采用聚類分析方法進行遼寧省造林分區的研究

2019-01-08 09:48:00蘇振海

山東林業科技 2018年6期

蘇振海，曲英

（1.遼寧省林業調查規劃院，遼寧沈陽 110122；2.遼寧大連市普蘭店區林業水利局）

1 課題背景

歷史上的遼寧山清水秀，森林茂密，生態環境良好，但由于工業發展及對森林的不合理開發利用，造成環境逐步惡化，水土流失嚴重。遼寧省開展了史無前例的青山、碧水、藍天建設工程。遼寧對造林綠化工作，投入力度之大前所未有。

但是，在遼寧省造林還存在以下問題，一是遼寧省氣候條件復雜；二是土壤種類繁多；三是地貌類型復雜。在如此多的不同條件下如何選擇造林樹種、如何整地、采取什么輔助手段更為合理，都需要比較專業的分析和長時間的經驗積累，然而，各地林業部門專業力量參差不齊，難免出現選擇上的困難。解決這樣問題最好的辦法就是對遼寧省進行造林分區。

該技術主要是研究造林相關因子的篩選、數據標準化、聚類分析。

2 自然概況

遼寧省位于我國東北地區南部，地理坐標處于東經 118°53′-125°46′和北緯 38°43′-43°26′之間。南北寬約530km，東西長約574km，全省共轄14個市100個縣（市、區）。

全省地勢自北向南，由東西向中部傾斜，山地丘陵大致分列于東西兩側，中部為廣闊的遼河平原。全省屬于暖溫帶大陸性季風氣候。年降水量在400～1150mm之間。全省土壤分為11個主類、31個亞類。植物區系處于長白、華北、蒙古3個植物區系交匯地帶。

3 研究目標

遼寧省造林分區及造林模式評價的目標是為了明確遼寧省的造林分區及造林模式，為遼寧省造林工作提供最基礎的數據支持，為遼寧省造林規劃設計提供參考依據，進而加強遼寧省造林工程管理的科學性，提高工程建設的決策水平、工程質量和投資效益，最終達到促進遼寧造林綠化及生態建設的目的。

4 研究方法

研究采用因子篩選法和聚類分析法，將分區過程中需要考慮的所有因子、條件進行充分考慮，運用新技術進行數據整理計算得出相應結論。

4.1 確定范圍

遼寧省造林分區僅適用于造林工程使用，不針對林業其它項目管理。

4.2 分區因子的篩選

分區因子必須與造林實際緊密結合，實際造林工程建設中涉及的條件和因子都是構成要素。因子主要包括：平均海拔、平均降水量、溝壑密度、平均氣溫、山體比例、土壤類型、有效積溫及勞動力價格。

4.3 數據獲取

4.3.1 氣候因子

主要來自各地上報的主要造林區域連續5年平均數值。

4.3.2 地形地貌因子及土壤因子

平均海拔及土壤數據來自森林資源變檔數據，山體比例數據來自遼寧省青山保護規劃數據（特指造林區域內值），溝壑密度是采用DEM數據應用Arcgis軟件的分析模塊分析獲得。

4.3.3 社會經濟因子

農村勞動力價格來自各市縣上報造林地塊勞動力平均價格，并按5元整化。

4.4 數據標準化

主要數據中，平均海拔、年平均降水量、年平均氣溫、山體比例有效積溫、勞動力價格可直接參與數據分析，而溝壑密度及土壤類型不能直接參與計算因此需要進行標準化。

4.4.1 土壤類型

詳見表1：

表1 遼寧省各縣區土壤類型表

4.4.2 溝壑密度含義

地理中的溝壑密度是指每平方公里內溝壑的總長度，以km·km-2表示，或稱切割裂度。溝壑密度的大小，與降水和徑流特征，地形坡度、巖性、土壤的抗侵蝕性能、植被狀況、土地利用方式等有關，也是水土流失狀況的方式，可作為水土流失等級劃分時的參考指標。是衡量地表破碎度的一個指標，同樣可以衡量造林地塊分散程度。

DS=L/A

其中DS為溝壑密度，L為樣區內的溝壑總長度,A指特定樣區的面積。

4.4.4 數據獲取方法

利用遼寧省1：5萬DEM數據，精度30m。主要采用ArcMap中Hydrology工具計算。過程及方法來自Arcgis教程，不再重復。

4.4.5 溝壑密度賦值

為減小組間差，將溝壑密度進行等級劃分，并以區間中值作為特征值參與聚類分析。

針對麗江古城電網基礎薄弱的情況，麗江供電局提出“建設與世界文化遺產相匹配的電網”的目標，并采取了一系列措施確保電力供應，自2015年至今，麗江供電局分五個批次對大研古城電網進行投資建設，全面優化電網結構，總計投入9944.41萬元新建和改造10千伏線路15.861公里、開關柜47面、電纜分支箱38臺，新增配變23臺，新增變電容量26500千伏安，新建和改造低壓線路21.68公里，持續提升電網供電可靠性。另一方面，組織實施麗江智能電網示范工程，共投入5427萬元新建和改造10千伏電纜入地2.5公里，新建和改造設備18臺，實現了麗江古城內所有10千伏線路雙電源供電。

4.4.6 溝壑密度等級劃分

將溝壑密度劃分為8個等級。