)的群組的統(tǒng)計分析技術(shù)。常見的聚類分析方法有系統(tǒng)聚類法、模糊聚類法、動態(tài)聚類法和K-Means 聚類法[9]等。在對大規(guī)模數(shù)據(jù)集進行聚類分析時,KMeans 聚類法算法聚類較高效且聚類效果較好。本研究采用K-Means 聚類法對森林質(zhì)量進行聚類分析,劃分森林質(zhì)量等級。

        1.4 數(shù)據(jù)處理

        采用Excel 軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析;采用SPSS 26.0軟件對數(shù)據(jù)進行主成分分析和聚類分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 主成分提取

        共提取出4 個特征值大于1 的主成分,特征值分別為4.306、3.597、1.600 和1.185(表3)。選取的12 項指標(biāo)對應(yīng)的共同度值(提取度)均高于0.8,說明指標(biāo)項與主成分有較強的對應(yīng)關(guān)系,所有指標(biāo)的信息提取均較充分。經(jīng)旋轉(zhuǎn)處理,4 個主成分累計貢獻率為89.064%,已達到85%以上,說明這4 個主成分保留了原始數(shù)據(jù)近90%的信息,基本可以反映全部指標(biāo)包含的絕大部分信息,也充分說明了這4個主成分可作為森林質(zhì)量評價的代表。

        表3 各主成分的特征值Tab.3 Eigenvalues of each principal component

        旋轉(zhuǎn)后載荷矩陣中的數(shù)值為公因子與原始變量的相關(guān)系數(shù),絕對值越大,說明關(guān)系越密切,相關(guān)性越高。第1主成分載荷值明顯高于其他項的指標(biāo)包括平均樹高、平均胸徑、公頃蓄積和齡組,這4 項指標(biāo)主要反映林木生長的信息,可定義為“林木生長因子”;第2主成分具有較高載荷的指標(biāo)包括樹高年生長量、胸徑年生長量、優(yōu)勢高年生長量和公頃蓄積年生長量,這4 項指標(biāo)主要反映森林生長的信息,可定義為“森林生長因子”;第3主成分具有較高載荷的指標(biāo)包括土層厚度和林地質(zhì)量等級,這2 項指標(biāo)主要反映立地質(zhì)量的信息,可定義為“立地質(zhì)量因子”;第4主成分具有較高載荷的指標(biāo)包括群落結(jié)構(gòu)和樹種結(jié)構(gòu)類型,這2 項指標(biāo)主要反映林木結(jié)構(gòu)的信息,可定義為“林木結(jié)構(gòu)因子”。由此推知,4個主成分分別從林木生長、森林生長力、立地質(zhì)量和林木結(jié)構(gòu)4個方面反映森林質(zhì)量情況(表4)。

        表4 旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣Tab.4 Rotated component matrix

        2.2 權(quán)重計算和最終指標(biāo)體系構(gòu)建

        根據(jù)森林質(zhì)量評價指標(biāo)的得分系數(shù)矩陣建立森林質(zhì)量綜合評價得分?jǐn)?shù)學(xué)模型(表5)。經(jīng)計算,森林質(zhì)量狀況的第1 主成分(F1)、第2 主成分(F2)、第3主成分(F3)和第4主成分(F4)表達式分別如下:

        表5 各成分得分系數(shù)矩陣Tab.5 Score coefficient matrix of each component

        F1= 0.249X1+ 0.250X2+ 0.215X3+ 0.151X4+0.025X5+ 0.008X6+ 0.025X7+ 0.175X8+ 0.006X9+0.008X10-0.141X11+0.089X12

        F2= 0.047X1+ 0.057X2- 0.043X3- 0.144X4+0.291X5+ 0.292X6+ 0.288X7+ 0.151X8+ 0.015X9+0.023X10-0.038X11+0.095X12

        F3= 0.005X1+ 0.003X2+ 0.005X3- 0.009X4+0.011X5+ 0.011X6+ 0.010X7+ 0.008X8+ 0.553X9+0.561X10-0.006X11-0.012X12

        F4= 0.095X1+ 0.124X2+ 0.138X3- 0.080X4+0.057X5+ 0.095X6+ 0.054X7- 0.083X8+ 0.014X9-0.042X10+0.415X11+0.737X12

        利用上述主成分方程表達式求出各主成分的得分,再與旋轉(zhuǎn)后方差解釋率相乘,計算各區(qū)劃小班森林質(zhì)量綜合評價得分(F),計算公式為:

        F= (34.093 ×F1+ 29.625 ×F2+ 13.542 ×F3+11.805×F4)/89.064

        森林質(zhì)量綜合評價得分(F)數(shù)學(xué)模型最終為

        F=0.383×F1+0.333×F2+0.152×F3+0.133×F4。

        權(quán)重是指某指標(biāo)在整體評價中的相對重要程度。權(quán)重越大,該指標(biāo)的重要性越高,對整體的影響越高。主成分特征值表達該主成分所包含的原始信息,由此可計算各主成分權(quán)重;指標(biāo)因子載荷值體現(xiàn)其與主成分之間的相關(guān)性,由此可計算各指標(biāo)在指標(biāo)組內(nèi)的相對權(quán)重。將指標(biāo)組相對權(quán)重與指標(biāo)的相對權(quán)重相乘即得到指標(biāo)綜合權(quán)重[9]。

        4 個準(zhǔn)則層指標(biāo)權(quán)重值表現(xiàn)為林木生長因子(0.368 8)>森林生長因子(0.364 6)>立地質(zhì)量因子(0.103 8)>林木結(jié)構(gòu)因子(0.162 8)(表6)。指標(biāo)層12 項指標(biāo)的綜合權(quán)重值分別為0.081 8、0.084 1、0.103 2、0.099 7、0.084 3、0.087 1、0.084 1、0.109 1、0.055 7、0.048 1、0.093 2 和0.069 6。本研究構(gòu)建的森林質(zhì)量評價指標(biāo)體系中,準(zhǔn)則層的林木生長因子和指標(biāo)層的公頃蓄積年生長量,對整個森林質(zhì)量評價指標(biāo)體系的影響最大。

        表6 森林質(zhì)量評價指標(biāo)體系Tab.6 Forest quality evaluation index system

        2.3 森林質(zhì)量等級劃分

        根據(jù)通過主成分分析確定的4個森林質(zhì)量評價指標(biāo)主成分的得分及貢獻率,計算各區(qū)劃小班森林質(zhì)量評價綜合得分。進一步采用K-Means 聚類法劃分森林質(zhì)量評價綜合得分,即森林質(zhì)量等級可劃分為4 個等級,分別為優(yōu)、良、中和差。森林質(zhì)量評價綜合得分介于(-1.67,2.06)之間,綜合得分均值為0.064,“優(yōu)”、“良”、“中”和“差”綜合得分均值分別為0.49、0.37、0.19和-0.68(圖1a)。各等級小班數(shù)量占比分別為4.87%、6.74%、61.95%和26.43%,小班面積占比為6.13%、7.47%、61.62%和24.78%,兩類占比情況基本一致,差別不大(圖1b)。說明博白林場森林質(zhì)量以中等為主,森林質(zhì)量尚有較大的提升空間。

        圖1 廣西國有博白林場森林質(zhì)量綜合評價得分與質(zhì)量等級Fig.1 Scores and quality grades of forest quality comprehensive evaluation of Guangxi state-owned Bobai forest farm

        3 結(jié)論與討論

        3.1 結(jié)論

        本研究運用主成分分析法將篩選出的12 項森林質(zhì)量評價指標(biāo)提取為4 個主成分,分別為林木生長因子(平均樹高、平均胸徑、公頃蓄積和齡組)、森林生長因子(樹高年生長量、胸徑年生長量、優(yōu)勢高年生長量和公頃蓄積年生長量)、立地質(zhì)量因子(土層厚度和林地質(zhì)量等級)和林木結(jié)構(gòu)因子(群落結(jié)構(gòu)和樹種結(jié)構(gòu)類型)。提取的4 個主成分旋轉(zhuǎn)后累計方差貢獻值(特征值)為89.064%,信息提取效果好。在森林質(zhì)量評價指標(biāo)體系中,準(zhǔn)則層中的林木生長因子和指標(biāo)層中的公頃蓄積年生長量對整個森林質(zhì)量評價指標(biāo)體系的影響最大。采用K-means 聚類法,將廣西國有博白林場森林質(zhì)量劃分為4 個等級,即優(yōu)、良、中和差,各森林質(zhì)量等級小班數(shù)量占比為4.87%、6.74%、61.95%和26.43%,小班面積占比為6.13%、7.47%、61.62%和24.78%。全場森林質(zhì)量以中等質(zhì)量為主,優(yōu)、良兩個森林質(zhì)量等級占比均偏小,森林質(zhì)量尚有較大提升空間。

        3.2 討論

        本研究運用主成分與聚類分析相結(jié)合的方法對廣西國有博白林場森林質(zhì)量進行綜合評價,有效地代表和反映基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)信息。主成分分析具有一定程度的主觀性,聚類分析是一種探索性分析,從樣本數(shù)據(jù)出發(fā),進行分類,可克服和彌補主成分分析的主觀性影響。兩種分析方法互為補充,能更科學(xué)、客觀地反映區(qū)域森林質(zhì)量的實際狀況。本研究構(gòu)建的區(qū)域森林質(zhì)量評價體系主要集中在林木生長、森林生長、立地質(zhì)量和林木結(jié)構(gòu)等林分現(xiàn)狀方面,未能體現(xiàn)林地立地潛力、森林固碳釋氧能力、森林健康、森林景觀、森林綜合利用和森林資源可持續(xù)發(fā)展等方面信息,與莫可[9]基于小班尺度構(gòu)建用材林質(zhì)量評價指標(biāo)體系較一致,部分差異主要是因為廣西壯族自治區(qū)第五次森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查方法(基于高空間分辨率遙感圖像的森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查)與以往的森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查方法(實地調(diào)查法)相比產(chǎn)生較大的變化,減少部分調(diào)查因子(指標(biāo))。本研究的森林質(zhì)量評價方法為靜態(tài)評價,缺乏對森林資源動態(tài)變化的評價,靜態(tài)與動態(tài)變化評價相結(jié)合,能得到更準(zhǔn)確的森林質(zhì)量評價;可選取反映和體現(xiàn)森林資源在社會、經(jīng)濟發(fā)展方面作用的指標(biāo),使森林質(zhì)量評價更具有連續(xù)性和系統(tǒng)性。

        森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升是我國現(xiàn)階段林業(yè)的重要任務(wù),對森林經(jīng)營現(xiàn)狀和森林質(zhì)量做出準(zhǔn)確評價是衡量經(jīng)營單位森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升效果的基礎(chǔ)和前提。張會儒等[1]認(rèn)為森林質(zhì)量評價指標(biāo)存在層次性和目標(biāo)相關(guān)性,核心是森林生態(tài)系統(tǒng)本身的屬性,并提出林分、森林經(jīng)營單位及景觀、或區(qū)域以上3個層次的森林質(zhì)量評價指標(biāo)框架。森林質(zhì)量評價指標(biāo)體系建立涉及面廣,提升其適用性、精確性和可行性是當(dāng)前我國林業(yè)發(fā)展進入精準(zhǔn)提升森林資源質(zhì)量和全面轉(zhuǎn)變發(fā)展方式階段的重要任務(wù)之一??茖W(xué)地對森林質(zhì)量進行評價,劃分森林質(zhì)量等級,全面直觀地反映森林經(jīng)營綜合現(xiàn)狀,可為經(jīng)營單位后續(xù)可持續(xù)經(jīng)營和管理提供科學(xué)的理論依據(jù);經(jīng)營單位以此為依據(jù)采取更恰當(dāng)且有效的森林經(jīng)營技術(shù)和手段,及時調(diào)整森林資源經(jīng)營目標(biāo),穩(wěn)步提升區(qū)域森林質(zhì)量。

        猜你喜歡
        評價質(zhì)量
        “質(zhì)量”知識鞏固
        SBR改性瀝青的穩(wěn)定性評價
        石油瀝青(2021年4期)2021-10-14 08:50:44
        中藥治療室性早搏系統(tǒng)評價再評價
        質(zhì)量守恒定律考什么
        做夢導(dǎo)致睡眠質(zhì)量差嗎
        關(guān)于質(zhì)量的快速Q(mào)&A
        質(zhì)量投訴超六成
        汽車觀察(2016年3期)2016-02-28 13:16:26
        基于Moodle的學(xué)習(xí)評價
        關(guān)于項目后評價中“專項”后評價的探討
        石器時代與質(zhì)量的最初萌芽
        国产精品午夜波多野结衣性色| 爱情岛论坛亚洲永久入口口| 成 人免费va视频| 99热在线精品播放| 久久激情人妻中文字幕| 美女扒开腿露内裤免费看| 日韩aⅴ人妻无码一区二区| 国产亚洲日韩欧美一区二区三区| 亚洲日韩国产精品不卡一区在线| 国产精品一区二区偷拍| 国产精品无码v在线观看| 亚洲妇女水蜜桃av网网站| 日韩精品人妻中文字幕有码| 青青河边草免费在线看的视频| 中文字幕乱码亚洲精品一区| 国产精品露脸张开双腿| 国产美女主播福利一区| 99e99精选视频在线观看| 国产成人精品一区二区不卡| 欧洲日韩视频二区在线| 色男色女午夜福利影院| 日本大乳高潮视频在线观看| 国产亚洲精品aaaa片app| 成在线人免费视频播放| 成人国产一区二区三区| 暖暖视频在线观看免费| 毛片av在线播放亚洲av网站| 亚洲av狠狠爱一区二区三区| 中文字幕无码av波多野吉衣| 在线精品国产一区二区| 免费人成黄页网站在线观看国产| 日本高清一级二级三级| 草草久久久无码国产专区| 亚洲av高清在线观看三区| av在线播放中文专区| 2019最新中文字幕在线观看| 亚洲最新偷拍网站| 成人性生交c片免费看| 黑人巨大精品欧美| 亚洲av日韩av无码av| 中文字幕精品一区二区日本|