采用聚类分析方法进行辽宁省造林分区的研究

2019-01-08苏振海

山东林业科技 2018年6期

苏振海，曲英

（1.辽宁省林业调查规划院，辽宁沈阳 110122；2.辽宁大连市普兰店区林业水利局）

1 课题背景

历史上的辽宁山清水秀，森林茂密，生态环境良好，但由于工业发展及对森林的不合理开发利用，造成环境逐步恶化，水土流失严重。辽宁省开展了史无前例的青山、碧水、蓝天建设工程。辽宁对造林绿化工作，投入力度之大前所未有。

但是，在辽宁省造林还存在以下问题，一是辽宁省气候条件复杂；二是土壤种类繁多；三是地貌类型复杂。在如此多的不同条件下如何选择造林树种、如何整地、采取什么辅助手段更为合理，都需要比较专业的分析和长时间的经验积累，然而，各地林业部门专业力量参差不齐，难免出现选择上的困难。解决这样问题最好的办法就是对辽宁省进行造林分区。

该技术主要是研究造林相关因子的筛选、数据标准化、聚类分析。

2 自然概况

辽宁省位于我国东北地区南部，地理坐标处于东经 118°53′-125°46′和北纬 38°43′-43°26′之间。南北宽约530km，东西长约574km，全省共辖14个市100个县（市、区）。

全省地势自北向南，由东西向中部倾斜，山地丘陵大致分列于东西两侧，中部为广阔的辽河平原。全省属于暖温带大陆性季风气候。年降水量在400～1150mm之间。全省土壤分为11个主类、31个亚类。植物区系处于长白、华北、蒙古3个植物区系交汇地带。

3 研究目标

辽宁省造林分区及造林模式评价的目标是为了明确辽宁省的造林分区及造林模式，为辽宁省造林工作提供最基础的数据支持，为辽宁省造林规划设计提供参考依据，进而加强辽宁省造林工程管理的科学性，提高工程建设的决策水平、工程质量和投资效益，最终达到促进辽宁造林绿化及生态建设的目的。

4 研究方法

研究采用因子筛选法和聚类分析法，将分区过程中需要考虑的所有因子、条件进行充分考虑，运用新技术进行数据整理计算得出相应结论。

4.1 确定范围

辽宁省造林分区仅适用于造林工程使用，不针对林业其它项目管理。

4.2 分区因子的筛选

分区因子必须与造林实际紧密结合，实际造林工程建设中涉及的条件和因子都是构成要素。因子主要包括：平均海拔、平均降水量、沟壑密度、平均气温、山体比例、土壤类型、有效积温及劳动力价格。

4.3 数据获取

4.3.1 气候因子

主要来自各地上报的主要造林区域连续5年平均数值。

4.3.2 地形地貌因子及土壤因子

平均海拔及土壤数据来自森林资源变档数据，山体比例数据来自辽宁省青山保护规划数据（特指造林区域内值），沟壑密度是采用DEM数据应用Arcgis软件的分析模块分析获得。

4.3.3 社会经济因子

农村劳动力价格来自各市县上报造林地块劳动力平均价格，并按5元整化。

4.4 数据标准化

主要数据中，平均海拔、年平均降水量、年平均气温、山体比例有效积温、劳动力价格可直接参与数据分析，而沟壑密度及土壤类型不能直接参与计算因此需要进行标准化。

4.4.1 土壤类型

详见表1：

表1 辽宁省各县区土壤类型表

4.4.2 沟壑密度含义

地理中的沟壑密度是指每平方公里内沟壑的总长度，以km·km-2表示，或称切割裂度。沟壑密度的大小，与降水和径流特征，地形坡度、岩性、土壤的抗侵蚀性能、植被状况、土地利用方式等有关，也是水土流失状况的方式，可作为水土流失等级划分时的参考指标。是衡量地表破碎度的一个指标，同样可以衡量造林地块分散程度。

DS=L/A

其中DS为沟壑密度，L为样区内的沟壑总长度,A指特定样区的面积。

4.4.4 数据获取方法

利用辽宁省1：5万DEM数据，精度30m。主要采用ArcMap中Hydrology工具计算。过程及方法来自Arcgis教程，不再重复。

4.4.5 沟壑密度赋值

为减小组间差，将沟壑密度进行等级划分，并以区间中值作为特征值参与聚类分析。

针对丽江古城电网基础薄弱的情况，丽江供电局提出“建设与世界文化遗产相匹配的电网”的目标，并采取了一系列措施确保电力供应，自2015年至今，丽江供电局分五个批次对大研古城电网进行投资建设，全面优化电网结构，总计投入9944.41万元新建和改造10千伏线路15.861公里、开关柜47面、电缆分支箱38台，新增配变23台，新增变电容量26500千伏安，新建和改造低压线路21.68公里，持续提升电网供电可靠性。另一方面，组织实施丽江智能电网示范工程，共投入5427万元新建和改造10千伏电缆入地2.5公里，新建和改造设备18台，实现了丽江古城内所有10千伏线路双电源供电。

4.4.6 沟壑密度等级划分

将沟壑密度划分为8个等级。