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基于GIS下桐梓县方竹生长的适宜性评价



全 文 : [收稿日期] 2012-01-13;2012-03-29修回
 [基金项目] 贵州省国土资源厅项目“桐梓县土地利用总体规划(2006-2020)”
 [作者简介] 李作为(1986-),男,在读硕士,研究方向:土地规划与信息技术。E-mail:137090531@qq.com
 *通讯作者:周 焱(1963-),女,博士,教授,从事土地资源及利用方面研究。E-mail:yyyyzhou@126.com
[文章编号]1001-3601(2012)05-0273-0159-03
基于GIS下桐梓县方竹生长的适宜性评价
李作为1,2,周 焱1,2*,蔡学成2,3,罗峻洪1,2,孔祥亮1,2,郑均宁1,2
(1.贵州大学 农学院,贵州 贵阳550025;2.贵州大学 土地规划与信息技术研究所,贵州 贵阳550025;
3.贵州大学 林学院,贵州 贵阳550025)
  [摘 要]为充分利用桐梓县丰富的方竹资源优势,利用GIS平台,采用栅格划分法确定评价单元,从立
地条件、气候条件和土壤理化性质3个层次上选择海拔高度、土层厚度、土壤质地和土壤有机质等指标对桐
梓县方竹生长的适应性进行了评价。结果表明:桐梓县土地面积(319 392hm2)可划分为4个等级,其中,高
度适宜区(S1)14 542hm2,占4.55%;中等适宜区(S2)39 588hm2,占12.39%;勉强适宜区(S3)68 519hm2,占
21.46%;不适宜区(N)196 743hm2,占61.60%。桐梓县方竹的潜在种植适宜区面积达122 649hm2,较现有
方竹林面积(27 000hm2)增加95 649hm2。
[关键词]GIS;方竹;适宜性评价;桐梓;贵州
[中图分类号]S795.9 [文献标识码]A
Suitability of Chimonobambusa utilis Growth Based on
GIS in Tongzi County
LI Zuo-wei 1,2,ZHOU Yan1,2*,CAI Xue-cheng2,3,LUO Jun-hong1,2,
KONG Xiang-liang1,2,ZHENG Jun-ning1,2
(1.College of Agriculture,Guizhou University,Guiyang,Guizhou550025;2.Institute of Land Planning and
Information Technology,Guizhou University,Guiyang,Guizhou550025;3.Forestry College,Guizhou
University,Guiyang,Guizhou550025,China)
  Abstract:The suitability of C.utilis growth was studied by evaluating seven indexes of elevation,soil
depth,soil texture,organic matter,pH,gradient and≥10℃accumulated temperature based on GIP to
further utilize abundant C.utilis resources in Tongzi County.The results showed that total 319 392hm2
land area could be divided into four grades and the area of the highly suitable zone,medium suitable zone,
basic suitable zone and non suitable zone was 14542hm2,39588hm2,68519hm2 and 196743hm2,accounting
for 4,55%,12.39%,21.46%and 61.60%of the total land area respectively.The potential suitable area
for C.utilis cultivation is up to 122 649hm2,95 649hm2 higher than current C.utilis planting area in
Tongzi County.
Key words:GIS;Chimonobambusa utili;suitability;Tongzi;Guizhou
  桐梓县位于贵州省北部,黔北边陲大娄山北麓,
地处东经106°26′09″~107°16′13″,北纬27°57′09″~
28°53′30″,属云贵高原东部向四川盆地过渡的大斜
坡地带,山脉由南向北走向;全县地形东北部高,西
南部较低,垂直地带性较为显著,最高海拔是柏箐大
山的主峰柏芷山(2 227m),最低海拔是羊蹬河流域
的坡渡出口处(310m),相对高差达1 917m;境内年
平均气温14.7℃,最高气温37.5℃,最低气温
-6.9℃,≥10℃的有效积温4 320℃,年平均降水量
在1 050~1 400mm,属于亚热带高原季风湿润气候
区;主要的土壤类型有黄壤、石灰土、水稻土、紫色土
及山地黄棕壤。植物群落以亚热带常绿阔叶林为
主,由于地形地貌复杂多样,植物种类繁多,林木生
长繁茂,形成了多种植物生长的小生境[1]。
金佛山方竹(Chimonobambus autilis Kong.f.)
为禾本科竹亚科寒竹属植物,因其标本最早采集于
重庆南川市金佛山,故定名为金佛山方竹(以下简称
方竹)。方竹喜生于气候温凉、潮湿多雾的高山丛林
中,对气温和地势高度要求十分严格,对水热条件的
垂直差异反应极为敏感。海拔高度是方竹生长最主
要的限制因子,在桐梓县境内,海拔1 400m等高线
基本上是方竹垂直分布的下限。且在方竹生境区
内,年平均温度大于15℃,≥10℃的年积温大于
4 000℃,基本上没有方竹的生长。然而方竹对土壤
要求不算太严,只要土层厚度40cm以上,质地不粘
重,pH值5.5~7.5的黄棕壤、黄壤等都能生长,但
以土层深厚的中性至微酸性黄棕壤为最佳[2-3]。方
竹,秆高3~8m,茎粗1~4cm,表面浓绿色、粗糙。
上部圆而下部节间呈四方形;节间长20~25cm,秆
环甚隆起,下部节上有刺状气生根一环[4]。方竹以
笋用为主,因其生于高山丛林,品质纯净,形态方正,
肉厚鲜美,营养丰富,被已故林学家陈嵘教授誉为
“竹笋之冠”;加之方竹中秋后出笋,形成竹笋上市季
节反差,深受国内外市场欢迎。此外,方竹材质坚
 贵州农业科学 2012,40(5):159~161
 Guizhou Agricultural Sciences
韧,纤维长宽适中,还是制作纤维板、竹胶板、造纸和
竹器编织的优质原料[5]。方竹作为桐梓县的特色资
源,具有得天独厚的优势,开发方竹资源是调整农村
经济结构,实现农民增收致富的有效途径,是兼具经
济效益和社会效益的综合长效产业。目前为止,国
内关于方竹生长适宜性研究鲜见报道。对此,笔者
等从立地条件、气候条件和土壤条件3个方面对的
生长适宜性进行了评价,旨在将当地丰富的方竹资
源优势转变为经济优势,为当地政府合理开发方竹
产业与农民增收提供依据。
1 数据来源与研究方法
1.1 数据来源
数据来源于桐梓县DEM(1∶50 000)、《桐梓县
土壤》、桐梓县行政区划图(1∶50 000)和桐梓县气
候资料等。其中,坡度、海拔高度通过DEM 直接获
取;≥10℃积温通过收集的气候资料获取;土壤有机
质、土壤pH、土壤质地等土壤理化性质因子来自对
野外典型样点的布点采样数据作缓冲区分析并结合
《桐 梓 县 土 壤》一 书 中 的 土 壤 资 源 评 级 图
(1∶100 000)来获取。以 MAPGIS6.7为平台,利
用空间分析中的区对区叠加功能可在各评价单元附
上相应的属性数据,从而形成研究的属性数据库。
1.2 研究方法
1.2.1 评价单元的确定 适宜性评价单元的划分
方法有矢量多边形和栅格两类。传统制图方法主要
选择土地类型图、土壤图等的单元作为评价单元。
这些方法的评价结果常因评价人员的技术水平差异
而有所不同。随着GIS技术的不断发展,对研究区
进行逐点综合评价的方法已逐渐发展起来,即将研
究区分成一定数量的栅格,每个栅格作为一个基本
的评价单元,逐栅格进行综合评价。此法易于图形
的叠加和模型运算,评价结果比较客观[6]。本研究
选取栅格法作为划分评价单元的方法,综合考虑评
价精度和数据冗余等问题,最终确定以100m×
100m作为栅格精度,相对于传统的以区域(例如行
政区图、土壤图)为评价单元的方式,有更好的精度,
能更加详细地反映实际情况。
1.2.2 评价因子的选取 评价因子选取时遵循稳
定性、主导性和综合性原则[7],分别从立地条件、气
候条件、土壤理化性质3个层次上选择了海拔高度、
图1 桐梓县方竹生长适宜性评价指标体系
Fig.1 The index system to evaluate suitability of
C.utilis growth in Tongzi County
土层厚度、土壤质地、土壤有机质、土壤pH、坡度、
≥10℃年积温7项指标作为评价因子(图1)。
1.2.3 评价因子权重的确定 采用层次分析法和
特尔斐法相结合的方法确定权重。首先将指标分为
目标层、准则层和方案层3个层次,建立层次结构,通
过专家对判断矩阵表的填写构建判断矩阵,求解矩
阵,得到特征向量和最大特征根及最大特征向量,最
后对指标进行一致性检验,再参考文献[8]和[9]的方
法计算出7个指示的组合权重分别为0.485 4、
0.098 8、0.059 1、0.282 8、0.031 6、0.031 6和0.010 5。
1.2.4 评价因子的量化分级 评价因子的量化方
法主要有分级赋分法、模糊综合评价法、聚类分析法
等[10],选取分级赋分法作为评价因子的量化分级方
法,量化分级结果见表1。
1.2.5 评价结果等级划分 参考FAO土地适宜
性评价系统,并根据累积频率曲线原理来划分各等
级界线,在曲线上升急速或最低点的位置制定划分
线,即可将各评价单元划分到相应的等级中。将评
价结果划分为适宜区(S)和不适宜区(N),并将适宜
区划分高度适宜区(S1)、中度适宜区(S2)、勉强适宜
区(S3)3个等级。
1.2.6 方竹生长适宜性评价综合得分计算 根据
不同评价指标量化分级结果及组合权重,运用加权
指数和模型计算方竹适宜性综合评价得分,其分值
的大小直接反应适宜等级的高低。计算公式如下:
CAI=∑Fi×Ci  (i=1,2,3,……n)
  式中,CAI表示方竹生长适宜性综合评价得分,
Fi表示第i个因子加权前的单因素得分,Ci表示第i
个因子的组合权重。
表1 不同评价指标量化分级结果
Table 1 The grading and score of different evaluation indexes
评价指标
Evaluation index
等级
Grade
得分
Score
等级
Grade
得分
Score
等级
Grade
得分
Score
等级
Grade
得分
Score
海拔/m Elevation >1 600  100 1 400~1 600  85  1 200~1 400  60 ≤1 200  40
坡度/°Gradient <25  90  25~30  80  30~35  70 ≥35  60
≥10℃积温/℃ 3 500~4 000  90 4 000~4 500  80  4 500~5 000  60  5 000~5 500  50
 ≥10℃accumulated temperature
土壤质地Soil texture 壤土 100 粘壤土 80 粘土 60 - -
土壤有机质/%Soil organic matter ≥4  90  3~4  80  2~3  70  1~2  60
土壤pH Soil pH  4.5~5.5  60  5.5~6.5  80  6.5~7.5  90  7.5~8.5  50
土层厚度/cm Soil depth ≥100  90  60~100  75  40~60  60 <40  40
·061·
                                        贵 州 农 业 科 学
                                   Guizhou Agricultural Sciences
2 结果与分析
从 表 2 与 图 2 可 知,桐 梓 县 的 总 面 积 为
319392hm2,方竹潜在种植适宜区面积达122649hm2,
表2 桐梓县各乡镇方竹生长的不同适宜区面积
  Table 2 The area of different suitable zones for
Chimonobambusa utilis growth in
Tongzi County hm2
乡镇名称
Name of vilage
and towns
S1
Highly
suitability
S2
Medium
suitability
S3
Basic
suitability

Non
suitablity
狮溪镇 2 100  3 643  2 510  9 538
羊磴镇 159  1 688  2 817  13 422
水坝塘镇 1 388  4 242  841  10 134
坡渡镇 0  30  468  11 029
芭蕉乡 0  1 185  4 862  6 158
木瓜镇 151  162  1 654  13 539
天坪乡 148  724  1834  10245
黄莲乡 7823  5 076  5 392  1 880
松坎镇 597  1 080  2 123  8 574
小水乡 188  3 143  2 681  7 210
新站镇 0  775  3 307  11 158
夜郎镇 39  1 428  1 962  10 749
大河镇 1 158  2 362  1 294  5 675
马鬃乡 234  1 718  5 781  2 904
楚米镇 267  4 446  3 846  5 865
九坝镇 192  764  5 680  7 573
凉风垭林场 0  137  121  80
茅石乡 13  3 290  5 640  4 977
娄山关镇 0  821  4823  8 580
容光乡 0  237  1 398  5 173
花秋镇 0  231  5140  9 158
高桥镇 0  0  0  10 405
燎原镇 0  89  1 798  6 702
风水乡 0  253  1456  5 338
官仓镇 85  2 064  1 091  10 677
图2 桐梓县方竹生长的适宜性等级
 Fig.2 Distribution of different suitable zones for
C.utilis growth in Tongzi County
较桐梓县现有方竹林面积 (27 000hm2)增加了
95 649hm2,说明,在全县范围内还有很大的种植潜
力。可划分为高度适宜区(S1)、中等适宜区(S2)、勉
强适宜区(S3)和不适宜区(N)4个等级,各等级方竹
生长适宜性评价的综合得分分别为>87分、76~87
分、67~75分和≤66分。其中,高度适宜区(S1)
14 542hm2,占土地总面积的4.55%,主要分布在黄
莲乡、狮溪镇、大河镇、水坝塘镇等乡镇;中等适宜区
(S2)39 588hm2,占土地总面积的12.39%,主要分布
在黄莲乡、楚米镇、狮溪镇等乡镇;勉强适宜区(S3)
68 519hm2,占土地总面积的21.46%,主要分布在羊
磴镇、狮 溪 镇、芭 蕉 乡 等 乡 镇;不 适 宜 区 (N)
196 743hm2,占土地总面积的61.60%,主要分布在
木瓜镇、高桥镇、坡渡镇等乡镇。
3 小结与讨论
对海拔高度、土壤有机质、土壤pH、积温这些
评价因子分级赋分时,主要是根据方竹生长的生理
特性进行区间段的取值赋分;而对坡度的赋分则是
以25°作为分级界线,因为在理论上25°以下的地块
都是方竹生长非常适宜的地方,但考虑到实际情况,
坡度在25°以下的,都不鼓励种植方竹,而是优先考
虑耕地、建设用地等地类的布局,25°以上的地块才
应该宜林则林,宜牧则牧,从而达到了理论与实际相
结合的目的。此外,根据桐梓县人民政府2007年调
查数据显示,方竹林面积仅为27 000hm2,从本评价
数 据 显 示,方 竹 潜 在 种 植 适 宜 区 面 积 达
122 649hm2。说明,在全县范围内还有很大的种植
潜力。根据本研究结果规划布局,其中,黄莲乡、狮
溪镇、楚米镇及水坝塘镇4个乡镇作为能够规模种
植方竹的基地乡镇;茅石乡、大河镇、小水乡、马鬃苗
族乡、夜郎镇、官仓镇6个乡镇可作为方竹种植的重
点乡镇;九坝镇、芭蕉乡、羊磴镇以及新站镇4个乡
镇可作为方竹种植的普通乡镇。
[参 考 文 献]
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(责任编辑:杨 林)
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 LI Zuo-wei et al Suitability of Chimonobambusa utilis Growth Based on GIS in Tongzi County