可视化技术在城市水土流失调查中的应用

在阐述了城市水土保持重要性的基础上,重点介绍了可视化技术在北京市海淀区水土流失调查中的应用。方法是:在海淀区15.6km2范围内进行全方位的人工测量、调查,统计数据;再以1999年北京市海淀区局部约8km2的航片为资料,利用VirtuoZoNT(全数字摄影测量系统)、Imagis(三维可视地理信息系统)、CyberCity(三维重建数字化系统)等可视化软件对北京市海淀区局部范围水土流失状况进行测量、分析、统计,生成三维实景模拟图等。其结果表明在典型区15.6km2范围内,据不完全统计,大规模的房地产开发多达47处,开发面积211.4067hm2,造成裸露面积163.0745hm2;道路交通建设6处,总长8675m,造成裸露面积4.2239hm2。全部开发建设造成裸露面积191.5662hm2,占调查区总面积的12.28%等。海淀区水土流失特点由于开发建设强度大,人为活动量大,人为造成水土流失的现象非常突出;生产行为造成的弃土弃渣比生活行为影响更加显著;另外海淀区房地产开发是海淀区水土流失的首要人为因素。

泥石流多发区生态安全评价——以汶川县为例

通过对四川省汶川县的地形、植被、气候和社会经济等数据的收集、整理,应用生态安全理论构建泥石流多发区的生态安全评价指标体系与综合指数,采用地理信息系统(GIS)结合主成分分析方法,对汶川县119条小流域的生态安全状况进行了评价。结果表明:1)泥石流多发区生态安全水平主要与地形因子相关,人类不合理的开发利用加剧了生态安全的变化和生态环境恶化;2)划分的五类生态安全区中,生态不安全区、较不安全区、临界区占全县面积的41.17%,其大部分位于岷江沿岸;3)对生态安全指数的分级经过验证,评价结果与现实状况吻合。

水土保持专业实验室管理信息系统应用研究

为管好、用好专业实验室高新仪器设备,开发了北京林业大学水土保持专业实验室管理信息系统。该系统划分为管理类和统计类,共10个模块,分别使用管理类数据库表和统计类数据库表。该系统的应用使实验室资产、资源更加透明、清晰,管理更加细化、规范,为管理数据的准确提取、按需分析做好了准备,使管理水平上了一个台阶。

基本农田规划决策支持:模型构建与系统研发

基本农田的保护是确保粮食安全的"底线"。随着中国1.03亿公顷永久基本农田的划定工作进入尾声,基本农田划定中的高效操作经验有待系统梳理和总结。文章依据沈阳苏家屯区土地利用调查分等定级成果,构建基本农田识别划定模型,辅以决策支持系统的开发,探索科学识别、快速划定基本农田,减轻人为干扰,提高基本农田的识别划定效率的方法。该研究提取9项评价指标——自然质量分、自然质量等指数、土地利用等指数、农用地等别指数、耕作距离、中心城市影响度、道路通达度、对外交通便利度、农贸市场影响度,通过主成分分析"降维"为3个主成分因子,特征值分别为5.084、1.342、1.011,累积贡献率达到82.632%。其中,土地利用等指数、农用地等别指数、自然质量等指数、自然质量分、农贸市场影响度在第一主成分上有较高载荷,反映自然条件和社会投入-产出值对耕地综合质量的影响;对外交通便利度、中心城市影响度在第二主成分上有较高的载荷,反映区位条件对耕地综合质量的影响;耕作距离在第三成分上有较高的载荷,反映经济条件对耕地综合质量的影响。利用主成分分析计算耕地综合质量指数,再预测基本农田规划面积约束,建立0-1整数规划模型,识别筛选综合质量指数较高耕地,通过决策系统快速划定入选基本农田的耕地。该模型全面反映了自然因素、经济因素、区位因素对耕地综合质量的影响,其决策系统的模型构建与系统应用为区县尺度的基本农田划定提供了科学识别、基本农田面积确定和基本农田的划定三大功能,使基本农田规划决策工作得以有效提升。

比利时中部黄土区Ganspoel流域土地利用变化研究

通过航空像片解译，在地理信息系统的支撑下，分析了比利时中部黄土区Ｇａｎｓｐｏｅｌ流域的土地利用变化，土地利用面积的变化和转移概率矩阵模型被用来研究土地利用的时空变化，土地利用变化图彼输出。研究结果显示，从４０年代到８０年代，研究区域草地增加，农田面积减少，森林面积从１９４７年到１９６９年增加，从１９６９年到１９８６年减少。从１９４７年到１９６９年，研究区域４９％的面积土地利用发生了变化；从１９６９年到１９８６年，３６％的面积发生了变化。在研究时段内，景观更趋破碎化，土地利用的变化已引起了侵蚀和生态过程的变化。

用ArcView整合遥感调查数据

通过对宁夏土壤侵蚀遥感调查数据整合步骤的论述,详细介绍了地理信息系统软件ArcView的视图、表格、统计图、表现图几大模块的应用及技巧。

景观生态恢复与重建是区域生态安全格局构建的关键途径

生态恢复与重建是跨尺度、多等级的问题 ,其主要表现层次应是生态系统 (生物群落 )、景观 ,甚至区域 ,而不能仅仅局限于生态系统。景观的恢复与重建是针对景观退化而言 ,景观退化从表现形式上可分为景观结构退化与景观功能退化。景观结构退化即景观破碎化 ,是指景观中各生态系统之间的各种功能联系断裂或连接度 ( connectivity)减少的现象 ;而鲜受重视的景观聚集 ( aggregation)在很多情况下同样具有造成景观退化的负面效应。景观功能退化是指与前一状态相比 ,由于景观异质性的改变导致景观的稳定性与服务功能等的衰退现象。景观恢复是指恢复原生生态系统间被人类活动终止或破坏的相互联系 ;景观生态建设应以景观单元空间结构的调整和重新构建为基本手段 ,包括调整原有的景观格局 ,引进新的景观组分等 ,以改善受胁或受损生态系统的功能 ,提高其基本生产力和稳定性 ,将人类活动对于景观演化的影响导入良性循环。二者的综合 ,统称为景观生态恢复与重建 ,是构建安全的区域生态格局的关键途径。其目标是建立一种由结构合理、功能高效、关系协调的模式生态系统 ( model ecosystem)组成的模式景观 ( model landscape) ,以实现生态系统健康、生态格局安全和景观服务功能持续 ,以 3S( RS,GPS,GIS)技术为支撑的

岷江干旱河谷灌丛α多样性分析

通过对岷江干旱河谷植被及其环境因子的系统取样调查 ,研究了该地区植物群落的α多样性及其与环境因子的关系。土壤、植被、地形三者之间的典范相关分析结果表明 ,三者两两之间均存在着较高的相关性。土壤因子与地形因子之间 ,海拔和坡向起较大的作用 ,主要影响土壤中的全氮、有机质和土壤含水量 ;地形因子和植被之间 ,海拔和坡向影响灌木层的多样性和盖度 ;植被和土壤因子之间 ,土壤中的全氮量、有机质和土壤含水量影响灌木层的盖度和多样性。随着海拔的增加 ,草本和灌木群落的多样性都呈现出先增加后减小而后又增加的趋势 ,草本层的α多样性明显高于灌木层的α多样性 ,草本层和灌木层均在14 0 0～ 16 0 0 m和 2 0 0 0～ 2 2 0 0 m两个海拔段有较高的α多样性 ;华帚菊 -小黄素馨灌丛、金花小檗 -忍冬灌丛、绣线菊灌丛有着较高的多样性 ,西南野丁香灌丛、莸灌丛、小马鞍羊蹄甲 -白刺花灌丛的群落多样性较低 ;样带的多样性 ,灌木层 :样带 3>样带 1>样带 2 ,草本层 :样带 1>样带 3>样带 2 ;不同坡向的多样性 ,灌木层 :阴坡 >半阴半阳坡 >阳坡 ,草本层 :半阴半阳坡 >阴坡 >阳坡 ;不同坡形上的多样性 ,无论是灌木层还是草本层 ,多样性大小为凹坡 >平坡 >凸坡 ;

贡嘎山地区森林生态系统服务功能价值评估

为研究长江上游亚高山暗针叶林森林生态系统的服务功能 ,作者选择我国亚热带自然垂直生态系统最典型、保存最完好的贡嘎山地区 ,应用市场价值、影子价格、机会成本等方法 ,首次评价了贡嘎山地区涵养水源、保护土壤、固定二氧化碳、净化空气等森林生态系统服务功能的生态经济价值 .结果表明 ,贡嘎山地区涵养水源价值为 71 0 175亿元 ,保持土壤减少侵蚀价值为 2 16 5 7亿元 ,固定CO2 减轻温室效应的价值为 4 2 6 14亿元 ,净化空气的价值为10 7 0 332亿元 ,4项合计的价值平均每年为 184 4 778亿元 ;

岷江干旱河谷植物群落的复杂性

通过对岷江干旱河谷植被及环境因子的系统取样调查,研究了该地区植物群落复杂性及其与环境因子的关系,探讨了群落复杂性与多样性、均匀度、物种丰富度之间的关系。随着海拔的增加,群落总复杂性和结构复杂性均表现为“高-低-高”的变化趋势,表明高海拔和低海拔段有较高的复杂性,中海拔段复杂性较低;位于干旱河谷核心区的样带3、4较北部过渡区样带1、2和南部过渡区样带5、6有着较低的群落总复杂性;不同坡位、坡形及坡向,群落总复杂性和结构复杂性,均表现为上坡位>下坡位>中坡位,凹坡>平破>凸坡,阴坡>半阴半阳坡>阳坡。华帚菊-小黄素馨灌丛的总复杂性最高,西南野丁香灌丛、驼绒藜灌丛的总复杂性最低,子栎灌丛和群小花滇紫草灌丛的结构复杂性较高;群落总复杂性与有机质、全N、土壤含水量、水解N、速效K呈现出显著的二次曲线关系,与全K、全P、速效P、pH值没有明显的相关关系。总复杂性与多样性、均匀度、物种丰富度的关系密切,均呈现显著的线性正相关关系。均匀度和结构复杂性呈现极显著的线性负相关,表明结构复杂性随均匀度的增加而减小。作为群落总复杂性与多样性的区分,结构复杂性对群落内物种数的变化较为敏感,不仅与均匀度有关,还与群落物种数量有关。结构复杂性和多样性作为群落总复杂性的两个组成部分,对总复杂性的影响随着研究区域和群落的不同而不同。

三峡库区农业生态经济分区的研究

选取 31个生态经济指标 ,以行政县 (区 )为单元 ,采用 ISOTATA模糊聚类分析方法 ,把三峡库区分为 4个农业生态经济区 ,即 主城区城郊丘陵菜旅花牧加生态经济区、 江万丘陵低山粮经果牧加生态经济区、 武秭中山低山果林粮牧特生态经济区、 兴宜低山中山丘陵林果牧粮生态经济区。通过对各区生态经济特征的分析 ,提出了其生态经济的发展方向和生态环境保护的策略 ,可为三峡库区农业可持续发展和生态环境保护提供理论依据。

农田防护林生态系统结构研究进展

农田防护林生态系统结构决定着生态功能 ,其时空结构是该领域研究的核心 ,旨在探讨形成结构的完整性、稳定性、持久性的组件间的相互关系 .将其分为树体结构、林带结构、林网结构、景观结构 4个层次 ,针对各层次中结构研究的原理、方法及成果进行了综述 .通过树木个体的形态、质态结构研究 ,应用分形图形学的手段可实现动态结构的可视化 ,以研究林带树体结构的生成机理 ;精确界定林带结构的分维疏透度 ,探讨农田防护林带最佳结构理论 ,以构建防护林带最佳结构计算机生成模型 ;确立多物种、多层次的窄林带小网格的林网优化模式 ;评价农田防护林景观的合理性、稳定性、持续性 ,是今后的重要研究方向 .

岷江干旱河谷植物群落物种周转速率与环境因子的关系

通过对岷江干旱河谷植被及其环境因子的系统取样调查 ,采用β多样性指数 - Cody指数 ,从海拔、样带、群系、地形以及土壤养分、水分梯度上研究了该地区植物群落的物种周转速率。结果表明 :随海拔的升高 ,物种周转速率表现出“高 -低 -高”的变化规律。在海拔 130 0～ 16 0 0 m和 190 0～ 2 2 0 0 m这两个海拔段 ,物种平均替代速率均较高 ;而在 16 0 0～ 190 0 m海拔段 ,物种平均替代速率较低。β多样性在样带梯度上的变化表现为干旱河谷核心区的样带较南部和北部过渡区的样带有较高的物种周转速率 ,这与样带所处的环境条件有关。群系之间的β多样性表现为 :华帚菊 -小黄素馨灌丛、金花小檗 -忍冬灌丛、黄花亚菊灌丛、子栎灌丛、小花滇紫草灌丛、莸灌丛、绣线菊灌丛与其它灌丛之间有着较高的物种周转速率。坡面不同地形上的物种周转速率 :不同坡向 ,阴坡 >半阴半阳坡 >阳坡 ;不同坡形 ,凹坡 >平坡 >凸坡 ;不同坡位 ,下坡位 >上坡位 >中坡位。β多样性在土壤水分和养分梯度上的变化表现为与土壤水解 N、速效 K、全 N含量、全 P含量以及土壤含水量成显著的二次曲线关系 ,与土壤有机质和全 K含量也呈现出二次曲线关系 ,但关系不显著 ,与 p H值和速效

岷江干旱河谷主要灌木种群生态位研究

利用Levins生态位宽度指数和Schoener生态位重叠指数分析了岷江干旱河谷20种主要灌木种群在土壤水分、全N、速效P、速效K和pH5个资源维上的生态位宽度和生态位重叠特征.结果表明:小花滇紫草、三花莸、白刺花、多花胡枝子、马鞍羊蹄甲具有较大生态位宽度,对环境有较强的适应能力,在维持岷江干旱河谷群落的物种多样性和相对稳定性中发挥重要作用;种群在各个资源维上的宽度值不同,说明对不同的资源利用能力不尽相同,在不同资源空间中的生态适应性亦不同.各个资源维上所有种群生态位宽度和的大小依次为pH>全N>土壤水分>速效K>速效P.由此看出,物种对速效P和速效K的利用能力低于对土壤水分的利用;同属种群间的重叠值较低.具有较高生态位宽度的物种一般具有较高的生态位重叠,但并非生态位宽度小的物种其重叠值也就小.灌木种群生态位的研究可用于指导岷江干旱河谷植被的保护和恢复.

岷江干旱河谷植物群落生态梯度分析

为干旱河谷地区的植被恢复和生物多样性的保育提供科学依据,运用数量排序方法DCCA,就岷江干旱河谷调查的植被和环境数据进行排序分析,研究该地区植物群落分布与环境梯度之间的关系,并用主成分分析法,研究该地区灌丛地上生物量与环境因子之间的关系。DCCA排序结果表明,该地区植被的分布是土壤水分、土壤养分和微地形三者综合作用的结果;主成分分析结果表明,影响灌丛群落地上生物量的第1主成分中,土壤pH值、速效P、全N、有机质含量和坡向的影响较大,影响灌丛群落地上生物量的第2主成分因子,主要是土壤含水量和海拔,第3主成分因子,主要是土壤速效K,第4主成分因子,主要是地形中的坡度因子。灌丛地上生物量,也受土壤养分、水分、地形三者共同的影响和作用。

林带小钻杨树冠的分维结构

以分形理论为基础，论述不同年龄小钻杨分枝和树冠结构分维特征。小钻杨侧枝在各方位上均匀分布，侧枝倾角在各角度级上正态分布。通过计盒维数法计算出林带小钻杨分枝的分形维度值为1．510—1．733。对小钻杨各器官生物量、胸径和树高用W=a（D1.3^2H）^b模型进行回归，结果表明它们之间相关性极显著。利用双数量法计算得到的树冠分数维度值为2．065-2．765；在应用双数量法中，用枝生物量代替叶生物量，计算得小钻杨无叶期树冠分数维度值为2．003～2．464。探讨了不同树冠体积和叶生物量下的树冠分数维度值的变化，在小的叶生物量等级时，分数维度值随着叶生物量的增加而明显增加，达到一定叶生物量后，叶生物量的增加对其影响逐渐减弱。不同树冠体积均有1个基本的叶生物量值以维持其表面积，也有1个最佳值，树冠分数维度不再有明显变化。

岷江干旱河谷植被分类及其主要类型

沿岷江干旱河谷(流域-海拔梯度)剖面线设置"U"形样带3条,对植被和环境因子进行了调查,就岷江干旱河谷调查的48个样方,151个物种创建样地-物种数据库,应用TWINSPAN植被数量分类方法进行分类,并根据中国植被的分类原则和调查的样地物种组成特征,对数量分类的结果进行适度调整,建立了岷江干旱河谷地区植被(生态系统)分类系统。将岷江干旱河谷的植被划分为11个群系,18个群丛,均为灌丛单一类型。11个群系分别为:绣线菊灌丛、小花滇紫草灌丛、黄花亚菊灌丛、莸灌丛、驼绒藜灌丛、小马鞍羊蹄甲-白刺花灌丛、瑞香灌丛、西南野丁香灌丛、FDA1子栎灌丛、金花小檗-忍冬灌丛、华帚菊-小黄素馨灌丛。

生物多样性保护的区域生态安全格局评价手段——GAP分析

GAP分析是用来判别生物多样性保护的空白、遗漏区域(“gaps”)和需要采取保护行动的地区(conservation gap),它是一种评估区域生物多样性所有成分所处保护地位、被保护程度等的科学方法。强调最大限度地保护生物多样性的先决条件是通过构建保护区网络,不仅仅考虑生物多样性最高地区,应该使本地种和生态系统都得到保护。区域生态安全格局的评价不仅要考虑生物及其生境的保护,而且,更要考虑受损生态系统和破坏景观的恢复,即不仅考虑Conservation G ap,也要考虑R estoration G ap。因而,改进GAP方法可用于生态安全格局的分析与评价,且有望成为重要的研究手段。