基于遥感的广东省桉树区域分布

樊 晶，杨燕琼，黄本胜

(1.华南农业大学林学院，广东 广州 510642； 2.广东省水利水电科学研究院，广东 广州 510610)

基于遥感的广东省桉树区域分布

樊 晶1，杨燕琼1，黄本胜2

(1.华南农业大学林学院，广东 广州 510642； 2.广东省水利水电科学研究院，广东 广州 510610)

以Landsat TM影像为信息源，遥感(RS)、地理信息系统(GIS)及统计分析等为手段，结合定位系统(GPS)实地调查验证，研究广东省桉树区域分布。结果表明：TM影像提取广东省桉树信息平均精度为92.78%；2011年广东省桉树林面积1350165 hm2，占全省森林面积的13.3%；珠三角、粤西、粤东、粤北4个区域桉树面积分别为466687.03、375885.71、349579.92、158012.11 hm2，分别占广东省桉树总面积的34.6%、27.8%、25.9%、11.7%。

遥感；桉树；分布

桉树(Eucalyptus)为优质速生丰产林树种，被90多个国家和地区引种。我国早在1890年就开始引种桉树，到2009年全球桉树人工林面积达到2007万 hm2[1]，据2011年中国林学会桉树专业委员会统计，我国桉树人工林面积为368万 hm2。

广东省是桉树重要种植区之一，桉树种植为广东省农民带来巨大经济效益的同时，引起的生态环境问题受到广泛关注[[2-6]，甚至还有个别地区禁止种植桉树。反对桉树种植的水环境学家认为桉树耗水量大，大面积种植会破坏水量平衡，影响水分循环，从而导致林区无法蓄积洪水，致使洪峰期流量增大，枯水期径流减少[7]，而一些研究者认为桉树人工林生态环境问题不是其本身造成的，而是种植经营技术不科学导致[8-10]。因此，准确、可靠、快速地摸清桉树资源分布现状及其变化趋势是桉树资源调查和监测的目标，具有重要的研究意义。本研究以广东省2010年美国Landsat TM卫星影像为信息源，用GPS准确定位外业采样，建立桉树的光谱特性和构图特征，通过目视判读、先验知识，进行桉树信息提取，研究广东桉树的区域分布情况，为广东省林业发展政策的制定和桉树可持续发展提供数据基础。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

广东省位于中国大陆南部，东经109°39′—117°19′、北纬20°13′—25°31′。地处热带北部和亚热带南部，受季风气候影响较大，具典型的热带、南亚热带气候特征，雨量充沛，热量丰富，除南岭山地带外，年均气温20 ℃以上，日均温不低于10 ℃的年活动积温≥6500 ℃，年均降水量1500～2000 mm；地势总体北高南低，北部多为山地和高丘陵，地貌类型有山地、丘陵、台地和平原。广东的光、热、水资源条件与桉树原产地相近，很适合桉树人工林的大面积种植[11]。广东省桉树人工林一般1～5 a成林，树高可达12～15 m，胸径大于8 cm，平均年产量在15 m3·hm-2以上。

根据自然、经济、社会因素，广东省通常被划分为粤北、珠三角、粤西、粤东4个区域，其中粤北包括韶关、清远2市，珠三角包括广州、深圳、佛山、珠海、东莞、中山、惠州、江门、肇庆9市，粤西包括湛江、阳江、茂名、云浮4市，粤东包括潮州、汕头、揭阳、汕尾、梅州、河源6市。

1.2 信息源及图像处理

广东省属多云多雨、灰霾较多地区，同一年、同一季节或同一时间段内的可用卫星影像不容易获取，故本项目以 2010年成像的Landsat TM图像数据为基本遥感数据源，开展广东省桉树区域分布研究，该数据的空间分辨率为30 m。利用ERDAS软件提供的Geometric Correction模块，以1∶1万地形图为基准，用二次多项式法对卫星影像进行几何校正，误差控制在1个像元内，并将12景TM影像镶嵌、剪切。

根据GPS定位采集的野外桉树信息，合成假彩色图(TM5、TM4、TM3波段分别赋予红、绿、蓝色或TM7、TM4、TM2波段分别赋予红、绿、蓝色)。桉树大部分都是人工种植，分布在路旁、水旁、坡度小于25°的低丘、山坡，为了使桉树在遥感图像中的表现更为明显和清晰，便于判读，对各景图像进行非线性拉伸。在图像处理系统软件ERDAS环境下，分别对各景图像进行适当的拉伸：首先，在图像中选择外业调查桉树的训练区，即感兴趣区域(AOI)，分析图像表现特性，然后用分段直线拉伸法对图像进行线性分段拉伸，这样处理得到的图像，达到了既增强桉树的信息表达，又尽可能地保持原有图像层次丰富的效果。

2 结果与分析

2.1 桉树构图特征分析

以区域(粤北、珠三角、粤西、粤东)为第1层，市(县)为第2层，在其边界内进行分层随机抽样(以卫星影像像元为基本单位)。用GPS定位进行外业调查，若抽样的像元点内非桉树，则取其邻近桉树像元进行调查，共调查1291个训练样地，总结出桉树在TM543和TM742假彩色合成图的构图特征。

2.1.1 山区桉树构图特征 由图1可知，生长在山区的桉树，因是人工种植，有整齐的耕种痕迹(一般沿山脊、山谷、防火线方向分布)。在TM543假彩色合成图上呈墨绿色，间有灰色(灰绿色)，并有颗粒感，近水(桉树在水边长得好)、近路(采伐周期短，采伐时容易运输)，分布细碎(生态林区、原天然林区禁止种植等)，同一颜色均匀(生长环境相同、种植时间相同、品种单一，生长速度相近造成)。

2.1.2 平缓地区桉树构图 由于平缓地区多种植水稻、蔬菜等农作物(耕种整齐)或有草，故用TM472彩色合成图判读较好(7波段利于农作物、土壤的判读，4波段利于植物的分类、桉树信息提取，2波段利于草的判别)。从图2看，桉树有突出感(桉树生长较快，比农作物、草高)，灰绿或黄绿色，有颗粒感。

2.2 桉树信息提取精度分析

由表1可知，用随机抽样方式，在整个遥感区域随机抽取2138个样地，其中1746个桉树样地(不含训练样地)检验桉树信息提取精度，通过GPS定位外业调查，结果有1620个样地判别正确，平均精度为92.78%，达到森林资源调查的精度要求(90%以上)。

2.3 广东省桉树区域分布情况

根据遥感图像数据，2010年广东省全省桉树面积1350165 hm2，占全省森林面积的13.3%。根据广东省的自然与人文情况，将广东划分为珠三角、粤西、粤东、粤北4个区域(图3)，其桉树面积分别为466687.03、375885.71、349579.92、158012.11 hm2，分别占广东省桉树总面积的34.6%、27.8%、25.9%、11.7%。粤西和珠三角地区桉树面积较大，是当地政策的支持和高度集约化经营的结果，尤其是湛江和肇庆；粤北地区桉树面积明显小于珠三角地区、粤西地区和粤东地区，这是由于粤北处于北回归线以北，温度较低，不适宜桉树生长。

表1 桉树信息提取精度的检验

珠三角、粤西、粤东、粤北4个区域桉树的分布如图4所示。由图4a可知，珠三角地区的桉树主要分布在龙门县、怀集县、广宁县、封开县、博罗县、台山市、恩平县、开平市、鹤山市、惠东县、高要市、从化市，桉树面积分别为40724.18、39939.40、34949.74、34061.42、31476.77、30375.69、29819.71、26464.05、26275.22、23565.55、23315.54、22459.92 hm2；而端州区、盐田区、福田区、江海区、大旺区、南山区的桉树面积都较低，仅分别为89.08、55.97、45.13、30.88、28.81、28.79 hm2。由图4b可知，粤西地区大部分桉树分布雷州市、濂江市、化州市、阳春市、徐闻县、高州市，面积分别为66088.75、48309.94、45657.59、37802.38、34421.73、24075.76 hm2；赤坎区的桉树面积最低为139.15 hm2，远高于珠三角、粤东、粤北地区的最低水平。由图4c可知，粤东地区桉树主要分布河源和梅州，东源县、梅县、紫金县、丰顺县、大埔县、平远县、龙川县的桉树面积分别为56206.60、37944.85、33987.70、33127.89、20822.98、19576.62、18294.34 hm2；东山区、红海湾和榕城区的桉树分布较少，其面积分别为15.04、13.51、4.24 hm2。由图4d可知，粤东地区桉树主要分布清新县、南雄市、英德市、曲江区、佛冈县、连州市，桉树面积分别为31363.32、22577.41、16527.81、15643.45、13800.50、12624.47 hm2；连南县的桉树面积最低，为45.79 hm2。

3 结论

1)根据GPS定位采集的野外桉树信息，合成假彩色图(TM543和TM742)，结合GIS和RS技术完成桉树的判读，更加快速、客观，大大地提高了工作效率，其平均精度为92.78%，达到森林资源调查的要求。

2)2010年广东省全省桉树面积1350165 hm2，占全省森林面积的13.3%。全省桉树面积分布不均匀，主要分布在珠三角和粤西地区，分别占广东省桉树总面积的34.6%和27.8%。粤北地区桉树面积明显低于珠三角地区、粤西地区和粤东地区。湛江地区的桉树面积最大，肇庆次之，其次是梅州、河源，汕头地区的桉树面积最少。

3)虽然桉树具有适应性强、生长快、轮伐期短、病虫害少、萌芽更新能力强，木材纤维含量高、造纸性能好等优点，但不合理的桉树人工林种植将造成地力下降、土地板结等问题，故广东省要求桉树的种植要布局合理，科学规划：粤西沿海台地、低丘可大面积推广种植，粤北、粤东、粤中的丘陵山地严格控制栽种；桉树人工林只能在国家划定的商品林区种植，严禁在生态公益林区，特别是水源涵养林区栽种；桉树人工林种植应选择宜林荒山、采伐迹地、火烧迹地、低效林地种植，不得毁林造林，不得在气温较低山区，国道、省道、高速公路、铁路两旁第一重山河坡度25°以上陡坡地带种植；提倡营造混交林，连片造林66.7 hm2以上的要求多个树种搭配，增加生物多样性。

[1]Git Forestry Consulting.Global Eucalyptus Map[EB/OL].(2009-10-19)[2012-10-11]http：//www.git-forestry.com.

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[6]黄光明.泉州市桉树发展探索[J].林业勘察设计，2006(2)：163-165.

[7]张笛，邹进，胡吉敏.浅析桉树种植对林区水文特性的影响[J].林业实用技术，2011(8)：11-13.

[8]韩艺师，魏彦昌，欧阳志，等.连栽措施对桉树人工林结构及持水性能的影响[J].生态学报，2008，28(9)：4610-4617.

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The Research of GuangdongEucalyptusRegional Distribution Based on Remote Sensing

FAN Jing1，YANG Yan-qiong1，HUANG Ben-sheng2

(1.Collegeofforestry，SouthChinaAgriculturalUniversity，Guangzhou510642，Guangdong，China；2.GuangdongResearchInstituteofWaterResourcesandHydropower，Guangzhou510610，Guangdong，China)

Based on Remote Sensing Technology，GIS software，and other Data Analysis Method，this paper summarizes GuangdongEucalyptusregional distribution combined with the GPS verification and using of Landsat TM data.The result shows：Average precision for information extraction of GuangdongEucalyptusis 92.78%.In 2011，GuangdongEucalyptusis distributed in an area of about 1350165 hm2，accounting for the forest area of 13.3%.Pearl River Delta region，Western Guangdong，Eastern Guangdong and Northern GuangdongEucalyptusare distributed apart in an area of about 466687.03 hm2，375885.71 hm2，349579.92 hm2and 158012.11 hm2，accounting for the forest area of 34.6%，27.8%，25.9% and 11.7% respectively.

RS(remote sensing)；Eucalyptus；regional distribution

2015-03-03；

2015-04-07

广东省水利科技创新项目(2010484)

樊晶(1991—)，女，山西忻州人，华南农业大学林学院在读硕士，从事森林资源动态监测研究。E-mail：990052340@qq.com。

黄本胜(1965—)，男，广东省水利水电科学研究院教授级高级工程师，从事水利水电、水环境研究。E-mail：bengsheng@21cn.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2016.01.027

S792.39；S771.8

A

1002-7351(2016)01-0126-04