秦岭火地塘林区景观格局和主要森林类型碳储量变化的研究
【摘要】：景观格局分析是研究生态系统结构与功能的重要组成部分,而碳储量的大小是生态系统碳循环和碳平衡研究的基础。本文是在前人部分研究工作的基础上,以1958 年和1988 年秦岭森林生态定位站火地塘试验林场森林资源清查的图文资料为主要数据来源,利用GIS 软件Citystar 4.0 作为研究手段,选用有代表性的格局指数分析该林场在这两个时期的景观类型和特征、景观格局的变化以及人为干扰对林区景观格局的影响。同时基于森林资源清查资料,运用相对生长法建立的生物量模型,估算林区内主要森林类型碳储量的大小和变化。该研究不仅可以揭示人为干扰对林区森林生态系统结构和功能的影响,而且为今后林区建设、林业资源保护和准确评估森林在全球变化中的作用提供基础数据和一定的理论依据。结果表明:
1. 火地塘林区在20 世纪6、70 年代大规模的森林砍伐及皆伐后,经过多年的自然更新和人工种植等抚育管理措施的实施,森林已基本恢复。到1988 年止,有林地面积已占到林区总面积91.32 %。这说明了该区域森林植被在受到干扰后可以恢复,而且恢复状况良好。这为我国目前实行的天然林保护工程提供一定的借鉴。
2. 根据建立的景观分类原则,将火地塘林区1988 年的次生景观进行了四级划分。其中一级景观中包括10 类景观要素,24 个斑块;二级景观中包括11 类景观要素,共35 个斑块;三级景观中包括23 类景观要素,85 个斑块;四级景观中包括38 类景观要素,110 个斑块。
3. 通过对各级景观要素的斑块、面积和周长特征及异质性进行分析得出,次生景观中有林地面积占整体景观面积的91.32 %,周长是林区总边界长度的93.15 %,斑块的破碎化程度低,成为一级景观的基质;二级景观是在一级有林地的基础上进一步划分为天然次生林和人工林,而天然次生林是表现二级景观特征的主体,由于人为干扰出现的人工林景观类型的破碎度大于天然次生林的;三级景观按照林分类型对天然次生林和人工林进一步划分,其结果是在次生混交林景观要素在面积、周长特征和优势度上均与纯林景观要素有明显的区别,混交林是控制三级景观特征的主要景观要素;四级景观中,硬阔叶混交林成为表现景观特征的主体。
4. 次生景观空间格局中,各景观要素的空间分布具有垂直异质性,在不同的海拔高度带,景观要素的类型、数目、特征是不同的。在1600 m 的海拔范围内,是以天然硬阔和软阔混交林为主要的景观要素类型,其所占的面积和多样性指数居所有要素之首,是这一海拔高度带控制景观类型的主要要素;在1600 m～1800 m海拔带中,天然
【关键词】：GIS 干扰 景观格局 碳储量 火地塘林区 秦岭
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：S718.5
【目录】：
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：S718.5
【目录】：
- 摘要8-11
- Abstract11-14
- 第一部分 研究综述14-42
- 第一章 研究综述14-42
- 1.1 景观生态与景观格局研究概述14-25
- 1.1.1 景观与景观生态学概述14-22
- 1.1.1.1 景观概念的多样性及其意义14-15
- 1.1.1.2 景观生态(学)的概念15-16
- 1.1.1.3 景观生态学的发展过程16-18
- 1.1.1.4 景观生态学的基本理论18-22
- 1.1.2 景观格局的研究概述22-25
- 1.1.2.1 景观格局的数量分析方法22-24
- 1.1.2.2 景观格局动态变化的过程分析24-25
- 1.1.2.3 中国森林景观生态研究简述25
- 1.2 森林生态系统与碳循环25-42
- 1.2.1 全球碳循环概况25-28
- 1.2.2 全球碳循环研究中的主要科学问题28-33
- 1.2.2.1 人类活动对全球碳循环的影响28-30
- 1.2.2.2 陆地生态系统碳循环中的源与汇30-32
- 1.2.2.3 全球碳源汇的不确定性和时空格局32-33
- 1.2.3 森林生态系统与陆地生态系统碳循环33-36
- 1.2.4 中国森林生态系统碳循环和碳储量的研究概况36-42
- 第二部分 实验研究42-138
- 前言42-44
- 第二章 研究区概况44-46
- 2.1 地理位置44
- 2.2 地形地貌44-45
- 2.3 气候条件45
- 2.4 植被与土壤45-46
- 第三章 研究方法46-58
- 3.1 火地塘林区次生景观类型划分的原则与标准46-47
- 3.2 火地塘林区次生景观格局研究方法及手段47-53
- 3.2.1 森林景观格局研究的理论基础47
- 3.2.2 景观格局研究的方法、内容及基本步骤47-49
- 3.2.2.1 景观格局分析研究的方法47
- 3.2.2.2 研究的目标及主要内容47-48
- 3.2.2.3 技术路线与工作步骤48-49
- 3.2.3 景观结构与空间格局分析的指标49-53
- 3.2.3.1 景观结构单元的特征指数50-51
- 3.2.3.2 景观异质性指数51-53
- 3.2.3.3 景观格局变化过程模拟53
- 3.3 主要森林碳储量和碳密度研究方法53-58
- 3.3.1 碳储量和碳密度研究的理论基础53-54
- 3.3.2 数据的收集与整理54
- 3.3.3 碳储量和碳密度的研究方法54-55
- 3.3.4 主要森林类型碳储量和碳密度估算方法55-58
- 3.3.4.1 主要森林类型的生物量计算模型55
- 3.3.4.2 不同森林类型中各树种的碳含量55
- 3.3.4.3 碳储量和碳密度的估算55-58
- 第四章 火地塘林区次生景观格局分析58-94
- 4.1 次生景观的分类及类型特征58-61
- 4.1.1 次生景观的分类58-61
- 4.1.1.1 一级景观类型及特点58
- 4.1.1.2 二级景观类型及特点58
- 4.1.1.3 三、四级景观类型及特点分析58-61
- 4.2 火地塘林区次生景观格局分析61-92
- 4.2.1 次生景观总体格局分析61-62
- 4.2.2 景观要素斑块特征分析62-76
- 4.2.2.1 一级景观要素特征分析63-66
- 4.2.2.2 二级景观要素特征分析66-68
- 4.2.2.3 三级景观要素特征分析68-72
- 4.2.2.4 四级景观要素特征分析72-76
- 4.2.3 次生景观异质性分析76-84
- 4.2.3.1 整体景观异质性分析76-77
- 4.2.3.2 各级景观水平异质性分析77-84
- 4.2.4 火地塘林区次生森林景观垂直分布格局84-92
- 4.2.4.1 森林景观格局的垂直异质性84-88
- 4.2.4.2 森林景观特征的垂直异质性88-89
- 4.2.4.3 森林景观要素的垂直异质性89-92
- 4.3 小结92-94
- 第五章 火地塘林区景观格局的变化94-108
- 5.1 火地塘林区不同时期总体景观的变化94-95
- 5.2 不同时期火地塘林区主要景观类型的变化95-96
- 5.3 不同时期火地塘林区景观要素变化的特征96-106
- 5.3.1 不同时期景观要素斑块特征变化96-103
- 5.3.1.1 一级景观要素的斑块特征的变化96-99
- 5.3.1.2 各级景观类型及斑块特征变化99-102
- 5.3.1.3 不同时期共有景观要素异质性指数的变化102-103
- 5.3.2 不同时期不同景观类型间的转移情况103-106
- 5.4 小结106-108
- 第六章 主要森林类型的碳储量和碳密度研究108-138
- 6.1 次生森林生态系统中主要森林类型碳密度和碳储量108-125
- 6.1.1 主要森林类型碳密度和碳储量总况108-109
- 6.1.2 林龄对林木碳储量和碳密度的影响109-123
- 6.1.2.1 林龄组的划分109-110
- 6.1.2.2 林龄对主要天然次生林碳密度的影响110-112
- 6.1.2.3 海拔对主要天然次生林类型碳密度的影响112-119
- 6.1.2.4 不同林分起源的主要森林类型碳密度119-122
- 6.1.2.5 不同林型的碳密度比较122-123
- 6.1.3 主要次生森林类型的碳储量123-125
- 6.1.3.1 主要森立类型碳储量随年龄的变化123-124
- 6.1.3.2 碳储量在不同龄级中所占的比例124-125
- 6.1.3.3 不同森林类型的中龄林对碳的贡献率125
- 6.2 主要森林类型碳储量和碳密度的变化125-133
- 6.2.1 森林碳储量和碳密度的总体变化126
- 6.2.2 林区主要森林类型碳储量和碳密度的变化126-132
- 6.2.2.1 主要森林类型碳储量的变化趋势比较126-127
- 6.2.2.2 主要森林类型碳密度的变化趋势比较127-128
- 6.2.2.3 主要森林类型碳储量和碳密度随海拔的变化128-130
- 6.2.2.4 林龄对不同时期森林类型碳储量和碳密度的影响130-132
- 6.2.3 不同时期林区植被碳储量和碳密度的空间分布132-133
- 6.3 小结133-138
- 第三部分 结论与讨论138-144
- 第七章 结论与讨论138-144
- 致谢144-146
- 参考文献146-165
- 作者简介165
| 【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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