一种地理景观可视化工具——LANDISVIEW

地理和景观建模的主要挑战是,大量地有效地生成一系列以时间为坐标轴的可视化模拟结果,并且大多数输出的结果是不同的地理信息系统(GIS)格式。一种软件工具(LANDISVIEW),可以轻松地可视化和动画化以时间为坐标轴的ERDAS*.gis格式的地图。此工具也可以用来为FRAGSTATS软件生成批处理文件(FRAGSTATS是一个被广泛使用的空间分析程序)。

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?

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 .

基于LANDIS-II的陕西黄龙山森林景观演变动态模拟

应用空间直观景观模型LANDIS-II模拟了陕西黄龙山森林景观在不考虑风、火、病虫害及采伐等干扰因素前提下300a(2004—2304年)的自然演替进行动态,采用景观格局统计软件APACK计算了林区内优势树种所占的面积百分比以及反映物种分布格局的聚集度指数,分析了各个树种在模拟的时间尺度上龄级组成的变化趋势。结果表明:油松是针叶树中的优势种,辽东栎是阔叶树中的优势种;在演替后期油松取代辽东栎成为所占面积比例最大的优势树种;油松和辽东栎的相对聚集度较其它几类树种小;随着模拟年代的推进,树种年龄结构发生显著变化,呈现出复杂多样的异龄林空间分布格局。

基于LANDIS模型的关门山国家森林公园景观动态变化研究

了解关门山国家森林公园的森林景观格局动态变化规律,为调控森林资源演替方向和速度,优化森林景观格局提供重要依据。运用空间景观模型LANDIS Pro 7.0和景观格局分析软件Fragstats 4.2模拟关门山国家森林公园未来300年(2018~2318年)的树种斑块面积比、景观聚集度指数、景观多样性指数、景观分维度指数和均匀度等景观指数动态变化。结果表明:落叶松是针叶林的优势树种,栎类是阔叶林的优势树种。从整体来看,落叶松的斑块面积比总体呈现增长趋势。在自然演替下,森林植被将朝着针叶林的方向演替发展;在景观聚集度指数方面,针叶林树种的聚集程度先降低后缓慢升高,阔叶树种中椴树的聚集程度变化相对稳定,呈小幅度变化;榆树是模拟过程中变化幅度最大的树种,白蜡树的聚集程度在整个模拟阶段中不断下降直至演替结束;在模拟的300年中,各个优势树种的景观分维度指数均在1.0~1.1间变化,表明其景观斑块边缘的变化程度均较小且规则;均匀度指数和多样性指数均呈先下降后上升最后缓慢下降的趋势。关门山国家森林公园森林植被在自然演替下最终朝着针叶林方向发展,应及时调控森林植被结构和组成,可以适当对落叶松进行抚育渐伐,优化森林景观格局,使关门山国家森林公园的景观格局变化更加符合公园管理需求,切实保护和开发利用好森林景观资源,促进植物群落健康稳定发展。

基于LANDIS模型的福建天宝岩森林景观演替动态模拟

【目的】了解天宝岩国家级自然保护区森林演替发展趋势,可以更好地为保护区制定管理政策保护珍稀植物和生物多样性提供科学依据。【方法】借助空间直观景观模型LANDIS Pro 7.0对福建天宝岩国家级自然保护区未来300年(2016—2316年)的森林景观演变进行模拟,采用Fragstats 3.3景观格局分析软件对树种面积变化、景观聚集度、分维度、多样性指数进行分析,并对各个树种在模拟时间内的龄级组成进行分析。【结果】在演替时段内,除毛竹林外所有树种斑块分维度均在1.00~1.06之间,表明其景观斑块形状较规则且变化不大。多样性指数呈现先上升后下降趋势,均匀度指数呈现先下降后上升的趋势,且变化速度在逐渐变缓,表明树种逐渐趋于稳定。阔叶林聚集度先增加后保持稳定,其面积则始终保持增长,至演替结束,以成熟林和幼龄林为主;猴头杜鹃林、长苞铁杉林聚集度在整个演替时段内呈增加趋势,其面积在演替中后期有所增加,且以幼龄林的增加为主;杉木林面积在前150年增长,此期间幼龄林比重也在逐渐上升;后150年面积保持稳定,至演替结束,以中龄林和近熟林为主;聚集度虽保持稳定但略有增加;柳杉林聚集度在演替前100年保持稳定而后200年有所降低,至演替后期,整个柳杉林以过熟林为主,中龄林次之;马尾松林在整个演替过程中均以过熟林为主,幼龄林和中龄林比例很低;毛竹林在演替后期以过熟林占据主要地位,其次是成熟林;且马尾松林和毛竹林在演替期间聚集度均呈现降低的趋势。【结论】天宝岩森林景观的演替会依据一定的规律向顶级群落常绿阔叶林演替;马尾松林、柳杉林、毛竹林在群落中随时间的推移会逐渐被取代;杉木林、长苞铁杉林和猴头杜鹃林,在演替时段内表现出良好的发展趋势。

基于LANDIS的西水林场森林景观动态模拟研究

以甘肃省张掖市祁连山西水林场为研究区,基于资源3号卫星遥感影像和该林场森林资源二类调查数据,应用空间直观景观模型LANDIS模拟、预测林区300a(2013—2313年)内森林景观的自然演替,并通过优势树种所占的斑块面积百分比、相对聚集度指数、景观Shannon-Weaver多样性指数、分维数指数以及Shannon均匀度等景观评价指数对模拟结果进行分析评价。结果表明,在西水林场森林景观未来300a演替模拟过程中,青海云杉一直占据优势地位,祁连圆柏和山杨处于弱势地位,对研究区景观格局的影响小;西水林场景观中的斑块聚集程度较高,连通性好,但景观多样性较低,分布不均匀。该研究结果可为该林场开展森林经营、合理配置森林资源、维持森林景观及提高森林质量提供参考。

LANDIS CNC6400介绍及故障处理

本文主要介绍了LANDIS CNC6400机床的硬件和软件组成,简单介绍了PLC操作软件ISAGRAF及其使用方法,并例举了几类典型的故障和排除方法。

基于LEAP-LANDIS情景模拟的城市碳代谢格局优化研究

为实现城市碳增汇减排的精准调控,以东莞市为研究区,构建宏观层面碳排放预测、中微观层面增强城市碳增汇能力的碳代谢格局优化框架,将LEAP模型情景预测的能源消耗碳排放量落实到城市土地利用类型上,并叠加LANDIS模型预测的城市固碳潜力区,识别城市未来碳代谢的薄弱区,进而提出城市碳代谢格局的优化思路。结果表明:1)东莞市未来的能源消耗和碳排放目标背离,减排情景比高限情景更加贴合社会经济发展的实际,需要从工业需求侧节能减排。2)东莞市固碳潜力相对有限,在减排情景下仅有9个增汇节点,碳减排增汇需要建设生态廊道网络骨架、设置碳排扩张带、修复生态基底等措施为保障。3)利用LEAP-LANDIS实现未来碳代谢格局优化的关键是将LEAP模型预测的能源消耗碳排放量落实到城市土地利用格局上。

二维空间带正则位势项的Landis猜想的证明

本文在V_(W^(1,∞)(R^2)≤1的条件下,证明了定量版的二维Landis猜想.与已有的结果不同,不需要位势函数非负的要求,但需要其导数在全空间有界以及H-?+V是正算子的条件.当V是一个实函数,满足V_(W^(1,∞)(R^2))≤1且H≥0,u是偏微分方程Hu-?u+Vu=0在二维空间的实解,假定u(0)=1和|u(z)|exp(C_0|z|),则u满足inf|z_0|=R_(|z-z_0|)sup<1^(|u(z)|)≥exp(-CR log R).本文也得到了一些更一般的结果.

气候变化情景下天宝岩国家级自然保护区森林景观演替长期动态模拟

气候变化将会对森林树种结构、空间结构以及林龄结构等产生重大影响,准确预测森林景观演替对未来气候变化的响应,不仅能够为科学管理森林生态系统提供理论依据,而且对制定生物多样性保护与珍稀物种保护策略也具有重要意义。本文运用LANDIS Pro 7.0与LINKAGES模型,模拟天宝岩国家级自然保护区8个树种在2种不同气候变化情景(RCP4.5和RCP8.5)下未来300年的森林植被演替动态,分析森林景观格局变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:毛竹、马尾松、猴头杜鹃、长苞铁杉以及杉木的潜在面积分布与景观格局指数对气候变化的响应较为显著。在气候变化情景下,各树种的景观分维度均介于1.03—1.08,保护区内各景观斑块相对简单规则。毛竹、猴头杜鹃和杉木聚集度下降趋势明显而斑块密度显著上升,长苞铁杉随演替进行面积逐渐减少而聚集度相对较高且斑块密度剧增,马尾松斑块密度缓慢增加而聚集度先降后升,随气候变化这些树种的景观完整度都遭到了不同程度的破坏,且在RCP8.5气候情景下景观破碎化更严重。而气候变化对阔叶林与柳杉的影响则较小,且阔叶林在演替期间斑块密度下降而聚集度稳中有增,潜在面积分布呈现出良好的发展势头。随气候变化,天宝岩自然保护区森林景观的演替最终将朝着“常绿阔叶林为主、针阔叶混交林为辅”的群落组成演变,保护区森林景观格局对气候变化的响应较为敏感。

法孚集团在IMTS 2016上首次推出Landis—Bryant ID／OD磨床

将高精度磨削技术集成于多界面磨床上，在磨削复杂组件时表现出超乎寻常的灵活性，可用于燃油系统、气阀机构和传动系统、轴承、航空航天和医疗设备领域。 Landis—Bryant RU2燃料MGMT磨床是专门为满足燃油系统组件的高难度要求而设计的：在磨削过程中，可通过一次操作即严格控制相关特称。

大兴安岭火烧迹地恢复动态模拟研究

为研究毕拉河2017年“5.2”大火火烧迹地的自然恢复规律及其对人为干扰的响应机制,采用空间直观景观模型LANDIS PRO 7.0模拟火烧迹地在自然、采伐无人工更新和采伐有人工更新3种情形下,300年内树种斑块面积比、龄组结构、斑块数量、聚集度指数与多样性指数变化情况,评价不同情形对火烧迹地恢复的影响。结果表明,自然情形下,白桦(Betula platyphylla)、黑桦(Betula dahurica)和山杨(Populus davidiana)等速生阔叶树种的斑块面积比和斑块数量在几十年内迅速上升并达到峰值,随着兴安落叶松(Larix gmelinii)斑块面积比持续上升,其他树种的斑块面积比和斑块数量逐渐回落;除樟子松(Pinus sylvestris var.mongholica)和黄檗(Phellodendron amurense)外,其他树种的聚集度指数均随时间增加上升;多样性指数不断降低。采伐无人工更新情形下,大部分树种的斑块面积比下降;除蒙古栎(Quercus mongolica)外,其他树种斑块数量均呈先降低后上升的趋势;与自然情形相反,各树种聚集度指数下降;多样性指数呈先下降后上升再下降的趋势。采伐有人工更新情形下,樟子松和黄檗斑块面积比上升;与采伐无人工更新情形相比,恢复初期大部分树种的斑块数量、聚集度指数较高;多样性指数呈先上升后下降的趋势。3种情形下,7个树种的龄组结构在恢复初期变化剧烈,在中后期开始平稳。皆伐后的人工更新措施明显促进了植被恢复,但也使存活树种死亡。建议放弃皆伐而采取较为温和的采伐方式。

呼中林业局森林采伐方式对森林景观格局的长期影响

采用空间直观景观模型(LANDIS)模拟了大兴安岭地区呼中林业局在无采伐和同一采伐量下皆伐、二次渐伐和择伐共4种方案下森林景观300年的长期动态变化。结果表明,与无采伐方案相比较,采伐使落叶松和云杉的分布面积减小,樟子松、白桦的分布面积增大;择伐对本区分布面积最大的2个树种———落叶松和白桦的影响最小。采伐改变了树种年龄结构,降低了过熟林的相对面积;相对于皆伐而言,渐伐和择伐时降低的程度较大。各种采伐方式间落叶松和云杉的聚集度差异较小,白桦和樟子松的聚集度则存在显著差异。

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。

庐山森林景观格局变化的长期动态模拟

在以植被格局为基础的森林景观动态分析中,可通过森林演替推断景观格局的动态变化以及相应的景观生态过程。运用空间直观景观模型LANDIS,以庐山风景区为案例地,模拟森林植被在未来300 a的自然演替动态,在此基础上选取斑块面积比、聚集度、分维数、多样性指数和均匀度指数等景观格局指数,分析森林景观格局随森林演替的动态变化。结果表明:(1)阔叶林树种的绝对优势地位保证其斑块面积比呈现持续增长的稳定趋势,森林植被将朝着地带性常绿阔叶林方向演替;(2)景观聚集度特征方面,阔叶林树种在前150 a缓慢增长,而后150 a保持相对稳定,杉木林一直保持平稳,毛竹林在整个模拟阶段一直在不断下降直至演替结束;(3)各优势树种植被斑块的分维数都保持在1—1.1之间,说明各景观斑块的边缘相对较规则且变化较小;(4)景观多样性指数呈现出先上升后缓慢下降的趋势,而均匀度指数则呈现出先下降后上升再缓慢下降的变化态势。景观格局指数的变化特征与植被向顶极群落演替的趋势相吻合,该模拟结果可运用到庐山森林景观的管理实践中。从长远来看,应该继续实行严格的封山育林政策。

不同针阔树种造林比例下小兴安岭森林景观的动态模拟

采用空间直观森林景观模型(LANDIS)模拟了不同针、阔树种造林比例(P1,100%阔叶树;P2,70%阔叶树、30%针叶树;P3,50%阔叶树、50%针叶树;P4,30%阔叶树、70%针叶树;P5,100%针叶树)和采伐后完全依赖天然更新(P6)6种预案下2001—2201年小兴安岭友好林业局森林景观的动态变化.结果表明:人工更新造林措施可以有效地促进研究区森林资源的恢复,但单一营造针叶树的预案会使其阔叶树的面积百分比低于P6预案,而单一地营造阔叶树会导致该预案下针叶树的面积百分比低于P6预案;随着针叶树种造林比例的增加,针叶树(红松和落叶松)所占面积比例随之增加;随着阔叶树种造林比例的增加,阔叶树(蒙古栎)所占面积亦随之增加;人工更新造林措施减少了研究区白桦的分布面积.不同的造林措施不仅改变树种所占的面积百分比,还影响其空间格局:随着针叶树种造林比例的增加,针叶树(红松和落叶松)的聚集度指数随之增加;随着阔叶树种造林比例的增加,阔叶树(蒙古栎)的聚集度指数随之增加;人工更新造林措施对白桦的聚集度指数无明显影响.

1987年特大火灾后不同树种种植比例对大兴安岭森林景观的长期影响

应用空间直观景观模型(LANDIS)模拟了1987年大兴安岭北坡图强林业局特大森林火灾后在目前种植强度下,不同落叶松和樟子松种植比例(100%落叶松(P1)、70%落叶松和30%樟子松(P2)、50%落叶松和50%樟子松(P3)、30%落叶松和70%樟子松(P4)、100%樟子松(P5))以及完全依靠天然更新(P0)条件下森林景观的长期动态变化.结果表明,在演替的前期、中期和后期,不同种植比例均对落叶松、樟子松和白桦有显著影响;落叶松所占的面积百分比随时间的推移均呈上升趋势,而樟子松则相反;在各种植预案下,落叶松和樟子松的面积百分比均高于天然更新预案的比例,随着落叶松种植比例的增加,落叶松的多度也相应增加;樟子松在该区所占的面积百分比也随其种植比例的增大而增加.白桦在天然更新预案下所占的面积百分比明显高于种植预案下所占的比例;而不同落叶松和樟子松种植比例也对白桦面积有较大影响,樟子松种植的比例越大,白桦所占的面积百分比越高,说明落叶松比樟子松有更强的竞争能力.但P2、P3和P4预案下,落叶松和樟子松的面积所占比例相差不大,但要高于完全种植落叶松(P1)或樟子松(P)所占的比例.

火控制政策对大兴安岭森林景观、可燃物动态及火险的长期影响

大兴安岭50年来严格的火控制政策已经极大地改变了自然火格局,同时也改变了森林的物种组成和年龄结构。理解大兴安岭森林对长期火控制的响应是制定森林可持续发展的依据之一。本文应用LANDIS模型模拟了大兴安岭森林景观对自然火(1950年以前)和灭火(1950年以后)的长期响应(300年)。结果表明:灭火显著增加了落叶松面积,增加其过熟林面积,减少其幼龄林面积;同时也显著减少白桦面积,减少其幼龄林面积;灭火延长火烧轮回期,火烧次数减少,灾难性火灾发生的机率增加,火险在模拟的50年内迅速上升到高火险等级。在自然火格局下,火险在整个模拟过程中保持较低的等级。所以如果现行的高强度灭火政策继续实施的话,必须要制定大范围的可燃物管理措施(计划火烧、粗可燃物处理等),以降低灾难性火灾发生的机率。计划火烧加粗可燃物去除将成为可燃物管理和森林可持续经营的首选措施。如何评价大兴安岭地区可燃物处理措施的效果,在保持木材生产和生态作用稳定的条件下,最大程度地降低火险也是亟待解决的问题。

森林采伐对森林景观的长期影响模拟

应用空间直观景观模型(LANDIS),模拟了小兴安岭友好林业局在有无采伐方案下400年内森林景观的动态变化,并利用统计软件APACK计算代表性树种的分布面积、年龄级和反映物种分布格局的聚集度指数。结果表明:与无采伐相反,采伐下的火干扰模式为高频率小面积低强度火烧;采伐对各种群的分布面积影响不大,但显著改变了种群的年龄结构,主要表现为降低了过熟林的分布面积,而增加了其他年龄级森林的分布面积;采伐降低了各树种的聚集度,导致森林景观一定程度上的破碎化。