發(fā)布時間：2017-04-20 16:09

  本文關鍵詞：五指山市林地景觀格局及森林碳儲量時空演變研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,在維護全球碳平衡、生態(tài)穩(wěn)定和緩解全球氣候變暖中發(fā)揮著不可估量的作用,林地景觀格局的生態(tài)脆弱性、敏感性、森林碳儲量和碳密度是評價碳循環(huán)貢獻的基礎,研究其空間分布特征、趨勢和動態(tài)變化對了解全球碳平衡和森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性有著重要意義。本文依據(jù)五指山市1998年、2003年、2007年三期遙感影像數(shù)據(jù),2010年森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)和1993年、1998年、2003年、2008年四期一類清查數(shù)據(jù),依據(jù)景觀生態(tài)學、森林可持續(xù)經(jīng)營和地統(tǒng)計學理論和方法,在林地景觀類型格局指數(shù)建立、流域生態(tài)敏感性評價；景觀類型脆弱度指數(shù)和生態(tài)脆弱度指數(shù)模型構(gòu)建、林地景觀面積預測、森林植被碳儲量和碳匯經(jīng)濟價值估算等方面開展了研究。主要研究內(nèi)容和研究結(jié)論如下：(1)選取聚合度(AI)、景觀形狀指數(shù)(LSI)、分離度(D)、邊緣密度(ED)、香農(nóng)多樣性(SHDI)、香農(nóng)均勻度(SHEI)、破碎度指數(shù)(FN)、連接度指數(shù)(CONNECT)、斑塊密度(PD)等9個景觀格局指數(shù),利用景觀fragstats3.4軟件計算五指山市不同林地景觀類型的景觀格局指數(shù)。林地景觀格局動態(tài)變化分析表明：五指山市各景觀類型中闊葉混交林的形狀指數(shù)最大為57.9017,而非林地的形狀指數(shù)最小為2.7077。近10年內(nèi)類型分布較為均勻,復雜度基本沒變。各景觀類型的斑塊密度,均呈明顯的增加趨勢,形狀指數(shù)與邊緣密度變化方向一致,林地景觀的分離度變化量較小,各斑塊間相互影響及轉(zhuǎn)化較小,景觀斑塊間類型的改變主要是通過林地與非林地間的轉(zhuǎn)化完成,景觀聚合度的年變化不大。(2)選取了坡度、高程、土壤類型、土地覆蓋類型4個因子作為生態(tài)敏感性的評價因子,運用層次分析法綜合評價了流域生態(tài)敏感性狀況。結(jié)果表明：通過對比三期生態(tài)敏感性分布圖可知,五指山市的極度敏感區(qū)和高度敏感區(qū)主要分布在區(qū)域北部、西南部和中部,并在1998年至2003年之間快速擴大1.765倍,通過對比發(fā)現(xiàn)該區(qū)與海拔、坡度和土壤類型具有較強的關聯(lián)性原因可能是該區(qū)域海拔較高,地勢陡峭,土壤類型在環(huán)境和自然條件影響下易發(fā)生水土流失和雨水侵蝕現(xiàn)象。不敏感區(qū)和輕度敏感區(qū)主要沿河分布,并在5年間迅速減少23302 hm2,其原因可能是隨著人類活動的加劇,該區(qū)因其自然條件良好而受到較大干擾。中度敏感區(qū)面積變化雖然不大,但東南部生態(tài)敏感性隨時間推移而逐漸降低的情況反映出生態(tài)敏感性變化的復雜性。在生態(tài)敏感性變化的過程中存在一定規(guī)律,即高級敏感區(qū)多由下一級轉(zhuǎn)化而來,當?shù)卣畱源藶閰⒖歼M行生態(tài)環(huán)境的保護和建設。(3)構(gòu)建了景觀類型脆弱度指數(shù)和生態(tài)脆弱度指數(shù)模型,運用因子分析法確定指標的權重,計算景觀類型脆弱度指數(shù)和生態(tài)脆弱度指數(shù)；分析結(jié)果表明：五指山市各景觀類型脆弱度排序為：喬經(jīng)濟林類其他灌木類硬闊類灌經(jīng)濟林類非林地軟闊類闊葉混交林竹林類針葉林。喬經(jīng)濟林類對外界反映最為敏感,穩(wěn)定性較差,其原因是喬經(jīng)濟林類所處區(qū)位海拔較高,受人為干擾因素大,聚合度低,破碎度大；其他灌木類的脆弱度僅次于橡膠林,其原因在于其他灌木類景觀類型斑塊數(shù)量少,生態(tài)系統(tǒng)連接度較低,對外部環(huán)境變化的抵御能力差。在9類景觀類型中針葉林的生態(tài)脆弱性最低,其原因可能是該景觀類型主要分布在人跡罕至的偏遠山區(qū),分布較為集中,受人為干擾少,生物結(jié)構(gòu)群落較復雜,具有較強的生態(tài)穩(wěn)定性。生態(tài)脆弱性有所升高,Ⅰ級區(qū)在5年時間內(nèi)提高了8.7倍,而Ⅲ級區(qū)的面積逐漸減少,Ⅰ級區(qū)和Ⅱ級區(qū)主要分布在海拔較高、坡度較陡的區(qū)域,該區(qū)受人為干擾少,生態(tài)脆弱性較低。五指山市生態(tài)脆弱性的變化規(guī)律主要有兩條：一是兩級分化,即隨著時間推移,Ⅲ級區(qū)面積減少,Ⅰ級區(qū)和Ⅱ級區(qū)、Ⅳ區(qū)和Ⅴ級區(qū)面積增大；二是V級區(qū)逐漸由單極向多極分化。這兩條規(guī)律都直接受人為干擾因素的影響,在進行生態(tài)環(huán)境保護和建設時應積極采取減少人為干擾的措施。(4)通過分析1998年、2003年、2007年連續(xù)三期的五指山市林地景觀,借助于GIS軟件的空間采樣和地統(tǒng)計學插值方法,生成生態(tài)脆弱性等級分布圖；分析結(jié)構(gòu)表明：1998年闊葉混交林的形狀指數(shù)LSI最高,非林地類最低；針葉林類的破碎度FN最大,非林地類最��；非林地類的連接度CONNECT最大,闊葉混交林最�。会樔~林的聚合度AI最大,喬木經(jīng)濟林的最小,闊葉混交林的斑塊密度PD最大,非林地的最�。会樔~林的邊緣密度ED最大,其他灌木林類最小。2003年闊葉混交林的形狀指數(shù)LSI最高,非林地類最低；針葉林類的破碎度FN最大,非林地類最��；非林地類的連接度CONNECT最大,竹林類最��；針葉林的聚合度AI最大,喬木經(jīng)濟林的最小,闊葉混交林的斑塊密度PD最大,非林地的最�。会樔~林的邊緣密度ED最大,非林地類最小。2007年,闊葉混交林的形狀指數(shù)LSI最高,非林地類最低；針葉林類的破碎度FN最大,非林地類最��；非林地類的連接度CONNECT最大,闊葉混交林最小；針葉林的聚合度AI最大,竹林類的最小,闊葉混交林的斑塊密度PD最大,非林地的最�。会樔~林的邊緣密度ED最大,非林地類最小。(5)分別采用馬爾科夫模型與GM(1,1)灰度模型對五指山市的闊葉混交林、喬木經(jīng)濟林類、硬闊類、針葉類、軟闊類、竹林類、灌木經(jīng)濟林類、其他灌木類八類林地景觀面積進行預測。兩種模型對不同的景觀類型預測精度各有優(yōu)缺點,均適合運用在五指山市景觀類型面積的預測中；在未來幾十年內(nèi)五指山市各林地景觀類型面積的大小排序為：闊葉混交林喬木經(jīng)濟林類硬闊類針葉類軟闊類竹林類灌木經(jīng)濟林類其他灌木類。(6)借助于地理信息系統(tǒng)技術分析其空間分布特征和變化趨勢,運用生物量換算因子連續(xù)函數(shù)法估算五指山市森林植被碳儲量,并采用造林成本法估算其碳匯經(jīng)濟價值。對五指山市研究發(fā)現(xiàn)：2010年五指山市總面積116054.7766hm2,總碳儲量6060938.32t,約6.1Tg,全市平均碳密度52.22t/hm2,總固碳價值為16.5645億元,結(jié)合該區(qū)森林資源現(xiàn)狀,碳匯功能將隨著時間的推移,具有較大的固碳經(jīng)濟效益。1993年至2008年間,五指山市森林植被碳儲量總體分布趨勢表現(xiàn)為自然演替→自然演替為主、人為干擾演替為輔→人為干擾演替→人為干擾演替為主、自然演替為輔；碳儲量變化趨勢為優(yōu)→良→差→良,隨著人們生態(tài)意識的加強和海南省各林業(yè)工程項目的實施,五指山市森林植被碳儲量將逐步呈現(xiàn)良性發(fā)展趨勢。
【關鍵詞】：林地 景觀格局 碳匯 趨勢 五指山市
【學位授予單位】：中南林業(yè)科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S718.5
【目錄】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-14
• 1 研究背景和意義14-17
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 研究目的及意義15-17
• 2 國內(nèi)外研究進展17-32
• 2.1 景觀格局研究進展17-21
• 2.1.1 基本概念17-18
• 2.1.2 國內(nèi)研究進展18-20
• 2.1.3 國外研究進展20-21
• 2.2 生態(tài)脆弱性與敏感性研究21-22
• 2.3 森林碳儲量研究進展22-30
• 2.3.1 碳儲量研究進展22-24
• 2.3.2 碳儲量研究方法進展24-26
• 2.3.3 碳儲量空間分布特征研究進展26-28
• 2.3.4 森林固碳價值28-30
• 2.4 存在的問題分析與展望30-32
• 3 研究區(qū)概況32-36
• 3.1 自然地理情況32-33
• 3.1.1 地理位置32
• 3.1.2 地形地貌32
• 3.1.3 氣候32-33
• 3.1.4 水文33
• 3.1.5 土壤33
• 3.2 社會經(jīng)濟情況33-34
• 3.2.1 行政區(qū)劃及人口33
• 3.2.2 經(jīng)濟發(fā)展33-34
• 3.3 森林資源情況34-36
• 3.3.1 植被34-35
• 3.3.2 動物35-36
• 4 研究內(nèi)容、方法與技術路線36-48
• 4.1 數(shù)據(jù)來源36-41
• 4.1.1 數(shù)據(jù)來源36-37
• 4.1.2 數(shù)據(jù)處理37-41
• 4.1.3 軟硬件支持41
• 4.2 主要研究內(nèi)容41
• 4.3 研究方法41-47
• 4.3.1 景觀格局空間異質(zhì)性41-42
• 4.3.2 景觀格局生態(tài)脆弱性42
• 4.3.3 景觀格局動態(tài)模擬與預測42
• 4.3.4 森林碳儲量估算42-44
• 4.3.5 空間數(shù)據(jù)分析44-46
• 4.3.6 森林固碳價值估算46-47
• 4.4 技術路線47-48
• 5 五指山市林地景觀格局研究48-100
• 5.1 景觀格局空間分異特征48-52
• 5.1.1 景觀指標的選取及其計算48-51
• 5.1.2 景觀異質(zhì)性結(jié)果與分析51-52
• 5.2 林地景觀格局動態(tài)變化分析52-58
• 5.3 基于景觀格局和生態(tài)敏感性的林地生態(tài)脆弱性評價及分析58-79
• 5.3.1 五指山市林地生態(tài)脆弱性評價指標體系構(gòu)建58-63
• 5.3.2 五指山市生態(tài)敏感性評價與分析63-69
• 5.3.3 五指山市區(qū)域生態(tài)脆弱性評價與分析69-79
• 5.4 林地景觀格局動態(tài)模擬與預測79-100
• 5.4.1 基于GM(1,1)模型的林地景觀動態(tài)模擬79-92
• 5.4.2 基于馬爾科夫林地景觀動態(tài)模擬92-98
• 5.4.3 模擬方法對比分析98-100
• 6 五指山市森林碳儲量研究100-125
• 6.1 森林碳儲量及碳密度空間異質(zhì)性分析100-110
• 6.1.1 基于小班尺度的森林植被碳儲量及碳密度分布特征100-102
• 6.1.2 不同區(qū)域森林碳植被碳儲量及碳密度分布特征102-103
• 6.1.3 不同林種森林植被碳儲量及碳密度分布特征103-104
• 6.1.4 不同森林類型碳儲量及碳密度分布特征104-105
• 6.1.5 不同起源植被森林碳儲量及碳密度分布105-106
• 6.1.6 不同齡組森林植被碳儲量及碳密度分布106-108
• 6.1.7 不同郁閉度森林植被碳儲量及碳密度分布108-109
• 6.1.8 不同自然度森林植被碳儲量及碳密度分布109-110
• 6.2 基于地統(tǒng)計的森林碳儲量動態(tài)變化分析110-122
• 6.2.1 數(shù)據(jù)資料統(tǒng)計結(jié)果110
• 6.2.2 趨勢預測結(jié)果與分析110-111
• 6.2.3 簡單克里金法預測結(jié)果與分析111-116
• 6.2.4 空間重分類結(jié)果與分析116-122
• 6.3 五指山市森林固碳價值分析122-125
• 7 結(jié)論與討論125-128
• 7.1 結(jié)論125-127
• 7.2 討論127-128
• 8 創(chuàng)新點與展望128-130
• 8.1 創(chuàng)新點128
• 8.2 展望128-130
• 參考文獻130-142
• 攻讀博士學位期間的主要學術成果142-144
• 致謝144

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：五指山市林地景觀格局及森林碳儲量時空演變研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：319028