基于3S技术的德昌县林木种质资源调查与地理空间特征分析

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林木种质资源是林木遗传多样性载体和林木遗传改良及新品种选育的基础材料,对林业经济和生态文明建设有重要的战略意义。查清资源现状和分布规律,总结地理空间特征是林木种质资源合理保护、高效利用、永续开发的前提。德昌县拥有丰富的林木种质资源,包含了极高水平的木本植物多样性和遗传多样性,是维持四川西南地区生态稳定的关键资源循环地。查清德昌县林木种质资源分布现状,分析其地理空间特征,可为制定资源长期保护和利用规划提供依据,促进德昌县林业的可持续健康发展。本文基于Landsat 8 OLI卫星影像解译结果,参考林保规划数据,确定了德昌县木本资源的分布范围。依照四川省林木种质资源普查细则布设调查线路,结合卫星定位技术(Global Navigation Satellite System,GNSS)开展外业工作,完成了德昌县林木种质资源资源普查,采集了258份栽培种质和804份珍贵种质。在Arc GIS 10.0平台上,综合德昌县自然和人文地理数据,统计林木种质资源分布数量,总结其外部地理特征。使用平均最邻近分析(average nearest neighbor analysis,ANNA)、核密度估计(kernel density estimation)、优化热点分析(Hot Spot Analysis)方法,计算不平衡指数(imbalanced index)、基尼系数(Gini coefficient index)和区位熵(location entropy)指标,分析资源分布的空间格局、聚集类型、均衡性和区位优势,总结其内部空间特征。主要的研究结论有以下五个方面:(1)德昌县林木种质资源集中分布于外部地理特征相似的区域。县域内资源分布的外部地理特征跨度较大,但其分布规律相似。自然地理特征方面,林木种质资源集中分布于山麓地带,其海拔范围为1178-1800 m,坡度低于25°,多年平均气温区间为16.7-19.7℃,多年平均降水量区间为950-1150 mm。人文地理特征方面,林木种质资源集中分布于偏远地区,其人口密度低于140人/km2,GDP低于400万元/km2。(2)德昌县林木种质资源的空间分布格局为聚集型,聚集度高。资源分布在县域尺度、片区尺度和乡域尺度下的聚集度均高于60%,在乡域尺度下存在聚集度高于90%的极端聚集情况。(3)德昌县林木种质资源具有“一核多心”的分布特点。县域范围内仅有一个核密度值>10.0的分布核心,具有多个核密度值>5.0的分布重心。资源分布以1个分布核心和多个分布重心为中心呈梯度向外蔓延,呈一定的衰减趋势。(4)德昌县林木种质资源具有“聚类分区明显,极度不均衡”的分布特点。县域内种质资源明显分化热区和冷区,具有多个GI*z score>﹢1.0的热点和次热点,多个GI*z score<﹣1.0的冷点和次冷点。县域内林木种质资源的不平衡指数>0.5,Gini值>0.6,空间均衡性极差,林业产业结构不合理。(5)德昌县林木种质资源的保护利用受地理区位影响的差异大。德昌县四个管理片区资源的保护、利用、开发随区位优势不同,发展潜力各不相同。区位熵指标排序为德州片区>1.5>乐跃片区>1>宽裕片区>热河片区。德州片区具有林木种质资源保护、利用、开发的最佳区位优势,林业产业发展潜力大,对林业产业发展有拉动作用,乐跃片区次之,宽裕片区和热河片区相反。研究表明,以调查数据为基础的空间分析能够较好的定量描述林木种质资源在外部地理特征上的分布规律,且能够直观地展现林木种质资源的内部空间特征。通过本研究,基本查清了德昌县林木种质资源的分布现状和地理空间特征,提出了“以点带区,以区带面,点、区、面联动发展”的策略,为德昌县林木种质资源的合理保护、高效利用和永续开发提供重要参考,进一步促进德昌县林业产业可持续健康发展。
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