土地生态分类系统研究

我国土地分类系统中存在的共同缺陷是对土地生态特性考虑不够,因此,很有必要建立起土地生态分类系统。土地生态分类系统的原则应遵循:以可持续发展理论为指导、科学性与实用性相结合以及其它方面的要求等原则,其依据主要有:考虑到土地的生态属性及其演变特征、人类对土地生态系统的入侵程度和利用保护手段等。在此基础上我们尝试性地提出了土地生态分类系统。

辽宁东部山区林地生态分类系统

以数字高程模型和SPOT-5遥感数据为数据源,通过地理信息系统的空间分析,在辽宁东部山区有代表性实验区域内,完成了生态土地类型(ELT)和生态土地类型相(ELTP)两个等级的分类和绘图,构成了生态分类系统(ECS)等级结构中最低的两个层次.实验区域内共得到5种ELT和34种ELTP.ELT的划分以环境特征为基础,表征了植被分布的潜在状况和森林生态系统潜在的生产力.ELTP是对ELT的再划分,是生态分类系统的最小单元,相当于我国林业区划中的小班.ELTP既包含ELT中的环境信息又包含现存植被构成的信息,具有空间精准、生态学含义明确的优点.在森林管理活动中,采用ELTP代替小班可以从景观尺度科学地指导森林经营计划编制,调整森林管理方式,实现对森林生态系统的有效管理.

试论生态分类系统在我国数字林业建设中的应用

我国传统森林区划中,二类小班和三类小班两类小班体系同时存在,二者在空间上不一致;即使是同一小班体系,先后两次调查结果也不相同,不利于应用数字技术制定长期的森林管理计划.本文以辽宁东部山区为例,建立生态分类系统(ecological classification system,ECS),共得到5类生态土地类型(ecological land type,ELT),34类生态土地类型相(ecological land type phase,ELTP).以ELTP作为固定小班,设计了一致性森林资源调查方法,解决了我国数字林业建设中的基础技术问题.以生态分类系统和空间信息技术为依托的生态系统管理方法,加上计算机模型和辅助决策界面的支持,构成了数字林业的基本框架.

试论生态分类系统在我国天然林保护与经营中的应用

我国林业的发展正面临前所未有的机遇和挑战。现有资料表明 ,一方面 ,我国林业的宏观政策以及森林的采伐更新过程缺乏基本生态学原理的支持 ;另一方面 ,仅研究生态学理论还不够 ,还要研究把生态学理论转化为生产力的工具。生态分类系统是确定、描述和绘制生态系统类型图的方法。应用这种多层次系统的目的是用图的形式把森林景观的生物和环境特征抽象化、综合化、标准化和整体化 ,以实现生态系统管理的目标。通过绘制各种景观特征 ,林业人员可以根据土地承载力及适应性确定森林的经营方向和经营措施。

基于域—生物群系—功能群分类的生态系统类型识别及时空格局变化分析——以河北省太行山区为例

[目的]科学识别河北省太行山区生态系统类型,是理解河北省太行山区生态系统时空分布格局和支撑生态系统分类管理的基础。[方法]基于域—生物群系—功能群(RBE)的分类原理,构建了包括3个1级,8个2级和24个3级类的生态系统分类体系,并集成多源数据,开展了2000和2020年的河北省太行山区生态系统的分类制图。基于RUSLE模型、InVEST模型和热点分析等方法,分析生态系统服务的时空格局演变。[结果]①河北省太行山区20 a间建设用地生态系统增加最多,主要来自农田生态系统。农田生态系统缩减了61105.95 hm^(2),以雨养农田为主。受人类活动的影响,河流和人工湿地面积分别增加了5584.32和2535.66 hm^(2),而林地和草地生态系统减幅分别为0.96%和8.18%。未利用地生态系统受研究区生态保护措施影响减少5800.68 hm^(2)。②生态系统服务值受生态系统类型分布影响总体呈现西高东低的分布格局,除粮食供给服务为西低东高,主要是由于农田主要分布在东部地区。③冷热点区域空间分布整体上具有重叠性,但仍有差异。[结论]提出的分类体系具有可行性,分类精度达到80%以上,符合研究区的生态系统类型变化趋势,可为识别山区生态系统分类和生态系统保护修复政策提供科学支撑,进而促进山区生态发展目标和可持续发展的实现。

基于ArcGIS Add-in转化生产生态系统分类数据工具的设计与实现

基于已有生态系统分类数据成果的转化生产是快速获取生态系统分类数据的有效手段。为解决当前ArcGIS软件基础功能无法满足快速化和批量化数据转化生产要求的问题,本文在Visual Studio 2012开发环境下,采用C#语言,基于ArcGIS Add-in插件式开发技术,设计并实现了生态系统分类数据生产辅助工具。结果表明,该工具在减少作业量的同时,能够保证数据生产的质量,有效提高了项目的生产效率。

广东韶关丹霞山生态系统多样性及其空间定位

丹霞山复杂地形地貌塑造了很高的生态系统多样性和复杂的景观多样性,全面的系统分类、空间定位和生态系统类型描述对该区域的生态特征研究具有重要意义。本研究基于IUCN全球生态系统分类框架,结合植被类型和特殊地形地貌特征,对韶关丹霞山国家级自然保护区全境的生态系统类型进行研究,并利用遥感数据与实地调查数据,对各级生态系统进行空间定位和可视化制图。结果显示:(1)该保护区生态系统类型可划分为81类,包括3个I级类型、6个Ⅱ级类型、12个Ⅲ级类型、28个Ⅳ级类型和81个Ⅴ级类型;(2)除空间定位与格局分析外,特别对丹霞山的4个大类的特色生态系统进行了单独的空间展示,包括用面来展示的山顶生态系统23类和沟谷生态系统13类,用点来代表的洞穴生态系统4类,用线来代表崖壁生态系统4类。本研究关于生态系统类型的划分及空间定位,揭示了丹霞山地区的独特地形地貌特征和生态系统多样性特征,深化了丹霞山生态系统多样性和形成机制的理解,结果可为开展生态系统保护和管理提供重要的参考。

基于SOFM网络对黄土高原森林生态系统的养分循环分类研究

对森林生态系统进行分类是认识森林生态过程的根本途径,传统的从结构角度对森林生态系统分类只能反映森林的外在特征,而无法从功能角度区别森林的本质差异。通过对黄土高原3个生物气候区18个不同森林生态系统的养分循环特征测算和分析,选取了能全面反映养分的积累和分布(生物量、枯落物积累量、养分积累量)、循环通量(年吸收量、年存留量、年归还量)以及养分循环效率(循环系数、利用系数、养分生产力)等多方面指标作为分类指标体系,利用自组织映射特征网络(Self-Organizing Feature Maps,SOFM)聚类方法,从养分循环的角度将黄土高原森林生态系统划分为2个一级类型,6个二级类型。该分类结果与实际较符,从而探索了森林生态系统的功能分类方法,也验证了SOFM网络模型应用于森林养分循环分类的可行性。

榆林地区无定河流域土地生态系统分类与评价

通过研究榆林地区无定河流域各自然环境因子和人类活动特点，根据各有关因子在空间上的组合将该区分为３个一级，３７个二级土地生态系统，在此基础上，分析了土地生态系统区域结构特征和不同土地生态系统类型在生态和经济效益方面的差异。

中国陆地生态系统分类识别及其近20年的时空变化

生态系统分类制图是理解生态系统时空格局和支撑生态系统分类管理的基础。研究以反映生态系统主导服务功能和人类干预强度为主线,构建了包括9个一级和25个二级类的生态系统分类体系,集成土地利用、气候、地形、植被、土壤、居民点分布等多源数据,开展了2000和2020年中国陆地生态系统的分类制图,并对其类型、结构、格局及时空变化特征进行了分析。结果表明:近20年,我国城镇生态系统扩张1.1倍,64.51%来自耕种生态系统。耕种生态系统缩减0.88万km^(2),其中水田和旱田分别减少0.60万km^(2)和2.09万km^(2),但绿洲扩张1.81万km^(2)。受退耕还林还草影响,农牧和农林混合生态系统分别减少2.88万km^(2)和0.92万km^(2),林地生态系统增加1.61万km^(2)。水域湿地生态系统增加0.31万km^(2),70%源自沼泽生态系统的扩张,尤其是青藏高原水域湿地,受气候变暖影响扩张明显。气候暖湿化促使部分干旱荒漠和冰冻寒漠生态系统的盖度增加,使牧草地生态系统增加9.97万km^(2),而干旱荒漠和冰冻寒漠生态系统分别减少14.98万km^(2)和0.92万km^(2)。我国生态系统变化导致整体景观的连接性下降、破碎度增加、类型多样性增加,斑块间生态过程的阻碍增强。我国生态状况明显改善,92.06%的区域NDVI增加,平均NDVI增幅为0.74%/a,其中农牧和农林混合生态系统NDVI增幅最显著,分别为1.26%/a和0.85%/a。该分类方案与制图结果突出了生态系统结构、生态环境风险和生产力的差异,可为宏观尺度的生态系统管理提供科学支撑。

生态土地分类研究进展

土地分类是土地评价、规划和管理的基础 ,对林业资源可持续利用具有重要的意义 .生态土地分类是目前土地分类的主要方向和趋势 ,国际上早已开展此项研究 .随着景观生态学和 3S技术的发展 ,生态分类系统的研制已成为生态土地分类的重点 .本文对生态土地分类的定义、特点、发展历史、生态分类系统理论 ,以及国际生态分类系统的发展趋势进行了系统的综述 ,并指出以资源 (森林、土地、水域等 )多目标管理为基础 ,定量与定性相结合的多因子多层次综合是未来生态土地研究发展的总趋势 ,有必要在我国大力开展相关研究 .

基于传递媒介的生态系统服务分类

通过总结已有的生态系统服务分类体系,发现大多数研究未考虑不同生态系统(如森林、草原、湖泊、溪流等)的组分、结构以及所处环境的差异,无法有效地反映不同生态系统产生的不同生态过程与服务。以生态系统的组成成分为媒介,从服务传递媒介角度建立以水、岩石和土壤、大气、生物系统及生态系统整体为媒介的生态系统服务分类体系。以水为媒介的服务有水源涵养和水质净化等,以岩石和土壤为媒介的服务有土壤形成和土壤保持等,以大气为媒介的服务有固碳释氧和空气净化等,以生物为媒介的服务有食物生产和生物控制等,基于生态系统整体作为媒介的服务有景观美学和休闲娱乐等。以期用此生态系统服务分类框架更有效地研究不同类型生态系统提供的服务特征,以及相同类型生态系统提供的服务共同点。

海水水质对海洋生态系统服务价值的影响研究

海洋生态系统服务价值多样,具有时空变异性,不同区域和时期对海水水质的需求也各不相同。其海水水质的改变对海洋生产服务、调节服务、支持服务和文化服务价值的影响。需在不断提升海水水质过程中面临的现有各种难点和挑战,并针对性 给出具有可行的策略和措施,以提升海洋生态系统的服务价值,并以此作为长期发展策略。

生态土地分类研究进展综述

生态土地分类是以多目标管理为目的的科学的土地分类方法,当前生态土地分类在国际上已经得到了广泛的应用。它之所以能在许多国家迅速发展起来,是因为它易于表现一个低于内部各种土地要素空间格局的规律性,便于和土地规划相结合,可以成为分析各领域空间格局和结构的有利工具。可见,生态土地分类对我国土地的科学经营及管理具有很好的指导及借鉴意义。本文结合国内外相关研究,对生态土地分类的定义、发展历史、生态分类系统理论,以及国际上生态土地分类在新领域上的应用进行了系统的综述,为我国生态土地分类的发展提供研究基础。

地下水生态系统服务价值评估

地下水作为人类生产生活中可直接利用的自然资源,是维持自然界生态系统平衡的重要支撑,但人们往往只重视其使用价值,而忽略了其生态价值,造成地下水不合理利用,引发了一系列生态环境问题,因此对地下水生态系统服务进行系统性价值评估显得尤为重要。按利用地下水方式,将地下水生态系统分为三大类、服务类型分为四大类,并以此为基础,对赋存于地下水中的生态系统建立由10项服务指标、9种评估模型构成的价值评估体系。最后以邯郸市为例,2015年为基准年,对其涉及到的7项服务指标进行了价值评估。结果表明,2015年邯郸市赋存于地下水中的生态系统服务总价值合计为105.18亿元,直接使用价值为38.49亿元,间接使用价值为66.69亿元,间接使用价值是直接使用价值的1.73倍。研究认为地下水生态系统服务间接使用价值巨大,应在全面认识地下水价值的基础上,合理开发利用地下水资源,使其服务价值最大化。研究成果可为地下水生态系统服务价值评估提供参考。

基于生态补偿实施的NSE生态服务功能分类体系及应用模型

针对我国即将全面开展并实施的区域生态补偿制度,本文在总结国内外生态服务功能分类的基础上,以促进区域自然环境、社会和经济整体协调、健康地可持续发展的目标为前提,探索整合区域自然生态环境与社会经济发展,实用性和可操作性较强的NSE生态系统服务功能分类体系,并从理论依据和分类原则等方面验证了该分类的科学性,进一步结合生态补偿费的征收实际应用,建立了以NSE生态系统服务功能为基础的生态补偿费核算的数学模型。

生态系统价值评估理论方法的最新进展及对我国流行概念的辨正

文中指出了我国生态系统价值评估的前期研究中存在的一些错误,如把资产和生产价值混为一谈。指出酿成这些混乱的是一个流行甚广的联合国"千年生态系统评估框架(摘要)"的错误中译本,以及我国初期研究和案例中的盲目性,刚公布的一项国家标准则有可能继续放大这个错误。文章给出了正确的概念、分类和估价方法以及最新研究进展,并指出了今后的方向。

生态土地分类研究及应用

生态土地分类注重土地的生态学属性,在环境问题日益严重的今天成为土地分类研究和应用的发展方向。本文从生态土地分类与自然分类、景观分类的关系以及生态土地分类的过程剖析了生态土地分类的概念,介绍了国内外生态土地的发展历程和代表性的生态土地分类系统,指出综合更多生态因子信息的生态土地分类研究和应用成为今后的发展趋势和工作重点。

不同比例尺DEM数据对森林生态类型划分精度的影响

针对以辽东山区森林生态类型划分的需求,探讨了所需DEM数据的最低精度要求,通过对比试验和Kappa检验,得到1∶10000比例尺DEM是划分辽东山区森林生态类型的较佳数据源。通过实践工作和对比试验研究,总结了针对ELT划分的需求,进行地形图扫描矢量化生成DEM数据过程中需要解决的关键技术问题,提出了等高线矢量化中纠错的有效方法,采用TOPOGR ID命令生成了更符合客观地形状况的DEM数据,解决了生态分类系统中的关键性技术问题,该技术方法具有普遍性。

乡村生态景观生物多样性维护与预警技术研究

针对乡村生态景观中生物多样性维护的保护管理需求,本研究以物种、基因和生态系统为基础,采用分子遗传标记、无人机航拍等现代高新技术与传统地面调查相结合的研究方法,构建了乡土景观生物多样性检测、筛选、分类和空间制图的方法,解析了生物多样性变化规律和驱动因素,研发出面向乡村三生空间的基因、物种和生态系统3个层次生物多样性维护技术,建立了基于“驱动力-压力-状态-影响-响应”的生物多样性监控预警机制和可视化平台,形成了乡村生态景观生物多样性多尺度全链条“识别-维护-预警”技术体系。研究成果突破了单一学科研究手段的局限性,为乡土植物的遴选、配置和景观营造提供了“师法自然”的成套技术方案,解决了乡村生态景观营造中生物多样性的维护技术缺失问题,为动态管理乡村生物资源和美丽中国建设提供了关键技术支撑。