中国东北边境城市城镇化可持续发展过程及机制研究——以东宁和珲春市为例

随着城镇化的快速发展,城市问题逐渐凸显,边境地区作为国家对外开放的重要门户,衡量其城镇化发展水平与可持续发展态势具有重要的理论与现实意义。本文以黑龙江省东宁市与吉林省珲春市为研究案例,从城市经济、口岸经济和社会状况3个维度构建边境城市城镇化可持续发展综合指标体系,采用熵值法和改进麦肯锡矩阵评价边境城市城镇化发展水平以及城镇化可持续发展的综合表现与发展趋势,最后通过障碍度模型探究影响城镇化可持续发展的主要障碍因子。结果表明:①东宁和珲春总体城镇化发展水平呈上升趋势,主要受到城市经济与口岸经济发展水平的影响。②东宁和珲春总体城镇化可持续发展趋势与其城镇化发展过程是同步的,总体经历了低发展水平的可持续发展(1993-2005年)、发展水平不断提高的非可持续发展(2006-2016年)、中等发展水平的可持续发展(2017-2020年)3个阶段。③东宁与珲春城镇化可持续发展总体趋势相同,但受口岸经济发展水平的影响,在部分阶段呈现出一定的差异性特征。④城市经济是长期影响东宁和珲春城镇化可持续发展的主要障碍准则层,固定资产投资总额、一般公共预算支出、一般公共预算收入与出口依存度为主要障碍因子。研究结果可为边境城市城镇化可持续研究提供一定的理论与实证参考。

森林可燃物及其管理的研究进展与展望

森林可燃物是森林生态系统的基本组成部分,是影响林火发生及火烧强度的重要因素之一,因此,受到国内外学者的广泛关注。该文从以下4个方面综述了国内外可燃物研究的最新进展:森林可燃物特性,森林可燃物类型与火行为,森林可燃物类型、载量的调查与制图,森林可燃物管理。同时提出了我国森林可燃物今后的研究方向:开展多尺度可燃物研究;可燃物类型与火行为的研究;把以试验观测为基础的静态研究与以空间技术和生态模型为基础的动态预测相结合,研究可燃物处理效果;全球气候变化背景下可燃物处理与碳收支。

区域微机土壤信息系统的建立与应用

我们用FORTRAN语言和DBASE-Ⅳ作为主要支撑软件,在IBH-PC-XT机上建立了区域微机土壤信息系统。系统软件的工作方式是高级语言和数据库的通讯。该系统通过三级功能菜单完成全部系统功能,主要有:1.建立RSIS数据库;2.建立数字地形模型;3.土壤数据库管理;4.统计分析;5.制图与报表;6.信息提取、分析与复合;7.土壤与非土壤信息的复合与评价。我们在吉林农安县对该系统进行了试验,取得了满意的结果。

景观生态——一种综合整体思想的发展

本文对景观生态的提出、发展及目前几个主要学派的观点进行了仔细分析,认为景观生态兴起反映了人们的心理状态,同时正是由于其“双向”研究的观点,使其具备了综合学科的特征。然而目前景观生态首先是一种综合整体思想,如果作为一门学科,其研究范畴应在基本的生态系统到区域之间。

生态模型的灵敏度分析

灵敏度分析用于定性或定量地评价模型参数误差对模型结果产生的影响 ,是模型参数化过程和模型校正过程中的有用工具 ,具有重要的生态学意义 .灵敏度分析包括局部灵敏度分析和全局灵敏度分析 .局部灵敏度分析只检验单个参数的变化对模型结果的影响程度 ;全局灵敏度分析则检验多个参数的变化对模型运行结果总的影响 ,并分析每一个参数及其参数之间相互作用对模型结果的影响 .目前 ,在对生态模型的灵敏度分析中 ,越来越倾向于使用全局灵敏度分析的方法 .但国内仍多采用局部灵敏度分析方法 ,很少采用全局灵敏度分析方法 .文中详细论述了局部灵敏分析和全局灵敏度分析的主要方法 (一次变换法、多元回归法、Morris法、Sobol’法、傅里叶幅度灵敏度检验法和傅里叶幅度灵敏度检验扩展法 ) ,希望能为国内生态模型的发展提供一个比较完善的灵敏度分析方法库 .结合国内外的灵敏度分析发展现状 ,指出联合灵敏度研究。

大兴安岭呼中林业局森林景观格局变化及其驱动力

以大兴安岭呼中林业局为研究区,利用TM数据、森林资源清查数据和采伐统计资料,结合野外调查,以GIS为技术手段,剖析研究区1989～2000年景观变化,结果表明该区主要景观类型为针叶林、针阔混交林和阔叶林,这3种类型面积总比例达90%以上,其他景观类型面积比例小于10%,主要有荒草地、火烧迹地、采伐迹地、沼泽、居民点和道路.10a间景观由原有的大面积连续的针叶林为基质、小面积的阔叶林和针阔混交林斑块散布其中的格局,转变成大面积针阔混交林为基质的格局.研究区1989年是成过熟林、高公顷蓄积量、高郁闭度占优势的景观,2000年中幼龄林、低公顷蓄积量和低郁闭度森林面积增大,并趋于连续,形成低质量的相对均质化的景观.最后,结合历史资料,通过比较分析火烧、人工更新、土地利用和人为采伐活动这几种主要驱动力的特征,论证了采伐活动在该地区景观变化中所发挥的主导作用.

基于Kappa系数的景观变化测度——以辽宁省中部城市群为例

分析了辽宁省中部城市群1988～1998年间的景观变化,结果表明沼泽地从景观中完全消失,沙地的变化弹性最大,耕地的变化最小。优势景观类型(耕地)的转化方向较多,非优势景观类型(沙地)转化的方向少。某些景观类型之间较稳定地相互转化(林地和耕地) ,但某些景观类型之间转化极不稳定(耕地和沼泽地)。总体上,景观的变化趋势是:居住用地面积增加,占居了周围的耕地,促进了耕地向菜地的转化。面积大的景观类型变化小(林地和耕地) ,相反,面积小的类型变化大。Kappa系数分析结果表明,位置、数量、随机和标准Kappa系数都降低,即景观在数量上丢失3.86 %的信息,位置上丢失5 .95 %的信息,丢失的综合信息为6 .89%。而且建议进行综合信息评价时用随机Kappa系数,因为它既不考虑数量,又不考虑位置的影响。虽然Kappa系数从位置、数量和综合信息方面揭示了景观变化,但是这些分析是单方面的,而且没有说明在整个图的一致率中由于空间位置、数量和偶然因子所引起的一致率和变化率。景观变化过程中,不考虑空间位置和数量的情况下,景观在空间上随机分布,某个象元属于某个类型的概率等于1/ J(J=类型总数) (8% )。随景观中类型数量的减少,偶然一致率所占的比重增加,因此建议对单个类型不要进行一致性分析。

空间直观景观模型LANDIS在大兴安岭呼中林区的应用

应用空间直观景观模型 (L ANDIS) ,研究有采伐和无采伐预案下大兴安岭呼中林区的森林景观的长期变化。用 APACK计算每一个物种及各年龄级的分布面积。为了研究物种分布格局的变化 ,计算了物种分布的聚集度指数。研究结果如下 :(1)在无采伐预案下 ,火干扰模式为低频率大面积高强度火烧 ;在有采伐预下 ,火干扰模式为高频率小面积低强度火烧 ;(2 )在无采伐预案下 ,火会造成各种群分布面积的强烈波动 ,但是对种群的年龄结构没有很大影响 ;在有采伐预案下 ,火对种群分布面积和年龄结构都没有很大的影响 ;(3)采伐能完全改变各种群的年龄结构 ,降低种群分布的聚集度 ,但是对各种群的分布面积并没有很大影响 ;(4 )在有采伐预案下 ,各种群为增长型种群 ,增长量通过采伐取走 ,群落处于演替的干扰顶极状态 ;在无采伐预案下 ,各种群为稳定型种群 (樟子松和偃松除外 ) ,大面积高强度火烧使群落产生较大的波动。结果表明 ,在呼中林业局 ,在没有人为干扰情况下 ,火干扰是森林景观变化的主导因素。自从有了人为干扰 ,采伐开始逐渐取代火干扰成为影响森林景观变化的主导因素。空间直观景观模型的一个挑战是模型的验证。由于缺乏详细的空间数据及模型模拟中的随机性 ,很难通过模型模拟结果与实地调查或遥感数据的比较进行?

沈阳市城镇扩展时空格局及其驱动力

利用多时相TM影像,采用GIS空间分析和景观格局分析相结合的方法,对沈阳市辖区城镇扩展的时空分异特征和城镇景观格局演变进行了分析,并对其驱动力进行了探讨.结果表明:1988—2004年间,沈阳市辖区城镇面积持续增加,扩展强度逐渐增强,2000—2004年间的城镇扩展规模和强度达到最大;城镇扩展具有明显的空间分异特征,市区西南方向是城镇扩展的主方向,近郊及各级经济开发区是扩展的主要区域;城镇景观格局日趋复杂,城镇发展紧凑程度降低;城镇景观格局演变与城镇扩展特征关系密切,表现出时空分异特征;工业化发展与开发区建设、政府政策与城市规划以及交通基础设施建设是沈阳市辖区城镇扩展与城镇景观格局演变的主要驱动力.

景观指数之间的相关分析

应用辽宁省1997～1998年的TM5影像数据,编制了景观类型图,以78个县市区为单位,分割成78个景观,共计算39个景观格局指数,对它们进行了相关分析.总面积是最基本的景观指数,它决定景观总边界长度、斑块数、类型密度等基本指数,同时与多个指数有显著的相关关系(相关系数绝对值大于0.75).形状指数的独立性强,极少数指数与其它指数有显著的相关关系;多样性指数和蔓延度指数之间信息重复量最多,都表示景观的异质性,但多样性指数以面积百分比表示景观异质性,而蔓延度指数以类型之间相邻边界的百分比表示景观异质性.研究发现,如果两个指数之间存在显著的相关关系,而由它们两个构成的指数与它们之间没有显著的相关关系.如果指数平均值之间存在显著的相关关系,则它们的变异系数之间不存在显著的相关关系.景观指数间的相关系数不仅与景观格局本身有关,还与空间尺度,分类系统、计算公式及其参数、计算单元和生态学意义关系密切.指数之间影响因子的相同之处越多,它们之间存在显著相关关系的概率越大.

尺度分析对景观格局指标的影响

采用优势规则和随机规则为基础的两种尺度分析方法 ,对分类的TM数据进行了尺度变换分析 .结果表明 ,随着尺度 (粒度 )增加 ,优势规则处理法使景观中优势类型的面积增加 ,非优势类型的面积减少 .随机规则处理法使各景观类型的面积基本上保持不变 .随尺度变大 ,整个景观和多数类型的最大斑块面积指标增加 ;最小斑块面积等于尺度大小的平方 ;平均斑块面积都增加 ;斑块数迅速减少 .在优势规则系列中 ,多样性指标减小 ,而在随机规则处理中 ,基本没有变化 .聚集度随尺度的增大而减小 ,但测量尺度固定的情况下 ,随图分辨率的提高而增大 .随尺度的增加 ,Moran’sI指标减小 ,景观类型在空间上趋于随机分布 .但是测量尺度固定的情况下 ,随图分辨率的提高而增大 ,景观类型在空间上趋于聚集分布 .

土地利用模型时间尺度预测能力分析——以CLUE-S模型为例

模型模拟是生态学中的重要方法,特别是当实验不可进行时。在不同预案下基于模型的土地利用预测对于土地利用规划和政策制定具有十分重要意义。然而,很多研究没有对模型在研究区的时间尺度预测能力加以分析,从而可能导致模拟结果的不可靠。以岷江上游地区为例,采用Kappa指数系列对CLUE-S模型在研究区的时间尺度预测能力进行研究。结果表明CLUE-S模型在岷江上游地区时间尺度上的最大预测能力为22a,超过时间预测能力的预测结果不可靠。研究为土地利用模型模拟时间尺度确定提供了一种有效的方法。

生境适宜度指数模型研究进展

生境适宜度指数(habitat suitability index,HSI)模型作为一种生境评价方法,在土地管理规划和评估中得到大量应用。本文总结了HSI模型在野生动物生境评价中的开发及应用,重点介绍了利用3S技术进行HSI建模及与其他模型耦合进行生境评价的现状;阐述了利用多种统计方法对HSI模型的评估和验证;探讨了HSI模型在主观性和非通用性等方面存在的问题和局限性,最后,就HSI模型在野生动物生境评价中的发展前景进行了展望。

空间直观景观模型LANDIS Ⅰ.运行机制

空间直观景观模型是指在异质景观中模拟景观尺度上生态过程的空间直观模型 .LANDIS是一个用于模拟森林景观干扰、演替和管理的空间直观景观模型 .通过在样地尺度上跟踪以 10年为间隔的物种年龄级 ,半定量化地描述火和风倒 ,及使用位数组表示物种年龄结构 ,LANDIS能同时在物种、样地和景观尺度上模拟各种生态过程及其相互关系 .详细论述了LANDIS模型对种子传播、火、风倒和砍伐等生态过程的模拟 ,并讨论了模型中存在的一些不足 .

林火干扰对大兴安岭主要林分类型地上生物量预测的影响模拟研究

林火干扰是北方森林最主要的自然干扰之一,对北方森林地上生物量影响是一个长期的过程。因此,在预测地上生物量动态变化时需要考虑林火的影响。运用空间直观景观模型LANDIS PRO,模拟大兴安岭林区林火对不同树种地上生物量预测的影响。选取研究区5种主要树种林分(兴安落叶松、樟子松、云杉、白桦和山杨),以无干扰情景为参考预案,在验证模型模拟结果的基础上,模拟林火在短期(0—50a)、中期(50—150a)和长期(150—300a)对地上生物量的定量化影响,及其对不同立地类型地上生物量的动态变化。结果表明:(1)基于森林调查数据参数化的2000年森林景观模拟结果能够较好地代表2000年真实森林景观,模拟的2010年森林林分密度和胸高断面积与2010年森林调查数据无显著性差异(P>0.05),当前林火干扰机制模拟结果能够较好地与样地调查数据匹配,说明林火模拟能够代表当前研究区林火发生情况;(2)与无干扰预案相比,整个模拟时期内景观水平上林火减少了1.7—5.9 t/hm2地上生物量;(3)与无干扰预案相比,林火预案下主要树种生物量在短期、中期和长期变化显著(P<0.05);(4)在不同模拟时期,林火显著地改变了地上生物量空间分布,其中以亚高山区地上生物量降低最为明显。研究可为长期森林管理以及森林可持续发展提供参考。

大兴安岭北坡落叶松林火后植被演替过程研究

采用由植被空间序列推断时间系列的方法 ,分析大兴安岭呼中林区近 2 0年来不同火烧迹地植被变化情况。结果表明 ,森林火后初始 ,植物尤其是草本物种迅速增多 ,火烧迹地的植被主要由草本所占据 ,但随着时间的推移 ,草本物种不仅在数量上有明显减少 ,在物种组成上有很大的变化 ,而且盖度也逐渐减少。灌木及乔木物种由于种类较少 ,在种类及组成上演替初期变化不如草本明显 ,但是盖度却逐渐增多。在本地区火后植被次生演替过程中 ,高频物种所占的比例较高且呈上升趋势 ,这明显有悖于Raunkiaer频度定律关于在相对稳定的群落中高频物种所占的比例应相对较低的规律。另外 ,不同火烧迹地间灌木的物种相似度明显高于草本的物种相似度 ,火烧年份相近的火烧迹地上的草本物种相似度要明显高于火烧年份远的草本物种相似度 ,但灌木间的物种相似度却没有出现这种现象 ,没有明显的规律。

丰林保护区地表森林死可燃物载量与环境因子的关系

依据11、01、00 h时滞可燃物分类标准,对丰林自然保护区不同红松林群落类型内的地表死可燃物载量进行了对比分析,并利用DCCA排序法对其与环境因子的关系进行了定量分析。结果表明:椴树红松林内地表死可燃物载量最高,枫桦红松林内地表死可燃物载量最低;DCCA排序揭示了该地区地表死可燃物载量分布与海拔、坡度、坡向、坡位、郁闭度、胸径、树高和枝下高8个地形和林分因子的关系,其中海拔、坡度、树高和枝下高是影响可燃物载量的主要因子。

中国东北落叶松属3种植物潜在分布对气候变化的敏感性分析

该文在东北地区多年平均的年均温、年降水分布图，海拔高程图、坡度图、坡向图和植被图的基础上，使用地理信息系统和Logistic回归模型的结合，预测3种落叶松（Larix sp．）的“气候-地形”潜在分布区。预测精度用敏感性、指定度和总正确率进行评价，3个树种的敏感性为61％～88％，指定度为80％～99．8％，总正确率为80％～99．8％。年均温、年降水和海拔是控制3种落叶松分布的主要环境因子。采用5种气温变化方案（＋1℃、＋2℃、＋3℃、＋4℃和＋5℃）和6种降水变化方案（-30％、-20％、-10％、＋10％、＋20％和＋30％），预测气候变化对各个树种潜在分布的影响，探索不同的树种对气候因子的敏感性。结果表明，气温每上升1℃，兴安落叶松（Larix gmelinii）将减少12％；长白落叶松（Larix olgensis var．changpaiensis）将增加23％；华北落叶松（Larix principis—rupprecntii）将增加500％。降水每增加10％，兴安落叶松将减少12．5％；长白落叶松将增加64％；华北落叶松将减少15％；随气候的“暖干化”（＋5℃，-30％），兴安落叶松将向西北方退缩100km左右；长白落叶松向西北方扩展100km左右；华北落叶松将向东北方扩展800km左右。随气候的“暖湿化”（＋5℃，＋30％），兴安落叶松将向西北退缩400km左右；长白落叶松将向西北方扩展550km；华北落叶松将向东北方扩展320km左右。

空间直观景观模型的验证方法

空间直观景观模型已是当前景观生态学研究的一大热点。空间景观模型模拟空间格局变化 ,其模拟结果包含非空间数据和空间数据。空间直观景观模型的验证除进行非空间数据的验证外 ,还需要进行空间数据的验证。本文回顾了空间直观模型发展历程 ,总结现有的空间直观模型验证方法 ,包括主观评价、图形比较、偏差分析、回归分析、假设检验、多尺度拟合度分析和景观指数分析 ,同时提出今后空间直观景观模型验证方法研究的重点方向。

通过《Landscape Ecology》杂志看国际景观生态学研究动向

《LandscapeEcology》是刊载景观生态学文章的重要期刊。本文以该期刊为研究对象 ,总结自 1987年创刊以来所刊载的 5 72篇文章的关键词所体现出的景观生态学的学科体系 (理论 -原理、研究方法、实际应用 )、研究内容 (景观格局、景观过程、景观变化 )和研究对象 (景观类型、景观要素 )的发展历程 ,并对这些关键词进行时段归类和统计分析 ,提炼出各时段的研究热点并分析未来景观生态学热点发展方向。