基于熵突变理论的林地生产力演变分析

【目的】结合环境脆弱性特征,判析林地生产力的演变状况,为林地资源的优化利用和森林资源经营管理提供指导。【方法】以福建永安市的林地为研究对象,分析1999年、2008年林地利用结构信息熵、林地生产力等级熵的变化,探讨林地生产力信息熵的内涵,引入土壤侵蚀、土壤有机质、植被净第一性生产力(NPP)和归一化植被指数(NDVI)作为林地生产力信息熵的影响因子,构建林地生产力信息熵突变模型,分析林地生产力的突变可能性。【结果】1999年、2008年福建永安市林地利用结构信息熵分别为0.740 4和0.785 8,林地生产力等级熵分别为0.562 4和0.546 8,在以脆弱度等级为步长的林地生产力演变中,1999年的林地生产力未发生突变,而2008年发生了突变。【结论】1999-2008年10年间福建永安市注重脆弱性林地资源的保护,林地资源总体处于较高强度和较有序的开发利用状态。     

基于RS林地退化监测技术

以永安市、连城县、漳平市为研究区域,选择林地土层厚度、林地土壤侵蚀、林地有机质、全氮、全磷、全钾、森林气候生产力、森林生产力等因子,应用层次分析法,构建林地退化评价指标体系。通过RS技术提取各指标专题信息,生成林地退化图。结果表明,研究区无退化林地面积289 204.20 hm2,轻度退化面积264 772.24hm2,中度退化面积142 851.71 hm2,严重退化面积60 473.69 hm2,剧烈退化面积139.99 hm2,分别占总面积的38.18%、34.96%、18.86%、7.98%、0.02%;3县(市)中永安市林地状况最好,漳平市次之,连城县最弱;研究区林地退化状况总体良好。     

基于小班尺度的北京市密云区森林火灾危险性评价

【目的】森林火灾危险性评价是实现科学林火管理工作的重要前提和基础,基于小班尺度开展森林火灾危险性评价及其空间特征分析,可为林火精细化管理提供依据。【方法】以密云区为研究对象,基于2019年森林资源二类调查小班数据、森林可燃物数据、气象数据、重要火源点等数据,构建密云区森林火灾危险性评价体系,应用层次分析法和熵权法相结合的主客观赋权法确定评价体系中各指标权重,根据评价体系中最终权重采用加权综合评价法计算各小班的危险性指数,依据自然断点分级法划分为高、中高、中低、低4个等级;采用全域和局域莫兰指数判断各小班之间的空间自相关性和聚集分布特征。【结果】(1)基于小班尺度综合4类因子构建体系,权重分布比例合理,可较好地开展火灾危险性评价;(2)研究区内高等级、中高等级、中低等级、低等级危险性的小班面积占比分别为12.75%,19.01%,41.70%,26.54%。其中,高等级危险性小班以灌木林、侧柏林、油松林为主,小班面积占比分别为38.40%、25.76%、24.13%;(3)高等级危险性小班分布在研究区范围的东部以及中南部区域,从乡镇尺度分析,呈片状分布于巨各庄镇、高岭镇和新城子镇;(4)...     

江西省广丰县森林生态系统健康状况研究

利用分布式测算方法,从生产力指标、结构指标、干扰指标和服务功能4个方面构建了广丰县森林生态系统健康评价指标体系.结合当地森林资源二类清查数据与实地调查数据,对江西省广丰县森林生态系统健康状况进行了评价,评价结果显示:全县5种主要森林类型中,阔叶林和杉木林健康状态林地比例最大,其面积分别为3 887.2 hm2和2 875.4 hm2,占总面积的41.28%和33.11%;毛竹林以较健康状态为主,面积为4 689.1 hm2,所占比例51.86%,油茶林以不健康状态为主,面积5 428.2 hm2,所占比例为41.72%.全县21个乡镇级测算单元,其中4个乡镇测算单元的森林生态系统是处于健康状态,7个处于较健康状态,5个处于亚健康状态,5个处于不健康状态.从整体上看,广丰县森林生态系统健康指数为9.76,属于健康状态,主要原因有以下3方面:林地数量的增加、森林质量的提高与林业政策的落实.     

基于AHP-PCA模型的安宁市森林火灾社会脆弱性评价

基于社会经济角度构建安宁市森林火环境灾害社会脆弱性评价指标体系,用主成分分析法(PCA)提取暴露性因子中重叠指标,用层次分析法(AHP)确定因子权重,选取人口指标、经济指标、森林覆盖指标、地方财政收入及老幼人口比例5个权重较大因子为脆弱度计算指标。结果表明:2001—2011年安宁市森林火环境社会脆弱度在0.10~0.63波动,极值出现在2009年,森林火环境系统脆弱性指数明显上升,由轻度脆弱演化为强度脆弱;社会脆弱性指标值与实际火灾发生次数在2009年前呈正相关,在2009年后呈负相关。社会脆弱性研究可以为森林火险预测预报提供一定的参考依据。     

基于随机森林算法的耕地质量定级指标体系研究

【目的】分析研究区域内的耕地质量差异,优化耕地利用与布局,为耕地保护提供参考依据。【方法】以青海省共和县、都兰县和乌兰县的耕地为研究对象,根据历史及现有文献收集耕地质量的影响因素,采用随机森林算法和相关性分析筛选定级指标并确认权重,通过加权求和法计算定级指数并划分级别,得到定级结果。与常用的特尔菲法定级成果进行比较分析。【结果】随机森林算法得到的变量重要性(I)范围在0.03～11.94,相关性分析结果显示,大部分影响因素间相关性不显著,有8个为显著相关,综合I值和相关性分析结果将30个影响因素收敛为4个纬度下的14个定级指标,其中影响研究区域耕地质量的主要因素为生态系统脆弱性、生长季平均降水和年总太阳辐射量,权重分别为0.11、0.10和0.09,随机森林算法评价结果与实际情况相符。【结论】与常用的特尔菲法比较,随机森林算法稳定性更好,级别指数变幅区间更小,更有利于构建省级空间尺度的耕地级别可比序列。     

海南西部热带雨林次生林土壤易氧化有机碳分布特征及影响因素

【目的】检测云南八角主产区林地土壤重金属污染水平,为八角产地土壤环境质量评价、潜在 风险评估提供参考依据。【方法】以云南省文山州 7 个县的八角林地土壤为研究对象,测定土壤重金属 As、 Cd、Cu、Cr、Pb、Hg、Zn 和 Ni 的含量,应用单项和综合污染指数对林地土壤重金属污染风险进行评价。 【结果】检测区土壤重金属变异系数在 7.11%~18.75% 之间,Hg、As、Pb、Cr 的平均含量超过云南省土壤重金 属背景值,As、Pb、Cu 超过风险筛选值。污染评价表明,As 单因子污染指数平均值最高为 1.99,为警戒级别, 内梅罗综合污染指数评价为轻污染;潜在生态风险因子和潜在生态风险指数均处于低风险等级,其中 Cd 生态风 险因子最高;地质累积指数 Hg 和 As 在 1~2 之间,为中度污染等级。聚类分析表明,林地土壤重金属 As、Pb、 Cd、Cu、Zn、Hg 主要受土壤母质和人类活动的共同影响,Cr 和 Ni 来源相似,主要为自然来源。【结论】云南 八角种植区土壤重金属含量差异较大,受人类活动和成土母质的共同影响,部分区域重金属存在一定程度的超 标现象。     

基于粗糙集与C5.0决策树的林地质量评价

【目的】使用数据挖掘算法实现多因子共同影响下的林地质量综合评价,探索林地质量与环境因子之间的非线性关系,为提高森林经营信息化水平提供技术支持。【方法】使用辽宁省抚顺市胡桃楸(Juglans mandshurica Maxim)森林资源小班数据,采用粗糙集算法筛选出与林地质量相关的重要因子,然后建立C5.0决策树,得出环境因子与林地质量间的非线性关系。【结果】影响胡桃楸林地质量的主要因子有坡度、坡向、坡位、海拔、下木种类、下木盖度、地被物种类、地被物盖度和土壤质地;以粗糙集方法选取的因子为输入变量的决策树模型规模小、复杂度低、决策规则简单,预测准确率达91.20%。【结论】本研究提出的林地质量等级预测和评价方法,能在保证模型准确率的同时降低算法的时间和空间复杂性,提高数据挖掘效率,并能克服一般林地质量评价中靠专家打分的局限性与主观性。     

标准差权重模糊评价法对南水北调中线水源区水质的评价

【目的】对南水北调中线水源区水营养度做出及时、准确、合理的综合评价,为水资源合理有效地监测、改善和利用服务。【方法】2004-03~2006-08对南水北调中线水源区渠首(S1)、库心(S2)、丹江口水库上游大石桥(S3)3个采样点水体进行了9项理化指标的检测,并应用标准差权重模糊评价法对水质进行综合评价。【结果】南水北调中线水源区9个理化指标在3个采样点上有差异;由标准差权重模糊评价法加权海明距离最小值(在S1、S2和S3 3个采样点分别为0.1289,0.1585和0.1424)可知渠首水质处于中营养状态;库心水质处于贫营养状态;丹江口水入库上游大石桥水质处于中营养状态;由叶绿素营养状态指数(44.169)可知南水北调水源区水质处于中营养状态。【结论】目前南水北调中线水源区水质营养状况并不理想,基本处于中营养状态,还有待改善;用标准差权重模糊评价法对水质进行综合评价较单指标评价法更为全面准确。     

新疆天山中部沙湾林场生态系统健康评价

【目的】以天山中部沙湾林场为研究区,从生态系统服务功能、景观生态结构与功能、立地环境、生理生态状况等方面,从遥感数据提取有关衡量森林生态系统健康程度的指标因子,对沙湾林场森林生态系统健康进行评价。建立一套适合该区域的森林生态系统健康综合评价方法,为新疆天山中部林区森林健康维护和可持续经营提供理论和方法。【方法】利用遥感数据和新疆森林资源数据,通过相关性分析各因子对森林生态系统健康的指示作用和影响程度,采用熵权法和综合评价法,定量评估森林生态系统健康。【结果】生态系统健康评价指数在0.12~0.59,分析得出指数大于0.4的为健康,其中针叶林景观、阔叶林景观、疏林地景观、灌木林景观、苗圃景观、宜林荒山荒地、非林地平均指数分别为0.59、0.56、0.36、0.41、0.12、0.53、0.48,5个森林景观为健康。【结论】研究结果建立了一套适合该区域的森林生态系统健康综合评价方法,为新疆天山中部林区森林健康维护和可持续经营提供理论和方法。     

国庆小菊观赏性和耐旱、涝性的综合评价

【目的】建立国庆小菊观赏性和耐旱、涝性的综合评价体系,为品种的筛选与推广应用提供理论依据。【方法】通过田间和盆栽试验对20个国庆小菊品种的22个观赏性和耐旱、涝性指标进行观测统计,应用层次分析法建立综合评价体系,运用K-Means聚类法划分品种等级。【结果】筛选出22个与国庆小菊观赏性和耐旱、涝性密切相关的评价因子,并确定了各因子最终的综合权重值;依据评分标准对20个品种评分,乘以各因子的权重得出各品种的综合分值;利用最小距离法并根据各等级国庆小菊性状综合得分的聚类中心值划分为优、良、一般3个等级,各级品种个数分别为5、11和4,所占比例分别为25％、55％和20％。【结论】应用层次分析法和K-Means聚类法建立的综合评价体系可以较好地对国庆小菊品种进行评价和分级,最终筛选出5个等级为优、11个等级为良的品种,可用于大面积的推广应用。     

攀西地区烤烟气候适宜性评价指标建立及应用

【目的】建立攀西地区烤烟大田生长期气候适宜性评价指标。【方法】运用模糊数学方法建立单因子及多因子气候适宜度模型,对比两种方法确定权重建立气候适宜指数的优劣;建立产量丰歉指数和气候适宜指数的关系模型,确定气候适宜性评价指标。【结果】标准化法优于绝对值法;产量丰歉指数与气候适宜指数呈显著相关;指标回代检验准确率较高。【结论】指标可以用于评价气候条件对大田烤烟生长发育和产量形成的适宜程度。     

基于RS与GIS的屯溪区林地保护利用规划研究

以安徽省屯溪区2009年SPOT5遥感影像为数据源,以ArcGIS10.0为数据加工与分析平台,建立不同林地类型遥感影像解析标志,进行林地小班界矢量化数据采集,生成.Shp格式小班图形数据,与小班属性数据链接,形成屯溪区林地小班图形与属性数据库,并对林地结构、林地保护等级、林地功能分区及林地保护利用方向进行了分析。结果表明:屯溪区林地面积5 364.35 hm2,其中:有林地面积4 451.43 hm2,疏林地面积13.86 hm2,灌木林地面积536.44 hm2,未成林地面积327.88 hm2,苗圃地面积10.93 hm2,宜林地面积19.14hm2,其他林业辅助生产用地4.67 hm2,以有林地居多,占林地面积的82.98%;林地保护等级共有3级,各等级林地面积由大到小依次是Ⅳ级林地面积>Ⅲ级林地面积>Ⅱ级林地面积;全区林地分为4个主体功能区,包括北部生态公益林区、西部与南部休闲游憩观光风景林区、东部重点旅游风景林区和东南部城郊防护林区。该研究为制定屯溪区林地1张图、实现林地资源数字化管理奠定了基础。     

四川省森林火灾与气象因子的关系

【目的】研究四川省近30年森林火灾重灾区火灾发生与气象因子的关系。【方法】对四川省21个地区的森林火灾发生情况进行统计分析,将其划分为重度火灾、中度火灾和轻度火灾3个火灾区域;基于1979-2008年的森林火灾数据和气象数据,通过相关性分析、主成分分析、回归分析,探讨重灾区火灾发生与各气象因子的关系。【结果】四川的森林火灾主要集中在凉山州、攀枝花市和甘孜州,其年均火灾面积分别为2 866.99,1 141.84和1 129.00hm2,发生火灾次数占到全省的61.6%,火灾面积占到全省的92.4%;在火灾重灾区,风速、日照时数、降水量与林火的发生呈显著相关;各个地区森林火灾的发生都有各自的主导气象因子,并且随时间的发展随机变化,在某些年份火灾的发生可能是某些极端气候所导致。【结论】四川省森林火灾的发生总体上随时间推移呈现下降的趋势,重灾区森林火灾与风速、日照时数、降水量呈显著线性相关。     

河南小秦岭自然保护区生态评价

选取自然性、多样性、代表性、稀有性、生态脆弱性、面积适宜性、人类威胁等指标对河南小秦岭自然保护区森林生态系统进行评价.运用层次分析法对生态评价因子进行等级化处理,确定各评价指标的权重,计算各生态评价因子的评价指数(CEI),得出的综合评价指数为0.8422,表明小秦岭自然保护区森林生态系统的生态质量较好, 保护价值较高.此外,还就保护区目前所面临的问题提出了相应的建议.     

林地质量指数及其应用研究

为了科学、准确地定量评价林地质量等级,以长沙市林地为案例,提出了林地质量指数这一定量指标。基于小班,采用德尔菲法筛选出土层厚度、土壤类型、坡向、坡位、海拔、坡度、年平均降水量、年平均日照时间、年平均气温9个指标构建长沙市林地质量评价体系,运用层次分析法计算得出各个指标的权重值。结果表明,各指标的权重值分别为0.244 5(土层厚度)、0.1410(土壤类型)、0.074 3(坡向)、0.074 3(坡位)、0.074 3(海拔)、0.141 0(坡度)、0.148 5(年降水量)、0.062 3(年平均日照时间)、0.039 3(年平均气温),表明林地质量指数各指标重要性最大的是土层厚度,其次是年降水量,然后是土壤类型、坡度、坡向、坡位、海拔、年平均日照时间、年平均气温;采取等间距法得出林地质量Ⅰ-Ⅴ级各等级的林地质量指数范围分别为0.841-1.000、0.681-0.840、0.521-0.680、0.361-0.520、0.200-0.360。通过计算,可得长沙市各林地小班的林地质量指数值最高为0.937 6,最低为0.337 6,平均为0.631 5,表明长沙市整体的林地质量指数较高。利用该指数和方法能够实现对长沙市林地质量等级的量化评定。     

长武县水资源承载力的模糊评价

【目的】评价长武县的水资源承载能力(WRCC),为县域WRCC的评价提供依据。【方法】选取人均水资源可利用量、人均水资源占有量、单位GDP用水量、水资源开发利用率、单位耕地水资源量、单位面积水资源量、灌溉率等7项评价指标,采用模糊综合评价模型,计算得到WRCC的相对隶属度和影响因子贡献率;在考虑主观权重条件下,基于互补理论的二元对比方法确定主观权重,通过级别特征值计算得到长武县北塬区、河川区、南塬区3个区域的WRCC级别。【结果】长武县南塬区的WRCC级别从高水平向低水平过渡,社会经济发展与水资源利用情况协调较好;北塬区和河川区的WRCC均处于低水平,水资源利用已达到其最大承载能力,需要采取相应的措施,以确保社会经济的可持续发展。【结论】基于模糊识别理论的WRCC模糊评价方法,能较好地反映长武县WRCC的状况,也可用于其他县域WRCC的评价。     

基于VOR模型的阿尔泰山林区森林生态系统健康评价

【目的】在了解基本情况的基础上,2019年在阿尔泰山林区选取了185个样地,记录样地信息及其中乔木的情况,对阿尔泰山林地进行健康评价.【方法】将阿尔泰山林地分为阿勒泰林地、布尔津林地、福海林地、富蕴林地、哈巴河林地、两河源林地和青河林地7个部分.运用VOR综合指数模型从不同角度对阿尔泰山林地健康状况进行评价,并运用单因素方差分析和指数多重比较分析了不同林地的健康状况的差异性.【结果】样地综合平均值为0.78,属于健康级别;所有样点中不健康和亚健康样地占38.4%,健康和优质健康样地占61.6%,阿尔泰山林地总体质量有待提高;在7个林场中,哈巴河林区林地生态系统处于不健康状态;阿勒泰、布尔津和青河林地生态系统存在由健康状态向非健康状态转化的危险;阿尔泰山不同林区生态系统健康以及各项指标随海拔变化不明显.【结论】对7个林区林地生态系统健康等级排序依次为:两河源林区、阿勒泰林区、富蕴林区、福海林区、布尔津林区、青河林区、哈巴河林区;阿尔泰山林场整体属于健康等级,但各个林区有很大差异;根据评价结果应对哈巴河林区进行林地修复,对阿勒泰、布尔津和青河林地进行重点关注;海拔对阿尔泰山不同林区生态系统健康以及各项指标的影响不大.     

基于PSR模型的武汉市生态脆弱性空间分异研究

【目的 】对区域生态脆弱性进行评估和分析,有利于了解区域生态环境稳定性和指导生态修复。【方法 】文章依据武汉市自然环境特点,采用“压力—状态—响应”评价模型,基于土地利用数据、遥感数据和GIS空间分析技术,利用熵权法、综合指数法和聚类分析等方法,构建评价体系,测算武汉市生态脆弱性综合指数,从生态角度分析武汉市生态脆弱性及其空间分布规律。【结果 】（1）武汉市整体生态脆弱性在0.17～0.55之间,总体上处于轻度脆弱;各区生态脆弱性具有空间异质性,由东北向西南生态脆弱性越来越强,全市西部脆弱性高于东部,特别是西南部地区生态脆弱性较为严重。（2）武汉市各区生态脆弱性等级由高到低依次是蔡甸区、青山区、硚口区、汉阳区、江汉区、江岸区、江南区、武昌区、东西湖区、黄陂区、江夏区、洪山区、新洲区。【结论 】武汉市南部及中心城区生态脆弱性等级较高且大部分位于长江沿岸,应加强其生态防护屏障建设力度;北部生态脆弱性相对较轻,但生态问题依然不能忽视。     

基于GIS 技术与层次分析法的耕地适宜性评价研究

【目的】耕地适宜性评价是研究耕地合理利用的核心内容之一,是对影响耕地质量的各种条件的综合评估,是土地利用规划的基础,为合理保护耕地资源提供重要依据。【方法】文章在研究区内基于土壤养分、立地条件、理化性状、土壤管理四个方面,选取12个评价因子构建耕地适宜性指标评价体系,以16m×16m栅格为评价单元,选用层次分析法确定评价指标权重,运用遥感和地理信息系统技术(GIS)建立模型进行综合评价,将研究区耕地适宜性划分为10个等级。【结果】研究区耕地整体适宜性良好,其中一到六级耕地占全区耕地总面积的81.07%,同时也有相当面积的耕地评价等级较低,处于勉强宜耕或不适宜耕作的状况。【结论】通过模糊数学和专家打分获得的耕地评价值,在AHP模型中将各指标分4类赋权重,最后得到相互关联的耕地指标体系,且利用GIS技术处理栅格数据对表现耕地适宜性具有良好的作用,研究成果对研究区耕地资源合理保护及促进耕地可持续发展有重要的意义。