基于“3S”的梵净山自然保护区植被分布探讨

第２９卷第３期　２００６年０６月　测绘与空间地理信息　ＧＥＯＭＡＴＩＣＳ＆ＳＰＡＴＩＡＬ　ｌＮＦｏＲＭＡＴＩｏＮ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｖ０１．２９．Ｎｏ．３　Ｊｕｎ．，２００６　基于“３Ｓ”的梵净山自然保护区　植被分布探讨　周忠发，秦青春，谢湛明，刘曼曼，彭晶晶　（贵州师范大学地理与生物科学学院。贵州贵阳５５０００１）　摘要：利用“３ｓ”技术对梵净山国家自然保护区森林植被类型的空间分布进行分析，并为森林植被的监测与管　理提供依据，更好地对各个区域（核心区、缓冲区、影响区）危害因子进行监控，从而有效地对其森林植被进行有　效的保护。　关键词：“３Ｓ”技术；国家级自然保护区；森林植被；空间分布规律　中图分类号：Ｘ３７　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—５８６７（２００６）０３—０００４—０３　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｆｏｒｅｓｔ　Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｆａｎｊｉｎｇｓｈａｎ　Ｍｏｕｎｔａｉｎ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｒｅｓｅｒｖｅｓ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　３　Ｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ＺＨＯＵ　Ｚｈｏｎｇ－ｆａ，ＱＩＮ　Ｑｉｎｇ－ｃｈｕｎ，ＸＩＥ　Ｚｈａｎ－ｍｉｎｇ，ＬＩＵ　Ｍａｎ－ｍａｎ，ＰＥＮＧ　Ｊｉｎｇ－ｊｉｎｇ　（ＳＣｈ￣Ｉ　ｏｆ　Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ　ａｎｄ　Ｂｉｏｌｏｇｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｅ　ｔｆｏｒｅｓｔ　ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｆａｎｊｉｎｇｓｈａｎ　Ｍｏｕｎｔａｉｎ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｒｅｓｅｒｖｅｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｇｅｏｇｒａｐｈ－　ｉｃａｌ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ，Ｒｅｍｏｔｅ　Ｓｅｎｓｉｎｇ　ｎｄ　ａＧｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ（３Ｓ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｉｔ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｈｅ　ｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｆｏｒｅｓｔ　ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ．Ｉｔ　ｃｏｕｌｄ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｎｄ　ｃｏｎｔａｒｏｌ　ｔｈｅ　ｒｉｓｋ　ｆａｃｔｏｒ　ｆ　ｅｖｅｒｙ　ａｒｅａ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｃｏｒｏｅ　ａｒｅａ，ｂｕｆｆｅｒ　ａｒｅａ　ａｎｄ　ｉｎｆｌｕｅｎ－　ｃｉｎｇ　ａｒｅａ　ｔｏ　ｐｒｏｔｅｃｔ　ｔｈｅ　ｆｏｒｅｓｔ　ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：“３Ｓ’’ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｎ￣ｏｎａｌ　ｎａｔｕｒｅ　ｒｅｓｅｒｖｅｓ；ｆｏｒｅｓｔ　ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ；ｓｐａｔｉｌ　ｄｉｓｔａｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｆｅａｔｕｒｅ　Ｏ　引　言　梵净山森林植被是指位于贵州省东部，邻近四川、湖　南两省东西界，地理坐标为北纬２７。４９　５０　～２８。１　３０”，东　经１０８。４５　５５　～１０８。４８　３０　，处于我国亚热带中心，总面积　型，而且种类之繁多，珍稀植物之丰富，面积之大，保存之　完好，在世界同纬度地带，很多地方都已经沙漠化，而梵　净山保护区是同纬度上仅存的长绿阔叶林之冠。梵净山　区保护完好的森林植被，为栖息在其中的各种动物、微生　物、植物与无机环境，形成一个和谐的，相对平衡稳定的　生态系统，特别为国家Ｉ级重点保护动物黔金丝猴提供了　栖息环境。　达４１　９００ｈｒｆ，具有我国典型的中亚热带季风山地湿润气　候特征。梵净山是武陵山脉主峰，山体庞大，地势隆起显　著，突立于我国云贵高原东部向湘西丘陵过渡带上。最　高峰凤凰山海拔２　５７０．５ｍ，海拔高差达２　０００ｍ，山脉多呈　北东南西向。　１　“３Ｓ＂技术路线分析　１．１　Ｇｌｓ在研究梵净山植被空间分布中的应用分析　梵净山（基带）常绿阔叶林，是我国中亚热带典型的　地带性植被，且原性强，垂直分界比较明显，类型丰富，还　有不少孑遗群落。现存有大量的第三纪、第四纪古老植　物，特别是拥有珍稀濒危的珙桐及珙桐的孑遗群落有ｌ３　个分布片，总面积达８Ｏｈｍ　。梵净山的常绿阔叶林较为典　收稿日期：２ｏｏ５—０９—０８　社会经济在迅速发展，森林资源的开发利用和保护　需要随时跟上发展步伐，掌握资源的动态变化，及时做出　决策就显得异常重要。常规的森林资源监测，从资源清　查到数据整理成册，最后制定方案，需要较长的时间。这　种滞后现象势必给森林植被的管理、研究带来许多不便。　基金项目：贵州自然科学基金资助项目（黔科合计２０００（３０７８））　作者简介：周忠发（１９６９一），男，贵州遵义人，副教授，硕士生导师，主要从事地理信息系统与遥感、喀斯特资源环境可持续发展等方　面的教学、科研工作。　维普资讯 http://www.cqvip.com

第３期　周忠发等：基于“３Ｓ”的梵净山自然保护区植被分布探讨　５　利用ＧＩＳ可以研究森林资源动态分布特征，掌握分布的有　关因素、林地使用状况、立地条件、林分、树种、林种、蓄积　等因子的空间分布等多方面的数据。ＧＩＳ在森林植被中　的应用过程可以分为２个阶段：　定点定位，在室内通过相关资料分析成因或绘制相关图　件等。　３）ＧＰＳ的线路调查与信息提取：在森林植被保存较　好或覆盖程度高的区域，应用ＧＰＳ进行道路、电线线路、　１）作为森林调查的工具：主要是建立地理信息库，利　用ＧＩＳ绘制森林分布图及产生正规报表。　２）作为资源分布的工具：不再限于制图和简单查询，　而是以图形和数据的重新处理等为特征，用于各种目标　的分析和推导出新的信息。　１．２　ＲＳ在研究梵净山森林植被分布的应用分析　自１９７２年美国发射陆地卫星以来，空间遥感（ＲＳ）技　术得到了飞速的发展，遥感图像的空间分辨率、光谱分辨　率和时间分辨率也得到了极大的提高。现在ＲＳ在森林　植被中的应用也屡见不鲜，给林业工作者乃至政府等多　方面的部门提供了不可替代的作用。　１）ＲＳ的动态分析：通过将同一区域不同时期的遥感　影像进行叠加，再经过图像增强、滤波、分类和提取等操　作，即可发现该区域范围内植被分布的变化情况，从而找　出分布变化的因素，采取一定的措施进行引导及加以防　御等。　２）ＲＳ植被类型分布分析：根据遥感影像所反应的光　谱特征，分析各种植被类型所体现的光谱特点，采用训练　样本的方法，对其进行分类。同时分析由于气候、地形、遥　感器本身固有因素等所引起的影像颜色变化。运用实地　采点的手段，加以论证，并进行分类结果修改，确保分类　的精确性。　３）要素提取：由于以往制作地图或其它图件存在许　多技术限制或是时间因素引起的要素改变等。需要应用　最新的地图来进行更正，及时了解土地利用与变化的特　点。随着ＲＳ的发展，遥感影像的分辨率与精确度在不断　提高，利用其进行要素的提取是提高工作效率的有效途　径。　１．３　ＧＰＳ在研究梵净山森林资源研究应用分析　ＧＰＳ（全球定位系统）的广泛应用和发展，改变了以往　的传统测量工作模式，开辟了新技术应用的新局面。其　中ＧＰＳ在森林植被分布中的应用就体现出了优越的作　用，提高了工作的效率和测量的精度，节省了时间和经费　的开支，为更好地完成工作提供了强有力的保证。本论　文着重从以下方面运用：　１）ＧＰＳ的面积量算：通过空中机载ＧＰＳ与手持ＧＰＳ　对成片的森林或树种沿边界进行采点或线路调查，应用　点位所构成的几何闭合曲线建立拓朴关系，从而计算该　调查或研究区域的面积，主要在建立训练样区时采用。　２）ＧＰＳ的定点定位调查：应用机载ＧＰＳ或手持ＧＰＳ　对珍稀树种区、植被分布特色区、植被受灾区等区域进行　景点、医疗点、宾馆等要素分类提取。同时为影像建立解　译标志或验证解译结果，所进行的线路调查是必不可少　的。　２　森林植被分布规律研究　２．１　数据收集与整理　１）影像数据：采用斯波特卫星影像（ＳＰＯＴ５２．５分辨　率的影像）。　２）ＧＰＳ数据：利用手持ＧＰＳ（精度控制在１０ｍ以内）　结合影像在实地建立典型训练样区。　３）基础数据：采用梵净山１：１０　０００地形图、１：５０　０００　地形图、１９９９年梵净山自然保护区总体规划图、总体区分　图、森林植被分布图、主要珍稀植物分布图、旅游功能分　区图及其历年来的植被类型数据、土壤分布数据等专题　图。　２．２数据处理与分类　１）数据处理：用遥感处理软件对所有的图件坐标投　影变换。首先通过地面控制点对地形图纠正，坐标体系　为Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ（Ｌａｔ＼Ｌｏｎ）；Ｓｐｈｅｒｏｉｄ　ｎａｍｅ选择Ｃｌａｒｋｅ　１８６６、　Ｄａｔｕｍ　ｎａｍｅ选择Ｃｌｒａｋｅ　１８６６，再次对地形图进行坐标变　换，其他图件都用该地形图配准。　２）导入ＧＰＳ数据：将野外ＧＰＳ导入计算机中，通过　ＧＰＳ本身自带的软件（ＭａｐＳｏｕｒｃｅ）通过接口在该软件中导　出通用格式．ｄｘｆ，转换为ｅｏｒｖｅｒａｇｅ格式后在ＡｒｃＧＩＳ软件　中运用ＡｒｃＴｏｏｌ对该图层建立与其相同的坐标体系。在　ＧＩＳ平台中添加进来一个新建图层转换为ｅｏｒｖｅｒａｇｅ格式　后在ＡｒｃＧＩＳ软件中运用ＡｒｃＴｏｏｌ对该图层建立相同的坐　标体系。　３）遥感数据分类处理：运用遥感平台进行监督分类，　得出其森林植被空间分布规律及相应的数据（如表１所　示）。　表１　梵净山森林植被类型面积及百分比表　Ｔａｂ．１　Ｔｈｅ　Ａｒｅａ　ａｎｄ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｏｆｔｈｅ　ｆｏｒｅｓｔ　ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｆａｎｊｉｎｇｓｈａｎ　Ｍｏｕｎｔａｉｎ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｒｅｓｅｒｖｅｓ　维普资讯 http://www.cqvip.com

６　２．３　森林植被分布规律分析　测绘与空间地理信息　２００６年　４）灌丛分布规律：以卷叶杜鹃、冷箭竹灌丛为主的常　绿革叶灌丛主要分布在梵净山北坡海拔２　０００～２　３５０ｍ　处，南坡则分布在２　１００～２　４００ｍ处。高山柏灌丛在梵净　山仅分布在山体上海拔２　２００～２　５００ｍ的凤凰山、中坡等　地。冷箭竹灌丛分布在梵净山海拔２　３００ｍ以上的高峰　地带。在金顶的四周及凤凰山顶部、烂茶顶一带都有成　片的分布。　根据遥感解译数据及野外训练场地调查结果看出：　梵净山森林植被垂直分界明显，海拔１３００ｍ以下为常绿　阔叶林、１３００～２２００ｍ为常绿阔叶林带、２２００ｍ以上为亚　高山针阔混交林和灌丛草甸带。梵净山自然保护区阔叶　林占保护区总面积的５０．０１％，整个保护区都有分布，梵　净山以东大面积分布，而梵净山以西主要呈零星分布；针　叶林占保护区总面积的２０．２３％，主要分布在保护区的边　５）沼泽草甸分布规律：以大金发藓为主的沼泽草甸　缘地带；灌丛占保护区总面积的ｌ４．８４％，主要分布在保　护区的中部；草甸占保护区总面积１．０８％，主要分布在梵　净山与金顶之间的九龙池；竹林占保护区总面积的　３．１９％，主要分布在保护区边缘的村寨附近，在一些河流　的下流也有少许分布。　１）针叶林分布规律：寒带性针叶林局限分布于山体　上部，海拔２　１００～２　３５０ｎｌ烂茶顶、白云寺、锯齿山一带。　温带性针叶林分布于梵净山山王殿到剪刀峡山脊的白　坡、棉絮岭的东北坡、锯齿山两侧及老金顶到白云寺的北　坡海拔ｌ　９００ｍ以山地带；长苞铁杉林分布于海拔ｌ　０００～　ｌ　７００ｍ的地段，而ｌ　４００ｍ处分布最为集中；马尾松分布　于六家湾、张家坝、苏家坝等地海拔１　４００ｍ以下的酸性　土壤地区。　２）阔叶林分布规律：亮叶青冈为主的常绿阔叶林是　梵净山主要的植被类型，分布于山体中上部ｌ　４ＯＯ～　ｌ　９００ｍ。珙桐为主的常绿阔叶林分布较为普遍，主要分布　于小黑湾、金盏坪、芙蓉坝、阳雀等地；野茉莉、白辛树为主　的落叶阔叶林分布于梵净山东侧黑湾河两岸沟谷及山地　斜坡，铜矿厂至小黑湾一带海拔８００～９５０ｍ一带；光皮　桦、化香、枫香、响叶杨落叶阔叶林主要分布在山体下部　村寨附近以及曾有人为活动破坏过的地方；小叶青冈栎、　亮叶水青冈为主的常绿落叶阔叶林主要分布在海拔ｌ　４ｏｏ—ｌ　９０Ｏｍ之间的南坡山地，在大尖峰、山王殿、晒石　板、回香坪一带生长茂密；水青树、扇叶槭、杜鹃常绿落叶　混交林在梵净山分布较为广泛，但多零星分散，以小黑湾　海拔ｌ　４ＯＯｍ、回香坪ｌ　７００ｍ、金顶南坡１　９００ｍ及烂茶顶、　白云寺、牛风色ｌ　９０Ｏ～２　０００ｍ一带分布较多。　３）竹林分布规律：毛竹林是梵净山的重要经济林木　之一，主要分布在低海拔８００ｍ以下的河谷村寨附近。　仅在梵净山山体上部呈局部分布。而以金顶及凤凰山之　间的九龙池最为典型。以尖叶泥炭藓为主的藓类沼泽仅　在梵净山山体上部、金顶（海拔２　２３０ｍ）等局部积水洼地　局部地区多呈斑块状分布。　３　结语　梵净山是国家级自然保护区，同时被列为世界人与　生物圈（ＭＡＢ）保护区网成员之一，有着保护的必要性与　重要性，而对梵净山的森林植被保护则是整项工作的重　心。随着社会的进步、科学技术的发展，传统的保护管理　方法与手段，暴露出了许多的不足与弊端。这便要求我　们用新技术理念的思维来改善管理工作方法，采用“３Ｓ”　集成技术，研究其资源生态环境现状及分布规律，为其科　学的保护、监测、管理和决策等提供依据。　致谢：项目得到梵净山国家自然保护区杨业勤局长和邱　阳科长的支持与帮助。　参考文献：　【１］周政贤，杨业勤．梵净山研究【Ｍ］．贵阳：贵州人民出版社，　１９９０．　［２］黄威廉，周政贤．梵净山科学考察集［Ｃ］．贵阳：贵州省环境　保护局，１９８２．　［３］　张新长．土地利用动态变化的空间测算模型研究［Ｊ］．地理信　息世界，２ＯＯ４，１２（６）：１４—２０．　［４］　宋小东，叶嘉安．地理信息系统及其在城市规划与管理中的　应用［Ｍ］．北京：科学出版社，１９９５．　【５］　周忠发．遥感与ＧＩＳ技术在贵州喀斯特地区石漠化研究中的　应用［Ｊ］．水土保持通报，２００１，２１（３）．　［责任编辑：栾丽杰】