基于GIS的生态公益林质量评价——以清远市佛冈县为例

胡辰辉

(广东省岭南综合勘察设计院,广东 清远 511431)

生态公益林是我国根据森林功能、目的的需要所进行的一种林种划分。目前,国外相7关机构、学者并没有明显区别提出生态公益林的概念,其研究对象主要集中在森林质量、森林公益效益评价上。国内相关机构与学者对生态公益林质量评价的技术研究起步较晚,评价体系建设仍有待完善。2001年国家质量技术监督局发布的生态公益林建设导则,提出了生态公益林质量评价的评价方法与评价指标标准[1],按防护林建设质量评价与特殊林建设质量评价分类明确了林分、林带等评价指标,并在评价考核方法及评价标准上给出了相应的规范,这也是我国首个生态公益林质量评价标准,为我国开展生态公益林质量评价提供了重要的技术支撑。2007年毛淑娟等[2]、2008年尹峰等[3]、2015年肖水根[4]、2016年何莉莉[5]、2018年武生权等[6]、2019年梅浩等[7]学者选取不同的评价方法、不同的评价指标较,从不同的侧重点研究生态公益林质量,虽然评价方法选取与评价指标构建尚未形成体系,但随着社会经济的发展、城市化进程不断加快、人口的持续增加,人与资源、环境的矛盾日益突出,各界学者专家们对生态公益林也越来越关注。

研究在已有研究的基础上,采用综合评价法,构建佛冈县的生态公益林质量评价指标体系,运用GIS技术得到研究区生态公益林质量状况,以期为该区生态公益林质量建设管理经营提供技术指导与参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

佛冈县位于广东省中部,北回归线北侧,珠江三角洲北部边缘。处于113°17′28″～113°47′42″E,23°39′57″～24°07′15″N。全县行政区域范围总面积1295.17 km2,县境东西长50.92 km,南北宽50.35 km。东北与新丰县交界,东南与广州市从化区接壤,西南与清远市清远区毗邻,西北与英德市相连。地势佛冈地势自东北向西南起伏下降,地形大体可划分为山地、丘陵、平原三种。在东南和西北部有较多中等高度山脉分布,走向多为东北-西南方向,全县海拔多在100～250 m之间,最高峰亚婆髻海拔1219.8 m。

佛冈县属南亚热带岭南丘陵常绿阔叶林区,拥有丰富的物种资源,全县各月平均降雨量225.51 mm。平原区村落四旁均栽有竹子、荔枝、龙眼等乡土常绿树种。丘陵、山窝地普遍种有沙糖桔、贡柑等优质水果。林地实行分类经营,生态公益林保存天然乡土树种,人工林桉树、黎蒴等速生树种发展迅猛,使林业兼顾生态、社会、经济效益,得以长足发展。

1.2 数据来源

根据《佛冈年鉴(2017年)》与佛冈县2018年森林资源二类调查成果数据。通过核查森林资源二类调查成果数据,佛冈县生态公益林面积达25332.2 hm2,其空间分布如图1所示。

图1 研究区生态公益林分布图

图2 研究区生态公益林质量综合指数分布图

1.3 评价方法

1.3.1 评价指标体系构建。研究依据科学性、客观性与可操作性三大原则,从稳定性、环境影响、利用效率出发,构建生态公益林质量评价体系,选取了8项相关性较强的指标,如下表所示。

表1 评价指标体系表

1.3.2 评价方法选取。研究采用综合评价法进行研究,将生态公益林质量评价中不容易定量的重要定性指标,用数学的方法进行数量化研究,从多个指标对生态公益林质量等级进行评价[4,8]。

1.3.3 原始数据标准化处理。评价指标体系中,各指标之间存在量纲上的差异,无法直接使用。研究采用标准化法进行无量纲化处理[8]。

A=(Aij-Ajmin)/(Ajmax-Ajmin)

(1)

式中:A为标准化值;Aij为第i个斑块第j个指标的真实数据;Ajmin为第j项指标的极小值;Ajmax为第j项指标的极大值。

1.3.4 指标权重确定。指标权重确定的方法有主观赋权法(专家评分法、德尔菲法等)、客观赋权法(熵权法、主成分分析法等),但两种赋权法各有优缺点[8]。

在实地调研、资料查阅以及征求同行业专家评分意见的同时,根据本地区生态公益林的实地特征确定了相关性较强的8个评价因子的权重,如下表所示。

表2 评价指标权重指

1.3.5 生态公益林质量综合指数计算。生态公益林质量系统具有层次性和复杂性,单个评价指标只能从侧面反映其质量状况,将各单项指标相应的权重逐层计算,综合计算得出生态公益林质量指数。其评价模型如下:

(2)

式中:Q为生态公益林质量综合指数,Wi为各指标权重,Pi为归一化值,m为指标项数。

2 结果与分析

2.1 生态公益林质量等级划分

研究根据研究区的特点,参考其他学者的研究成果[2-7]并同时依据国家质量技术监督局发布的生态公益林建设导则[1],构建研究区生态公益林质量的等级划分标准,通过GIS技术绘制生态公益林质量综合指数分布图,并核算相应质量对应斑块总面积,如下表所示。

表3 生态公益林质量综合指数等级划分表

2.2 生态公益林质量分析

佛冈县生态公益林约占辖区总面积的18.9%,质量等级Ⅰ的生态公益林斑块面积占生态公益林面积的66%,主要分布在羊角山林场、观音山等林区。质量等级Ⅱ的生态公益林斑块面积占生态公益林的33%,主要是夹杂分布在观音山、羊角山林场等林区。整体上佛冈县生态公益林质量处于较高等级,虽然地理空间分布不均,但基本上呈现聚团式变化,也可为今后具体的经营管理中,可依据生态公益林质量采取不同的保育措施。

3 讨论

基于GIS技术开展生态公益林质量评价,落实到具体斑块空间上,可更加直观的找出生态公益林存在的问题,可为生态公益林经营管理提供具体实在的方案。

因数据资料关系,研究并未将群落因子、土壤肥力、地质灾害等因子纳入评价指标体系中,评价指标因子还不够全面。

研究是对生态公益林小尺度小斑块进行评价,并未扩展至较大尺度的评价,适应范围也有限,但也可以为今后研究生态公益林质量评价提供一定的借鉴。