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。     

优化林分空间结构的森林经营模式探讨

森林经营模式当前主流的当属优化林分空间结构的作法。最普遍用到的林分改造则是通过林学措施,改造低产劣质的林分,提高林分质量,提高林地生产力。相对于传统粗放的经营方式,这一模式技术体系比较完善,在景观层次上能保持森林景观的完整性和稳定性,而在林分层次上则能保持森林生态系统的健康与活力,可操作性极强,具有创新性,在生产上比较好推广。     

洞庭湖湿地系统评价与可持续发展对策

分析了洞庭湖湿地的生态功能、存在的主要生态问题,采用AHP法系统评价了洞庭湖湿地的生态质量,表明洞庭湖湿地生态功能已退化。提出了保护生物的多样性、保护水资源、发展水域生态农业、强化法律监督、建立具有湿地特色的生态旅游等可持续对策,为加强洞庭湖湿地生态建设与实现湿地资源可持续发展提供依据。     

福寿林场天然次生林空间结构分析与评价

分析天然次生林空间结构并对其评价,为制定合理的林分空间结构优化措施提供理论依据,同时也为人工林林分的空间结构优化和生态功能提高提供参照模板。以湖南省平江县福寿林场天然次生林为对象,选取角尺度、混交度和林层指数3个林分空间结构指标分析其林分空间结构特征,运用乘除法原理构建空间结构评价参数对其空间结构进行评价。结果表明,林分平均角尺度为0.45,林木的水平分布状况较为理想,接近随机分布;林分的平均混交度0.73,接近强度混交,林分树种丰富,具有良好的树种混交程度,林分稳定性较强;林分平均林层指数为0.42,林分垂直结构上成层性较高,空间利用性较好;天然次生林林分空间结构评价指数为0.624 8、0.554 1和0.569 3,评价等级分属3、4等级,林分空间结构较理想。     

兴安落叶松人工林空间结构优化

[目的]以小兴安岭林区兴安落叶松人工林为研究对象,基于林分空间结构参数和经营密度表确定采伐强度及采伐木,对林分空间结构进行优化,分析优化效果,为人工林空间结构优化提供理论依据.[方法]在黑龙江省伊春市南岔县设置4块面积为0.2 hm2的兴安落叶松人工林固定样地,选择常用林分空间结构参数角尺度、大小比数、竞争指数和开阔比...     

闽楠天然次生林林分空间结构研究

以闽楠天然次生林为研究对象,通过12块标准地调查获取数据,运用混交度、大小比数和角尺度分析林分空间结构特征,并采用林分空间结构评价指数将其划分为5个评价等级。结果表明:(1)林分平均混交度为0.525,林木为强度混交;平均大小比数为0.506,林木分化属于中庸向劣态过渡状态;平均角尺度为0.518,林木呈聚集分布。(2)林分空间结构评价指数值为0.08~0.89,与理想的空间结构差距较大;仅5号标准地评价等级最高(Ⅴ级),其表现为林木混交程度高,林木大小分化不明显,分布格局为随机分布,闽楠为主要优势树种,在林木竞争上占有优势地位,是较理想的空间结构模式。研究结果可为优化闽楠天然次生林空间结构经营措施的制定提供参考。     

利用Voronoi图评价油松人工林空间结构

为量化分析北京市八达岭油松Pinus tabulaeformis人工林森林空间布局特征,优化其生态系统结构,利用Delaunay三角网、Voronoi图的地埋信息系统（GIS）方法确立各中心木的邻近木株数,并以此为基础划分森林空间结构单元,计算各单元的聚集指数、混交度、大小比数和开敞度,实现森林空间结构信息化调查和研究。结果表明:由Voronoi图创建空间结构单元的方法,是一种区别于传统固定邻近木株数为4的合理的方法;研究区中邻近木株数范围为3~11株,在9种边长个数不同的空间结构单元中,最常见的邻近木株数为6;经统计分析可得,研究区的空间结构参数均不符合正态分布;聚集指数为1,表明整体为一般聚集状态;全林分平均开敞度为0.52,林木生存空间充足;树种的平均大小比数为0.53,整体呈中庸态势,竞争程度一般,但林分间处于优势的油松个体占比较大,竞争能力较强。由于研究区所在林分并非人工纯林,树种混交度水平参差不齐,油松的平均混交度最弱为0.25,其余树种混交程度较强。总体上树种间隔离度较差,全林稳定性较弱。     

八一镇湿地公园林分空间结构分析

以西藏林芝市八一镇湿地公园的高山松混交林为对象,从林分空间结构因子聚集指数、角尺度、混交度、大小比数等4个方面对湿地公园的林分空间结构进行研究。八一镇湿地公园森林群落类型主要为高山松针阔混交林,高山松针阔混交林中北京杨、藏川杨、旱柳、高山松等树种的组成很丰富,在研究标准地中不同树种的组成为3高3藏3北1旱。结果表明,八一镇湿地公园的结构较为合理,林分处于相对稳定状态,林分平均角尺度约为0.45,群落呈均匀分布格局;群落的混交度平均约0.4125,所以呈中度混交状态。大小比数约0.36,有将近30%在该林分空间结构中处于优势地位;聚集指数约0.9389,所以林木有随机分布趋势。通过适当增加树种多样性,制定相应的补植改造、抚育间伐等措施,可进一步改善湿地公园的林分结构。     

洞庭湖区域耕地健康状况评价研究

以洞庭湖区域为研究对象,在“压力—状态—响应”理论框架引导下,建构耕地健康状况评价指标体系,并采用基于熵权法的TOPSIS模型测算分析洞庭湖区域耕地健康状况。结果发现,2016—2020年,洞庭湖区域耕地健康状况整体呈上升趋势,耕地健康程度由2016年的0.431 2上升至2020年的0.521 7;不同县（区、市）的耕地健康程度存在差异,2020年洞庭湖区域大部分县（区、市）耕地健康程度介于0.4～0.7,处于健康或亚健康状态;从空间分布来看,洞庭湖区域东部的耕地亚健康或不健康状况更为明显。     

依据加权Delaunays三角网的林分空间结构分析与评价

在露水河林业局东升林场的长白落叶松人工林内设置了20块面积为0.06 hm²的落叶松人工林样地,将林木胸径、树高、冠幅加权到Delaunays三角网中以修正对象木与竞争木之间的竞争关系。基于加权三角网计算了角尺度、大小比数、密集度、开敞度、竞争指数、混交度这6个林分空间结构参数,构建了林分空间结构评价方法,并以此作为林分经营迫切性评价的指标。结果表明：(1)加权Delaunays三角网可以显著修正对象木与竞争木之间的竞争关系。20块落叶松人工林样地在加权后,林分竞争单元中平均排除了1.36株和增加了1.37株竞争木。(2)加权前后的角尺度、大小比数、密集度、开敞度、竞争指数、混交度这6个林分空间结构参数的统计学意义没有变化,均符合正态分布,其中角尺度加权前后的计算数据不具有相关性,其他5个参数均相关显著。(3)以加权Delaunays三角网计算的6个林分空间结构参数为基础,构建了林分空间结构评价方法,从林分空间结构的角度,考虑现实林分与理想林分的差距,能全面地对林分整体竞争状态给出评价。结论：加权Delaunays三角网可以显著修正对象木与竞争木之间的竞争关系,以...     

洞庭湖流域综合管理现状与战略研究

流域综合管理是以维护健康的流域复合生态系统为目标,以水资源管理为核心,统筹社会、经济、环境和生产、生活、生态用水等各方面的关系,通过水土资源的规划、开发利用和保护,建立和完善防洪抗旱减灾体系、资源管理体系和生态环境保护体系,促进入水和谐,维持流域社会、经济和环境的可持续发展与公共福利的最大化。洞庭湖流域管理涉及多个政府部门,目前水资源主管部门与各涉水管理部门之间职责不清,各自为政,条块分割,协调机制缺乏,造成了事实上的“多龙管理”又“群龙无首”的局面;缺乏综合的流域综合管理性质的法律法规,且开发政策法规较多,生态补偿法规缺乏,法规协调性不够,法律的制定缺乏公平的利益协调机制。从传统的管理模式向流域综合管理转变,必须统筹实施综合措施,制定流域总体规划,建立一体化的流域决策机构、综合管理执行机构与各利益方对话机制;形成长效投入机制与利益补偿机制。     

洞庭湖流域湿地生态修复技术与模式

洞庭湖流域包含众多河流、沼泽、湖泊以及人工湿地生态系统,在涵养水源、调蓄洪水、生物多样性保育等方面具有巨大的生态服务价值。然而,由于长期以来的人为干扰,洞庭湖流域湿地退化严重,针对洞庭湖流域不同类型湿地开展生态修复已成为当前国家生态文明建设和长江经济带建设的重大需求。本文从洞庭湖流域的湿地概况、退化现状和原因出发,总结了洞庭湖流域湿地生态修复的关键技术,包括水环境修复技术、水文修复技术、生境修复技术、生物修复技术和土壤修复技术;提出了洞庭湖流域湿地生态修复的一般修复模式,即环境评价——目标制定——规划编制——修复实施——管理维护——反馈调节,最终形成持续稳定、健康的湿地生态系统。最后,通过洞庭湖流域四种典型湿地类型(湖泊湿地、河流湿地、沼泽湿地和人工湿地)的生态修复案例分析,提出了对应的生态修复模式。未来应从不同类型湿地的退化过程及机理、流域尺度下的湿地生态修复、小微湿地建设、生态修复后的生态监测与适应性管理等方面加强研究。     

洞庭湖区退田还湖的产业结构调整研究

洞庭湖区经济社会要可持续发展，退田还湖是客观要求，实质内涵之一就是要进行产业结构调整。本文概述了湖区自然、经济社会概况；湖区产业现状及存在的问题；但着重论述了湖区产业结构优化调整：应立足资源优势、产业现有基础，以经济繁荣和可持续发展为目标，用农业产业化、工业化和城镇化为途径，重点发展工业原料林及林产品加工业、草食性畜养殖业、水产水禽养殖业、农产品加工业及旅游业和商贸流通业。尤其是提出要解放思想，更新观念。加大加快发展湖区林业与湖区畜牧业的观点。     

洞庭湖杨树林及原生湿地生态环境中鸟类的群落结构

本文利用路线调查法对栽培速生杨的沅江江渚头垸和保持原始湿地环境的汉寿青山垸进行了鸟类资源调查.调查发现栽培杨树林后鸟类群落结构发生了改变,湿地鸟类物种数量减少,森林鸟类比例增加(达62%).鸟类密度和多样性指数均有不同程度的降低.杨树林中鸟类群落结构单调,其中森林类型鸟类仅占洞庭湖区森林类型鸟类的24.1%.     

洞庭湖鱼类群落结构和生物多样性分析

[目的]对洞庭湖鱼类群落结构及生物多样性进行分析。[方法]通过对洞庭湖鱼类资源进行初步调查,并对洞庭湖鱼种类情况、鱼类生物量情况、优势鱼类情况以及鱼类多样性情况进行了分析。[结果]洞庭湖各区域鱼类物种数量均相差不大,其生物量最多的是鲤鱼。洞庭湖优势种鱼类比例依次为鲤科、鮠科、鮨科、鳅科。洞庭湖鱼类Shannon-Wiener(H1)指数的变化范围为1.681~2.511,丰富度(R)指数的变化范围为1.851~2.584,Pielou(J')指数的变化范围为0.581~0.879。相关性分析表明,洞庭湖鱼类Shannon-Wiener(H1)指数与丰富度(R)指数、Shannon-Wiener(H1)指数与Pielou(J')指数均呈高度相关性。[结论]该研究结果可为洞庭湖的生态修复提供理论基础。     

东洞庭湖沉积物重金属污染及生态-健康风险

沉积物是水体中重金属污染的源和汇,为探究东洞庭湖最新的沉积物重金属污染状况、生态风险及健康风险,采集东洞庭湖湿地保护核心区、城陵矶港口区、航道区、城镇居民区、旅游区、农场和芦苇场7个功能区63个表层沉积物样品,测定As等10种重金属的含量,并采用地累积指数法、富集因子法和Hakanson潜在生态风险指数法以及美国EPA健康风险评价法对其污染程度和人体暴露风险进行评估。结果表明,As、Cd、Cr、Co、Cu、Mn、Ni、Pb、Sr和Zn的平均含量分别为14.53、6.49、70.39、19.66、27.91、933.26、42.36、41.48、93.83 mg·kg^-1和164.91 mg·kg^-1。地累积指数评价结果显示,Cd处于偏重度污染程度等级（I_geo=3.39）,其余均为轻度污染（0<I_geo<1）;富集因子法评价结果表明,Cd为中度富集（EF=2.78）,其余重金属均为轻度富集（EF<1）;潜在生态风险指数法评价结果显示,Cd的风险程度为极高风险（Eⁱ_r=662.13）,其余重金属均为低风险（Eⁱ_r<10）;从不同功能区来看,重金属潜在生态风险由高到低排序为：湿地保护核心区>芦苇场>航道区>旅游区>农场>城镇居民区>城陵矶港口区,表明重金属更易于在植物根际土壤中沉积与滞留。健康风险评价结果表明,表层沉积物对成人的非致癌指数均在可接受范围内（HI<1）,而As、Cd、Pb对儿童造成的非致癌风险在沿东洞庭湖东岸的航道区超过了可接受水平。综合来看,与已报道的国内其他浅水湖泊相比,东洞庭湖表层沉积物的重金属污染处于较高污染水平。     

基于GIS和 .NET的插件式森林空间结构分析系统

针对森林空间结构分析复杂,计算量大,缺乏有效分析工具的现状,试图研建基于插件技术的森林空间结构分析系统以满足复杂多变的应用需求。采用.Net平台下的插件技术,基于C#开发语言,结合ArcGIS Engine 9.3组件开发包,建立了森林空间结构分析系统ASFSS,实现了“平台 + 插件”框架模式下的森林空间结构分析。用户能利用存放在Excel中的林分调查数据进行混交度、竞争指数、集聚指数分析,以及竞争关系分析和空间格局分析等。实现了基于GIS的森林空间结构的重建和可视化分析,为相关研究人员和森林经营管理者提供了方便快捷的分析工具。在该框架下,用户只需要增加或替换插件即可完成系统功能的扩展和升级,极大地提高了系统的移植性和扩展性,灵活的插件式设计为未来森林空间结构分析的升级提供了方便途径。图7参13     

森林立木蓄积资源系统的计算机仿真实验研究

森林资源系统的计算机仿真是实现森林资源系统现代化管理的重要方法.该文利用描述森林林木直径分布结构变化的数学模型,用VC开发出相应的计算机仿真系统应用软件,并用河北省承德、张家口太行山区部分森林资源一类调查数据,进行了森林立木蓄积资源预测的计算机仿真实验,获得了满意的结果,从而验证了该模型及相应技术方法的正确性.同时也说明了其在森林资源系统现代化管理中所具有的重要理论意义和应用前景.      

天目山常绿阔叶林空间结构与地形因子的关系

  目的  研究天目山常绿阔叶林的空间结构与地形因子之间的关系,以期为常绿阔叶林的经营管理提供科学依据。  方法  以浙江省天目山国家级自然保护区常绿阔叶林为研究对象,设置100 m×100 m的大型固定样地,用相邻格子调查方法将样地划分为100个10 m×10 m的调查单元,对样地内林木进行实测。用聚集指数、竞争指数和树种多样性混交度描述空间结构特征,以坡度、坡向、海拔和粗糙度作为地形因子,利用方差分析分析空间结构与地形因子之间的关系。  结果  ①坡度过大或过小都会导致竞争指数显著增大(P＜0.05)。半阳坡的树种多样性混交度显著高于阳坡(P＜0.05),Ⅰ级粗糙度的树种多样性混交度显著低于Ⅲ级粗糙度(P＜0.05)。随着样地内海拔的升高,林分的树种多样性混交度显著增大(P＜0.05),但样地内海拔过高或过低,都会使聚集指数显著减小(P＜0.05)。②在Ⅲ级粗糙度中,Ⅰ级坡的竞争指数显著高于Ⅱ级坡和Ⅲ级坡(P＜0.05),Ⅱ级坡的树种多样性混交度显著高于Ⅰ级坡和Ⅲ级坡(P＜0.05),半阳坡的聚集指数和树种多样性混交度显著高于阳坡(P＜0.05)。在样地内的高海拔区域,Ⅰ级坡的竞争指数显著高于Ⅱ级坡和Ⅲ级坡(P＜0.05);而在样地内的中海拔区域,Ⅲ级粗糙度的聚集指数和树种多样性混交度显著高于Ⅰ级粗糙度和Ⅱ级粗糙度(P＜0.05)。  结论  在常绿阔叶林群落中,不同的地形因子对其空间结构特征有着不同程度的影响。在一定地形条件下,合理调控常绿阔叶林的空间结构是促进树木生长的重要经营策略。图10表2参31