综合利用地理信息系统，遥感和多准则决策分析评价多功能林业的生态土地适宜性外文翻译资料

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综合利用地理信息系统，遥感和多准则决策分析评价多功能林业的生态土地适宜性

作者：Naser Ahmadi Sani 1 , Sasan Babaie Kafaky 2 , Timo Pukkala 3 ,

Asadollah Mataji 2

1·伊朗马哈巴德伊斯兰阿扎德大学分校

2·林业科学与研究部，伊斯兰阿扎德大学，德黑兰，伊朗

3·东芬兰大学，芬兰

摘要：Zagros森林是珍贵的橡树林的宝藏，但由于长期滥用，它们已经严重退化。地理信息系统（GIS）和多准则决策分析（MCDA）越来越多地用于改善脆弱生态系统的管理，以防止土地进一步退化并提高土地利用的可持续性。本研究提出了一种评估土地适宜性的方法，利用遥感（RS）获取用于计算的墙到墙数据，GIS用于分析数据，MCDA用于对替代土地用途进行排序。影响土地适宜性的标准和次级标准对于不同的用途，使用分析层次结构过程进行识别和加权。使用卫星数据和其他信息来源（如现有地图和实地调查）评估用作次级标准的变量。对次级标准的数值进行分类，并根据专家判断对每个类别进行优先级评定。基于子标准的评级和权重，使用加权线性组合方法为每个土地利用创建优先级图。不同土地利用的优先地图被覆盖以获得初步的土地利用图，这通常表明同一地点的几个同时土地使用。通过删除不切实际，相互排斥的土地使用组合进一步编辑初步地图。该研究测试并证明了利用RS，GIS和MCDA技术整合森林地区复杂土地分配问题的潜力，采用科学合理和实用的方法，为不同用途有效和可持续地分配林地。

关键词：层次分析法; 决策分析; 生态适宜性; 土地分配; 土地利用规划; 空间分析; 扎格罗斯森林

简介：伊朗西部的扎格罗斯山森林占伊朗森林面积的近40％（Jaziree和Ebrahimi-Rostaghi，2003），是该国最重要的植物区之一。长期的无计划和剥削性使用导致其严重退化（Jaziree和Ebrahimi-Rostaghi，2003）。森林目前被认为是退化的，遭受过度的砍伐，牲畜饲养和农业（Sagheb-Talebi等人，2014年）。虽然森林是国有的，但当地人和林业人员以不可持续的方式开采森林，特别是在北部地区（图1）。这种忽视土地适宜性及其承载能力的开采导致进一步退化，并最终造成当地人民的损失。

最近，生态可持续的林业和土地利用受到关注（Pukkala 2002; Zhang et al.2012）。如果在森林管理和土地利用规划中没有认识到可持续性和多种森林功能的重要性，那么森林就有可能逐渐失去许多特征，例如近自然状态和适合休闲（Hjorts and Strade） 2001）。由于森林经营决策具有长期影响，因此必须采用适当的规划和决策支持技术（Ghodsi-Poor 2006）。

大多数天然森林的传统用途是多目标的（Pukkala 2002）。森林被用于狩猎，作为木柴和建筑材料的来源以及收集各种非木材产品。森林还保护土壤免受侵蚀，调节水资源并提供各种其他好处。一些森林也具有文化和宗教意义。所有这些用途都可以在Zagros森林中得到认可。然而，目前的使用并不是最佳的，因为它忽略了土地对各种用途的适用性。

图1 研究区森林景观（不同土地用途，当地居民）

目前的森林也被多个用户同时用于多种目的（Feizizadeh等人，2014）。因此，经常需要多个利益相关者参与规划（Pukkala 2002）。一些森林规划情况需要使用特定的群体决策和参与式规划方法，其中包括引出人们偏好和解决利益集团之间冲突的不同方式（Kangas等人，2005年）。现代森林规划是一项复杂的活动，因为长时间的再生，多个目标经常发生冲突，以及许多利益相关者参与不同的偏好（Anderle等，1994）。为了帮助决策者做出最佳选择，需要对决策情况，替代行动，替代决策的后果以及人们的偏好进行仔细分析（Ranya等，2013; Feizizadeh等，2014）。

已经开发了多标准决策分析（MCDA）方法来处理大量信息并支持具有多个目标的复杂决策（Pukkala 2002; Khwanruthai和Yuji 2011）。多标准方法在自然资源管理中的应用有助于适应冲突和不可通约的目标（Zhang et al.2012）。它们还有助于公众参与决策，提高流程的透明度和可信度（Anada和Herath 2009）。

MCDA方法已经以多种方式分类。一种分类（Feizizadeh等人，2014）对多目标决策（MODM）和多属性决策（MADM）进行了区分，而另一种分类则采用了布尔和加权线性组合（WLC）方法（Jing et al.2011）。 MODM和MADM之间的主要区别（均代表WLC方法）与替代品的评估数量有关.MADM方法设计用于选择离散替代方案，而MODM更适合规划具有大量替代方案的问题，即大型决策空间。据Jing等人说。 （2011），theWLCmethodsituituatedatthemid-pointonthe continuum，范围从仅使用布尔“AND”运算符到仅使用布尔“OR”运算符。

根据亚历山大等人的说法。 （2014年），管理人员和决策者使用的数据中有80％属于地理（空间）性质。一些研究显示了将MCDA方法与GIS工具结合的潜力（Kangas等人2001; Phua和Minowa 2005; Parhizkar和Ghafari-Gilandeh 2006; Zhang等人2012; Ranya等人2013; Alexander等人。 2014; Feizizadeh等2014）。基于GIS的多标准决策分析是灵活的，因为可以考虑任何数量的标准和子标准（Ranya等人，2013）。基于地理信息系统的多标准决策分析还允许将若干决策者，专家或其他利益攸关方的偏好纳入森林规划过程（Phua和Minowa，2005年）。 GIS环境能够对场地适用性进行空间明确评估，并为最适合的土地利用分配不同的场地或地理区域（Alesheikh等人，2008; Jing等人，2011）。 MCDA和GIS的综合使用将GIS的空间能力与多标准分析的分析能力相结合（Alexander et al.2014; Feizizadeh et al.2014）。

实地评估既困难，昂贵又耗时（Makhdom等人，2007年）。因此，可以使用遥感（RS）数据代替现场调查来提供必要数据的一部分（Inneke等，2013）。遥感已被用于绘图（Ahmadi-Sani等人2006; Makhdom等人2007），地面资源的定量和定性评估（Thapa和Murayama 2008），土地适宜性评估，变化检测（Srivastava和Gupta 2003; Quan等人，2007年）和森林保护和保护标准的评估（Phua和Minowa 2005; Geneletti和Duren 2008）。

基于GIS和RS的MCDA方法在Zagros森林中也具有很大的潜力，可以减少退化，减少人们对不可持续做法的依赖，提高土地利用效率和可持续性（Jing et al.2011）。本研究开发的方法的目的是评估不同用途的土地的生态能力和适宜性。这项研究测试了扎格罗斯北部森林的方法。解决了土地利用规划中的两个关键问题：土地使用优先权和土地适宜性。目标是：（1）开发一种新的多标准方法，用于评估土地利用优先权，并通过使用该方法，（2）将案例研究森林的土地分配到最合适的用途。我们开发的综合模型以空间明确的方式模拟土地利用规划和决策的多个目标。

材料和方法

研究区

研究区域位于Bane城市森林中的9178公顷，位于伊朗，Zagros山区森林的北部（图2）。由于该地区偏远且靠近伊拉克边境，因此无法获得一些必要的地图和数据，必须在本研究中制作。案例研究林区的主要树种是栎（Quercus brantii），Q。infectoria和Q. libani。目前，研究区约1870公顷是稀疏林地（树冠覆盖率低于10％），森林面积5008公顷，农业和居住用地2300公顷。所有森林的冠覆盖率均低于50％。

数据源

分析中使用了以下类型的数据来源（表1和表2）:( 1）现有的地形图和地质图，水资源图以及温度和降水量统计数据。这些数据用于绘制地形，地质，水资源和气候子标准。 （2）2007年7月记录的IRS-P6卫星数据包括LISS-III（波段1,2和3），分辨率为23.5米，LISS-IV（全色波段），分辨率为5.8米，用于绘制土地类型，森林密度，土地覆盖，当前土地利用，水量和景观。 （3）田间工作用于土壤特征，森林密度，土地覆盖，当前土地利用，水量和景观的绘图。 （4）20名专家选择了每个土地利用的标准和次级标准，评估了次级标准的重要性，并评定了次级标准的分类值。分配给每个土地用途的20名专家代表了学术界和行政管理部门，并根据他们在土地利用问题，景观生态学和熟悉研究区域方面的知识和经验进行选择。还编写了文件，以编制标准和次级标准的初步清单。

分析步骤

在分析土地适宜性和开发土地利用图时，完成了以下步骤：

（1）承认现有和可能的土地用途。确定并列出了所有可能的土地用途，包括林业，牧场管理，自然旅游，养蜂业，养鱼业，旱作农业，灌溉农业，园艺和集约化畜牧业。

图2 L Bane City, Kurdistan State研究区位置

伊朗西北部(Res 住宅区)

表一 不同土地利用规模的评价标准，子标准，数据源，评价方法和评价量表

f林业，r牧场管理，n自然旅游，ho园艺，a养蜂，p养鱼，hu集约化畜牧业，i灌溉农业，d旱作农业

表2 数据源，评价方法，评价准则和那些没有直接使用作为标准或子准则的不同方法