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。     

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      

基于GIS的栅格化坡面径流路径模拟与LS值计算

该研究旨在研制建立适合我国黄土区以小流域为单元、基于GIS栅格化的坡面径流路径及土壤侵蚀强度空间分异分析模拟模型 .以ViewGIS为平台 ,将流域图经栅格化处理和建立基于栅格化处理的关系型数据库 ,利用D8方法和DEMON方法 ,分析模拟径流路径 ;开发出了适于分析模拟黄土区小流域土壤侵蚀强度空间分布的模块 ,以小流域为单元对坡面径流路径进行了模拟 ,并模拟计算了通用水土流失方程的地形因子LS值在该流域坡面的分布 ,最后将计算结果存放于关系型数据库中 .该研究深入ViewGIS内核 ,在开发DEM径流分析、土壤侵蚀等功能的基础上 ,实现了对整个流域径流路径及土壤侵蚀地形地貌分异规律的计算机分析模拟与成图 ,为研制开发防护林体系高效空间配置智能化规划设计系统打下了良好的基础     

基于GIS的防护林空间配置调整辅助决策系统的框架设计

为防护林空间配置的调整提供定量化的辅助决策工具。结合防护林空间配置调整的特点和要求,进行了基于GIS的防护林空间配置调整辅助决策系统的框架设计。该系统由数据库、知识库、模型库和用户接口子系统组成,其中模型库中包括空间配置优化和空间配置调整两个基本模型。系统不仅可以充分发挥决策者的思维能动性,使防护林空间配置的优化与调整具有较高的科学性和实用性,更能够实现以小班为调整单元的防护林空间配置调整过程的可视化,对于生产实践具有很强的实际指导意义。     

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一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,可产生约1.63亿元经济效益,涵养水2 158.76×104 m3,减少泥沙6.8×104 t.     

农田防护林品种选择及防护效益试验

<正>一、试验目的依据本地实际及防护林栽植以杨树为主的特征,选择适宜本地气候条件、适宜营造农田防护林的优良品种,为本地防护林杨树品种选择提供更大空间,使农田防护林更好地发挥防护作用,提高营造防护林的科技含量和经济收益。     

基于GIS的栅格化坡面径流路模拟与LS值计算

该研究旨在研制建立适合我国黄土区以小流域为单元、基于GIS栅格化的坡面长流路径及土壤侵蚀强度空间分异分析模拟模型，以View GIS为平台，将流域图经栅格化处理和建立基于栅格化处理的关系型数据库，利用D8方法和DEMON方法，分析模拟径流路径；开发出了适于分析模拟黄土区小流域土壤侵蚀强度空间分布的模块，以小流域为单元对坡面径流路径进行了模拟，并模拟计算了通用水土流失方程的地形图因子LS值在该流域坡面的分布，最后将计算结果存放于关系型数据库中，该研究深入View GIS内核，在开发DEM径流分析、土壤侵蚀等功能的基础上，实现了对整个流域径流路径及土壤侵蚀地形地貌分异规律的计算机分析模拟与成图，为研制开发防护林体系高效空间配置智能化规划设计系统打下良好的基础。     

岳西县国有林业总场森林资源分析与经营评价

该文以岳西国有林业总场森林资源二类调查的数据为依据,对林地资源、森林资源的数量和质量、森林资源的结构进行了分析。结果表明,森林类别以公益林为主,占林地总面积的98.94%;林种结构以防护林为主,占森林面积的99.993%,占森林蓄积的99.995%;乔木林各龄组幼林龄∶中林龄∶近熟林∶成熟林∶过熟林面积比例为1∶14∶9∶6∶3,蓄积比例为1∶17∶16∶11∶5;乔木林优势树种(组)以杉、松和硬阔为主,分别占杉乔木林地蓄积的41.47%、40.47%、17.99%。森林资源培育取得了显著成效,生态环境、基础设施和民生得到了明显改善,林业科技得到了有效应用,森林资源实现了多目标的经营,森林火灾和林业有害生物得到了有效控制,森林生态系统的保护能力得到了有效提升,森林资源经营实现了良性循环。该研究为改制后的岳西县国有林业总场,作为公益性林场的经营方案编制和可持续经营的林业发展提供了依据。     

新疆绿洲人工防护林体系特征分析

[目的]研究新疆绿洲人工防护林体系特征.[方法]通过对比新疆维吾尔自治区森林资源连续清查(第2～8次)成果数据,对新疆干旱绿洲人工防护林林种、栽植面积、蓄积、龄组等特征进行分析.[结果]2011年人工防护林面积是1992年的2.2倍,蓄积是1992年的4.0倍;人工防护林龄组面积变化特征为初期以幼龄林为主,变化为以中、幼龄林为主,近、成熟林为辅的模式.人工防护林树种选择上由乔木、灌木、经济林树种逐渐转变为以乔木树种为主;人工防护林树种配置上由乔灌混交林逐渐过渡到以人工乔木为主的模式;人工防护林占农田面积由1992年的4.0％ ～5.0％提高到2011年的8.9％,防护效果显著.[结论]为新疆干旱绿洲人工防护林体系近年来的发展变化提供数据支撑.     

基于CASA模型的海河流域生物量估算及特征分析

生物量估算研究有助于寻找陆地植被从大气中固定碳的数量及影响其时空分布的驱动因子,在此基于CASA（Carnegie AmesStanford Approach）模型,结合遥感数据和匹配的温度、降水、太阳辐射资料以及全国1∶400万植被图,估算海河流域2002 ～ 2007年的生物量,并以2007年为例分析了不同植被类型、不同植被覆盖度的生物量差异以及生物量随季节变化特征和空间分布.结果表明,CASA模型适用于海河流域生物量研究;6年来,海河流域年均生物量总量为405.5 Tg;海河流域的年生物量分布呈东南高西北低的趋势,平原生物量＞山区生物量＞高原生物量.     

青海湖流域土壤侵蚀现状及防治对策研究

应用RS和GIS技术相结合进行青海湖流域土壤侵蚀遥感调查,通过对TM影像和1∶50000地形图的室内判读与野外调查相结合的方法,解译出青海湖流域的土地利用与植被覆盖现状图和数字高程模型图。在建立土地利用与植被覆盖的空间数据库和属性数据库的基础上,通过土壤侵蚀专家分类系统,获得了青海湖流域土壤侵蚀分类分级的侵蚀现状,为今后该流域的水土保持工作提供参考意见,并提出了相对可行的防治对策。     

基于SWAT模型的华北土石山区流域不同水源涵养林类型的水文响应模拟

根据北京市红门川流域原有1∶10000土地利用图,结合流域1990年、1995年、2000年和2005年四期遥感影像,在GIS支持下,得到四期土地利用图,采用Arc View分析获得空间数据和属性数据。将不同年份土地利用结构中的水源涵养林替换为单一森林类型,利用SWAT模型模拟单一森林类型下的产流量。结果表明:红门川流域不同森林类型产流有所不同,其排序为:灌木林>针叶林>混交林>阔叶林。森林植被调蓄径流功能与降水有一定关系,在丰水年和汛期不同森林类型产流差异明显,在枯水年和枯水期差异不明显。     

基于GIS的小流域地貌分形维数测定方法研究

分形理论为复杂地貌形态的量化研究提供了新思路。基于分形基本理论及GIS技术,选择位于辽宁东部山区的泉河小流域为研究区,以1∶10000地形图为数据源,通过建立数字高程模型,应用尺度—面积法对研究区地貌分形维数进行了分析计算。研究表明:泉河小流域地貌形态在无标度区间内表现出良好的分形特征,流域地貌分形维数D=1.9539;流域地貌分形维数能够较好地表征流域复杂的地形地貌特征,分形维数作为描述流域地形地貌的综合指标对于建立小流域降雨产沙模型具有重要意义。     

应用GIS对农田防护林防风效能评价

农田防护林作为农林生态系统的重要组成部分,具有防止土壤风蚀,保护农田生态系统作用,也是保护区域农业安全生产的生态屏障。以黑龙江省克山县为研究区,结合野外调查数据,应用GIS对农田防护林防风效能进行空间评价。结果表明：摩擦衰减系数与相对风速具有一致的变化规律,相关系数为0.735(P<0.001),摩擦衰减系数作为相对风速的替代变量可以描述防护林的防风效能;借助于GIS强大的空间分析功能,结合野外调查数据,直观地反映了农田防护林的防风效能,以及不同位置关系农田防护林防风效能的空间变化特征。     

云南省典型高原湖泊流域耕地自然质量等空间分布特征研究

【目的】为了解高原湖泊流域耕地利用情况,为流域耕地保护、农业结构优化和生态环境改善提供科学依据。【方法】采用空间分析、统计分析等方法,对滇池、洱海和抚仙湖三大高原湖泊流域耕地自然质量等在不同尺度上的空间分布特征进行研究。【结果】(1)流域尺度:滇池流域耕地等别以7~9等、13~15等为主,等级以中等为主;洱海流域耕地等别以6~7等、14~15等为主,各等级分布相差不大;抚仙湖流域耕地等别以8~9等、15~16等为主,等级以中等为主。(2)县域尺度:滇池、洱海和抚仙湖三大湖泊流域耕地主要分布在昆明主城、大理市和澄江县,平均等最高的区县分别为昆明主城(12.6等)、宾川县(15.9等)和江川县(11.8等)。【结论】三湖流域耕地等别都呈"双峰值"特征,峰值范围主要在6~9等、13~16等之间,谷值范围主要在10~12等之间,洱海流域低、中、高等地分布较均匀,其余两大流域均以中等地为主;中、高等地大多分布在流域内的缓坡丘陵或河谷平坝地区。     

黄龙山蔡家川林场景观格局分析

以黄龙山蔡家川林场1997森林资源二类调查数据、1∶10000林相图和1969年1∶50000的地形图为基础,利用GIS软件,应用地理信息系统技术,辅助Fragstats3.0景观软件,对林场的景观格局进行了分析。选取的景观空间格局度量指标包括:斑块数量、斑块大小、斑块密度指数、优势度指数、均匀度指数、多样性指数等。研究结果表明:林地是蔡家川林场的景观基质,森林景观以阔叶林为主,以其很强的萌蘖能力在各景观中占绝对优势。蔡家川林场森林景观异质性高,森林类型丰富多样。油松林和杨树林受人为干扰较大,形状简单。     

北洛河流域退化植被的生物恢复措施

依据地貌、气候等特征,把北洛河流域分为黄土丘陵沟壑区及黄 土高原沟壑区。在黄土丘陵沟壑区的梁峁顶建立水土保持植被,退耕后 最适宜还草,可以适当种植灌木;在梁峁阳坡,以水土保持为主,兼顾 生态混交的草灌,并以少量乔木结合;梁峁阴坡以薪炭林为主,草灌乔 相结合;在沟底以培育用材林为主。在黄土高原沟壑区的塬面建立农林 草生态经济复合模式,以农耕地为主;塬坡营造水土保持防护林草带, 沿沟边种植根系发达、固土作用强的植物。阳坡以退耕还草灌为主,阴 坡乔灌草相结合;在沟头、沟边, 以建防护林为主。     

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。     

流域非点源污染物输出的环境因子分析

通过流域断面水质监测和GIS的流域空间分析等手段建立石头口门水库流域基础数据库,运用多元统计分析和偏冗余度分析对枯水期和丰水期影响流域非点源污染物输出空间分异的自然环境、人为干扰、尺度因素及其交互作用等环境因子进行了定量分解,运用冗余分析方法探讨了两个时期不同环境因子对流域非点源污染物输出种类及其形态的影响。结果表明,所选环境因子在枯水期和丰水期分别解释了流域非点源污染水质空间变异的64.5%和68.2%;两个时期纯自然环境对非点源污染的影响均最为显著,分别解释了水质空间变异的43.7%和59.5%,其次是纯人为干扰,均超过了20%。自然环境-人为干扰的组合在枯水期较为强烈地影响非点源污染的产出,占到水质空间变异的20%以上,而在丰水期这一作用不明显。枯水期,以居民用地为主的人为干扰控制着流域内以氨氮和颗粒有机氮为主的氮的输出以及有机物质的输出,而以流域面积为主的尺度因素则主要影响可溶性磷和有机物质的输出。对于丰水期而言,非点源污染物输出的种类和形态受到不同类型环境因子组合的控制。     

防护林杨树天牛灾害持续控制技术研究

以光肩星天牛和黄斑星天牛为主的杨树天牛是我国最重要的毁灭性蛀干害虫,控制难度极大.树种单一的防护林体系,抗御生物灾害能力弱;因此,许多地区“三北”防护林一期工程中营建的以杨树为主的林分大多已被天牛毁灭殆尽,其中以陕甘宁蒙晋五省区受害为甚,经济、生态和社会效益损失惊人.为控制杨树天牛灾害,原国家科委和科技部分别于1994年和1996年立项启动了“八五”国家科技攻关应急计划“宁夏青铜峡杨树天牛综合防治技术研究示范区”(编号:85 0 2 1 0 4 0 1)和“九五”国家科技攻关项目“防护林杨树天牛持续控制技术研究”(编号:96 0 …