世界各国植被发展水平的定量分析

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1、世界各国植被发展水平的定量分析（长春师范学院王欣）摘要：首先选取2003年全球20个国家的植被指标（森林面积，森林覆盖率，林木蓄积量，草地面积，4个指标），应用SPSS统计软件对此进行了主成分分析；然后结合主成分分析结果，利用聚类分析方法得到了20个国家植被发展水平的区域谱系图；最后在此基础上，探讨各国植被发展的相似性和差异性。研究结果表明：利用主成分分析和系统聚类方法分析各国植被水平，不仅可以克服传统的基于人工选用指标进行综合分析所存在的数据不易处理的缺陷，而且结果准确性高，是对世界植被水平进行定量分析的一种新的尝试。关键词：植被发展水平;；主成分分析;系统

2、聚类;1．引言植被是实现环境发展与社会发展统一的关键纽带，是改善生态环境，促进人与自然协调和谐，实现可持续发展的必然之路。据科学统计，植被的生态效益大于其自身经济价值的10倍以上。植被在生产、生态、生活中具有不可替代的重要作用，对构建健康的生态环境，促进社会良性循环发展具有重要意义。植被不仅有良好的生态效益，在保障国土安全，农牧业生活生产中，发展国民经济上也发挥了重要作用。全球200多个国家，每个国家森林面积，森林覆盖率，林木蓄积量不同，植被发展水平也存在着严重的差异性，这其中宝货自然因素，也包括人文因素。为了世界和平发展，共同繁荣，本研究选取了2003年世界

3、20个国家的4个植被指标，应用SPSS统计软件对此进行了主成分分析；然后结合主成分分析结果，利用聚类分析方法得到了世界林业水平谱系图；最后结合各地区自身的地理状况和经济发展水平，探讨了世界植被发展水平的区域相似性和差异性。2.各国植被水平的“降维”分析2.1指标选取植被覆盖在某一地区地面上具有一定密度的许多植物的总和，森林和草地是最普遍的植被，森林覆盖率和林木蓄积量又是测定植被的重要指标。因此，本研究选取森林面积、森林覆盖率、林木蓄积量、草地面积4个指标作为分析各国林业发展水平的指标，并对这些指标进行主成分（降维）分析。X1——森林面积。森林面积指由乔木树种

4、构成，郁闭度0.2以上（含0.2）的林地或冠幅宽度10米以上的林带的面积，即有林地面积。森林面积包括天然起源和人工起源的针叶林面积、阔叶林面积、针阔混交林面积和竹林面积，不包括灌木林地面积和疏林地面积。X2——森林覆盖率。森林覆盖率通常指森林面积占土地总面积的百分比。反映一个国家或地区森林资源和绿化水平的重要指标。又是确定森林经营和开发利用方针的重要依据之一X3——林木蓄积量。林木蓄积量亦称森林蓄积量、木材蓄积量。是衡量一个国家或地区林业经营效益的重要指标，指一定森林面积中现存各种活立木的材积总量。以立方米为计算单位。一般包括有林地蓄积、疏林地蓄积、散生林木蓄

5、积、“四旁”树木蓄积等。多用于统计较大的地区范围（如一国、一地区）各种活立木的材积总量，常按树种、径级、材种等分别统计不同活立木的材积总量。木材蓄积量也是反映一个国家或地区林业生产力的一项重要指标，它随树种和立地条件的不同而发生变化。全世界的木材蓄积量达3100亿立方米，平均每公顷森林蓄积量为110立方米，最高达234立方米（瑞士），我国仅为每公顷79立方米。世界木材蓄积量最多的是俄罗斯、巴西、美国、加拿大、中国、印尼等国。人均木材蓄积量最高的是南美洲（428米3/人），亚洲地区最低（17米3/人）。我国人均木材蓄积量最多的是黑龙江省（14.37米3/人）。X

6、4——草地面积指牧区和农区用于放牧牲畜或割草，植被盖度在5％以上的草原、草坡、草山等面积。包括天然的和人工种植或改良的草地面积。2.2指标间的相关性分析利用SPSS软件对原始数据做标准化处理，然后计算得出各指标之间的相关系数矩阵，其结果见表1。表一相关系数矩阵Table1Thecorrelatedmatrixof4indicesX1X2X3X4X11.0000.2240.7480.349X20.2241.0000.312-0.195X30.7840.3121.0000.356X40.349-0.1950.3561.000由表1不难得出，原始变量数据中，X1（森

7、林面积）和X3（林木蓄积量）存在着较大的正相关。X2（森林覆盖率）和X4（草地面积），存在着负相关关系。X3与X2、X3与X4之间的关系较小。2.3主成分贡献率及其主成分载荷分析通过SPSS软件计算得到主成分特征值、贡献率、累积贡献率（如表2所示）。由表2可知，前二个主成分的累积贡献率为82.106%（理论上80%--85%），所以选取前二个主成分，就可以综合代表4个指标所反映的世界林业的特征和基本情况。主成分载荷矩阵（表3）表明：第一主成分（贡献率为52.259%）在森林面积和森林覆盖率上具有较大大的正载荷（0.908、0.924），这2个指标反映了世界大部

8、分地区的植被水平以森林面积为主导这一事