浙江省国有林场森林资源特征研究

蒋仲龙，王秀云，林 松，徐晓云，刘海英，宋绪忠，张都海，陈秀娟，高美蓉，杨 华

（1. 浙江省国有林场和森林资源保护总站，浙江 杭州 310020；2. 浙江省林业科学研究院，浙江 杭州 310023）

浙江省国有林场森林资源特征研究

蒋仲龙1，王秀云2*，林 松1，徐晓云2，刘海英1，宋绪忠2，张都海2，陈秀娟2，高美蓉2，杨 华2

（1. 浙江省国有林场和森林资源保护总站，浙江 杭州 310020；2. 浙江省林业科学研究院，浙江 杭州 310023）

基于浙江省2015年国有林场森林资源调查数据，运用主成分分析方法，分析了总经营面积、林地面积占比、林地利用率、森林总蓄积、单位面积森林蓄积、森林覆盖率、公益林面积、木材产量、竹材产量、自然保护区面积、风景名胜区面积、造林面积占比12个森林资源因子的相关关系，并将12个因子降为代表森林资源特征的5个主分量；基于5个主分量采用系统聚类法，将100个国有林场划分为9类。

浙江省；国有林场；森林资源；主成分分析；系统聚类

浙江省国有林场作为特殊的林业基层事业单位，大多地处江河源头和生态脆弱核心区域，是生态建设的重要组成部分，也是浙江生态文明和森林浙江建设的重要内容[1]。通过多年的封山育林、科学营林和资源保护，国有林场已成为浙江省森林资源最丰富、森林景观最优美、生物多样性最富集、生态功能最完善的区域，在生态建设和生态安全中发挥着不可替代的作用。

国有林场经营区的森林资源包括林地、森林、林木、野生动植物及其森林景观等森林资源资产[2]。森林资源是国有林场赖以生存和发展的物质基础，也是国有林场实现可持续经营的前提条件。因此，开展国有林场森林资源特征研究可为全面认识森林资源价值提供依据，更为重要的是有助于加快国有林场森林资源产品与环境服务的市场化进程，有助于森林资源功能价值和相关市场的进一步开发，促进森林资源的增长保护、合理利用及环境的不断改善，是国有林场在生态文明建设中价值的体现。

本文结合主成分分析法与系统聚类法，分析浙江省国有林场森林资源综合状况，以期为浙江省国有林场深化改革、生态建设提供依据。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

浙江省位于我国东南沿海长江三角洲南翼，地理坐标为118º01'～123º10' E，27º06'～31º11' N。陆地总面积10.18 万km2，占全国土地总面积的1.06%。全省呈“七山一水二分田”的地形地貌特征。年均气温15.3～18.5℃，年降水量1 000～2 000 mm，无霜期225～280 d，冬夏季风交替显著，气温适中，四季分明，光照充足，热量丰富，降水充沛，属亚热带季风湿润气候。全省土壤类型多样，分为10个土类、21个亚类、99个土属、277个土种，主要有红壤、黄壤、粗骨土等类型。浙江地带性植被为中亚热带常绿阔叶林，主要有针叶林、针阔混交林、常绿阔叶林、落叶阔叶林等8个主要森林类型。

浙江省国有林场大多建于20世纪50年代，共计109个。2011年l0月，浙江省被列为全国国有林场改革首批试点省。2013年8月，国家发展改革委和国家林业局正式批复《浙江省国有林场改革试点方案》。历经3 a改革，截至2015年年底，浙江省国有林场整合为100个，经营面积25.6万hm2，其中林业用地面积24.9万hm2，占全省林业用地面积的3.78%；森林面积23.6万hm2，森林覆盖率92.2%；森林蓄积量2 054万m3，占全省森林蓄积量的7.75%；省级以上公益林面积18.9万hm2，占林业用地面积75.7%，占全省省级以上公益林面积的7%。

1.2 数据来源

根据浙江全省100个国有林场2015年的统计资料，依据森林资源定义[1～2]，从中选取代表林地、林木、森林、森林景观及野生动植物的总经营面积、林地面积占比、林地利用率、森林总蓄积、单位面积森林蓄积、森林覆盖率、公益林面积、木材产量、竹材产量、自然保护区面积、风景名胜区面积、造林面积占比12个指标（表1）。

表1 浙江省国有林场森林资源指标Table 1 Indicators for forest resources of state-owned farms in Zhejiang province

1.3 研究方法

运用SPSS20.0分析软件中的主成分分析方法[3～4]，通过正交变换，在尽量不损失信息量的情况下，减少参评指标的原始变量个数，构建新的线性组合变量方程，同时可以减少指标间的相关性，使指标间相互独立或不相关。数据分析时，特征根累积百分率代表所提取主成分对总方差的贡献率，特征向量反映各指标因子对主成分的贡献大小，可据此确定权重的大小。主成分提取时，提取样本方差累积贡献率一般情况下应＞80.00%，且各主成分对应的特征值＞ 1。

系统聚类法[4～5]的聚类原则取决于样本间或类别间距离的定义，不同的定义产生不同的系统聚类方法。目前系统聚类常用的方法有：最短距离法、最长距离法、中间距离法、重心法、类平均法和离差平方和法。本研究采用系统聚类法中的类平均法—组间两节法，该法可以很好的利用所有样本之间的信息，在很多情况下被认为是一种比较好的聚类方法。

2 结果与分析

2.1 主成分提取与表达

首先将总经营面积、林地面积占比、林地利用率、森林总蓄积、单位面积森林蓄积、森林覆盖率、公益林面积、木材产量、竹材产量、自然保护区面积、风景名胜区面积、造林面积占比12个指标进行标准化处理，消除各指标量纲的影响。然后利用SPSS 20.0统计分析软件，进行降维处理，结果见表2。

表2表明，前5个主成分的样本特征值均＞ 1，且方差累积贡献率为81.047%，符合主成分提取原则＞80%的要求。

表2 主成分特征值及贡献率Table 2 Eigenvalues of each principal component and its contribution rate

由表3可知，所提取出的5个主分量基本解释了12个指标的变异信息。其中第一个主分量对森林蓄积、经营总面积、公益林面积、单位面积蓄积及风景名胜区面积占比的负荷量较大，依次为0.895、0.876、0.875、0.641及0.450，即第一主分量主要表达了森林资源中森林质量及森林旅游的信息。第二个主分量主要是对竹林产量、木材产量这2个指标信息的表达，其载荷量分别为0.851 与0.823，这些载荷量较大的指标是森林资源中的林木质量与产量的体现。第三个主分量主要是对森林覆盖率和林地利用率的信息表达，其载荷量分别为森林覆盖率0.752、林地利用率0.683。第四个主分量中负荷量较大的因子是自然保护区面积与新造林面积，其载荷量分别为0.734与0.795。自然保护区面积占比大小是野生动植物资源的集中反映，新造林面积的增加有利于野生动植物资源提供有利生境。第五个主分量主要解释了林地面积的大小，其载荷量达0.941。

表3 因子负荷量Table 3 Factor loadings

2.2 主分量模型

根据主分量Y1、Y2、Y3、Y4及Y5的得分系数，可以列出各主分量的计算模型：

2.3 国有林场森林资源特征聚类

通过主成分分析法降维得到的代表国有林场森林资源特征的5个主分量Y1、Y2、Y3、Y4及Y5，作为新变量，运用SPSS软件中的系统聚类中的类平均法—组间两节法对100个国有林场进行聚类，再根据聚类图，结合国有林场森林资源特征，将100个国有林场划分为9类，见表4。

表4 国有林场聚类结果Table 4 Cluster analysis of state-owned forest farms

由表4可知，第一类，包括12个国有林场，虽然经营规模小，但林地面积占比较大，达到所有国有林场的平均水平；而且重视造林工作，新造林面积增加，自然保护区面积占比较高，森林野生动植物资源较丰富。第二类，只有富阳区林场1个。经过国有林场改革，富阳区林场整合了富阳市林场、富阳市龙门林场、富阳市大源林场及富阳市新登林场4个林场的资源，合并为一个林场，扩大了林地面积，森林覆盖率和林地利用率得到明显提高。随着造林工作的开展，自然保护区面积占比与新造林面积在所有林场中居首位。第三类，包括6个国有林场。其经营总面积、森林蓄积及公益林面积均高于平均水平，森林质量高；林木出材率较高，竹林产量、木材产量较高。第四类，包括6个国有林场。经营规模接近平均水平，但林地利用率和森林覆盖率高，野生动植物资源丰富。第五类，包括瑞安市红双林场和文成县石垟两个林场，森林质量、木材产量处于平均水平，但经营规模是林场发展的制约因素，因此可通过增加造林面积，扩大林地面积。第六类，包括14个国有林场，经营规模最大，森林资源禀赋能力最强，森林质量明显高于平均水平，公益林面积占比高。同时，重视发展森林旅游业，森林景观异质性高，生物多样性极丰富。第七类，包括宁海县五山林场、安吉县灵峰寺林场及文成县叶胜林场3个林场。森林蓄积、公益林面积高于平均水平，林木出材率高，竹林产量、木材产量最高。第八类，包括21个林场，森林面积、质量、林木质量等较全省国有林场的平均水平略高。第九类，包括35个林场，森林面积、质量、林木质量、野生动植物资源、森林景观等基本与全省国有林场的平均水平相当。

3 结论与讨论

本研究基于主成分分析法将浙江省100个国有林场代表森林资源信息的总经营面积、林地面积占比、林地利用率、森林总蓄积、单位面积森林蓄积、森林覆盖率、公益林面积、木材产量、竹材产量、自然保护区面积、风景名胜区面积、造林面积占比共12个指标降为5个主分量Y1、Y2、Y3、Y4及Y5。这5个主分量是对森林资源中的森林质量及森林景观、林木产量、林地利用率、野生动植物资源等的集中体现。

基于5个主分量的系统聚类将100个国有林场划分为9类，分别反映了国有林场森林资源的优势特征，如第二类富阳林场因国有林场改革合并了富阳市林场、富阳市龙门林场、富阳市大源林场及富阳市新登林场4个林场，拥有的自然保护区面积最大。第一和第四类林场以丰富的野生动植物资源为优势资源。第六类林场以森林资源禀赋能力为优势特征。第七类林场以林木产出量高为优势。第九类国有林场个数最多，代表了全省森林资源的平均水平。而第五类林场因其经营面积小，限制了林场的发展。该分类结果将为国有林场更进一步发展及森林可持续经营制定策略提供依据。

国有林场作为林业生产的中坚力量，应结合国有林场的区位、森林资源现状，制定有针对性的发展对策，定期开展森林资源二类调查。在森林资源二类调查的基础上，制定科学的发展规划，编制切实可行的森林经营方案。按照新的采伐管理政策和森林可持续经营管理需要，建立以森林经营方案为依据的森林经营管理制度。森林经营方案作为国有森林资源保护发展的主要遵循和考核国有森林资源管理绩效的依据。开展中幼龄林抚育、大径级林木培育、珍贵彩色健康森林培养，达到林相改造和提升森林资源数量和森林质量的目的，既实现资源永续利用，也充分发挥森林的生态功能，以期实现国有林场的可持续发展，为生态文明建设做出更多贡献。

[1] 张旭君，高俊峰. 浙江省国有林场改革实践与建议[J]. 林业资源管理，2015（6）：28-32.

[2] 刘统帅，许彦红. 森林资源评价综述[J]. 安徽农学通报，2012，18（23）：129-130.

[3] 吴星. 统计原理中主成分分析法的应用[J]. 科研，2015（28）：27

[4] 高惠璇. 应用多元统计分析[M]. 北京：北京大学出版社，2005.

[5] 傅德印. Q型系统聚类分析中的统计检验问题[J]. 统计与信息论坛，2007，22（3）：10-14

Forest Resource Characters of State-owned Forest Farms in Zhejiang province

JIANG Zhong-long1, WANG Xiu-yun2*, LIN Song1, XU Xiao-yun2, LIU Hai-ying1, SONG Xu-zhong2, Zhang Du-hai2, CHEN Xiu-juan2, GAO Mei-rong2, YANG Hua2
(1.Zhejiang State-owned Forest Farms and Forest Resources Conservation Administration, Hangzhou 310020, China; 2. Zhejiang Forestry Academy, Hangzhou 310023, China)

Principle component analysis were made on total management area, area of forest, utilization ratio of forest land, forest volume, forest stock per unit area, forest coverage rate, ecological forest area, timber yield, bamboo culm yield, area of nature reserve, area of scenic spots and proportion of plantation area, based on the forest resource inventory data of the state-owned forest farms in Zhejiang province in 2015. Hierarchical clustering analysis on 5 principal components representing forest resource features indicated that 100 state-owned forest farms could be divided into 9 groups.

state-owned forest farm; forest resources; principal component analysis; hierarchical clustering method

S757.9；F307.26

：A

1001-3776（2016）03-0048-05

2016-01-12；

：2016-04-11

浙江省国有林场改革研究（LY2015012）

蒋仲龙（1963-），男，浙江杭州人，从事国有林场管理和改革研究；*通讯作者。