应用地理信息系统模拟森林景观动态的研究

根据地理信息系统的结构,通过数据文件的转换,把它与森林动态模型有机地结合起来,可实现对森林景观动态的模拟和预测。这种模拟方法的数据输入灵活,运行速度快,尤其是它可以获得一些以各种图表的形式输出的模拟结果。本文用文字和框图详细描述了地理信息系统的组成与结构,及森林动态模型的选择与运行方式,并以长白山森林景观为例,叙述了这种模拟方法的整个过程。

遥感主体图的准确度对景观生态学研究的影响

用各种案例系统地解释了遥感数据分类误差对景观指数误差的必然影响。一方面 ,遥感数据在各种时间和空间尺度上为景观生态学研究提供必需的土地类型数据 ;另一方面 ,遥感技术的灵活性和复杂性可以产生出各种质量的土地类型数据。但景观生态学方面的用户对土地类型数据基本上是没有选择地使用 ,甚至是不知好坏地使用 ,所以景观生态学的发现和结论具有不可避免的任意性。总结了在各种情况下景观指数的变动区间 ,指出了现实较低的遥感数据的分类准确度会引起更低的景观指数的准确度 ,当进行景观变化分析时 ,这种误差的放大效应将更加明显。当前 ,人们对除面积以外的景观指数的误差仍然束手无策 ,尽可能地提高遥感数据的分类准确度是唯一力所能及的办法。

阔叶红松林主要树种生长的水热指数和最优生长过程的模拟研究

以阔叶红松林8个主要组成树种为研究对象,根据水分和热量是决定植物地理分布的主要因素的原理,应用干燥度和≥10℃的年积温建立了树木生长水热指数;设在最佳环境条件下树木的生长与叶量成正比,与本身大小成反比,推导出树木最优生长模型。然后,应用该水热指数和生长模型模拟了不同水热条件下树木的最优生长过程,揭示了不同树种、或同一树种在不同水热条件下的生长特征。这些研究结果可用于划分树种地理分布区质量等级和评价林分的生长。

当代森林动态的计算机模型述评

一、引言森林动态这一广义语,包括森林生态系统随时间的任何变化。要想经营好森林,使其为人类创造出最大的财富,必须深刻认识森林的动态规律。在过去的一个多世纪里,森林生态学家们对森林动态规律进行了广泛而深入的研究,现已形成各种动态学说。随着科学的发展以及森林经营水平的提高。

试论林木市场成熟理论的合理性和必要性——以广西桉树人工林为例

以广西桉树人工林为例,结合广西林业发展特点,阐述了广西发展桉树人工林的可行性和必要性,分析了低投入和高投入情况下桉树人工林年均经济回报变化规律,以确定桉树人工林的主伐年龄,验证林木市场成熟理论。

非线性状态方程模拟异龄林径阶动态——以长白山阔叶红松林为例

以矩阵模型为基础 ,利用林分直径生长、进界生长和枯损的资料 ,用非线性动态模型模拟长白山阔叶红松林动态生长 ,并预测短期内在不同的采伐强度下林分的径阶变化 ,分析不同采伐强度对年生长量、年收获量和恢复年数的影响。结果表明 ,非线性动态模型在模拟林分生长上具有结构严谨和精度高的优点。将模型推广到采伐林分中 ,为科学地经营阔叶红松林 ,制定合理的采伐方案提供科学依据。

生态经济系统的能值分析与可持续发展——以吉林省延边地区为例

能值分析法用于衡量人和环境对经济发展的贡献 ,是一种衡量区域可持续发展的重要指标。本文运用能值分析这种定量化分析技术 ,对吉林省延边朝鲜族自治州的生态经济系统中主要资源的能值指标进行了系统分析 ,并将之与其他国家或地区进行比较。结果表明 ,延边地区的电力利用占总能值使用量的 7 84 7% ,分别为美国和日本的 39%和 33 19% ;能值可持续发展指数为 19 4 5 ,表明该地区处于不发达状态。与此同时延边自治州的环境负荷率仅为0 6 2 7,丰富的资源与较小的环境压力有利于发展当地经济。在此分析基础之上 ,对延边的可持续发展提出了有效的政策建议。

模拟氮沉降对长江中下游滩地杨树林土壤呼吸各组分的影响

土壤呼吸是土壤碳库向大气输出碳的主要途径,也是大气CO2重要的源。活性氮的生成和沉降速率的增加影响了生态系统的碳循环,研究氮沉降量增加对土壤呼吸各组分的影响,对于了解土壤呼吸在气候变化中的作用有重要意义。以长江中下游滩地杨树人工林为对象,通过定位模拟氮沉降实验,研究了滩地杨树人工林生态系统土壤呼吸的变化特征和土壤呼吸各组分对几种氮沉降量浓度的响应。结果表明:土壤呼吸及其各组分均有明显的季节变化特征,由于试验地发生淹水现象而呈现双峰曲线特征;模拟氮沉降显著抑制了杨树人工林土壤呼吸作用。对照组、低氮水平处理组、中氮水平处理组和高氮水平处理组的土壤总呼吸速率的年均值分别为3.21、2.82、2.82、2.72μmol m-2s-1,相当于每年排放出的CO2的量分别为42.06、37.06、36.20、35.69 t/hm2;各组土壤微生物呼吸的年均值分别为2.12、2.05、1.96、1.99μmol m-2s-1,模拟氮沉降抑制了土壤微生物呼吸作用,但其影响不显著;各组根呼吸的年平均值分别为1.09、0.77、0.86、0.75μmol m-2s-1,模拟氮沉降对根系呼吸有显著的抑制作用。

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 .

海峡西岸经济区景观格局10年变化及驱动力

海峡西岸经济区是在国家区域发展战略引领下的我国未来发展的重点区域之一,分析其景观格局的变化有利于促进经济区的可持续发展。基于2000、2005、2010年的土地覆被分类数据,采用空间分析、主成分分析、景观指数分析的方法,研究海峡西岸经济区景观格局特征及其变化的驱动力。研究结果表明,由于城市用地面积的扩张,导致耕地、湿地、草地的面积下降,其中面积减少最多的为耕地,10年间减少了约14.0%,与此同时建设用地面积增长了38.6%。除建设用地外,各类景观的最大斑块指数(LPI)值均降低,建设用地的LPI值由0.1增至0.4,成为除林地外的优势景观。耕地的景观形状指数(LSI)由325.1下降到315.9,而其他各类景观的LSI值为上升趋势。林地的平均斑块面积(AREA_MN)急剧增加,由560.6增长到787.6,其他各类型景观AREA_MN值变化甚微。选取经济因素和政策因素分析海峡西岸经济区景观变化的驱动因子,结果表明,海峡西岸经济区景观格局的变化是两个因素共同作用的结果。海峡西岸经济区未来的经济发展需要与该区域耕地缩减的情况相平衡。

基于RS、GIS及k-近邻法的森林蓄积量估测

为了解决利用空间技术(RS、GIS)以及数量化方法进行森林蓄积估测预报精度较低或是应用范围有限等问题,提出了一种新的森林蓄积估测方法以提高估测精度,即基于遥感(RS)及地理信息系统(GIS)技术提取光谱信息及地形信息作为估测的自变量,利用k-近邻法进行估测。通过在白河林业局调查取样,进行实例分析,方法精度达到90%以上。最后对于使用该方法应该注意的条件及问题进行了说明。

辽宁丹东地区柞树菌根真菌生态分布的研究

通过 5年连续调查研究 ,发现辽宁丹东地区天然次生柞林中及部分柞树经济林中柞树菌根菌种类共有 36种 ,隶属于 7个科 13个属 .在此基础上研究分析了柞树菌根菌的生态分布与共生树种、树龄及季节的关系 .结果表明 ,与蒙古栎共生的菌根菌种类最多 ,达 2 9种 ;红菇属种类与柞树共生的树龄范围最广 ,鹅膏属种类偏重于与树龄较大的柞树共生 ;夏季的 7、8月份为菌根菌发生的高峰期 ,75 %的种类在 7月份发生 ,10 0 %的种类在 8月份发生 .8月中下旬菌根菌发生的相对密度最高 ,分别为 19.5 %和 18.4 % .

海峡西岸经济区生态承载力10年变化研究

以土地覆被和生态足迹为切入点,综合考虑陆域生态系统的类型和空间格局,从区域层面上对海西区陆域生态系统承载力及其演变趋势进行评价。研究结果表明:2000-2010年,海西经济区总生态承载力增长了165%,而人均生态承载力变化较小,由0.52 hm2/人增加到0.53 hm2/人。人均生态承载力较高的地市呈现承载力增加的特征,例如南平市、三明市、龙岩市和宁德市,而人均生态承载力较低的地市呈现明显减低的特征,例如厦门市、潮州市和揭阳市。海西经济区人均生态承载力空间差异较大,最大值与最小值相差10倍多。人均生态承载力较大的主要在内陆地区,承载力较小的主要分布在沿海地区,呈现出西部内陆地区高东部沿海地区低的分布格局,并且这个格局在过去10 a间没有改变。

面向对象的SPOT5图像森林分类

为改善SPOT5图像森林分类精度,采用面向对象的图像分析方法,对图像分割、对象特征提取与筛选、多分类器分类与结合进行探索,采用大尺度分割-基于规则的分类-基于分类的分割-分区控制-底层分类-逐层向上合并的技术路线,试验了最小距离、马氏距离、Bayes、模糊分类和支持向量机5个分类器。结果表明:在森林分布破碎、类型和种类多样、结构复杂的南方人工林区,总体分类精度最高的Bayes分类器,对以龄组为基础包含22个类型的第3级分类的总体精度达到了79.38%,以树种为基础包含15个类型的第2级分类的总体精度达到了81.82%,以森林类型为基础包含9个类型的第1级分类的总体精度达到了86.33%。在景观复杂地区的森林分层分类中,由底层分类开始、逐层向上合并的方法,效果比由顶层分类开始、逐层往下分类的方法更好。ETM+作为辅助数据,较大程度地提高了SPOT5图像的分类精度,但ETM+图像不能实质性参与分割过程,只能用于提取对象特征,否则会导致对象同质性差、特征变异,降低分类精度。

Landsat7 ETM+图像用作SPOT5图像森林分类的辅助数据研究

为改善面向对象的SPOT5图像分类精度,将Landsat7 ETM+数据作为辅助数据,试验了3种图像分割和对象特征提取方案,在图像分割、基于规则的分类、基于分类的分割和对象特征提取与筛选的基础上,进行了Bayes准则分类试验。结果表明:ETM+图像信息参与分类明显地提高了SPOT5图像的分类精度,但由于空间分辨率低,在森林分布破碎、类型和种类多样、结构复杂的研究区域,ETM+数据只能用于对象特征提取,不能实质性地参与图像分割,否则会导致图像对象边界不准确、同质性降低、异质性增加,影响图像分类精度。

生物多样性管理最小有效面积选取模型与GIS的耦合(英文)

人口的增长和自然资源的有限性决定了很难把更多的土地用于生物多样性的保护。通过 BMAS(生物多样性管理面积选取 )模型与 GIS(地理信息系统 )的结合 ,可以用尽可能少的土地资源实现一定水平的生物多样性的保护。该方法初步在西双版纳的勐拉县进行了应用。与现实自然保护区面积的对比 ,用模型选区自然保护区有显著效果。该方法在保护与发展矛盾尖锐的发展中国家非常适用。

河岸植被缓冲带与河岸带管理

河岸带是水陆交错带的一种景观表现形式 ,即岸边陆地上同河水发生作用的植被区域 ,是介于河溪和高地植被之间的生态过渡带 .目前 ,河岸带的保护和管理日益为人们所关注 ,并成为自然资源经营及管理中不可缺少的部分 .本文对国外河岸带管理有关的研究和实践进行了总结 ,对河岸带管理的目标、作用、一般途径、面临的问题以及将来发展趋势进行了讨论 ,并详细介绍了USDA FS的河岸植被缓冲带系统 .文章最后指出 ,有必要在国内尽快开展河岸带管理的研究和实践 .

采伐干扰下长白山阔叶红松林主要灌木种群生态位动态特征

利用Levins、Hurlbert和Pianka生态位指数分析了采伐干扰下长白山阔叶红松林主要灌木种群在伐后不同年度资源维上的生态位动态特征。结果表明:在研究时段内,东北山梅花(Philadelphus schrenkii)、鸡树条荚蒾(Viburnum sargenti)和软枣子猕猴桃(Actinidia arguta)生态位宽度最大,比研究中的其它7种灌木种类的生态位重叠指数也高,东北溲疏(Deutzia amurensis)生态位宽度最窄。伐后生态位宽度都有所增加,其中,9种灌木伐后10a生态位宽度达到最大,伐后15a降低,伐后20a基本与原始林中生态位相同。与原始林相比,伐后5、10、15a所有灌木种对的生态位重叠指数都有所增加,表明采伐后灌木对资源的利用能力增强。伐后20a,生态位重叠指数接近原始林中的灌木种对的生态位重叠指数。

采伐干扰下长白山阔叶红松林优势树种生态位变化动态

利用Levins、Hurlbert和Pianka生态位指数分析了采伐干扰下长白山阔叶红松林优势树种的生态位动态特征。结果表明:在研究时段内假色槭(Acer pseudo-sieboldianum)、花楷槭(A.ukurunduense)和白牛槭(A.mandshuricum)生态位宽度较大。原始林与伐后不同年度资源维上优势树种宽度值不同,这是由于采伐改变了林分中的资源和空间状况,在不同资源维上,千金榆(Carpinus cordata)与色木槭(A.mono)的生态位重叠最大,优势树种的生态位重叠与生态位宽度没有正相关关系。伐后5 a,种群间生态位重叠降低,伐后10 a生态位重叠值不断增加,伐后15 a达到最大,伐后20 a,除少数树种对外,生态位重叠值又降低。对采伐干扰下优势树种生态位变化特征的研究,可为长白山阔叶红松林的森林采伐和伐后植被恢复提供重要的科学依据。

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。