基于层次分析法的湖北省枫香良种基地规划布局研究

胡超 于静 王瑞文

（1 湖北省林业厅林木种苗管理总站 武汉 430079；2 湖北省林业科学研究院 武汉 430075； 3 棕榈园林股份有限公司风景园林研究院 上海 200443）

对枫香良种基地进行合理规划布局是保障枫香产业发展所需良种的基础。依据国家林业局国有林场和林木种苗工作总站下发的《关于确定国家级林木良种基地的通知》，根据林

业发展和湖北省造林绿化对枫香良种的需求，立足当前，放眼长远，逐步建设一批布局合理，结构优化，高效特色的枫香良种基地，形成一个以国家级枫香良种基地为龙头，省级枫香良种基地为骨干，市、县级枫香良种基地网点式布局做支撑的全省枫香良种繁育体系，为造林绿化提供数量足够、质量优良、品种多样的枫香良种壮苗。

目前遥感技术、层次分析法和地理信息系统技术在规划布局中不断发展和深入[1-8]。为了更加合理公平地布局枫香良种基地，笔者引入地理信息系统技术和层次分析法对湖北省枫香良种基地规划布局进行了研究。

1 数据来源和处理

1.1 自然因子

气象基础数据来源于中国气象科学数据共享服务网，时间为2010-2012年3期日数据，辐射站点为31个，站点数据包括日平均气温值、日平均地表气温值、日照时数值、日平均相对湿度值、日累计降水量。对异常缺失数据进行剔除和补充，计算出31个辐射站点2010-2012年平均气温值、2010-2012年平均地表气温值、2010-2012年累计照时数值、2010-2012年平均相对湿度值、2010-2012年累计降水量。

土壤基础数据来源于中国西部环境与生态科学数据中心，基础数据包括土壤PH值、土壤厚度和土壤含沙量。

DEM数据来源于国际科学数据服务平台，并以湖北省矢量边界为掩膜、裁剪，将数据重采样为分辨率100米的数据。

1.2 社会因子

其它研究数据均引自湖北省林业调查规划院和湖北省林业厅林木种苗管理总站法定的调查数据和统计数据，主要包括湖北省矢量边界、湖北省县市矢量边界、湖北省林木良种基地档案资料、湖北省林木良种审定档案资料、湖北省林木良种补贴档案资料、2011-2012年湖北省各县市林木种子采收情况统计表、2011-2012年湖北省各县市林木育苗情况统计表等。首先，以县市为单位在湖北省县市矢量边界图形上添加属性信息，属性信息分别为：该县市是否有枫香良种基地、枫香良种基地种源是否清楚、枫香良种基地是否有技术支撑、枫香良种基地是否进行子代林测定工作、枫香良种基地是否有自己选育的枫香品种、该县市是否有苗木补贴、该县市是否有良种基地补贴、该县市劳动力情况、该县市枫香产业十二五规划发展规模、该县市枫香种子产量、该县市枫香育苗面积、该县市枫香种植面积。再分别依据12 个属性值，栅格化输出分辨率为100 米的数据。

2 研究方法

2.1 评价指标选取

根据湖北省枫香良种基地的现状及特点并且结合枫香良种基地布局适宜性评价一些公认性指标，确定从立地条件（B1）、枫香良种基地建设现状（B2）、枫香产业环境（B3）、枫香产业现状（B4）4 个方面（含有22 个影响因子）来构建湖北省枫香良种基地布局适宜性评价体系。

立地条件。立地条件在林业生产中，影响林木的生长发育、形态和生理活动。枫香垂直分布常见于海拔300-1000 米之间的山丘地，但以海拔400-700 米处的枫香林生长较好。喜光照，喜温暖湿润气候。土壤以山地黄棕壤及山地黄壤为主，土层深厚，一般在80 厘米以上。心土呈黄棕色，呈微酸性。因此，选取海拔（C1）、2010-2012年平均气温（C2）、2010-2012年累计日照（C3）、2010-2012年平均地温（C4）、2010-2012年平均相对湿度（C5）、2010-2012年累计降水（C6）、土壤ph 值（C7）、土壤厚度（C8）、土壤含沙量（C9）九个主要影响因子作为评价因子。

枫香良种基地建设现状。枫香是多年生木本植物，营养生长周期长，一般都要栽培5年以上，才能开花结实，所以要充分利用现有的枫香良种基地资源。因为一些基地选育方向不明，技术不够规范，缺乏专家指导，发展后劲不足，所以在评价现有的枫香良种基地硬件设施的同时，也要对其软实力进行综合评价。因此，枫香良种基地建设现状选取该县市是否有枫香良种基地（C10）、枫香良种基地种源是否清楚（C11）、枫香良种基地是否有技术支撑（C12）、枫香良种基地是否进行子代林测定工作（C13）、枫香良种基地是否有自己选育的枫香品种（C14）五个主要影响因子作为评价因子。

枫香产业环境。市场经济下种子生产随市场波动，因此良种事业必须得到政府的支持[14]。枫香产业环境选取该县市是否有苗木补贴（C15）、该县市是否有良种基地补贴（C16）、该县交通情况（C17）、该县市劳动力情况（C18）四个主要影响因子作为评价因子。

枫香产业现状。4C 营销理论中的Customer（顾客）主要指顾客的需求，企业必须首先了解和研究顾客，根据顾客的需求来提供产品。枫香产业发展规模大小也要根据市场的需求程度来确定。因此，枫香产业现状选取该县市枫香产业十二五规划发展规模（C19）、该县市枫香种子产量（C20）、该县市枫香育苗面积（C21）、该县市枫香种植面积（C22）四个主要影响因子作为评价因子。

2.2 指标权重确定

在对湖北省枫香良种基地布局适宜性评价中运用层次分析法来确定指标权重。首先，建立目标层（A）、准则层（B）及方案层（C）。然后邀请有关领导，林业科技人员对各制约因素，各对策方案的重要性给予打分量化，构建判断矩阵。第一步，构建一级指标的判断矩阵，设B1、B2、B3、B4 分别代表立地条件、枫香良种基地建设现状、枫香产业环境、枫香产业现状。采用9 级数值标度法，算出各个影响因子对湖北省枫香良种基地布局影响的权重[15]。再将运算结果进行一致性检验，公式是CR=CI/RI，经检验CR<0.1，表明通过一次性检验，结果见表1。第二步，采用同样方法进行二级指标判断矩阵的构建，计算出相应权重，然后进行一次性检验，结果见表2-5。

表1 判断矩阵 A-B Tab.1 Judgment matrix A-B

表2 判断矩阵 B1-C1-9 Tab.2 Judgment matrix B1-C1-9

表3 判断矩阵 B2-C10-14 Tab.3 Judgment matrix B2-C10-14

表4 判断矩阵 B3-C15-18 Tab.4 Judgment matrix B3-C15-18

表5 判断矩阵 B4-C19-22 Tab.5 Judgment matrix B4-C19-22

2.3 评价体系构建

为达到评价目的，把评价标准分成五级，分别赋值1、3、5、7、9，如表6。

表6 适宜性评价标准具体赋值表 Tab.6 The suitability evaluation standard specific assignment table

2.4 评价因素叠加分析

在数据来源和处理中，已经建立好单因子图层信息，并且已经将矢量数据转换为栅格数据，在这里，根据适宜性评价标准具体赋值表，将数据再进一步的划分等级，给每个等级附上属性值，规定数值越大越适合枫香良种基地建设；再根据层次分析法确定的权重，计算得出加权叠加分析的结果。

3 结果分析

根据适宜性评价标准具体赋值表，将C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9 九个单因子栅格数据再进一步的划分等级，给每个等级附上属性值，再根据表2判断矩阵 B1-C1-9确定的权重，计算得出加权叠加分析的立地条件适宜性分布图，（图1）。由图1可知，湖北省西部地区的郧西县、郧县、竹山县、竹溪县、房县、谷城县、保康县、神农架、兴山县、巴东县、秭归县、夷陵区、长阳县和宜都市为山丘地，年平均气温15℃以上，降雨量充足，土壤条件好，因此，立地条件适宜枫香的生长。

图1 立地条件适宜性分布图 Fig.1 The distributing map of Site conditions suitability

图2 建设现状适宜性分布图 Fig.2 The distributing map of Construction Status suitability

根据适宜性评价标准具体赋值表，将C10、C11、C12、C13、C14 五个单因子栅格数据再进一步的划分等级，给每个等级附上属性值，再根据表3判断矩阵 B2-C10-14确定的权重，计算得出加权叠加分析的建设现状适宜性分布图，（图2）。由图2可知，湖北省有13 个县市建有枫香良种基地，其中麻城市、大悟县、罗田县、英山县、咸安区和赤壁市的枫香良种基地种源清楚，并且得到了林业科研院所与大专院校的技术支撑。咸安区枫香良种基地通过与湖北省林业厅林木种苗管理总站等单位合作，开展了枫香子代林测定工作，使一代改良枫香种子园向1.5 代、2 代枫香种子园方向发展。

根据适宜性评价标准具体赋值表，将C15、C16、C17、C18 四个单因子栅格数据再进一步的划分等级，给每个等级附上属性值，再根据表4判断矩阵 B3-C15-18确定的权重，计算得出加权叠加分析的产业环境适宜性分布图，（图3）。由图3可知，23 个县市的枫香产业得到政府的政策支持，有苗木补贴或良种基地补贴资金，其中麻城市、英山县、孝昌县、梁子湖区、随县、襄城区和十堰市的交通条件较好，劳动力较充足；阳新县和兴山县的交通条件最好，劳动力最充足。

图3 产业环境适宜性分布图 Fig.3 The distributing map of Industrial environment suitability

根据适宜性评价标准具体赋值表，将C19、C20、C21、C22 四个单因子栅格数据再进一步的划分等级，给每个等级附上属性值，再根据表5判断矩阵 B4-C19-22确定的权重，计算得出加权叠加分析的产业发展适宜性分布图，（图4）。由图4可知，红安县、麻城市、罗田县、英山县、浠水县、蕲春县、武穴市和通城县的枫香种子产量最多，枫香种植面积最大，枫香育苗面积最大，枫香产业十二五规划发展规模最大，最适宜枫香产业发展；大悟县和崇阳县的枫香产业发展适宜性较高；团风县、江夏区、大冶市和通山县的枫香产业发展适宜性一般。

图4 产业发展适宜性分布图 Fig.4 The distributing map of Industrial development suitability

图5 湖北省枫香良种基地布局适宜性分布图 Fig.5 The suitability distributing map of the Hubei Province Liquidambar formosana quality Seed Base layout

将以上加权叠加分析得到的立地条件适宜性分布图、建设现状适宜性分布图、产业环境适宜性分布图、产业发展适宜性分布图四个栅格数据，根据表1判断矩阵 A-B 确定的权重，计算得出加权叠加分析的湖北省枫香良种基地布局适宜性分布图（图5）。从图5可知，咸安区、麻城市、罗田县、英山县、浠水县、武穴市、通山县和通城县适宜建立国家级枫香良种基地；崇阳县、赤壁市、嘉鱼县、团风县和大悟县适宜建立省级枫香良种基地；阳新县、蕲春县、京山县、兴山县、秭归县、夷陵区、房县和谷城县适宜建立市县级枫香良种基地。

4 讨论

由于基础数据少、相关技术不成熟，传统的湖北省枫香良种基地规划布局较多的凭借个人的直观感受，例如：误认为湖北省东部地区的立地条件最适宜枫香生长，通过立地条件适宜性分析可知，湖北省西部地区（郧西县、郧县、竹山县、竹溪县、房县、谷城县、保康县、神农架、兴山县、巴东县、秭归县、夷陵区、长阳县、宜都市）的立地条件最适宜枫香生长。同时，传统的湖北省枫香良种基地规划布局考虑的影响因子较少，例如：仅考虑海拔因子。本文利用地理信息系统强大的空间分析功能和层次分析法在定性与定量分析相结合的多因素决策分析中的独特优势，从立地条件、枫香良种基地建设现状、枫香产业环境、枫香产业现状4 个方面（含有22 个影响因子），对湖北省枫香良种基地进行了新的规划布局。新的规划布局更加客观、更加科学、更加合理。 湖北省枫香良种基地规划布局的方法需要做进一步的研究。首先，自然因子需进一步增加测量密度数据；其次，对确定权重的方法做进一步的研究,确定权重的方法很多，如专家咨询法、专家排序法、层次分析法、秩和比法（RSR）、相关系数法、主成分分析法和因子分析法等，各种方法均有其优缺点，为了更好地选择确定权重的方法，需做更进一步的研究。

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