基于QuickBird卫星影像的沈阳城市森林景观格局

运用景观生态学原理、GIS技术和景观格局分析软件Fragstats,选取斑块数、斑块面积、斑块密度、Shannon多样性指数、分维数、聚集度等指标,对沈阳城市森林景观格局进行了分析.结果表明:沈阳三环内城市森林斑块数为42 703个,森林面积101.24 km2;斑块数以附属林为主,占总数的65%,斑块面积以生态公益林最大,占总面积的47%;城市森林总体呈现斑块分布不均衡,结构不合理.附属林和道路林的破碎化程度高,分布分散,形状最为复杂;风景游憩林破碎化程度低,自然连接性和聚集度较好.沈阳城市森林整体景观多样性高,均匀度接近于1,优势度较小,表明斑块类型丰富,景观中优势类型不明显,异质性高.     

基于RS与GIS的森林景观空间异质性研究——以杭州市余杭区为例

利用Landsat ETM遥感影像、森林分布图和实地调查数据,借助于RS和GIS工具,选取了景观组分比例、边界密度、斑块密度、斑块平均大小、景观多样性指数、景观均匀度指数和景观优势度等指标对浙江省杭州市余杭区西部山区的森林景观进行分析,来研究该区森林景观的空间异质性。研究结果表明：该区域森林景观的6种主要组分中,竹林无论斑块数量还是面积大小都占优势,而灌木林则较少;研究区整体破碎化程度较高,表现为边界密度和斑块密度都比较大,由于受人类活动的影响大,经济林要高于其它类型,但整个景观或不同区域不同景观类型的破碎化程度差别不大;研究区整体及各乡镇多样性、均匀度、优势度均不高,表明该区域景观组分比较单一,人类应减少不合理干扰,对森林进行科学的调控以消除或减少森林景观的潜在威胁。     

安徽老山自然保护区肖坑小流域森林景观格局研究

运用景观生态分类原则和群落生态学原则,建立了肖坑小流域森林景观三级分类系统,并选用景观多样性(SHDI)、均匀度(E)、景观优势度(D)、最小距离(NHI)和连接度等景观指数对三级森林景观格局进行了分析。结果表明,肖坑小流域森林景观以常绿与落叶混交的阔叶林的中幼龄林为主。森林景观的景观多样性指数和优势度指数都较大而均匀度指数较小,表明景观类型丰富,但类型之间的面积差别较大,分布不均匀;最小距离指数和连接度指数都较小,斑块分布接近团聚分布,信息交换有一定的难度,不利于生物多样性保护和生物资源管理,今后经营管理中要加强对森林的保护,尽量减少森林旅游、采茶等人为经营活动对环境的干扰。     

探讨利用航空象片信息估测小班调查因子的方法

利用航空象片信息提取小班调查因子。首先利用航片对每个小班的林分类型、龄组、郁闭度和最大冠幅进行判读;其次根据以往的资料,建立林木株数分布,每公顷株数预测,直径与最大冠幅及胸径与树高、年龄等相关模型;最后由判读因子和上述模型借助于计算机求出林分蓄积量、断面积、各径阶株数,平均直径、平均高、平均年龄等因子。该试验是在我国北方次生林区进行的,多数小班因子可由航片提取,蓄积量估测的精度达到85％以上,可提高工作效率1—2倍。为我国二类森林调查提出了一种新的方法。     

济南市城市森林结构特征分析

采用样方法和样线法对济南的主要道路、校园、公园、居住区等4种城市森林类型的树木种类和生长指标进行了调查.结果表明:在上述4种城市森林类型中,公园的丰富度和多样性最高,道路的丰富度和多样性最低,道路、校园、公园、居住区树种均匀度相差不大,道路的树种单调性最高,公园的树种单调度最低;在道路、小区森林系统中,道路的前4种主导树种悬铃木(Platanus acerifolia)、国槐(Sophora japonica)、毛白杨(Populus bolleana)、垂柳(Salixbabylonica)、白蜡(Fraxinus chinensis)和小区的前5种主导树种悬木、垂柳、毛白杨、国槐、香椿(Toona sinensis)出现的数量占总数的比例超过60％,树种的构成具有明显的聚集性;在道路、校园、小区森林类型中悬铃木、毛白杨出现比例都超过10％,优势度十分明显.道路、公园、校园、小区的树木株数随树高的分布都成近似抛物线状.校园树木的株数随胸径大小的分布和天然杂木林株数随胸径大小的分布图相似,呈下凹的双曲线.行道树株数随胸径大小的分布呈正态分布.公园和居住区树木的株数随胸径大小的分布呈偏左的正态分布.4种城市森林类型的树木在不同高度等级、胸径等级、冠幅等级的株数分布表明,校园和道路的树木个体较大,不同体量的树木株数分配较为合理,能发挥较大的环境与生态效益,公园、居住区的树体体量较小,是今后加强管理的重点.     

小陇山林区天然林森林调查最小取样面积研究

【目的】分析森林结构参数与取样面积之间的关系,确定评价天然林状态特征的最小取样面积,为指导天然林生态监测与经营提供理论依据。【方法】以小陇山林区天然林作为研究对象,选取3块面积为1hm2的天然林固定监测样地,采用巢式取样法,按照10m×10m,20m×20m,…,90m×90m的嵌套方式设置取样面积,分析树种数、树种多样性(Shannon-Wiener指数)、林木株数、胸高断面积、树种隔离程度(混交度)、林木分布格局(角尺度)与取样面积之间的关系,采用对数模型、幂函数模型和逻辑斯蒂模型,分别对样地树种-面积、Shannon-Wiener指数-面积进行拟合。【结果】树种数、树种多样性与取样面积的曲线特征均为初期急剧上升,而后逐渐趋于平缓,曲线拐点出现在取样面积1 600和2 500m2处。树种-面积模型和Shannon-Wiener指数-面积模型均以逻辑斯蒂模型为最优。不同取样面积下每公顷林木株数和胸高断面积的估算值与实测值比较结果表明,当3块样地取样面积增大到1 600m2时,每公顷林木株数估算值与实测值的误差均降至10%以下;1、2号样地取样面积增大到1 600m2、3号样地取样面积增大到2 500m2时,每公顷胸高断面积估算值与实测值的误差均降至10%以下。混交度分析表明,当取样面积较小时,混交度各频率分布表现为无规律,3块样地平均混交度趋于稳定的取样面积依次为1 600,2 500和900m2。角尺度分析表明,1号样地中各取样面积的平均角尺度均表明林地中林木为聚集分布,但当取样面积2 500m2时平均角尺度上下波动较大;2号样地中当取样面积≥900m2时平均角尺度趋于稳定,林地中林木表现为聚集分布;3号样地中当取样面积≥2 500m2时平均角尺度趋于稳定,林地中林木表现为随机分布。【结论】当取样面积达到2 500m2时,各参数所表现的规律均趋于稳定,因此,在小陇山林区研究天然林结构特征的最小取样面积应不小于2 500m2。     

长白山典型天然林不同演替阶段物种多样性和结构多样性对生产力影响

  目的  深入探讨物种多样性和结构多样性与生产力关系是科学提高森林生物多样性和生产力的重要前提,对森林经营具有一定的理论指导意义。本研究以长白山3块典型森林群落为研究对象,试图分析处于不同演替阶段的森林群落物种多样性和结构多样性与生产力之间的关系。  方法  利用长白山次生杨桦林、次生针阔混交林和原始椴树红松林代表群落演替的早、中、晚期,分别构建多元线性回归模型比较各个多样性指标与生产力的相关性,在此基础上选择表示物种多样性和结构多样性的最优指标,进而建立结构方程模型比较物种多样性和结构多样性对生产力影响的相对重要性。  结果  研究结果表明:演替早期,物种丰富度和胸径均匀度与生产力关系最为显著,二者对生产力的影响作用近似,但作用力不强;在演替中期,物种丰富度和胸径香农指数与生产力关系最为显著,二者均对生产力具有促进作用,且物种多样性对生产力的作用比结构多样性更强;演替晚期,物种多样性和结构多样性均与生产力没有显著的相关关系。  结论  长白山天然林群落物种多样性和结构多样性与生产力之间的关系与演替阶段有关,演替中期生态位互补作用显著,通过物种多样化组合和结构优化有助于促进群落生产力提升。      

基于森林调查分类的天山北坡森林景观特征分析

[目的]干旱区山区森林景观具有显著的空间异质分布特性,景观中特征的不同梯度分布,制约着景观的各种生态过程.将景观生态学方法引入到森林资源定量分析及科学评价,可为森林资源调查提供一种新的分析评价工具.[方法]在森林资源规划设计调查土地分类的基础上,运用景观生态学原理,采用景观指数法,通过ArcGIS和Fragstats软件对天山北坡沙湾林场7种景观类型的格局进行分析.所使用的景观格局指标包括平均斑块面积、平均斑块周长、斑块密度、边缘密度、景观形状指数、聚集度、海拔、坡度、坡向等.[结果]沙湾林场景观类型丰富度较低,且各景观类型拥有的斑块数分布很不均匀.从面积来看,以未利用地面积最大,为林场森林景观的基质;针叶林景观、国家特别规定灌木林景观是沙湾林场的主要森林景观类型,是沙湾林场森林资源的重要组成部分,其景观面积分别占13.95;、8.71;;并且受地形因子影响,各类型景观分布很不均匀.[结论]景观生态学可以在森林资源规划设计调查土地分类的基础上根据森林、林地和林木资源的种类、数量、质量与分布,为综合分析与评价森林资源与经营管理现状提供有效分析方法.     

应用投影寻踪分类技术的森林生态功能评价

  目的  合理评价森林生态功能,为制定提升森林生态功能相应措施提供依据。  方法  以广东南雄观音岽自然保护区为例,选取与森林生态功能相关的19项指标,通过投影寻踪分类法构建森林生态功能评价体系。  结果  ① 保护区中"较优"等级森林占据明显优势,但保护区整体评级为"中"。②保护区森林结构整体较好,但竹林多,幼龄林较多,森林蓄积能力、自然度较弱。③19项评价指标中,郁闭度、枯枝落叶厚度、公顷株数、平均高、总覆盖度是极重要指标;坡位、自然度、海拔、龄组、土层厚度、森林群落结构、平均胸径、坡向是一般重要指标;公顷生物量、公顷蓄积量、树种结构、健康度、坡度、土壤类型是不重要指标。  结论  针对各个评价等级的森林,建议如下:①对"优"和"较优"等级森林进行监测与保护;"中"等级森林需寻找得分较差原因,对症保护,进行重点监测;"差"和"较差"等级森林进行封山抚育。②适当控制竹林的生长范围。③根据评价结果适当调整保护区功能。     

基于TM影像的泗顶铅锌矿区森林景观动态分析

运用景观生态学理论和景观格局指数分析方法,选用斑块面积、平均斑块面积、斑块形状指数、临近度指数、分形指数、平均最近距离、景观多样性指数、景观均匀度指数、斑块密度和聚集度指数等10种景观指数,对泗顶铅锌矿区2000—2009年近10年的森林景观格局进行了动态分析。结果表明,矿区主要森林景观类型为有林地和灌木林地;有林地和灌木林地的斑块形状较不规则,斑块边界形状较复杂,同类斑块间距离较近,呈团聚分布;由于受人为因素的影响,2005年林地面积、斑块数、斑块密度、破碎度、多样性均较小,均匀度较低,随着人们对森林环境的重视,2009年森林景观格局有了很大的优化,森林景观逐渐向复杂化、均匀化、多样化发展;景观聚集度指数逐渐增加,2009年达80.19%,景观斑块连接越来越紧密。     

城市景观生态林景观美景度评价

为了提高城市景观生态林美学质量,以合肥城市景观生态林为研究对象,采用美景度评估法（scenic beauty estimation,简称SBE）和多元线性回归进行综合分析,建立相关线性方程作为评价模型。结果表明：合肥城市景观生态林符合正态分布;合肥城市景观生态林美景度值分布在1.2以下,整体偏低;影响城市景观生态林景观美学质量的关键要素有5个,按影响大小排序为阔叶树比例、平均胸径、平均冠幅、有色树木比例及草坪盖度。     

北京山区侧柏人工林林内景观质量分级技术

北京山区侧柏Platycladus orientalis人工林在发挥生态服务功能的同时,其景观质量也备受关注,林内景观质量受美学质量和林分结构质量共同影响。综合考虑美学质量与林分结构质量,对北京山区侧柏人工林进行林内景观质量分级。通过相关分析筛选与林内美景度显著相关的林分结构指标,通过因子分析和逐步回归分析构建美景度模型,使用TOPSIS法和系统聚类分析对林内景观质量进行分级。结果显示:①平均胸径、林分密度、平均枝下高、灌木盖度、透视距离、郁闭度、径高比与美景度呈显著相关（P < 0.05）,林下有效空间与美景度呈极显著相关（P < 0.01）;②二次多项式逐步回归模型能够更好地解释林分结构与美景度间的关系;③将山区侧柏人工林分为高质（Ⅰ级）、中等（Ⅱ级）、低质（Ⅲ级）3个等级,选择在各等级间差异显著的平均胸径、林分密度、平均枝下高、径高比、林下有效空间指标作为划分等级的主要参考依据。林内景观质量等级较高的林地,树木粗壮且长势较好,林分密度不宜过大,枝下高较高且林下灌木较低矮,具有一定的林下空间,林内可进入性较高。     

北京市居民小区景观林林内景观质量评价研究

为了探究居民小区景观林林内景观质量的影响机理,为居民小区景观林的建设提供科学依据,以北京市内14个居民小区为研究样地,以150个林内景观为研究对象,根据影响林内景观质量的平均胸径、林下灌草覆盖度等17个指标构建景观林林内景观质量特征指数,建立林内景观美景度评价模型。结果表明,居民小区景观林林内景观质量主要取决于林木个体大小指数、景观色彩指数、景观垂直结构指数、景观近自然指数、林木个体空间指数和景观林木密度指数等林内景观特征指数。清晰的树木冠形和干形、整齐的林相、强烈的林分色彩对比、高比例的多季相树种和较高的林分自然程度均有利于提升林内景观质量。以林内景观美景度为因变量,林内景观特征指数为自变量建立美景度与林内景观质量指数间的二次多项式模型,模型拟合度较好,适用于居民小区四季景观林林内景观质量评价。科学地营建高质量的居民小区景观林过程中,应注重彩色植物和多季相树种的使用。增加景观林的层次丰富性,通过控制密度和树种组成营建近自然的林分是建设高质量居民小区景观林。     

油松、侧柏树冠复合指标模型的建立及其对林分健康性的评价

以北京西山油松（Pinus tabulaeformis）、侧柏（Platycladus orientalis）2个主要造林树种为研究对象,探讨了树冠体积、表面积和树冠生产效率3个树冠复合指标的预测模型并对林分健康性进行了定量化评价,结果表明：3个树冠复合指标与其它6个树冠绝对指标都显著相关;3个树冠复合指标在单木水平和林分水平上与胸径和林分平均断面积之间呈显著的线性回归关系。应用这3个树冠复合指标对林分健康定量化的评价结果表明,当林分平均树冠体积〉1．08m^3或林分平均树冠表面积〉7．22m^2或林分平均树冠生产效率〉1．33m时,该林分的树冠发育正常,没有受到使其生长力明显减弱的干扰和胁迫。     

基于遥感大样地抽样调查的森林面积监测

基于黑龙江森工集团2009年林地“一张图”成果数据,利用2010—2013年多源遥感数据,结合2010年一类清查和二类调查成果及其他林业经营资料,实践了遥感样地判读与地面样地抽样调查相结合的大样地调查方法的应用。结果表明: 1)黑龙江森工集团可系统布设间隔20 km的大样地231个,面积以4 km×4 km为宜,对林地面积估计的总体变动系数为14.41%;2)遥感数据对大样地各地类综合正判率为90.68%,以有林地96.82%最高,且遥感数据分辨率降低会导致地类可判读性的降低,分辨率提高则有利于提高判读精度;3)不同面积大样地对林地、有林地面积监测结果的影响差异不明显,4 km×4 km大样地调查得到2013年林地面积899.53×104 hm2,占土地面积的89.47%,其中有林地面积876.81×104 hm2;4)2010—2013年森林面积净减5.94×104 hm2(年均减少1.48×104 hm2),与封育相比造林更新是促使森林增加的主要途径,毁林开垦、森林采伐和林地征占用是导致森林面积减少的主要因素。研究认为,基于大样地区划调查的森林面积监测方法科学、经济,充分发挥了遥感技术的优势,提高了遥感数据的应用效率,提升了森林资源变化的动态监测能力,应予以推广应用。      

北京十三陵林场侧柏人工林林分结构的研究

以北京十三陵林场侧柏人工林13块样地资料为依据,研究其林分结构的特点和规律。结果表明,侧柏林林分平均密度为1535株／hm^2,平均高6．2m．断面积平均胸径为10．9cm,平均断面积为14．69m^2／hm^2,平均蓄积量为56．75m^3 ／hm^2。应用正态分布、Weibull分布、对数正态分布、Gamma分布和Beta分布拟合直径和树高结构,发现正态分布和Weibull分布拟合直径分布和树高分布效果最好,也符合人工林的林分结构规律。侧柏人工林层次结构简单,物种多样性低,乔木层、灌木层和草本层的Shannon—Weiner指数、均匀度指数平均值分别为0．85、0．58．0．75、0．39,0．78、0．58。在0～30cm阶段,更新幼苗以鹅耳枥、臭椿、槲树和栓皮枥为主;在30～50cm阶段,更新幼苗以槲树为主要更新树种;在50cm以上阶段,更新幼苗以侧柏、黄栌等喜光性树种为主,且每公顷50cm以上株数占总株数的55．5％。同时提出了“近自然森林经营”部分建议。     

城市森林林内景观质量定量通用判别技术研究

  目的  针对城市森林林内景观质量评价研究中存在的理论研究多、评价指标体系不通用等问题,构建区域性通用的林内景观质量评价指标体系,并提出林内景观分级标准,为城市森林结构优化、经营管理和生产实践提供技术支撑。  方法  以城市公园风景游憩林、郊野公园风景游憩林、居住区城市森林、城郊山地风景林等为研究对象,在林分尺度上筛选评价指标,以因子分析法构建林分结构质量综合指数,采用Topsis法结合聚类分析对城市森林林内景观质量等级进行划分。  结果  （1）4种类型的城市森林筛选出15个评价指标用于城市森林林内景观评价,将林内景观分为优、高、中、低4个等级。（2）城市森林林内景观质量评价,核心指标包括乔木树种丰富度、林下物种丰富度、林型、林分整洁度、胸径分化度、郁闭度、观赏器官多样性、色彩季相多样性、单位面积胸高断面积、冠径比等。（3）不同类型城市森林最优景观的指标特点不完全相同。城市公园风景游憩林:相对枝下高最小,径高比较小,冠径比较大,林分整洁度高;居住区城市森林:单位面积胸高断面积最大,相对枝下高最小,冠径比较小,季相丰富度高。郊野公园风景游憩林:单位面积胸高断面积、树高分化度和径高比最大,乔木树种种类最多,观赏器官较多样,多为混交林。城郊山地风景林:郁闭度适中、灌木相对高度最低、林分垂直层次和林下物种较丰富、林分整洁度高。  结论  总体上看,树种组成丰富、适度混交、林内整洁、胸径分化度和郁闭度都适宜的林分和观赏器官较多样,季相富于变化的景观更受人们的喜爱,不同类型城市森林的林分密度和冠径比的最优范围不同。在城市森林经营管理中,建议适当丰富林木树种种类,注重彩色植物和多季相树种的配置,适当调整林分密度,及时修枝、割灌,清除林下杂乱的枯落物和生活垃圾,保持林分整洁,并根据城市森林类型适时采取不同的经营管理措施,以提高其景观质量。      

典型旅游城市黄山市森林景观时空动态变化遥感分析

森林景观动态监测是识别森林生态系统内部功能与结构变化驱动机制的基础。以典型旅游城市和国家森林城市黄山市为例,以1988、1997、2006、2018年遥感影像为数据源,采用景观转移矩阵、核密度分析、景观指数等方法对黄山市森林景观时空动态变化特征进行分析。结果表明:1）森林景观为黄山市主要景观类型,有林地为优势景观,1988-2018年,有林地面积占比逐渐上升;空间上形成林地亚类镶嵌分布格局;不同年份林地亚类转移以有林地与疏林地之间相互转移为主。2）不同年份海拔与森林覆盖率呈正相关;黄山市大多数乡镇森林覆盖率在75%以上,森林覆盖率<50%的乡镇聚集在以屯溪区、徽州区为核心的中部偏东南区域;1997-2006、2006-2018年林地变化核密度密集区分布广泛,而1988-1997、1988-2018年林地变化分布较为聚集。3）景观水平上,1997、2006年聚合指数呈下降趋势,景观分裂指数呈现升高趋势,景观破碎度增加。类型水平上,有林地1988-2006年破碎度增加,2018年有所下降;疏林地较有林地破碎度更高,且斑块边缘形状复杂化;灌木林地斑块密度较小,斑块凝聚度林地景观类型中最低,分离度最高,1997年后分布区域破碎化、零散化;近30 a非林地中建设用地斑块密度、景观形状指数呈下降趋势,分布更加集聚。多期森林景观时空变化分析可为黄山市森林资源保护提供理论基础。     

大兴安岭兴安落叶松天然林结构特征

以大兴安岭兴安落叶松天然林为研究对象,利用固定样地调查数据,研究其结构特征。结果显示:(1)林分整体的直径分布为倒"J"型,6径阶株数最多,Exp3P2函数可以很好的拟合兴安落叶松的直径分布;(2)林分树高分布为单峰偏左曲线,树高8级时,株数最多,柯列尔函数拟合兴安落叶松树高分布精度高;(3)兴安落叶松树高随胸径增大而增加,可以用Wykoff方程表示其相关性;(4)兴安落叶松的胸径与冠幅为正相关关系,Monomolecular函数拟合结果良好;(5)林分平均角尺度0.485,林分呈现随机分布格局;(6)用胸径、树高和冠幅3个指标计算林分平均大小比数均呈现中庸状态;(7)林分平均混交度0.327,属于弱度混交,表明该地区为典型的兴安落叶松天然林。     

紫金山针阔混交林空间结构特征分析

结合林分树种组成、胸径、树高等传统因子,运用混交度、大小比数、角尺度、开敞度4个林分空间结构参数指标分析了紫金山针阔混交林,旨在明晰紫金山针阔混交林的空间结构特征。结果表明,乔木层共包括16个树种,马尾松和栓皮栎在种群密度和断面积上均占有明显优势,是乔木层的建群种和优势种;林分平均混交度达0.70,属强度混交范畴,各树种混交度以冬青最低;马尾松和栓皮栎在空间结构单元中以优势木和亚优势木为主,其他树种优势木较少;林分的平均角尺度为0.59,林木水平分布格局为聚集分布,但聚集程度较低;林分的平均开敞度为0.20,林木生长空间处于严重不足和不足的临界状态;林下缺乏马尾松种群的更新个体,林分最终将演替为带有常绿成分的落叶阔叶混交林。