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GIS在金沟岭林场森林多功能评价中的应用

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西北林学院学报2010,25(6):207 ̄209 Journal of Northwest Forestry University GIS在金沟岭林场森林多功能评价中的应用 赵 静 ,刘东兰 ,郑小贤 ,赵学明 ,赵洪生 (1.北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083;2.汪清林业局金沟岭林场,吉林汪清133200) 摘 要:以吉林省汪清林业局金沟岭林场为研究对象,基于ArcGIS平台,利用森林资源调查数据, 根据社会需求和森林资源特点,采用综合因子评价法,建立了金沟岭林场森林多功能评价体系。对 珍贵树种保护、母树、水土保持、木材生产和护路5个主要功能进行评价,并绘制森林功能分布图。 与传统方法相比,利用AreGIS强大的空间分析和属性数据库管理功能,其评价更加快速、准确,减 少了传统定性评价的不确定性,提高了工作效率。 关键词:GIS;森林多功能;评价;水土保持林;用材林;护路林 中图分类号:TP79 文献标志码:A 文章编号:1001-7461(2010)06—0207—03 Application of GIS to the Evaluation of Multi—function of Jingouling Forest Farm ZHAO Jing ,LIU Dong-lan ,ZHENG Xiao-xian ,ZHAo Xue-ming ,ZHAO Hong-shengz (1.The Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China; 2.Jingouling Forest m of Wangqing Forestry Bureau,WangqJing,Jilin 133200,China) Abstract:Taking the J ingouling Forest Farm of Wangqing Forestry Bureau in J ilin Province 8s an example, according to the social requirement and features of forest resources,using ArcGIS platform and forest re— source survey data,a system to evaluate the multiple functions of the farm was established.The evaluation was carried out from five functions:preservation of precious tree species,mother tree,soil and water con— servation,timber production,and road protection.A diagram to describe forest functions was drawn. Comparing with traditional method,because of the application of powerful function of spatial analysis and attribute database management of ArcGIS,the new method is more convenient and accurate,reduces the man-made errors,improves work efficiency. Key words:GIS;multi—function forests;evaluation;soil and water conservation forest;timber forest;road protective forest 森林多功能经营可以实现森林资源的合理配置, 脉,地处低山丘陵地带,阳坡较陡,阴坡平缓,坡度5 满足社会对森林功能的多样性需求,推进森林可持续 ~25。,个别陡坡在35。以上。属季风气候,年平均气 经营 ]。但是,目前对森林多功能的评价以定性评价 温3.9℃,年降水量600~7OO mm。主要土壤类型 为主,较少使用GIS手段定量的构建评价指标体 为中低山灰化土灰棕壤。东与苍林、荒沟为界,西与 系_2 ],造成定性评价的误差。如何利用GIS工具,建 塔子沟为界,北与地印沟为界,南与十里坪接址,林 立森林多功能评价体系,已成为亟待解决的问题。 场面积16 286 hm2L 。 1 材料与方法 1.2研究方法 1.2.1技术路线 采用定性判断与定量化相结合、 1.1研究区概况 野外调查与科学推理相结合的方法。以森林经理 研究区位于吉林省汪清林业局金沟岭林场,海 学、地理信息系统(GIS)等学科的理论与方法为基 拔550~1 100 m。属长白山系老爷岭山脉雪岭支 础,结合社会需求和金沟岭林场森林资源的具体情 收稿日期:2009—02-01 修回日期:2009—05—19 基金项目:国家“十一五”科技支撑计划专题(2006BAD03A0804);高校博士点基金(20o9oo14l1OO13) 作者简介:赵静,女,硕士研究生。研究方向为3S技术集成及系统开发。 208 西北林学院学报 25卷 况,采用综合因子评价法,在ArcGIS平台下,利用 防风固沙林、农田牧场防护林。 空间分析和属性数据库管理功能,分别对森林的珍 贵树种保护、母树、水土保持、木材生产和护路5个 主要功能进行评价。并按照树种优先原则,确定小 班主导功能,制作森林功能分布图。 1.2.2数据及处理 数据主要有2007年1:1万 金沟岭林场林相图、森林资源二类调查数据、1:5 万地形图等。 以ArcGIS 9.3为平台,对林场林相图中的林班 和小班边界、道路数字化,分别存储为林班、小班和 道路3个矢量图层。编辑小班图层属性表,新建林 班编号、小班编号、坡度、生长量等属性字段,对应各 个小班编号输入2007年二类调查数据。扫描地形 图对等高线进行数字化,采用山脊线自动识别生成 算法[5],提取山脊线。 2 评价指标体系的构建 2.1构建的原则 根据科学性、可操作性及相对性原则[6],确 定评价指标。 2.2指标体系构成 根据技术规定 及相关调查资料”,结合金沟岭 林场的森林经营目标和当地的社会需求,在系统分析 和整合国内外现有研究成果 的基础上,采用综合 因子评价法,构建金沟岭林场多功能评价指标体系 (表1)。利用GIS的缓冲区分析功能对地理因子 和 进行缓冲区分析(图1、图2),利用GIS的专题图 制作功能,对地理因子 进行坡度分级(图3)。 表1金沟岭林场多功能评价指标体系 Table 1 Tbe table of multi—function evaluation factors of j'ingouling Forest Farm 2.3林种优先级确定 根据《森林资源规划设计调查主要技术规定》: 当某地块同时满足一个以上林种划分条件时,应根 据先公益林、后商品林的原则区划。公益林按以下 优先顺序确定:国防林、自然保护区林、名胜古迹和 纪念林、风景林、环境保护林、母树林、实验林、 护岸林、护路林、防火林、水土保持林、水源涵养林、 图1道路缓冲区图 Fig.1 Road buffer figure map 区 图2主要山脊线缓冲区图 Fig.2 Main ridge line buffer figure map 图3坡度分级图 Fig.3 Slope classification map 5个林种的优先级从高到低为自然保护区林、 母树林、护路林、水土保持林、一般用材林,对应的量 化后的得分分别为5、4、3、2、1。 3 评价结果 把红豆杉集中分布区域区划为自然保护区(图 4)。根据《2007年汪清林业局调查报告》确定林场 的母树林(图5)主要树种为云杉和长白落叶松。 在ArcGIS平台上,对上述区划的5种功能图 进行叠加分析,对小班属性数据库进行操作,添加 *国家林业局.森林资源规划设计调查主要技术规定.2003.8— 11 ”汪清林业局.2007年汪清林业局调查报告.2007.16—17 第6期 赵静等GIS在金沟岭林场森林多功能评价中的应用 209 “珍贵树种得分”、“母树得分”等5个功能得分字段。 将叠加分析结果分别添加到其中,得分最高的功能 确定为小班的主导功能。根据“主导功能”进行区 划,生成林场的功能分区图(图6)。并对林场的 1 403个小班进行评价(表2)。 护区林 图4红豆杉自然保护区分布圈 Fig.4 Yew nature reserve map 图5母树林分布图 Fig.5 Seed stand map 表2小班功能评价得分表 Table 2 Scores table of smal1 classes function 小班 珍贵树 母树 护路 水土保木材生 主导 编号 种得分 得分 得分 持得分产得分 功能 1 5 0 0 0 1 al 2 5 4 0 0 1 al … … ●●- ●●● … --● … 1 403 0 4 0 2 1 a2 图6新的林场森林多功能分布图 Fig.6 Forest classes function regi0nalization 研究区中,自然保护区林面积为10 902 hm。,占 林场总面积的66.94 ;母树林面积为842.4 hm , 占林场总面积的5.17 ;护路林面积为186.4 hm。, 占林场总面积的1.14 ;水土保持林面积为68.9 hm。,占林场总面积的0.42 ;用材林面积为 4 286.3 hm ,占林场总面积的26.32 。与原有森 林功能区划相比,新增自然保护区林10 902 hm。,母 树林面积减少了1 199.3 hm。,护路林面积减少了 867.4 hm。,水土保持林面积减少了436.8 hm。,用 材林面积减少了8 646.7 hm 。 与原森林功能区划相比(图7),原有的部分用 材林、母树林、水土保持林和护路林区划为自然保护 区林,集中成片,有利于提高对珍贵树种红豆杉的保 护;原有水土保持林的6个小班的坡度小于25。,3 个小班距山脊线距离大于300 m。区划后呈零星点 状分布,突出了水土保持林的特点;原有的护路林区 划不符合规程要求,其中48个小班距道路距离大于 50 m,且呈不规则线状分布,调整后突出了护路林 线状分布的特点。 图7原有林场森林功能分布图 Fig.7 Original forest classes function regionalization 4 结论 传统的森林功能评价采用目视判读的方法,存 在定性判读的误差。利用GIS方法辅助森林功能 评价,更加便捷、准确。 提高工作效率。在GIS软件下完成森林多功 能评价,大大减少外业调查工作量。 参考文献: [1]李保俊.中国自然灾害应急管理研究进展与对策EJ].自然灾害 学报,2004,13(3):18—23. 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