基于自然度的森林景观时空分异研究
【摘要】:
为了弄清基于自然度的森林景观现状,以及基于自然度的森林景观时空分异特征,为近自然森林经营和森林可持续经营提供景观层次的理论和技术依据,利用景观生态学、植物群落学、数量生态学、森林经理学、灰色系统等理论,以及3S技术、植物群落调查技术、层次分析法、灰色关联度法、非数量景观分类法、点抽样技术、典范对应分析方法、除趋势典范对应分析方法、景观格局分析方法、马尔可夫模型等,针对目前国内外还没有基于自然度的森林景观时空分异研究成果报道的情况,在中国云南省无量山国家级自然保护区及其周边地区,开展了森林自然度和基于自然度的森林景观时空分异研究。研究结果表明:
(1)研究区森林保持了较好的自然状态,森林自然度从树种组梯度看是常绿阔叶林>落叶阔叶林>针叶林,从起源梯度看是天然林>人工林,从龄组梯度看是近成过熟林>幼中林,总体上反映了森林自然度的实际情况,说明自然度计算指标的选取是恰当的。
(2)采用定性表述与定量表达相结合的方式,确定了一、二级森林自然度划分标准,比仅仅依靠定性表述或定量表达的森林自然度分类标准更有说服力。
(3)根据森林自然度,制定了一、二、三级森林景观分类标准,完成了森林景观三级分类,实现了三级森林景观的面积量化测度。
(4)弄清了研究区三级森林景观在海拔、坡向、坡度、坡位和土壤厚度5个森林生态因子上的梯度分布情况和分布规律,实现了基于自然度的森林景观二维和三维可视化。从形象、逼真的森林景观三维可视化效果看,森林景观三维可视化是表征森林景观空间结构组成和分布规律的最佳技术手段。
(5)海拔、土壤厚度、坡度是影响有林地景观分布的主要因子,坡位和坡向是次要因子。
(6)研究区在未来20年内,有林地、未成林地景观将呈增加趋势,灌木林地、疏林地、草地、农地景观将呈减少趋势。
(7)根据自然度,从近自然森林经营类型划分、近自然森林经营区划和近自然森林经营措施三个方面,提出了研究区近自然森林经营的建议。
(8)从基于自然度的景观尺度,提出了森林可持续经营时空尺度界定、森林可持续经营区划、森林可持续经营监测体系等方面的建议。
从以上研究结果看,此成果不仅实现了森林自然度与森林景观的结合研究,而且在自然度计算指标选取,以及基于自然度的森林景观时空分异、近自然森林经营、森林可持续经营等方面做了有益的探索。其结果符合研究区的实际情况,是科学的、合理的。该成果将为研究区的科学管理提供重要的理论和技术依据,也将对相关研究起到一定的参考和借鉴作用。
【关键词】:自然度 森林景观 景观分类 时空分异 森林经营
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S718.5
【目录】:
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S718.5
【目录】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-13
- 1 引言13-50
- 1.1 问题的提出13-15
- 1.2 研究的目的和意义15-16
- 1.3 景观生态学的兴起与发展16-27
- 1.3.1 景观概述16-17
- 1.3.2 国外景观生态学的兴起与发展17-24
- 1.3.2.1 景观生态学的兴起与发展17-21
- 1.3.2.2 景观生态学的概念21-22
- 1.3.2.3 景观生态学的研究对象和内容22
- 1.3.2.4 景观生态学的学科地位22-23
- 1.3.2.5 景观生态学的研究热点23-24
- 1.3.3 我国景观生态学发展概况24-27
- 1.3.3.1 我国景观生态学发展阶段24-26
- 1.3.3.2 我国景观生态学的理论框架26-27
- 1.4 森林景观生态研究进展27-38
- 1.4.1 森林景观概述27-28
- 1.4.2 森林景观空间格局分析方法28
- 1.4.3 国外研究进展28-32
- 1.4.3.1 研究内容28-31
- 1.4.3.2 研究特点31-32
- 1.4.4 国内研究进展32-35
- 1.4.4.1 研究内容32-34
- 1.4.4.2 研究特点34-35
- 1.4.5 森林景观生态研究发展趋势35-38
- 1.4.5.1 森林景观镶嵌体间的生态流研究35
- 1.4.5.2 森林景观变化的起因、过程和机制研究35
- 1.4.5.3 非线性科学和复杂性科学在森林景观生态学中的应用研究35-36
- 1.4.5.4 森林景观尺度推绎研究36
- 1.4.5.5 森林景观生态学方法论的创新研究36
- 1.4.5.6 综合森林景观指数研究36
- 1.4.5.7 森林景观演化与人类活动的整合研究36-37
- 1.4.5.8 森林景观格局优化研究37
- 1.4.5.9 森林景观保育与可持续性研究37
- 1.4.5.10 森林景观数据获得和准确度评价研究37-38
- 1.5 自然度研究进展38-44
- 1.5.1 自然度概述38
- 1.5.2 国外研究进展38-40
- 1.5.3 国内研究讲展40-44
- 1.5.4 自然度研究发展趋势44
- 1.5.4.1 自然度从定性描述向定量化表达方向发展44
- 1.5.4.2 自然度从少层次向多层次方向发展44
- 1.6 基于自然度的森林景观研究情况44
- 1.7 研究框架44-46
- 1.7.1 重点问题44-45
- 1.7.1.1 自然度与森林景观的有效结合问题44
- 1.7.1.2 森林自然度计算问题44-45
- 1.7.1.3 基于自然度的森林景观分类问题45
- 1.7.1.4 基于自然度的森林景观时空分异问题45
- 1.7.2 研究成果45
- 1.7.3 技术框架45-46
- 1.7.3.1 定性与定量相结合的森林自然度研究技术45
- 1.7.3.2 3S技术及其集成技术的综合应用研究技术45
- 1.7.3.3 基于自然度的森林景观时空分异研究技术45-46
- 1.7.4 技术路线46
- 1.8 相关概念46-50
- 1.8.1 天然自然与人工自然46-48
- 1.8.1.1 天然自然46
- 1.8.1.2 人工自然46-48
- 1.8.1.3 天然自然与人工自然的关系48
- 1.8.2 近自然林业48
- 1.8.3 近自然森林经营与森林可持续经营48-50
- 1.8.3.1 近自然森林经营48
- 1.8.3.2 森林可持续经营48-49
- 1.8.3.3 近自然森林经营与森林可持续经营的关系49-50
- 2 研究区概况50-57
- 2.1 自然地理环境51-53
- 2.1.1 地质地貌52
- 2.1.1.1 地层岩石52
- 2.1.1.2 构造52
- 2.1.1.3 地貌52
- 2.1.2 河流和地下水52-53
- 2.1.2.1 河流52
- 2.1.2.2 地下水52-53
- 2.1.3 气候53
- 2.1.3.1 气温53
- 2.1.3.2 降水53
- 2.1.3.3 垂直气候带53
- 2.1.4 土壤53
- 2.2 森林资源53-57
- 2.2.1 森林分区54
- 2.2.2 森林分类54-56
- 2.2.3 森林地带性分布56
- 2.2.3.1 水平分布56
- 2.2.3.2 垂直分布56
- 2.2.4 森林面积和蓄积56-57
- 2.2.4.1 土地面积和森林覆盖率56
- 2.2.4.2 林分面积和蓄积56
- 2.2.4.3 非木材林产品56-57
- 3 森林自然度研究57-77
- 3.1 概述57
- 3.2 内容与方法57-65
- 3.2.1 研究内容57
- 3.2.2 研究方法57-65
- 3.2.2.1 样地形状和大小57
- 3.2.2.2 样地数量57
- 3.2.2.3 样地定位57-58
- 3.2.2.4 样地测设58
- 3.2.2.5 样地调查58
- 3.2.2.6 森林自然度计算58-64
- 3.2.2.7 森林类型组的划分64-65
- 3.2.2.8 森林自然度划分标准和系统确定65
- 3.3 结果与分析65-75
- 3.3.1 样地统计65-66
- 3.3.2 演替树种组66-67
- 3.3.3 森林类型组的样地数、特征参数和特征参数权值67-70
- 3.3.3.1 样地数67-68
- 3.3.3.2 特征参数68
- 3.3.3.3 特征参数权值68-70
- 3.3.4 森林自然度值70-72
- 3.3.4.1 含蓄积量的森林自然度值70-71
- 3.3.4.2 不含蓄积量的森林自然度值71-72
- 3.3.5 森林自然度划分标准和系统72-75
- 3.3.5.1 森林自然度划分标准72-74
- 3.3.5.2 森林自然度分类系统74-75
- 3.4 结论与讨论75-77
- 3.4.1 结论75-76
- 3.4.2 讨论76-77
- 4 基础空间数据库的建立77-91
- 4.1 概述77
- 4.2 内容与方法77-82
- 4.2.1 研究内容77
- 4.2.2 研究方法77-82
- 4.2.2.1 数字高程模型的制作77-78
- 4.2.2.2 卫星遥感图像处理和图像数据库的建立78-79
- 4.2.2.3 林相图数据库的建立79
- 4.2.2.4 森林生态因子数据库的建立79-82
- 4.3 结果与分析82-90
- 4.3.1 研究区的DEM82-84
- 4.3.2 卫星遥感图像84
- 4.3.3 森林生态因子梯度分布图84-90
- 4.4 结论与讨论90-91
- 4.4.1 结论90
- 4.4.2 讨论90-91
- 5 基于自然度的森林景观分类和格局分析研究91-119
- 5.1 概述91-92
- 5.2 内容与方法92-103
- 5.2.1 研究内容92
- 5.2.2 研究方法92-103
- 5.2.2.1 基于自然度的森林景观分类方法92-95
- 5.2.2.2 基于自然度的森林景观格局分析方法95-103
- 5.3 结果与分析103-117
- 5.3.1 森林景观面积104-107
- 5.3.2 基于自然度的森林景观组分特征107-108
- 5.3.2.1 一级景观特征107
- 5.3.2.2 二级景观特征107-108
- 5.3.2.3 三级景观特征108
- 5.3.3 基于自然度的森林景观整体特征108-117
- 5.3.3.1 趋势面分析模型系数求解说明108-112
- 5.3.3.2 景观要素水平空间分布趋势112-113
- 5.3.3.3 景观要素沿海拔和坡向梯度分布趋势113-114
- 5.3.3.4 景观要素沿坡向和坡度梯度分布趋势114-117
- 5.4 结论与讨论117-119
- 5.4.1 结论117-118
- 5.4.2 讨论118-119
- 6 基于自然度的森林景观时空分异和排序研究119-171
- 6.1 概述119-120
- 6.2 内容与方法120-129
- 6.2.1 研究内容120
- 6.2.2 研究方法120-129
- 6.2.2.1 森林景观空间分异研究方法120-121
- 6.2.2.2 森林景观排序研究方法121-127
- 6.2.2.3 森林景观时间分异研究方法127-129
- 6.3 结果与分析129-169
- 6.3.1 基于自然度的森林景观空间分异情况129-158
- 6.3.1.1 森林景观沿海拔分异情况129-136
- 6.3.1.2 森林景观沿坡向分异情况136-142
- 6.3.1.3 森林景观沿坡度分异情况142-147
- 6.3.1.4 森林景观沿坡位分异情况147-153
- 6.3.1.5 森林景观沿土壤厚度分异情况153-158
- 6.3.2 森林景观排序情况158-166
- 6.3.3 森林景观时间分异情况166-169
- 6.3.3.1 过去变化166-167
- 6.3.3.2 未来动态模拟167-169
- 6.4 结论与讨论169-171
- 6.4.1 结论169-170
- 6.4.2 讨论170-171
- 7 基于自然度的森林景观可视化研究171-184
- 7.1 概述171
- 7.2 内容与方法171-173
- 7.2.1 研究内容171
- 7.2.2 研究方法171-173
- 7.2.2.1 可视化的概念171-173
- 7.2.2.2 森林景观二维可视化173
- 7.2.2.3 森林景观三维可视化173
- 7.3 结果与分析173-183
- 7.4 结论与讨论183-184
- 7.4.1 结论183
- 7.4.2 讨论183-184
- 8 基于自然度的森林经营探讨184-193
- 8.1 概述184-185
- 8.2 近自然森林经营探讨185-187
- 8.2.1 近自然森林经营类型划分185-186
- 8.2.2 近自然森林经营区划186
- 8.2.3 近自然森林经营措施186-187
- 8.3 森林可持续经营探讨187-192
- 8.3.1 森林可持续经营的时空尺度界定188-189
- 8.3.2 基于景观尺度的森林可持续经营区划189-191
- 8.3.3 基于景观尺度的森林分类经营191-192
- 8.3.4 基于景观尺度的森林可持续经营监测体系192
- 8.4 结论与讨论192-193
- 8.4.1 结论192
- 8.4.2 讨论192-193
- 9 研究特色、创新点与展望193-196
- 9.1 研究特色193-194
- 9.2 创新点194
- 9.3 研究展望194-196
- 参考文献196-213
- 个人简介213-214
- 导师简介214-215
- 在读期间已出版和发表的论著及论文215-216
- 致谢216
| 【引证文献】 | ||
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| 【参考文献】 | ||
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| 【共引文献】 | ||
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| 【同被引文献】 | ||
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| 【二级引证文献】 | ||
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| 【二级参考文献】 | ||
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| 【相似文献】 | ||
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