基于物元模型的中尺度流域防护林体系空间配置

首先利用森林土壤饱和蓄水量的加权平均值和历年一日最大降雨量确定长江中上游地区典型中尺度流域要平通河流域的适宜森林覆盖率,其次利用2006年ETM+卫星影像,结合该区域森林资源二类调查小班数据、林相图、1：50000地形图,选取林分结构性因子、生产力因子和功能性因子,采用物元分析法对每个栅格进行分级评价,最后运用层次分析法进行结构优化,从而获得该流域防护林体系空间对位配置。结果表明：（1）该区域的适宜森林覆盖率为57.09%;（2）该流域防护林质量总体评价较差,以中等级所占比例最大（67.29%）,其次是差等级（17.15%）,处于优等级的只占0.78%;（3）优化后,不同林种比例表现为水土保持林（44.31%）>薪炭林（18.00%）>水源涵养林（17.97%）>一般用材林（8.12%）>药材林（5.25%）>工业原料林（4.00%）>果木林（1.75%）>工业经济林（0.60%）;（4）在树种搭配上,应根据地形、地貌及立地条件选择水源涵养和水土保持功能较佳的树种,并进行合适比例及郁闭度的针阔混交、乔灌草搭配,另外还应选择一定数量具有经济价值的树种,以提高区域经济效益和增加农民收入;（5）空间配置后袁可产生约1.63亿元经济效益,涵养水2158.76×04m3,减少泥沙6.8×104t。     

防护林体系空间配置调整决策支持系统的研建

该文研建了以GIS为平台的防护林体系空间配置调整决策支持系统。该系统提供从空间配置的现状分析到结构优化,再到空间配置的理想模式的逐步调整,最终将调整的结果落实到地块,并能进行各调整分期的调整前后的对比等一系列防护林体系空间配置调整的智能的、可视化的决策支持。在该平台上,不仅可以进行交互式的各种调整参数的确定,产生适合不同区域的调整方案,还可以对产生的调整方案进行情景模拟。该系统为防护林的经营决策者提供科学的决策依据。     

华北土石山区流域防护林空间配置模式

收集华北土石山区红门川流域1∶10000地形图和2005年1∶10000土地利用结构图,结合野外调查,建立研究区空间数据库和属性数据库.选取地貌、坡度、坡向、土层厚度、土壤母质5个因子将研究区划分为17种立地类型,结合防护林现状确定流域防护林空间配置模式:中低山沟谷适宜于农业;中山区不适合发展林业,建议封育;而在低山区,缓坡以阔叶林为主,斜坡以乔木林为主,陡坡以灌木林为主.     

防护林体系空间配置优化系统的研究与应用

该文分析了防护林体系空间配置研究现状中存在的问题,以智能优化防护林体系空间配置为思想,结合计算机技术和层次分析法,根据信息系统的理论,在Microsoft.net平台下研究并实现了防护林体系空间配置优化系统。该系统结合层次分析法的基本步骤,以向导的方式,提示用户按照设定的步骤,并结合应用区域的实际情况和专家经验,完成防护林体系空间配置的优化。为进一步验证系统的功能,应用该系统对华北土石山区半城子流域的防护林体系空间配置进行了优化,结果表明,该系统具有功能设计合理、界面友好、操作简便等显著特点,并具有较好的应用价值。该系统为防护林体系空间配置研究向智能化、高效化方向迈进奠定了基础      

赣江流域防护林体系的优化配置

对赣江流域防护林体系的树种配置状况进行了研究。结果表明,在赣江上游的章贡区和赣县天然林面积较少,而且单位蓄积量也不高,分别只有8．06和0．38m3／hm2,而在中游的各县市中,天然林面积相对较高,在吉水、吉安和峡江县分别达到了269．8、276．0、220．0hm2;在赣江所流经的县市幼龄林面积最多,达到了2347．9hm2,中龄林次之,而成熟林的面积最小,只有57．5hm2;在各地区的防护林中,以针叶类树种为主,其中马尾松林面积最大、其次是湿地松和杉木林。     

小流域尺度防护林体系空间配置调整方法

该文在分析防护林体系空间配置的研究现状及存在问题的基础上,提出了防护林体系空间配置调整的要素和步骤,研究了小流域尺度防护林体系空间配置调整的主要思路和技术路线,构建了调整分期内的防护林体系空间配置调整的0--1整数规划模型。该模型选择一组需要进入调整分期的小班,以最大限度地发挥了防护林体系的防护效益为目标,经营成本和改进现有的空间配置为约束,生成可供决策者参考的调整方案。该研究充实了防护林体系空间配置的关于现有状态调整的理论研究,同时对于防护林管理部门的生产实践具有实际指导意义。     

华北土石山区中尺度流域防护林空间格局动态变化研究

以北京市密云县境内的红门川流域为例,利用该流域1990、1995和2000年3期遥感影像资料,基于3S技术进行图像解析和数据处理,建立了流域空间数据库和属性数据库,并进行流域防护林空间格局动态变化分析。从防护林面积结构变化、斑块个数变化、斑块面积变化、斑块总边缘长、斑块平均形状指数、防护林变化速率和区域差异等角度,研究中尺度流域防护林空间格局的变化。结果表明:红门川流域自1990年以来,防护林的林种类型为针叶林、阔叶林、混交林、灌木林地和其他林地,而且不同林种所占比例均比较稳定。流域内防护林的斑块数目变化较小,破碎度逐渐缩小并稳定。斑块大小差异很大,形状偏离正方形,曲折度高,不规则。防护林在不同时期的动态变化不明显,红门川流域防护林空间格局呈稳定态势。     

基于层次分析法的物元模型在土壤质量评价中的应用

物元分析方法应用到土壤质量评价研究中，以土壤质量等级、评价指标及其特征值构造物元，通过建立模型的经典域、节域、权重集和关联度函数，采用层次分析法计算各评价指标的权系数，并根据计算出的综合关联度来实现对各土壤样本的质量等级综合评判与排序。模型被应用到松花江地区21种土壤样本的质量等级评价与排序中，取得了较好的效果。     

农田防护林空间配置信息系统的研究

以江苏省建湖县为例,在对研究区农田防护林优化配置的基础上,利用计算机和GIS技术,建立了农田防护林配置信息系统.该系统主要提供数据操作、编辑、查询、空间分析、图形的输出以及林网模型及蓄积量预测模型等,可直观掌握农田防护林空间分布及面积、蓄积变化,为农田防护林的科学管理提供新的手段和方法,为精准林业的研究提供了一定的思路.     

基于物元评判模型的土地整理效益评价研究

【目的】土地整理效益评价是对土地整理实施后的效果进行评估,评价实际效益是否达到项目实施前的设计要求。【方法】以犍为县舞雩乡土地整治项目为例,从经济效益、社会效益、生态效益3个方面选取15个指标构建评价指标体系,运用改进的层次分析法计算各指标的权重值,以物元分析理论为基础,通过经典域、节域、待判物元的确定以及关联度的计算构建出土地整理效益评价模型。【结果】运用模型计算出其综合效益的总和关联度分值为0.024,属于"优秀"范畴。【结论】评价方法可为今后的研究提供更多的思路,结果也可为效益评价提供参考。     

基于随机森林的农耕区土壤有机质空间分布预测

以陕西省周至县农耕区为研究区,采集192个土壤样品,通过随机森林模型(random forest, RF)对土壤有机质含量进行回归预测,通过29个(15%)独立验证点对预测结果进行精度验证,并与普通克里格(ordinary kriging,OK)和协同克里格(cokriging,COK)插值结果进行对比分析。结果表明,研究区土壤有机质含量在训练集和验证集中均属于中等变异性,含量处于中等偏低水平,大致表现为中、南部黑河东岸土壤有机质含量相对较高,东北部渭河沿岸含量较低。对变量重要性进行排序,影响研究区土壤有机质的主要因素为数字高程(DEM)和降水量。与OK、COK相比, RF对土壤有机质的预测值和实测值的相关系数(0.782)更高,而平均绝对误差(0.618 g·kg^-1)和均方根误差(2.062 g·kg^-1)更低,说明RF能够更精确地反映局部土壤有机质含量的空间变化信息。     

林型尺度森林植被恢复评价指标体系的构建

评价指标体系的建立是观测森林植被的恢复程度首要和关键步骤.在系统分析和整合了现有研究成果的基础上,初步构建了包括物种丰富度、林分蓄积量、物种多样性、显著度、盖度、郁闭度及群落高度7个指标的林型尺度森林植被恢复评价指标体系,采用层次分析法计算出指标权重.并在莲花山国家级自然保护区选取样地进行了实例研究,结果表明:该指标体系能较客观地反映林型尺度的森林植被恢复程度,具有一定的科学性、客观性和可操作性.     

基于土壤地球化学特征的茶叶适生模式及种植区划研究——以浙江余杭为例

我国土壤地球化学调查资料丰富,但其科技成果转化水平还有待进一步提高。为了提高杭州市余杭区土地质量地球化学调查成果的科技转化潜力,本研究针对余杭区名优茶叶,综合运用层次分析法及模糊数学评判法,建立了区域土壤种植区划适生模型,并结合地理信息系统,提出了种植区划建议。结果表明：茶多酚、游离氨基酸以及水浸出物是影响茶叶品质的主要营养成分;土壤类型、海拔高度、土壤pH和坡度是影响茶叶适生的主要宏观因子,而N、P、K以及微量元素Zn是影响茶叶品质的主要微观影响因子。基于此,将余杭区茶叶品质分为优、良及一般三类,并建立了余杭区茶叶土壤适生模型。利用适生模型,将余杭区茶叶种植区域划分为四个类型：高度适宜区、中度适宜区、低度适宜区以及不适宜区。研究表明,余杭区百丈镇和鸬鸟镇是提高余杭区茶叶产量的重点区域,建议适宜扩大该区域径山茶叶种植面积。     

基于模糊物元模型的再生水资源价值评价

【目的】利用模糊物元模型对再生水资源的价值进行评价,为城市的经济发展、水资源的合理利用和节水型社会建设提供参考。【方法】依据全面性、科学性、系统性和可操作性原则,建立统筹经济、社会、生态环境和再生水资源价值4个方面的评价指标体系,采用专家调查法和熵权法相结合的方法确定各评价指标的权重,并采用模糊物元法计算西安、咸阳、宝鸡和渭南4个城市的再生水资源价值评价结果,最后采用模糊综合评判法及层次分析法对评价结果进行校验。【结果】利用建立的统筹经济、社会、生态环境和再生水资源价值的评价指标体系,对西安、咸阳、宝鸡和渭南4个城市再生水资源价值进行评价,得到上述4个城市的欧式贴近度分别为0.696 8,0.619 6,0.513 9,0.427 6,Ⅰ~Ⅳ等级的欧式贴近度分别为0.864 9,0.707 4,0.489 7,0.380 6,通过计算西安、咸阳、宝鸡和渭南的贴近度与4个等级贴近度的欧式距离,确定4个城市的再生水资源价值等级分别为较高、较高、较低、低。通过模糊综合评判法和层次分析法对4个城市再生水资源价值评价等级进行校验,表明评价结果合理可信。【结论】基于模糊物元模型,统筹经济、社会、生态环境和再生水资源的再生水资源价值评价体系客观合理、可信,具有一定的推广应用价值。     

基于PSR模型的耕地生态安全物元分析评价

耕地生态安全评价是改善农田生态系统安全状况、促进耕地可持续利用的重要基础。针对多数综合评价研究中存在信息屏蔽和主观性的问题,在界定耕地生态安全内涵的基础上,构建了基于压力-状态-响应(PSR)模型的评价指标体系,采用物元分析方法和改进的熵值法对我国耕地生态安全进行评价。研究结果表明:(1)1996-2010年我国耕地生态安全水平不断提高,安全等级经历了"临界安全-较安全"的演变历程,但2010年"较安全"等级关联度很弱;(2)单位耕地化肥负荷、人均耕地面积、单位耕地农药负荷、土地垦殖率、水土流失程度等是耕地生态安全等级提升的关键制约因素。为了促进耕地生态安全等级不断提升,需要进一步转变经济发展方式,加强土地利用监督管理,降低经济增长对土地资源的过度消耗;大力发展绿色农业,合理施用农药、化肥;积极开展农村土地整治,加强高标准基本农田建设;加大环境治理力度,有效控制水土流失程度。基于PSR模型的评价指标体系能更准确地反映农田生态系统各要素之间的关系,物元分析方法可以揭示单个评价指标的分异信息和综合评价结果的中间信息、挖掘耕地生态安全存在的具体问题,适合用于耕地生态安全的评价。     

基于改进PSO的洞庭湖水源涵养林空间优化模型

以结构化森林经营思想为理论基础,从与水源林涵养水源、保持水土功能密切相关的林分物种组成(树种混交)、种内及种间竞争、空间分布格局、垂直结构4个方面选择混交度、竞争指数、角尺度、林层指数、空间密度指数、开阔比数作为水源林健康经营和林分空间结构优化的目标函数,建立洞庭湖水源林林分多目标空间优化模型,应用改进的群智能粒子群算法求解林分空间结构优化模型,并针对模型输出的目标树空间结构单元制定周密的经营策略。研究结果表明,优化模型能准确定位林分空间关系的薄弱环节,调控措施能显著改善林分空间结构,有利于促进森林生态系统的正向演替,为恢复洞庭湖水源林生态功能和健康经营提供理论依据和技术支撑。应用优化模型进行水源涵养林健康经营突破了传统森林经营模式,为智能信息技术在森林空间经营中的应用提供了新的思路。