遼寧海防林造林分區的聚類分析探究

任義

(遼寧省林業調查規劃監測院，遼寧 沈陽 110122)

遼寧沿海地區是全省經濟相對發達的區域，也是頻繁遭受臺風、風暴潮等自然災害侵襲的區域。加強沿海防護林體系工程建設，對改善生態環境、保障人民群眾正常生產生活有很重要的意義[1]。

遼寧省海防林造林存在著沿海氣候復雜苛刻、不同地區土壤類型不同、各區域地貌類型不盡相同等問題[2]。因此，在全面考慮以上問題的同時，選擇不同類型的樹種、如何科學合理整地等問題都需要專業科學的分析和實地論證[3]。最優方法就是通過造林相關因子的篩選、數據標準化、聚類分析的方式對海防林進行造林分區[4，5]，以此指導海防林建設。

1 研究區域概況

遼寧省海防林建設北起寬甸縣的渾江口，經黃海、渤海，至綏中縣孟家屯，全長1 444 km。共涉及大連、鞍山、丹東、錦州、營口、盤錦、葫蘆島7市25個縣(市、區)，土地總面積507.16萬hm2，林地面積217.15萬hm2。

海防林造林區成不規則馬蹄狀，中間區域海拔相對較低，東西兩側相對較高。該區域屬暖溫帶半濕潤季風氣候和海洋性氣候。年降水量573.9～1 218.2 mm。棕壤、草甸土、稻田土、沼澤土、鹽堿土、風沙土在海防林工程區均有分布。

2 研究方法

本研究擬采用因子篩選和聚類分析的方法，將海防林建設區域的氣候、土壤、地形地貌等因子進行充分考慮。通過ArcGis、ForStat軟件進行數據整理、分析，得到海防林造林分區數據。

2.1 造林分區因子的篩選

造林分區因子的選擇至關重要。因子應與海防林造林相關聯。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。

2.2 數據收集

氣候因子：在氣象部門網站查詢海防林造林區域連續5年的氣象因子的平均數值。

地形地貌因子：在森林資源管理“一張圖”中獲取涉及區域的平均海拔數據。在遼寧省青山保護規劃中查詢涉及區域的山體情況及有關數據。在ArcGis軟件中提取DEM數據，用ArcMap中Hydrology工具，計算得到涉及區域的溝壑密度數據。

土壤因子：在森林資源管理“一張圖”中獲取涉及區域的土壤類型數據。

社會經濟因子：勞動力價格按照市場平均價格計算，取整。

3 結果與分析

3.1 數據標準化

提取的數據中，溝壑密度數據和土壤類型數據，需要提前進行標準化處理，處理之后才能參與聚類分析計算。剩余的其他類型數據，如氣象數據、山體數據、勞動力標價等都可以直接參與聚類分析計算。

土壤類型數據見表1。

表1 遼寧省沿海各縣區土壤類型表

3.2 溝壑密度數據

溝壑密度，在地理學上的定義為每平方千米內溝壑的總長度，單位為kmkm-2。計算公式DS=L/A(DS表示溝壑密度，L為樣區內的溝壑總長，A為面積)。經過計算得出溝壑密度(表2)。

表2 溝壑密度表 kmkm-2

表2 溝壑密度表 kmkm-2

序號縣(區、市)溝壑密度序號縣(區、市)溝壑密度序號縣(區、市)溝壑密度1普蘭店3.16盤山0.7711凌海2.12瓦房店3.967大洼012蓋州3.43莊河8.38東港3.113大石橋2.74長海3.339鳳城6.414興城21.75海城310寬甸6.7815綏中22.7

為了便于聚類分析的計算，將溝壑密度數據實施等級劃分，將差別不大的數據合并到同一等級，并提取中間值，參與計算。根據實際情況，將其劃分為8級數據(表3)。

表3 溝壑密度等級劃分表 kmkm-2

表3 溝壑密度等級劃分表 kmkm-2

等級12345678范圍>28.5>21.5～28.5>8.5～21.5>5.5～8.5>2.5～5.5>1.5～2.5>0.5～1.5>0～0.5

表4 遼寧省海防林林地分區聚類分析因子表

3.3 數據分析

利用ForStat 2.2統計軟件，對遼寧省海防林林地分區進行聚類分析(表4)。

經過聚類分析計算，我們在節距為24.3～24.5時，把海防林造林區按縣區分成4組(表5)。

表5 海防林工程區主要縣(市、區)分類表

由于海防林造林區一些縣區內部自然地貌也有一定差異，在盡量不打破原有行政界線的前提下，統籌聚類分析成果數據，最終得到海防林造林分區細化表(表6)。

表6 海防林造林分區細化表