鄭巧麗，范協(xié)裕，2，陳瀚閱，2，邱龍霞，2，邢世和，2

（1.福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，福建 福州 350002；2.土壤生態(tài)系統(tǒng)健康與調(diào)控福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350002）

基于GIS技術(shù)的福建省豆科主要珍貴樹(shù)種用地優(yōu)化布局研究

鄭巧麗1，范協(xié)裕1，2，陳瀚閱1，2，邱龍霞1，2，邢世和1，2

（1.福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，福建 福州 350002；2.土壤生態(tài)系統(tǒng)健康與調(diào)控福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350002）

以福建省現(xiàn)狀林地、園地、草地和部分未利用地為研究對(duì)象，根據(jù)花櫚木、紅豆樹(shù)、降香黃檀3個(gè)豆科珍貴樹(shù)種生長(zhǎng)的立地要求，從地形、氣候、土壤和社會(huì)經(jīng)濟(jì)4個(gè)方面選取評(píng)價(jià)因子，借助GIS技術(shù)和修正的加權(quán)指數(shù)及模型對(duì)福建省豆科主要珍貴樹(shù)種進(jìn)行用地適宜性評(píng)價(jià)。在此基礎(chǔ)上，屏蔽不適宜用地，基于“適地適樹(shù)”的用地優(yōu)化布局理念，采用優(yōu)勢(shì)適宜性指數(shù)和K均值聚類(lèi)分析相結(jié)合的方法，開(kāi)展福建省豆科主要珍貴樹(shù)種用地優(yōu)化布局研究，將花櫚木、紅豆樹(shù)和降香黃檀適宜用地分別劃分為優(yōu)先種植區(qū)、次優(yōu)先種植區(qū)和一般種植區(qū)3個(gè)等級(jí)，制作福建省豆科主要珍貴樹(shù)種用地優(yōu)化布局圖，并進(jìn)行分區(qū)評(píng)述。

GIS技術(shù)；豆科珍貴樹(shù)種；用地適宜性；優(yōu)化布局；福建省

鄭巧麗，范協(xié)裕，陳瀚閱，等.基于GIS技術(shù)的福建省豆科主要珍貴樹(shù)種用地優(yōu)化布局研究［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，43（6）：90-97.

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)珍貴樹(shù)種木材的需求量日益增加，而我國(guó)珍貴樹(shù)種現(xiàn)有資源量嚴(yán)重匱乏，后備資源不足［1］。珍貴樹(shù)種發(fā)展也面臨著諸如種植面積規(guī)模不大、樹(shù)種雜亂、林地資源利用不充分等一系列問(wèn)題［2］。因此，推動(dòng)珍貴樹(shù)種發(fā)展、調(diào)整和優(yōu)化樹(shù)種結(jié)構(gòu)、促進(jìn)其用地空間布局合理化，對(duì)加速區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)安全等均具有重要意義。

樹(shù)種優(yōu)化布局涵蓋了結(jié)構(gòu)和布局合理優(yōu)化的內(nèi)涵，在考慮自然因素基礎(chǔ)上，綜合考慮社會(huì)與經(jīng)濟(jì)因素來(lái)進(jìn)行科學(xué)合理的布局，使林地資源能夠得到充分的利用。早期的樹(shù)種優(yōu)化布局多采用單純的數(shù)學(xué)模型來(lái)確定用地布局方案。莊晨輝［3］采用逐步回歸分析法篩選出1月均溫、年均溫、5～6月均溫、9～10平均相對(duì)濕度4個(gè)氣候因子，并據(jù)此應(yīng)用系統(tǒng)聚類(lèi)分析法對(duì)福建柏進(jìn)行產(chǎn)區(qū)區(qū)劃。Ranst等［4］采用加權(quán)指數(shù)和法對(duì)泰國(guó)半島的橡膠樹(shù)進(jìn)行用地適宜性區(qū)劃。Enamul等［5］采用7種回歸分析模型對(duì)孟加拉國(guó)達(dá)卡森林的赤桉、大葉相思、馬占相思進(jìn)行適宜性分區(qū)。隨著地理信息技術(shù)的發(fā)展，GIS與數(shù)學(xué)模型集成技術(shù)在樹(shù)種用地優(yōu)化布局中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。吳仁燁等［6］運(yùn)用GIS技術(shù)中的小網(wǎng)格精度推算漳州市的極端低溫，并建立回歸方程，根據(jù)凍害等級(jí)對(duì)龍眼、荔枝等果樹(shù)進(jìn)行用地區(qū)劃。楊世琦等［7］選取溫度、降水、日照3個(gè)氣象因子結(jié)合伏旱頻率方程，采用GIS空間分析功能，對(duì)重慶市油桐進(jìn)行氣候精細(xì)化區(qū)劃。金志鳳等［8］從氣候、地形、土壤3個(gè)方面建立香榧種植綜合區(qū)劃評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用GIS技術(shù)、加權(quán)指數(shù)和法建立區(qū)劃評(píng)估模型。劉少軍等［9］根據(jù)橡膠樹(shù)的生物學(xué)特性，從橡膠樹(shù)種植的存在概率、臺(tái)風(fēng)影響和寒害發(fā)生概率3個(gè)方面確定橡膠樹(shù)的氣候區(qū)劃指標(biāo)，在GIS基礎(chǔ)上，采用模糊綜合評(píng)價(jià)模型進(jìn)行橡膠樹(shù)種植氣候適宜性區(qū)劃。Elaalem［10］對(duì)利比亞杰法拉平原的橄欖進(jìn)行區(qū)劃時(shí)，運(yùn)用GIS技術(shù)與模糊多準(zhǔn)則評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法將研究區(qū)劃分為高度、中度、勉強(qiáng)和目前不適宜4個(gè)區(qū)域。Koo等［11］采用群落分布和時(shí)間仿真模型并結(jié)合GIS技術(shù)對(duì)美國(guó)阿巴拉契亞山脈分布的紅皮云杉進(jìn)行生境適宜分區(qū)。

從目前研究來(lái)看，國(guó)內(nèi)外關(guān)于樹(shù)種用地優(yōu)化布局的研究多集中在經(jīng)濟(jì)林木上，對(duì)珍貴樹(shù)種的研究較少，且多從氣候因素考慮，對(duì)地形、土壤和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素考慮較少，導(dǎo)致區(qū)劃結(jié)果精度不高，與實(shí)際種植之間可能存在較大差距。基于此，本研究選取福建省豆科主要珍貴樹(shù)種花櫚木、紅豆樹(shù)、降香黃檀3個(gè)樹(shù)種，利用福建省土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、氣象站觀測(cè)數(shù)據(jù)、水土流失以及林地和山地土壤樣點(diǎn)等資料，借助GIS和數(shù)學(xué)模型集成技術(shù)，基于“適地適樹(shù)”用地優(yōu)化布局理念，從氣候、地形、土壤和社會(huì)經(jīng)濟(jì)4個(gè)方面綜合考慮，建立豆科主要珍貴樹(shù)種適宜性評(píng)價(jià)模型，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行用地空間的優(yōu)化布局，為福建省發(fā)展豆科珍貴樹(shù)種生產(chǎn)及用地優(yōu)化布局提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

福建省位于我國(guó)東南沿海，地理坐標(biāo)為115° 50′～120°40′E、北緯23°30′～28°22′N(xiāo)，土地總面積124 013.49 km2，轄福州、寧德、南平、三明、龍巖、漳州、泉州、莆田和廈門(mén)9個(gè)地級(jí)市，處于南亞熱帶至中亞熱帶的交迭帶，受東南季風(fēng)影響大，多年平均氣溫14.6～21.3℃，年降水量1 000～2 100 mm，無(wú)霜期235～365 d，年日照時(shí)數(shù)1 700～2 300 h［12-13］。全省地貌以山地、丘陵為主，地勢(shì)總體上呈西北高東南低的趨勢(shì)。全省森林覆蓋率達(dá)65.95%，居全國(guó)首位［14］。全省分布有44種屬于國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)的珍貴樹(shù)種，其中豆科珍貴樹(shù)種主要有花櫚木、紅豆樹(shù)、降香黃檀等［15］。

1.2 數(shù)據(jù)采集

從福建省相關(guān)部門(mén)收集以下資料：福建省1∶250 000土地利用現(xiàn)狀、土壤類(lèi)型、土壤侵蝕分布和DEM數(shù)據(jù)庫(kù)；福建省第2次林業(yè)土壤普查調(diào)查樣點(diǎn)空間分布及其相關(guān)屬性分析數(shù)據(jù)；福建省68個(gè)氣象站地理位置及近30年氣象觀測(cè)資料等。

1.3 評(píng)價(jià)對(duì)象及其分布圖空間數(shù)據(jù)庫(kù)建立

運(yùn)用ArcGIS軟件，從福建省土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫(kù)中提取出林地、園地、草地和部分未利用地、行政界線(xiàn)及交通用地、居民點(diǎn)工礦用地和水域用地等空間矢量數(shù)據(jù)圖層，為豆科主要珍貴樹(shù)種用地優(yōu)化布局圖編制提供基礎(chǔ)。

1.4 豆科主要珍貴樹(shù)種評(píng)價(jià)因子篩選及其屬性數(shù)據(jù)庫(kù)建立

借鑒花櫚木、紅豆樹(shù)、降香黃檀的生理習(xí)性及其立地條件相關(guān)研究成果［16-25］，結(jié)合福建省自然環(huán)境條件，遵循主導(dǎo)性、差異性、穩(wěn)定性等原則［26］，采用專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)法，篩選出地形（坡度、坡向）、氣候（年均溫、年降水量、無(wú)霜期）、土壤性狀（有機(jī)質(zhì)、全磷、全鉀、pH、侵蝕模數(shù)、土層厚度、質(zhì)地）和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件（區(qū)位、交通通達(dá)度）共14個(gè)因子作為福建省豆科主要珍貴樹(shù)種用地適宜性評(píng)價(jià)因子。

借助ArcGIS軟件，采用三維二次趨勢(shì)面分析結(jié)合反距離權(quán)重插值殘差訂正模型［27］推算并建立福建省年均溫、年降水量、無(wú)霜期因子?xùn)鸥瘢?50m×250 m）空間數(shù)據(jù)庫(kù)；利用福建省DEM數(shù)據(jù)庫(kù)，采用ArcGIS軟件中的坡度、坡向運(yùn)算模塊生成坡度、坡向因子?xùn)鸥駭?shù)據(jù)庫(kù)；采用克里格或反距離權(quán)重插值模型［27］生成福建省土壤有機(jī)質(zhì)、全磷、全鉀、pH、土層厚度、質(zhì)地（250 m×250 m）柵格數(shù)據(jù)庫(kù)；利用福建省評(píng)價(jià)對(duì)象空間分布矢量數(shù)據(jù)圖層掩膜土壤侵蝕分布及上述各評(píng)價(jià)因子數(shù)據(jù)圖層，采用面積加權(quán)平均法計(jì)算并建立福建省評(píng)價(jià)對(duì)象上述評(píng)價(jià)因子屬性數(shù)據(jù)庫(kù)。從福建省土地利用現(xiàn)狀圖數(shù)據(jù)庫(kù)提取出交通用地及城鎮(zhèn)居民點(diǎn)用地分布數(shù)據(jù)圖層，以評(píng)價(jià)對(duì)象各柵格中心點(diǎn)到道路或居民點(diǎn)中心點(diǎn)的最短距離為準(zhǔn)則，推算建立福建省評(píng)價(jià)對(duì)象區(qū)位因子數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)最短路徑公式［28］計(jì)算建立福建省評(píng)價(jià)對(duì)象交通通達(dá)度因子數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.5 評(píng)價(jià)因子屬性數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

借助SPSS軟件非線(xiàn)性回歸模型對(duì)各評(píng)價(jià)因子相應(yīng)的隸屬函數(shù)模型進(jìn)行擬合，建立花櫚木、紅豆樹(shù)、降香黃檀的戒上、戒下和峰型評(píng)價(jià)因子的隸屬函數(shù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停ū?），采用特爾斐法［27］建立概念型評(píng)價(jià)因子的隸屬度經(jīng)驗(yàn)值（表2），利用隸屬函數(shù)模型或隸屬度經(jīng)驗(yàn)值對(duì)各評(píng)價(jià)因子屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化［27］。

表1 豆科主要珍貴樹(shù)種評(píng)價(jià)因子隸屬函數(shù)類(lèi)型及其經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

表2 豆科主要珍貴樹(shù)種質(zhì)地、坡向隸屬度經(jīng)驗(yàn)值

1.6 評(píng)價(jià)因子權(quán)重的確定

采用層次分析法［27］確定福建省豆科主要珍貴樹(shù)種各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重（表3），借助農(nóng)業(yè)部耕地資源管理信息系統(tǒng)的層次分析模塊進(jìn)行運(yùn)算，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，花櫚木、紅豆樹(shù)、降香黃檀的CR值分別為0.00040、0.00576、0.00272，均小于0.1，表明計(jì)算結(jié)果可信。

1.7 豆科主要珍貴樹(shù)種用地適宜性評(píng)價(jià)

根據(jù)豆科主要珍貴樹(shù)種正常生長(zhǎng)對(duì)立地的要求［16-25］，采用特爾菲法確定其用地適宜性極限因子及其極限值（表4）。

表3 豆科主要珍貴樹(shù)種評(píng)價(jià)因子權(quán)重

采用修正的加權(quán)指數(shù)和模型［27］計(jì)算豆科主要珍貴樹(shù)種用地適宜性指數(shù)，計(jì)算公式如下：

式中，Yi為評(píng)價(jià)單元某一珍貴樹(shù)種的適宜性指數(shù)，ai為各評(píng)價(jià)因子的隸屬度，bi為評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值，i為任意一個(gè)參評(píng)因子，n表示參評(píng)因子總數(shù)。當(dāng)評(píng)價(jià)單元任一評(píng)價(jià)因子指標(biāo)超過(guò)其極限值時(shí)，Yi=0，該評(píng)價(jià)單元為不適宜用地，當(dāng)評(píng)價(jià)單元因子均未超過(guò)其極限值時(shí)，即Yi＞0時(shí)，該評(píng)價(jià)單元為適宜用地。

1.8 豆科主要珍貴樹(shù)種用地優(yōu)化布局

珍貴樹(shù)種用地優(yōu)化布局主要以“適地適樹(shù)”為主要立論依據(jù)，“適地適樹(shù)”就是使造林地的立地條件（地形、氣候、土壤等）與造林樹(shù)種的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性相適應(yīng)，以充分發(fā)揮土地的生產(chǎn)潛力，使該立地在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平下達(dá)到利益最大化［29］。因此，在開(kāi)展福建省3個(gè)豆科珍貴樹(shù)種用地優(yōu)化布局時(shí)，應(yīng)基于“適地適樹(shù)”的用地布局理念，在適宜性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，優(yōu)先選擇適宜性指數(shù)最高（即優(yōu)勢(shì)適宜性指數(shù)）的珍貴樹(shù)種作為該評(píng)價(jià)單元的最適樹(shù)種用地。評(píng)價(jià)單元優(yōu)勢(shì)適宜性指數(shù)公式為：

式中，Y為評(píng)價(jià)單元的優(yōu)勢(shì)適宜性指數(shù)（即評(píng)價(jià)單元對(duì)3個(gè)珍貴樹(shù)種適宜性指數(shù)的最高得分值），Yi為評(píng)價(jià)單元對(duì)花櫚木、降香黃檀和紅豆樹(shù)的適宜性評(píng)價(jià)得分。借助SPSS軟件的K均值聚類(lèi)分析模型，屏蔽不適宜用地，在適宜用地上對(duì)福建省豆科主要珍貴樹(shù)種進(jìn)行用地優(yōu)化布局分區(qū)，具體劃分指標(biāo)見(jiàn)表5。

表4 豆科主要珍貴樹(shù)種極限因子

2 結(jié)果與分析

2.1 豆科珍貴樹(shù)種用地適宜性分析

豆科珍貴樹(shù)種用地適宜性結(jié)果（表6、圖1）表明，福建省適宜種植花櫚木、紅豆樹(shù)和降香黃檀用地總面積分別為637.51萬(wàn)、573.63萬(wàn)、138.69萬(wàn)hm2，分別占評(píng)價(jià)對(duì)象總面積的68.86%、61.96%和14.98%。可見(jiàn)，福建省大部分地區(qū)適宜種植花櫚木和紅豆樹(shù)。

花櫚木適宜用地主要分布在閩南和閩西北地區(qū)，以龍巖、三明、南平、漳州市分布面積最多，合計(jì)占全省花櫚木適宜用地總面積的73.66%。這些區(qū)域水、熱資源較充沛，年均溫、無(wú)霜期、年降水量均值分別為18.22℃、282.35 d和1 711.57 mm，均高于花櫚木正常生長(zhǎng)的理想值，且極限指標(biāo)均未超過(guò)極限值；立地條件優(yōu)越，質(zhì)地多為砂質(zhì)壤土和輕壤土，土層深厚，有機(jī)質(zhì)含量為33.21 g/kg，土壤肥沃，pH值5.13，酸堿度適宜；區(qū)位條件優(yōu)越，區(qū)位均值為1.20 km，交通便利，便于林木種植管理和木材的運(yùn)輸。

紅豆樹(shù)適宜用地主要分布于閩南、閩西和閩北部分地區(qū)，以龍巖、三明、南平和漳州分布占優(yōu)勢(shì)，合計(jì)面積達(dá)432.49萬(wàn) hm2，占全省紅豆樹(shù)適宜用地總面積的75.40%。這些區(qū)域水、熱資源較為豐富，年均溫、年降水量、無(wú)霜期均值分別為17.62℃、1 795.18 mm、272.58 d，與紅豆樹(shù)正常生長(zhǎng)的理想值相比相差不大，且極限指標(biāo)均未超過(guò)極限值；土壤環(huán)境條件良好，水肥氣熱協(xié)調(diào)，土壤質(zhì)地多為中壤和輕壤土，土層厚度均值達(dá)99.86 cm，土層深厚，pH值為5.11，酸堿度適宜，有機(jī)質(zhì)含量均值為36.65 g/kg，土壤肥沃；區(qū)位均值達(dá)1.48 km，區(qū)位條件優(yōu)越，交通通達(dá)性強(qiáng)。

表5 豆科主要珍貴樹(shù)種用地優(yōu)化布局分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)

地市　豆科主要珍貴樹(shù)種適宜用地花櫚木　紅豆樹(shù)　降香黃檀福州　55.90　42.19　6.37龍巖　145.96　136.79　22.73南平　114.51　94.31　0.00寧德　29.84　27.79　0.00莆田　18.04　14.88　6.46泉州　57.43　49.84　20.43三明　123.26　136.76　0.00廈門(mén)　6.72　6.44　6.95漳州　85.84　64.64　75.73

圖1 福建省豆科主要珍貴樹(shù)種用地適宜性分布

降香黃檀適宜用地主要分布在閩東南地區(qū)，以漳州、龍巖、泉州分布最廣，合計(jì)面積達(dá)118.88萬(wàn) hm2，占全省降香黃檀適宜用地總面積的86%。這些區(qū)域年均氣溫、無(wú)霜期分別為20.04℃和319.72 d，與降香黃檀正常生長(zhǎng)的理想值相比相差不大，年日照時(shí)數(shù)1 998.27 h，光照和熱量資源充沛，年降水量1 473.46 mm，這與降香黃檀喜溫?zé)帷⒛透珊?、忌水澇的特點(diǎn)相符；土壤立地條件較好，土壤多為砂質(zhì)壤土，土層深厚，有機(jī)質(zhì)含量均值為23.01 g/kg，土壤較肥沃，pH均值5.29，酸堿度適宜；區(qū)位均值為1.0 km，區(qū)位條件優(yōu)越。

2.2 豆科珍貴樹(shù)種用地優(yōu)化布局分析

圖2 福建省各市豆科主要珍貴樹(shù)種用地優(yōu)化布局面積

圖3 福建省豆科主要珍貴樹(shù)種用地優(yōu)化布局圖

豆科珍貴樹(shù)種用地優(yōu)化布局結(jié)果（圖2、圖3）表明，全省花櫚木優(yōu)化布局用地總面積為578.76萬(wàn) hm2，占全省評(píng)價(jià)對(duì)象總面積的62.51%，主要分布在閩西南、閩西北、和閩東部地區(qū)，其中優(yōu)先種植區(qū)、次優(yōu)先種植區(qū)和一般種植區(qū)面積分別為268.59萬(wàn)、288.63萬(wàn)、21.54萬(wàn) hm2，分別占全省花櫚木優(yōu)化布局用地總面積的46.41%、49.87%和3.72%。表明全省花櫚木優(yōu)化布局用地以次優(yōu)先種植區(qū)和優(yōu)先種植區(qū)為主。全省紅豆樹(shù)優(yōu)化布局用地總面積175.81萬(wàn) hm2，占全省評(píng)價(jià)對(duì)象總面積的18.99%，主要分布在閩北和閩西地區(qū)，其中優(yōu)先種植區(qū)、次優(yōu)先種植區(qū)和一般種植區(qū)面積分別為31.35萬(wàn)、131.89萬(wàn)、12.57萬(wàn) hm2，分別占全省紅豆樹(shù)優(yōu)化布局用地總面積的17.83%、75.02%、7.15%，表明全省紅豆樹(shù)優(yōu)化布局用地以次優(yōu)先種植占優(yōu)勢(shì)。全省降香黃檀優(yōu)化布局用地總面積55.74萬(wàn)hm2，占全省評(píng)價(jià)對(duì)象總面積的6.02%，主要分布在閩東南地區(qū)，其中優(yōu)先種植區(qū)、次優(yōu)先種植區(qū)和一般種植區(qū)面積分別為35.17萬(wàn)、19.57萬(wàn)、1.01萬(wàn) hm2，分別占全省降香黃檀優(yōu)化布局用地總面積的63.09%、35.10%和1.81%，表明全省降香黃檀以?xún)?yōu)先種植區(qū)用地資源占優(yōu)勢(shì)。

從用地優(yōu)化布局類(lèi)型區(qū)分析（圖2、圖3）可知，花櫚木優(yōu)先種植區(qū)主要分布在龍巖、三明和南平南部等地區(qū)，合計(jì)占全省花櫚木優(yōu)先種植區(qū)用地總面積的88.13%。該區(qū)域水熱資源豐富，年均溫、無(wú)霜期、年降水量分別為18.34℃、286.46 d 和1 720.26 mm，可充分滿(mǎn)足花櫚木生長(zhǎng)對(duì)水熱的需求。土層厚度為110.98 cm、有機(jī)質(zhì)含量達(dá)36.16 g/kg，土層深厚、土壤肥沃，土壤pH5.09，酸堿度適宜。土壤全磷、全鉀含量豐富，均值分別為0.74、21.65 g/kg。質(zhì)地多為砂壤和輕壤，水氣熱協(xié)調(diào)。地理區(qū)位優(yōu)越，交通便利，區(qū)位和交通通達(dá)度均值分別為1.10、174.82 km?；澳敬蝺?yōu)先種植區(qū)主要分布在龍巖西南部、南平、三明和福州東部等地，合計(jì)占福建省花櫚木次優(yōu)先種植區(qū)用地總面積的93.47%。該區(qū)域水熱資源與優(yōu)先種植區(qū)相差不大，土層深厚、有機(jī)質(zhì)含量較高，但全磷、全鉀含量較低，交通和區(qū)位也不如優(yōu)先種植區(qū)?；澳疽话惴N植區(qū)主要分布在漳州市，合計(jì)占福建省花櫚木一般種植區(qū)用地總面積的69.75%。這些區(qū)域年均溫18.68℃、無(wú)霜期296.29 d，熱量資源充足，但水分資源明顯不如優(yōu)先種植區(qū)。土層瘠薄，為57.13 cm，土壤肥力條件較差，全磷、全鉀資源匱乏，其中，有機(jī)質(zhì)含量18.98 g/kg、全磷含量0.32 g/kg、全鉀含量13.51 g/kg，均明顯低于花櫚木適宜用地相應(yīng)指標(biāo)均值。交通條件較差，均值為209.54 km，不利于花櫚木林木的管理和木材的運(yùn)輸。

紅豆樹(shù)優(yōu)先種植區(qū)主要分布在三明、福州西部、龍巖東北部地區(qū)，合計(jì)占紅豆樹(shù)優(yōu)先種植區(qū)用地總面積的80.56%。該區(qū)域氣候溫暖濕潤(rùn)、光照充足，年均溫、年降水量、年日照時(shí)數(shù)均值分別為18.22℃、1 805.47 mm和1 796.67 h，土層深厚，土壤肥沃、全磷、全鉀資源豐富，土壤環(huán)境條件優(yōu)越，其中，土層厚度達(dá)114.83 cm，土壤有機(jī)質(zhì)、全磷、全鉀含量分別為42.26、0.81和20.03 g/kg，豐富的光、熱、水資源和良好的土壤立地環(huán)境能充分滿(mǎn)足紅豆樹(shù)生長(zhǎng)對(duì)水肥要求高的需求。地理區(qū)位條件優(yōu)越、交通通達(dá)性高，區(qū)位和交通通達(dá)性的均值分別為1.45、167.78 km。紅豆樹(shù)次優(yōu)先種植區(qū)主要分布在南平、三明、寧德和福州等地區(qū)，合計(jì)占福建省紅豆樹(shù)次優(yōu)先種植用地面積的92.42%。該區(qū)域光照和水分資源較為豐富，熱量資源不如優(yōu)先種植區(qū)，土壤有機(jī)質(zhì)含量高，土層深厚，但磷、鉀資源匱乏，交通和區(qū)位條件略遜于優(yōu)先種植區(qū)。紅豆樹(shù)一般種植區(qū)用地面積較小，主要分布在南平北部和寧德等地區(qū)，合計(jì)占福建省紅豆樹(shù)一般種植用地面積的88.03%。該區(qū)域年降水量1 902.91 mm、無(wú)霜期245.88 d、年均溫均值為15.37℃，表明水分資源充沛，但熱量資源不足。有機(jī)質(zhì)含量高，其均值為42.61 g/kg，但土層淺薄，全磷全鉀資源匱乏，其中，土層厚度、全磷、全鉀含量分別為74.84 cm、0.48 g/kg、16.43 g/kg，明顯低于優(yōu)先種植區(qū)，表明這些地區(qū)紅豆樹(shù)的種植會(huì)受到土壤立地條件的制約。交通條件較差，均值為225.90 km，不利于紅豆樹(shù)林木的種植管理和木材的運(yùn)輸。

降香黃檀優(yōu)先種植區(qū)主要分布在漳州、泉州東部和廈門(mén)，合計(jì)占降香黃檀優(yōu)先種植區(qū)用地總面積的98.94%。該區(qū)域無(wú)霜期、年均溫、年日照時(shí)數(shù)均值分別為334.31 d、20.63℃和2 029.51 h，能充分滿(mǎn)足降香黃檀對(duì)光熱資源要求高的需求，年降水量1 443.68 mm，與降香黃檀耐干旱、忌水澇的生長(zhǎng)特點(diǎn)相符。土壤環(huán)境質(zhì)量較好，有機(jī)質(zhì)、土層厚度、全磷、全鉀均值分別為21.24 g/kg、83.40 cm、0.54 g/kg和22.39 g/kg，與降香黃檀耐瘠薄的生長(zhǎng)特點(diǎn)相吻合，能保證降香黃檀正常生長(zhǎng)。地理位置優(yōu)越，交通便利，區(qū)位和交通通達(dá)性均值分別為0.83、187.05 km。降香黃檀次優(yōu)先種植區(qū)主要分布在漳州東南部，合計(jì)占全省降香黃檀次優(yōu)先種植區(qū)用地總面積的83.35%。該區(qū)域熱量資源與優(yōu)先種植區(qū)相似，降水量、土壤立地條件不及優(yōu)先種植區(qū)，地理位置優(yōu)越，但交通條件稍差。降香黃檀一般種植區(qū)面積較小，主要分布在福州沿海島嶼和漳州沿海地區(qū)。該區(qū)域無(wú)霜期349.44 d、年均氣溫20.17℃、年日照時(shí)數(shù)2 058.46 h，光照和熱量資源豐富，年降水量?jī)H為1 281.13 mm，水分資源明顯不如優(yōu)先種植區(qū)。土層瘠薄、土壤肥力質(zhì)量較差，土層厚度均值為47.29 cm、有機(jī)質(zhì)、全磷、全鉀含量分別為12.01、0.25、15.76 g/kg，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于優(yōu)先種植區(qū)。區(qū)位和交通條件較差，其均值分別為1.15 km、214.64 km，不利于降香黃檀林木的管理和木材的運(yùn)輸。

3 結(jié)論與討論

根據(jù)花櫚木、紅豆樹(shù)和降香黃檀生長(zhǎng)的立地要求和前人研究結(jié)果，構(gòu)建了福建省豆科主要珍貴樹(shù)種評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，篩選出2個(gè)地形因子（坡度、坡向）、3個(gè)氣候因子（年均溫、年降水量、無(wú)霜期）、7個(gè)土壤因子（有機(jī)質(zhì)、全磷、全鉀、pH、侵蝕模數(shù)、土層厚度、質(zhì)地）和2個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子（區(qū)位、交通通達(dá)度），借助GIS技術(shù)，完成了各評(píng)價(jià)指標(biāo)的細(xì)網(wǎng)格推算，應(yīng)用修正的加權(quán)指數(shù)和法建立綜合評(píng)估模型。

從研究結(jié)果來(lái)看，影響花櫚木、紅豆樹(shù)、降香黃檀3個(gè)樹(shù)種正常生長(zhǎng)的因子主要是水分、熱量及海拔，同時(shí)也受坡度、土層厚度、酸堿度及土壤侵蝕等因素的制約，這與邢世和等［30］對(duì)桉樹(shù)樹(shù)種的研究結(jié)果相似。本研究采用優(yōu)勢(shì)適宜性指數(shù)與K均值聚類(lèi)分析相結(jié)合的方法進(jìn)行用地優(yōu)化布局，將花櫚木、紅豆樹(shù)、降香黃檀適宜用地區(qū)劃為優(yōu)先種植區(qū)、次優(yōu)先種植區(qū)和一般種植區(qū)3個(gè)等級(jí)，并進(jìn)行分區(qū)評(píng)述。基于GIS和數(shù)學(xué)模型集成技術(shù)的用地優(yōu)化布局，與早期單純的數(shù)學(xué)模型相比，更具精細(xì)化，將優(yōu)化布局分區(qū)呈現(xiàn)在地圖上，也更直觀。從地形、氣候、土壤和社會(huì)經(jīng)濟(jì)4個(gè)方面進(jìn)行綜合優(yōu)化布局研究，克服了以往僅考慮氣候因素或僅從氣候、土壤、地形三方面考慮的相關(guān)研究，使研究更具有實(shí)際指導(dǎo)意義。

從優(yōu)化布局結(jié)果來(lái)看，豆科3個(gè)樹(shù)種用地優(yōu)化布局符合3個(gè)樹(shù)種的生長(zhǎng)習(xí)性要求，與目前相應(yīng)樹(shù)種在福建省的分布情況基本一致，但由于采用專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)法確定各個(gè)評(píng)價(jià)因子的標(biāo)準(zhǔn)值、上下限值和極限因子的極限值，受一定人為因素的制約，多少會(huì)影響到優(yōu)化布局結(jié)果。在實(shí)際林業(yè)發(fā)展中，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

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（責(zé)任編輯 白雪娜）

Optimal arrangement of plantation for precious legume forest species in Fujian by GIS technology

ZHENG Qiao-li1，F(xiàn)AN Xie-yu1，2，CHEN Han-yue1，2，QIU Long-xia1，2，XING Shi-he1，2
（1.College of Resource and Environment，F(xiàn)ujian Agriculture and Forestry University，F(xiàn)uzhou 350002，China；2.University Key Lab of Soil Ecosystem Health and Regulation in Fujian，F(xiàn)uzhou 350002，China）

Based on the demands of precious legume forest species，such as Ormosia henryi，O.hosiea and Dalbergia odorifera habit and taking the woodland，orchard，meadow，and some unused land in Fujian as the research object，a suitability evaluation index system of precious legume forest species was established.The index system included 14 relevant factors form four aspects∶ topography，climate，soil and social economic.Suitable land resources for precious legume forest species were assessed by GIS technology，integrated with correctional weighting-multiplication model.On this basis，non-planting areas were extracted from the land-use map，the layout of precious legume forest species in Fujian was optimized based on the principle of＂suitable trees plantation on land＂with integrated technology of the advantages of index method and K means clustering analysis method.The results of regionalization included three grades of preferential planting area，secondary preferential planting area and general planting area.The results of above partitions were analyzed and optimizing arrangement map of precious Legume species plantation in Fujian was drew by GIS technology.

GIS technology；precious Legume forest species；suitable land resource；optimal arrangement；Fujian Province

S792

A

1004-874X（2016）06-0090-08

10.16768/j.issn.1004-874X.2016.06.016

2015-12-27

福建省科技重大專(zhuān)項(xiàng)（2012NZ0002）

鄭巧麗（1990-），女，在讀碩士生，E-mail：zqlsnow@foxmail.com

邢世和（1962-），男，博士，教授，E-mail：fafuxsh@126.com