高分辨遙感技術(shù)在德宏州竹類植物資源調(diào)查中的應(yīng)用

孫茂盛 錢 強(qiáng) 付小勇 余會(huì)榮 楊宇明 胡獻(xiàn)光 徐 田

（1 西南林業(yè)大學(xué) 昆明 650224 2 德宏州林業(yè)局 潞西678400 3 云南省林業(yè)科學(xué)研究院 昆 明 650201）

竹類植物是植物界中的一個(gè)獨(dú)特的類群，由于竹子具有生長(zhǎng)快、成林成材周期短、無(wú)性繁殖能力強(qiáng)、自我更新快、單位面積產(chǎn)量高、材質(zhì)性能優(yōu)、筍可供食用等特點(diǎn)；而且地上稈枝葉繁茂且常綠，型態(tài)優(yōu)美，是良好的園林綠化植物，同時(shí)地下莖根系統(tǒng)十分發(fā)達(dá)，有著巨大的固土保水和生態(tài)防護(hù)功能，是植物界中生長(zhǎng)最快，經(jīng)濟(jì)用途最廣和生態(tài)效益較好的資源植物之一，有著巨大的開發(fā)潛力和應(yīng)用前景。因此，竹類植物的研究和開發(fā)利用一直是植物學(xué)家和林學(xué)家關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng)域[1]。

竹資源作為德宏州經(jīng)濟(jì)體系結(jié)構(gòu)中的自然生產(chǎn)力，在德宏州生態(tài)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中具有重要作用，是衡量德宏州綠色經(jīng)濟(jì)綜合質(zhì)量的重要指標(biāo)。大型叢生竹能改善德宏州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、四旁竹能美化城市、防護(hù)竹能防洪護(hù)堤、大面積的純竹林及竹木混交林具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。德宏州竹資源不僅在生態(tài)平衡中發(fā)揮著主導(dǎo)作用，而且也能帶來(lái)很好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，德宏州竹類資源已成為衡量德宏州生態(tài)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要標(biāo)志之一[2]。

快鳥（QuickBird）高分辨率遙感數(shù)據(jù)具有多傳感器，能夠提供高分辨率的全色波段和多光譜數(shù)據(jù)，通過(guò)一定的數(shù)據(jù)融合方法，可以得到分辨率更高的多光譜數(shù)據(jù)，色彩信息也更加豐富。通過(guò)衛(wèi)星控制技術(shù)，其重訪周期可控制在幾天之內(nèi)，紋理特征更具變異，同一地類內(nèi)部組成要素的細(xì)節(jié)信息均能得到表征，空間信息也更加豐富，影像地物的尺寸以及與形狀、相鄰地物的關(guān)系能更清晰地得到反映[3]。運(yùn)用遙感技術(shù)手段獲取竹資源分類和面積信息，在地理信息系統(tǒng)中建庫(kù)管理竹類植物小班數(shù)據(jù)，是德宏州竹資源調(diào)查的基礎(chǔ)工作，快鳥遙感影像使人們有了廉價(jià)、準(zhǔn)確地觀測(cè)德宏州竹資源現(xiàn)狀、監(jiān)測(cè)德宏州竹資源的發(fā)展變化的高清晰度的真實(shí)場(chǎng)景信息，通過(guò)快鳥遙感影像可以發(fā)現(xiàn)德宏州中新增加或減少的每一塊竹類植物資源，并可以通過(guò)快鳥遙感影像比較各塊竹子生長(zhǎng)情況。通過(guò)利用快鳥高分辨率遙感數(shù)據(jù)，在地理信息系統(tǒng)環(huán)境中得到不同類型的竹資源面積及分布情況；然后再經(jīng)過(guò)現(xiàn)地近4個(gè)月的竹小班樣地調(diào)查及竹種調(diào)查，以期全面了解德宏州現(xiàn)在竹種及各竹種的面積和蓄積，為今后的德宏竹類資源的經(jīng)營(yíng)、開發(fā)利用和保護(hù)的合理化建議。

1 研究方法

1.1 竹資源分類系統(tǒng)及解譯標(biāo)志的建立

在收集、分析、研究德宏州現(xiàn)有林地二類調(diào)查及各種植被分布圖資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合德宏州竹資源分布具體情況，并且考慮到快鳥數(shù)據(jù)對(duì)德宏州竹資源調(diào)查的可操作性，設(shè)計(jì)出研究區(qū)的竹資源的分類系統(tǒng)。竹資源地塊類型分為純竹林、竹木混交林、四旁竹林、防護(hù)竹林、未成林竹。根據(jù)影像特點(diǎn)和實(shí)地考察建立解譯標(biāo)志，見(jiàn)表1。

表 1 竹資源分類遙感解譯標(biāo)志

1.2 研究方法與技術(shù)路線

德宏州竹類植物資源分類及竹林面積調(diào)查。首先結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況、德宏州實(shí)地調(diào)查情況、快鳥高分辨率遙感數(shù)據(jù)和德宏州現(xiàn)有林地二類調(diào)查及各種植被分布圖資料，建立研究區(qū)竹資源分類體系、解譯標(biāo)志及相對(duì)應(yīng)的影像圖斑；然后在ARCMAP下對(duì)遙感影像進(jìn)行目視解譯，勾繪竹林小班，得到德宏州竹林分布圖；最后統(tǒng)計(jì)德宏州竹林面積和分布格局。德宏竹種質(zhì)資源則通過(guò)現(xiàn)地采集不同種類的竹子標(biāo)本，搜集竹文化資料及拍照等方式進(jìn)行調(diào)查。根據(jù)德宏州竹種質(zhì)及竹林面積調(diào)查結(jié)果，對(duì)德宏州竹林的經(jīng)營(yíng)、開發(fā)利用和保護(hù)建設(shè)方案進(jìn)行初步探討，對(duì)于德宏州竹林建設(shè)中存在的問(wèn)題，提出相應(yīng)建議[4]。

2 結(jié)果分析

2.1 德宏州竹資源面積分析

德宏州竹林總面積為7 萬(wàn)hm2。其中∶純竹林面積1.85 萬(wàn) hm2，占德宏州竹林總面積的26.6%；竹木混交面積0.74 萬(wàn)hm2，占德宏州竹林總面積的10.6%；防護(hù)竹林面積1.83 萬(wàn)hm2，占德宏州竹林總面積的26.1%；四旁竹面積0.43 萬(wàn)hm2，占德宏州竹林總面積的6.1%。按縣分布情況來(lái)看∶芒市竹林總面積為2.65萬(wàn) hm2；梁河縣竹林總面積為0.31萬(wàn)hm2；盈江縣竹林總面積為2.40 萬(wàn)hm2；隴川縣竹林總面積為1.29 萬(wàn)hm2；瑞麗市竹林總面積為0.36 萬(wàn)hm2。德宏州各縣市遙感目視解譯的竹資源面積情況見(jiàn)表2。

表2 德宏州竹資源面積按地類及縣區(qū)統(tǒng)計(jì)表 hm2

從遙感目視解譯德宏州竹資源面積具有天然竹林面積大、純竹林多的分布特征。德宏竹林面積大：根據(jù)德宏州竹資源調(diào)查結(jié)果顯示2011年竹林總面積為7 萬(wàn)hm2。按照德宏州林業(yè)發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)到2015年，竹林基地面積達(dá)到8 萬(wàn)hm2，并以竹板材、竹漿原料林為主。到2020年德宏竹面積可達(dá)11 萬(wàn) hm2。全州現(xiàn)有涉林加工企業(yè)912 戶，從業(yè)人數(shù)達(dá)6.9 萬(wàn)人，涉林企業(yè)總產(chǎn)值27.5 億元，銷售收入23.3 億元。純竹林多：德宏現(xiàn)有純竹林面積1.8 萬(wàn)hm2，按照德宏州林業(yè)發(fā)展規(guī)劃未來(lái)主要以建設(shè)純竹林為主。所以純竹林面積相比竹木混交及其它竹林地類都占了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

2.2 德宏州竹類植物種質(zhì)資源分析

通過(guò)近2個(gè)月的外業(yè)調(diào)查，結(jié)果顯示德宏州分布著不同類型的竹屬和不同區(qū)系起源的竹種。形成多類型、多成分并存，竹種類豐富，竹類群結(jié)構(gòu)復(fù)雜，垂直分布變化明顯的竹種分布特點(diǎn)。德宏州原產(chǎn)竹種質(zhì)資源豐富，竹亞科植物已達(dá)20屬，約82種，特別是大型叢生竹類（龍竹、德宏甜龍竹、云南甜龍竹、緬竹等）獨(dú)具特色和優(yōu)勢(shì)，為發(fā)展竹產(chǎn)業(yè)奠定了種質(zhì)基礎(chǔ)。在本區(qū)分布的竹類20個(gè)屬，按吳征鎰中國(guó)種子植物屬的分布類型和變型統(tǒng)計(jì)，共有20個(gè)分布區(qū)類型（見(jiàn)表3）。

由表3可以看出，在20個(gè)屬分布類型中，以熱帶屬占主體，其中熱帶印度至華南（尤以云南）分布的屬有3個(gè)屬，即牡竹屬、泡竹屬、總序竹屬；熱帶亞洲至熱帶非洲分布的有1個(gè)屬，即空竹屬；熱帶亞洲、非洲和南美間斷分布的有刺竹屬；華南、西南到印度和熱帶非洲間斷分布的有玉山竹屬、箬竹屬、剛竹屬等；緬甸、泰國(guó)至華西南分布的有梨藤竹屬。亞熱帶分布的有1個(gè)類型，僅有云南方竹屬；中國(guó)-喜馬拉雅分布的有新小竹屬。中國(guó)特有分布的有2個(gè)屬即懸竹屬和香竹屬。

表3 德宏州竹類植物分布區(qū)類型屬種統(tǒng)計(jì)

在德宏州竹類的屬種中，以熱帶印度-華南（尤以云南）分布型的牡竹屬擁有竹種最多有23種，占德宏竹種總數(shù)的28%。其次熱帶亞洲至熱帶非洲分布型的空竹屬，共有6 個(gè)竹種。德宏州竹種熱帶分布類型共有竹種60 種，占到德宏州竹種總數(shù)的80%以上，足見(jiàn)本區(qū)竹類構(gòu)成主體之熱帶性質(zhì)[5]。

3 小 結(jié)

（1）利用遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)結(jié)合現(xiàn)地調(diào)查技術(shù)對(duì)德宏州叢生竹資源進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果顯示：德宏州的竹類種質(zhì)資源具有顯著的熱帶性質(zhì)，其熱帶分布型共有竹種60 種，占到德宏州82種竹種的80%以上。德宏州共區(qū)劃各類竹林小班8 090個(gè)，統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)有竹林面積達(dá)7 萬(wàn)hm2。其中純竹林面積相比竹木混交及其它竹林類型都占了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

（2）利用遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)對(duì)德宏州叢生竹資源進(jìn)行調(diào)查是一種可行的先進(jìn)技術(shù)手段，它能夠?yàn)槲覀兲峁┚哂锌陀^事實(shí)依據(jù)的、反映德宏州實(shí)際情況的竹類植物資源的有效數(shù)據(jù)，其調(diào)查結(jié)果能夠?yàn)榈潞曛萘謽I(yè)局及德宏州政府指導(dǎo)基層單位實(shí)施竹類資源產(chǎn)業(yè)化管理和科學(xué)經(jīng)營(yíng)開發(fā)利用竹類資源提供重要依據(jù)。高分辨率遙感數(shù)據(jù)和地理信息技術(shù)相結(jié)合的方法，以分辨率高、分類準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)在德宏州叢生竹資源監(jiān)測(cè)上具有十分優(yōu)越的作用。

[1]朱石麟等編輯.中國(guó)竹類植物圖志[M].北京：中國(guó)林業(yè)出版社,1994.

[2]德宏州竹類資源調(diào)查報(bào)告[R].西南林業(yè)大學(xué)竹藤研究院,2011.

[3]袁東升.應(yīng)用遙感技術(shù)進(jìn)行城市綠化現(xiàn)狀調(diào)查的研究[J].中國(guó)園林,2001(3):74-76.

[4]薛紀(jì)如，楊宇明，輝朝茂,主編.云南竹類資源及其開發(fā)利用[M].昆明：云南科技出版社, 1995.

[5]楊宇明，輝朝茂，薛嘉榕.云南竹類植物地理分布區(qū)劃研究[J].竹子研究匯刊,1999,18(2):19-28.