基于GF-2影像的武汉市九峰山国家森林公园地上碳储量估算

探究国产高分辨率数据在森林碳储量估算研究中的潜力,为构建森林碳储量估算模型提供新思路。选取武汉市九峰山国家森林公园为研究对象,以GF-2遥感影像为数据源,结合地面实测信息,对研究区森林地上碳储量进行估算,共提取6个植被指数、4个波段值、8种纹理特征,筛选出9个与实测碳储量相关的遥感变量,运用线性与非线性方程对单个高相关变量和多个相关变量进行建模,选出最优模型,为进一步提高预测精度,将模型代入4种纹理窗口(3×3、5×5、7×7、9×9)。结果表明:通过遥感图像提取的植被指数之间,具有较强的共线性,单变量建立的模型精度低于多变量模型;利用均方根误差RMSE与决定系数R^(2)对4个窗口下模型的预测精度进行评价,模型在5×5窗口下预测效果最好(R^(2)=0.73,RMSE=0.5),3×3窗口下预测效果最差(R^(2)=0.64,RMSE=0.8),将所有估测模型进行比较,在纹理窗口下模型精度提高了0.11。利用5×5窗口下构建的多变量模型对研究区碳储量进行估算,九峰山国家森林公园碳储总量为1.06×10^(4) t,总体平均碳密度为84.59 t/hm^(2),具有一定的固碳作用。选用国产高分辨率影像GF-2数据对武汉市九峰山森林公园进行反演研究,能很好地运用在森林植被碳储量定量与生长状况领域。研究结果对“双碳”目标下森林生态系统碳汇监测与管理具有重要科学意义。

探索森林经济与生态文明的耦合协调关系——以湖北省为例

森林资源经济的可持续发展是生态文明建设的重要组成部分。本文通过构建湖北省森林经济与生态文明评价指标体系,利用耦合协调度模型,分析了2010—2019年湖北省森林经济与生态文明的发展协调关系。分析结果显示:2010—2019年湖北省森林经济指数和生态文明发展指数稳步增长;森林旅游产业与森林资源基础对湖北省森林经济发展具有较大影响;控制污染物排放、教育水平的提升和产业结构的变化对湖北省生态文明建设具有较大影响;湖北省森林经济与生态文明的协调关系经历了失调期、过渡期和协调发展期,森林经济对生态文明建设具有较大的推动作用。本文认为,为保障生态文明有序建设、森林经济稳定发展,需要从森林资源管护、促进旅游产业发展、加强对林区等重点生态功能区的保护和修复力度、建立森林资源生态产品价值实现机制等方面着手促进森林经济的可持续化发展。

星斗山天然次生林优势种的生态位和种间联结动态

[目的]常绿落叶阔叶混交林是我国特有的天然林类型,作为亚热带山地的主要植被类型。探讨典型亚热带常绿落叶阔叶混交林优势种的生态位和种间联结动态变化,阐明短期群落发展中优势种的适应能力、种间关系和变化规律,为亚热带地区生物资源保护、恢复和森林管理提供理论依据。[方法]本研究以湖北星斗山国家级自然保护区天然次生林为研究对象,结合2013年和2018年的两次固定样地(48个)调查监测数据,对比分析重要值排名前10名的优势种(重要值大于2%)的生态位宽度、生态位重叠指数、方差比率法、χ^(2)检验、联结系数、Jaccard指数和Spearman秩相关系数的动态变化。[结果](1)2013年和2018年物种组成变化较小,物种株数、科属种数减少;重要值排名前10名的优势种仅1名物种发生变动。(2)两次调查结果的生态位重叠指数均以0.2~0.5之间为主,种对数随群落发展而增加,大部分物种对生境需求具有一定相似性、互补性。随着群落发展,多数优势种的生态位重叠程度逐渐降低、生态位宽度逐渐变窄、利用资源能力逐渐减弱。(3)5年间,重要值排序与生态位宽度排序并不完全相同,群落资源未被完全充分利用。水榆花楸和翅柃一直占据优势地位,与其他优势种的生态位重叠指数呈现稳定或增加趋势。(4)两次调查中优势种的总体联结性均为显著正关联,χ^(2)检验、联结系数、Jaccard指数和Spearman秩相关系数的结果基本一致:正关联种对数大于负关联种对数,极显著或显著正关联种对数比极显著或显著负关联种对数多,不显著关联种对数也占有重要比例。随着群落发展,总体联结性的显著正关联逐渐增强,正相关对数和正负比值逐渐增加,负相关对数逐渐减少。[结论]湖北星斗山国家级自然保护区天然次生林处于自然演替的早期至中期阶段,种间联结松散、不紧密,水榆花楸和翅柃竞争力强,长蕊杜鹃、多脉青冈和包果柯常绿树种对环境资源利用能力不断提高。

湖北省森林资源单位面积蓄积量区域差异性分布分析——基于森林资源抽样调查方法

为摸清湖北省森林资源质量状况和区域之间森林单位面积蓄积量差异性,促进区域之间森林质量提高、为制定森林管理提供参考。运用森林资源抽样调查方法,以湖北省林草生态综合监测乔木林地范围为抽样总体,地面调查抽样点测定单位面积蓄积量,借助数理统计方法中的数据检验、集中趋势、离散趋势、聚类分析和空间统计空间自相关,揭示当前时期研究区蓄积量分布特征。结果表明:(1)样本数据检验无显著性差异区域表现为森林经营发展水平具有平衡一致性、与自然环境相对一致性。(2)单位面积蓄积量的集中趋势和离散趋势为平均值>中位值,趋势分布在区间中位值~均值,箱形图显示了县区均值之间的比较与置信区间。(3)抽样点在一定尺度距离呈现全局空间正相关,呈聚集性分布,单位面积蓄积量集中趋势向均值与中位值靠拢。(4)聚类分析划分了乔木林蓄积量分布结构相似性或同类型区域。湖北各区域单位面积蓄积量存在较大的差异,数据的集中趋势值较低,体现出森林质量短板,林地生产力有很大的空间,森林质量空间潜能需提升发挥,需充分考虑资源质量自然区域分布差异特征,加强森林经营措施。

杉木林不同密度套种鄂西红豆树初期生长效果分析

选择22年生人工杉木林间伐调整林分密度后套种鄂西红豆树,设计3种不同密度套种方式:A处理为杉木900株/hm^(2)套种鄂西红豆树600株/hm^(2)、B处理为杉木750株/hm^(2)套种鄂西红豆树750株/hm^(2)、C处理为杉木600株/hm^(2)套种鄂西红豆树900株/hm^(2),比较人工杉木林不同密度套种鄂西红豆树的生长效果,结果表明:套种6年后,杉木和鄂西红豆树的生长量均随杉木保留密度的降低而增大,对2个树种的保存率没有显著影响,以C处理形成的异龄复层林的生长效果最佳,杉木的平均胸径达22.6 cm,平均树高达16.8 m,平均单株材积达0.3214 m^(3),平均蓄积量达192.197m^(3)/hm^(2);鄂西红豆树的平均胸径达5.5 cm,平均树高达6.5 m,平均单株材积达0.0086 m^(3),平均蓄积量达7.224 m^(3)/hm^(2);杉木、鄂西红豆树的合计蓄积量达199.421 m^(3)/hm^(2)。

湖北大巴山针阔混交林森林小气候特征

以大巴山东脉的针阔混交林为对象,通过对气候因子的测定与分析揭示北亚热带典型针阔混交林森林小气候特征。依托湖北大巴山森林生态系统定位观测站对林内和林外空气温湿度、风速、降水量、太阳总辐射、光合有效辐射、土壤温度等气候因子监测数据,分析鄂西北大巴山针阔混交林小气候特征。结果表明:林外空气温度和土壤温度一般高于林内,冬季除外;观测期林内降水总量839.8 mm,林外1065.8 mm;林内按月度计算的平均风速为0.24 m·s^(-1),林外为1.02 m·s^(-1),林外月平均风速远大于林内;对于太阳总辐射以及光合有效辐射而言,林内和林外均表现为夏季高于冬季,林内明显低于林外。试验证明湖北大巴山针阔混交林具有其森林小气候特征。

鄂西南5种典型林分枯落物与土壤的持水性能

[目的]探究鄂西南地区典型森林枯落物和土壤的水文特性,分析对比不同林分的持水性能,为区域内选择适宜的造林树种、营造合理的水土保持林提供理论依据与科学参考。[方法]以利川金子山国有林场的5种典型林分为研究对象,采用野外调查与采样、环刀法和室内浸泡法,对比分析各林分枯落物层储量、持水过程、持水能力,以及土壤层持水能力和入渗过程。[结果]①5种林分枯落物储量表现为:杉木人工林>常绿落叶阔叶混交林>日本落叶松人工林>柳杉人工林>鹅掌楸人工林;最大持水量变化范围在13.94~29.12 t/hm^(2)之间,与枯落物储量变化相一致。②枯落物持水量与浸水时间关系为对数函数关系,吸水速率与浸水时间关系为幂函数关系。③0—40 cm土壤层最大持水量介于277.02~334.12 t/hm 2之间,表现为:鹅掌楸人工林>常绿落叶阔叶混交林>日本落叶松人工林>杉木人工林>柳杉人工林;土壤平均渗透速率变化范围为6.89~22.30 mm/min,稳渗时间在18.40~25.73 min之间,其中鹅掌楸人工林土壤渗透性最好。[结论]枯落物层中杉木人工林持水性能表现最好;土壤层中鹅掌楸人工林持水性能最好;各项指标综合评定结果阔叶混交林综合持水性能最佳。鄂西南地区未来应采用近自然营林的方式,适当地栽植针叶树种和阔叶树种,提高混交林的种植比例,增加枯落物水文效益的同时,使土壤更加通气透水,以此最大限度地发挥不同林分林下枯落物和土壤的持水能力。

安徽麝在湖北大别山国家级自然保护区的生境选择

【目的】安徽麝(Moschus anhuiensis)是中国特有小型哺乳动物,其种群数量受人为活动干扰的影响持续降低,目前对其生境选择和利用规律认识亟待深入。本研究调查了安徽麝的生境选择,意图揭示其生境选择利用特征,以期为安徽麝物种保护、繁育及生态修复等提供参考。【方法】2022年7月—8月,在湖北大别山国家级自然保护区进行了安徽麝的生境选择野外调查,共记录了52个样地,测定了海拔、植被类型、坡度、坡向、坡位、郁闭度、乔木平均胸径、乔木平均树高、食物丰富度、灌木平均盖度、灌木平均高度、植被覆盖度、距道路距离及距水源距离14个生境变量,利用Vanderploeg选择系数、Scavia选择指数和随机森林分别分析安徽麝的生境选择偏好以及影响安徽麝生境选择的重要变量,同时比较安徽麝生境利用样地和未利用样地的各变量差异。【结果】1)安徽麝生境选择时除了对灌木平均高度、植被覆盖度、食物丰富度不具有显著差异之外,其余变量均具有显著差异。2)在安徽麝生境选择的影响因子中,重要性值最大的是海拔,郁闭度次之,坡向最小。3)安徽麝生境选择偏好于海拔600~1100 m、中上坡位、坡度≥36°、距离水源近、远离道路、阳坡、郁闭度≥0.8、灌木平均盖度≥15%、乔木平均高度≥20 m、乔木平均胸径≥15 cm的针阔混交林以及阔叶林。【结论】安徽麝偏好在相对海拔较高、郁闭度、灌木平均盖度、乔木平均树高、乔木平均胸径都较高、距离水源近且远离干扰的阳坡中上位的阔叶林及针阔混交林中栖息。

湖北省级林木种质资源库建设概述

为加强省级林木种质资源库监督管理,推动省级林木种质资源库建设发展,提升湖北林木种质资源保存利用水平,对湖北省级林木种质资源库的发展现状进行了全面调研。结果显示省级资源库缺乏顶层设计、基础设施落后、技术力量薄弱、科技支撑和社会化服务严重不足。针对下一步工作,建议尽快落实湖北省级资源库政策与资金支持、加强科技支撑和人才队伍建设、加强林木种质资源的评价利用、建立动态管理与激励机制。

湖北主要森林可燃物类型及潜在火行为研究

对湖北 6大生态区 11个县 (市 )不同类型森林可燃物及潜在火行为进行了研究 ,结果表明 :湖北森林可燃物按树种组成、可燃物空间分布连续性等指标划分 7种类型 ,按火强度等指标将潜在地表火行为分为 4级。高强度地表火发生在易燃系列的Ⅰ～Ⅲ种类型中 ,Ⅳ、Ⅴ类型只发生低强度地表火。不同类型的可燃物应用不同模式的防火林带预防和控制森林火灾 ,湖北省绝大部分森林以单层灌木防火带为主 ,部分地区必须建立乔灌复层防火林带防止树冠火 ,而单层乔木防火带不宜采用。难燃树种 (包括防火树种 )与目的树种块状混交是条带状防火林带模式的变形 ,可以有效地防止树冠火 。

基于RS及GIS的鄂西三峡库区森林资源结构及空间分布格局研究

利用ArcView 3.3对鄂西三峡库区1999年森林资源二类调查成果和遥感判读样点数据进行处理和分析,提取了森林资源分布图、林龄结构分布图、郁闭度分布图等系列森林景观图,为研究该区域内的树种结构、径级结构、林龄结构和林种结构等森林资源结构及其空间分布提供了可视化的基础。结果表明:①鄂西三峡库区森林植被类型较多,特有植物多,库区森林覆盖率为46.8%;②森林地理分布不均匀,主要分布在二高山地区;③地带性植被落叶常绿阔叶林遭受破坏严重,森林具有明显的次生性,灌木林和针叶林所占比重较大;④林种结构不合理,防护林、经济林比重小,用材林比重大,近成过熟林比重较小;⑤林龄结构方面,中幼龄比重较大;⑥鄂西三峡库区森林植被对库区生态环境的保护功能不能很好的发挥。

湖北省森林资源动态变化分析与评价

为科学地进行湖北省森林资源生态效益的监测,合理地评价和经营森林资源,根据中国科学院地理科学与资源研究所提供的中国自然资源数据,以及湖北省林业勘察设计院多次对湖北省森林资源清查的数据,从森林资源面积、蓄积量、组成结构等方面总结分析了34年来森林资源动态变化的原因。研究表明,20世纪60年代中期至80年代中期,林业用地面积和蓄积均呈下降趋势,其后,由于湖北省政府及林业部门的高度重视,实施一系列林业生态保护与可持续发展工程,如"十年绿化湖北"、国家"长防林工程"、"平原绿化工程"等,湖北省森林资源自1985年以来持续稳定增长,为湖北省生态安全的构建发挥了积极的作用。

湖北省主要森林类型土壤理化性质及土壤质量

【目的】研究不同森林类型土壤理化性质差异并评价土壤质量,探讨湖北省森林演替发育与土壤质量的关系,旨在充分了解湖北省森林土壤肥力情况及演变特征,为森林经营和土壤养分管理提供科学依据。【方法】以湖北省主要森林类型为研究对象,调查分析了湖北省各植被分区主要森林类型的16个土壤理化指标,并采用主成分分析法对各森林类型的土壤质量进行综合评价。【结果】森林类型对土壤容重、含水量、毛管孔隙度和总孔隙度等物理性质指标影响不显著。随着土壤层次的增加,土壤容重逐渐增加,而土壤含水量降低。不同森林类型同一土层pH值均存在显著性差异(P<0.05),有机质和全氮仅在0~10 cm和10~20 cm层存在显著性差异(P<0.05),而全磷和全钾在不同森林类型和不同土壤层次均无显著性差异。全钙、全镁、全钠等碱性金属在不同森林类型间存在显著性差异(P<0.05),而同一森林类型不同土壤层次间均无显著性差异(P>0.05)。全铁、全锰、全钛、全锌等重金属元素在不同森林类型和不同土壤层次均无显著性差异。不同森林类型土壤质量从高至低的排序:竹林>落叶阔叶林>常绿落叶阔叶混交林>针阔混交林>针叶林。【结论】森林土壤化学性质和总体质量均受森林类型的显著影响,除了竹林外,土壤质量随着森林自然演替逐渐提高,因此采用适度的经营措施促进森林正向演替,将有助于森林土壤质量的提升。

湖北森林生态资源价值的补偿标准

建立湖北森林生态资源价值补偿标准体系,主体标准随客体标准而定。湖北森林生态资源价值理论补偿标准为682.80元.hm-2,不同资源类型补偿标准有较大差异,从79.20到2226.90元.hm-2不等,林业苗圃最小,四旁林最大;根据不同地区资源质量、自然地理环境和社会经济发展水平等确定特定地区的执行标准;部分补偿是森林生态资源价值补偿的普遍形式,确定部分补偿标准计算方法,提高资源开发利用效率是实现资源价值补偿的有效途径;国家补偿和地方补偿标准是二者之间补偿比例问题,在湖北省国家补偿标准应在22.75%～69.67%之间,地方补偿标准应在30.33%～77.25%之间。

鄂西三峡库区森林资源动态变化分析与评价

为了科学地进行鄂西三峡库区森林资源生态效益的监测、合理评价及健康经营,对鄂西三峡库区森林资源面积、蓄积量、组成结构等进行了动态分析与评价。研究表明:20世纪60年代中期至80年代中期,该区域林业用地面积和蓄积均呈下降趋势;其后,由于实施一系列林业生态保护与可持续发展工程保护和发展森林资源,鄂西三峡库区森林面积、蓄积量和覆盖率有很大的提高,林地面积年均增长率为1.12%,防护林、经济林、特用林面积年均增长率分别为3.87%、10%、8.40%,用材林面积净减率为1.43%,林种结构逐步趋向合理,为三峡库区生态环境安全的构建发挥了积极的作用。

基于GIS界定湖北森林生态效益区的研究

Based on analyzing the mechanism of different types of forest ecological benefit,the forest ecological benefit region was divided in Hubei Province with GIS.The main results as followings:According to the degree of the benefit,Hubei Province was divided into three kinds regions.Grade A was the highest benefit region,second was B,which was transitional one.The lowest was C,which was the main grassplot benefit region,in which there were all kinds of forest ecological benefits.Each kinds of benefits region had tied relationship with local economic development and natural geography environment.A was in Jianghan plain and similar region,C was almost in mountains,and B was surrounding the Jianghan plain and in Laohekou、Xiangyang and Zaoyang city ect.Different compensation strategy must be applied in the special benefit regions,A was region of out forest benefit compensation,C was grassplot compensation one,and B undertook double compensation responsibility because of intercrossing benefit region.Similar region in lower reaches of Changjiang river also must undertake compensation responsibility.Owners of the forest resources in plain should compensate the value by themselves.

湖北省不同地区森林生态资源经济价值量研究

在比较分析湖北不同地区经济发展水平基础上，对其森林生态资源经济价值进行了研究，结果表明：森林生态资源价值受社会经济发展水平的影响，地区经济越发达，其资源价值越高；湖北不同地区森林生态资源价值相差较大，每公顷资源经济价值量从1000元到18000元不等，资源价值年增长量最大相差10倍以上；湖北森林生态资源分为3种价值类型：Ⅰ类为高价值区，每公顷资源价值量达8000元以上，Ⅱ类为一般价值区，为2500-8000元，Ⅲ类为低价值区，每公顷资源价值量在2500元以下，不同经济价值类型区应采取不同的资源保护和发展对策；森林生态资源的发展严重滞后于社会经济发展速度，增加投入使资源再生产与社会经济发展协调一致有重要意义；森林生态资源年增长量是其价值补偿的重要依据，Ⅰ类经济价值区每公顷不能低于375元，最高可达900元以上，Ⅱ类地区在150-375元之间，Ⅲ类地区可按150元以下标准进行补偿。

鄂西三峡库区森林植被数量及分布的变化分析

通过建立森林植被覆盖指数变化模型、林草地的流向分析模型、森林植被重心迁移模型,研究了20世纪最后10年间鄂西三峡库区森林植被在数量和空间上分布变化的特点。研究表明:10年间植被变化主要集中在鄂西三峡库区西北地区,特别是兴山县植被变化较多,而夷陵区东面变化较少。10年来研究区林地净减少1 689 hm2,转化为草地面积574 hm2;草地面积净减少1 024 hm2,转化为耕地面积2 108 hm2。10年间研究区林地重心向西北部迁移了4.6 km,耕地重心向东部方向迁移了5.2 km,草地重心向东部方向迁移了3.2 km。

应用效用论计量湖北森林生态资源基础价值的研究

该文在指出有关森林生态资源价值计量及补偿问题研究方面存在的主要误区及提出森林生态资源价值计量4个重要观点的基础上,对湖北森林生态资源基础价值进行了计算。结果表明:湖北森林生态资源价值总量为1568.37亿元,年增长量为73.10亿元,其中有形资源年增长量为43.78亿元,无形资源的年增长量为29.32亿元,有形资源与无形资源的价值及增量比大约为1.5∶1。湖北不同类型森林生态资源价值存在着明显差别,由高到低依次为:四旁林>针阔混交林>阔叶林>针叶林>竹林等,森林有形生态资源是森林生态资源的物质基础。针阔混交林、阔叶林、针叶林是湖北森林生态资源的主体。社会自然经济环境对森林生态资源价值有直接影响,不同年度、不同地区社会经济发展状况不同,森林生态资源价值也会发生相应的变化。

湖北省林火气象预报技术研究

综合运用多种回归技术，研制出湖北省不同时间尺度（短、中、长期）森林火险预报模式或判别模型，其中森林火险天气等级标准经简化已在省地县三级广泛应用，据此在省级建立了自动化预报系统，并已投入到日常防火业务中。