本文關(guān)鍵詞：森林植被生境因子空間變異及生境適宜性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：森林植被是地球表面最重要的生態(tài)系統(tǒng)之一,它是一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、包含萬(wàn)象、生命旺盛和具有特定功能的巨系統(tǒng)。從地理學(xué)角度上講,又具有非常顯著的空間分布特征,即在一定的地理區(qū)域內(nèi),必然有與該地理環(huán)境相應(yīng)的森林植被出現(xiàn),這絕非偶然,從生物進(jìn)化的規(guī)律上講,特定的地理屬性承載了特定的地形、土壤和氣象等物質(zhì)環(huán)境,這些要素的合集則構(gòu)成了森林植被的生境因子,而生境因子的空間變異格局決定了森林植被等群落的分布格局。所以宏觀的研究森林植被的分布格局成為生態(tài)環(huán)境建設(shè)的標(biāo)識(shí),通過(guò)分析其空間分布規(guī)律與變異特征,關(guān)系到生態(tài)環(huán)境對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的承載能力,對(duì)國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。為此,本文對(duì)全國(guó)國(guó)土區(qū)域按1：1萬(wàn)比例尺進(jìn)行矩形網(wǎng)格劃分。形成覆蓋大陸的格網(wǎng)體系,網(wǎng)格中嵌入多項(xiàng)屬性數(shù)據(jù),通過(guò)多源遙感影像數(shù)據(jù),對(duì)研究區(qū)內(nèi)的土壤因子(鉀、磷及有機(jī)質(zhì)含量)、地形因子(坐標(biāo)、高程)、氣象因子(年均降雨量、氣溫、濕度)和森林植被蓋度(NDVI)等數(shù)據(jù)進(jìn)行不同格網(wǎng)尺度的樣本點(diǎn)提取,形成基于矩形格網(wǎng)的數(shù)據(jù)陣列,建立了FM-SOTER數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)系統(tǒng)的分項(xiàng)研究,旨在揭示中國(guó)森林植被生境關(guān)鍵因子的空間分布規(guī)律、變異度及地理關(guān)聯(lián)度,并貫通森林植被為核心的生態(tài)因子、物質(zhì)因子及空間因子的綜合關(guān)聯(lián),結(jié)合現(xiàn)代地理信息科學(xué)的理論和方法,研究中國(guó)大陸范圍內(nèi)生境關(guān)鍵因子的空間分布規(guī)律及變異特征和變異度(歐氏距離)。主要研究結(jié)果歸納如下：(一)森林植被生境氣象因子空間變異度規(guī)律顯著FM-SOTER數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用矩形網(wǎng)格數(shù)據(jù)得到中國(guó)森林氣象關(guān)鍵因子的空間趨勢(shì),平均降水量PAVG在經(jīng)向的由歐氏距離求得變異度為ρPAVGx為86.2,緯向空間變異度ρPAVy為86.0；三階趨勢(shì)模型比較準(zhǔn)確的反映了平均降水量PAVG的空間趨勢(shì)規(guī)律,其特點(diǎn)是徑向和緯向各向異性。最大降水量pMAXx3的在緯度變化的三階趨勢(shì)模型的精度較高,標(biāo)準(zhǔn)誤為0。最小降水量PMIN緯向變異度(歐氏距離)ρPMAXy為91.6,略微比經(jīng)向變異度(歐氏距離)91.4大,表明在緯度方向的降雨量差異比經(jīng)度方向要大,最后對(duì)一、二、三階趨勢(shì)模型的參數(shù)解算表明,三階趨勢(shì)模型能精準(zhǔn)的描述空間趨勢(shì)規(guī)律。平均氣溫T4VG的經(jīng)度變異度(歐氏距離)ρTx為46.9,緯度變異度(歐氏距離)ρTATGy是55.2,在緯度方向比經(jīng)度方向更大,在緯度方向三階趨勢(shì)模型能精準(zhǔn)的描述空間趨勢(shì)。平均濕度HAVG經(jīng)向變異度(歐氏距離)ρhavgY為38.4；緯向變異度(歐氏距離)ρHAVgy為46.6,在緯度方向比經(jīng)度方向更大,三階趨勢(shì)模型更加適應(yīng)平均濕度HAFG的空間描述。(二)森林植被分布與十壤類型關(guān)系密切中國(guó)森林土壤類別達(dá)10個(gè)土綱,46個(gè)土類,170個(gè)亞類,其中以棕色針葉林土暗棕壤、紅壤等面積最大,約占林業(yè)用地的80%。通過(guò)對(duì)典型格網(wǎng)區(qū)21類森林土壤類型的空間模糊聚類解算發(fā)現(xiàn),隨著閾值λ的增大,森林土壤的分類越加細(xì)致,但由于樣本的試驗(yàn)數(shù)據(jù)所限,個(gè)別信息誤差會(huì)導(dǎo)致聚類的偏差,在當(dāng)λ=0.947時(shí),森林土壤分8類時(shí)反映出的森林土壤聚類最佳。(三)森林植被地形因子空間變異規(guī)律性強(qiáng)在經(jīng)度方向共統(tǒng)計(jì)出737280個(gè)網(wǎng)格,其中絕對(duì)高程高小值0.515m,最大值為6786.815m,形成的空間格網(wǎng)的格網(wǎng)平均值為1553.684m,標(biāo)準(zhǔn)差非常之大,達(dá)966.190。緯度方向也有同樣數(shù)量的網(wǎng)格,其極小值0.279m,極大值為6787.831m,平均值比原來(lái)增大0.095m,標(biāo)準(zhǔn)差則減小了0.039。高程極值的空間變異度表現(xiàn)出強(qiáng)烈的雙向同性。表征緯度和經(jīng)度方向最大高程的變異度(歐氏距離)均為62.2；同樣,表征緯度和經(jīng)度方向的最小高程變異度(歐氏距離)也是67.6。排除精度不高原因,很好的揭示了中國(guó)地形的復(fù)雜性,也對(duì)大尺度區(qū)域地理信息的高精度研究提出更高的要求。高程趨勢(shì)一階模型到三階模型通過(guò)t檢驗(yàn)、相關(guān)性分析和共線性統(tǒng)計(jì)表明,其階數(shù)越高,模型的擬合精度越高。且矩形格網(wǎng)中最大高程和最小高程的三階趨勢(shì)模型參數(shù)a的標(biāo)準(zhǔn)誤,在經(jīng)度方向比緯度方向偏大,這也與中國(guó)地形的宏觀走勢(shì)一致。(四)森林植被生境適宜性被量化界定森林標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分布求得森林植被人類的平均面積分布率51.75%,闊葉林和疏林在全國(guó)所占的比重最大,為68.11%,與平均值的偏差率是31.61%,其離散度為0.097；從森林植被細(xì)類平均分布率9.38%,溫帶亞高山常綠針葉林在全國(guó)所占的比重最大,分布率為30.23%,其離散度為0.032。中國(guó)森林植被的方向以“西南—東北”的空間分布格局為多,但森林植被大類的橢圓中心移動(dòng)較大；而森林植被細(xì)類的方向分三類長(zhǎng)軸方位角(橢圓方向)≤45°的有9類森林植被,長(zhǎng)軸方位角(橢圓方向)[45°U≤90°]有27類,長(zhǎng)軸方位角(橢圓方向)[90°]有27類。中國(guó)大多數(shù)森林植被的空間適宜性較強(qiáng)。其中緯向跨度最大的森林植被是溫帶一年一熟作物(P39),經(jīng)向跨度最大的森林植被是水旱一年兩熟和過(guò)渡性也熱帶落葉、常綠果樹(shù)(P29),大多數(shù)森林植被在高程落差方向的分布具有很大的跨度,生存海拔落差普遍在2000m—4000m之間,有4類森林植被的適宜生境海拔落差甚至在5500m以上。綜上所述,本研究利用網(wǎng)格理論對(duì)全國(guó)陸地面域進(jìn)行劃分后,利用空間插值及趨勢(shì)面分析理論計(jì)算出全國(guó)范圍三維空間的森林植被生境關(guān)鍵因子的分布模型,為今后該領(lǐng)域在多因子多維度空間分布模型研究奠定了基礎(chǔ)和提供了參考。利用GIS標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分布理論,得到了森林植被大類的空間分布的橢圓長(zhǎng)軸、短軸、橢圓方向(方位角)、分布中心坐標(biāo)和各類森林植被的面積比例。通過(guò)追溯森林植被適宜生存的地理區(qū)間,研究得到森林植被的土壤適宜性、緯度區(qū)間適宜性、經(jīng)度區(qū)間適宜性及高程區(qū)間適應(yīng)性,精確的掌握了森林植被的生境適宜性,為全國(guó)范圍開(kāi)展造林綠化決策規(guī)劃提供了參考。
【關(guān)鍵詞】：矩形格網(wǎng) 森林植被 生境因子 適宜性 趨勢(shì)面分析 標(biāo)準(zhǔn)差橢圓
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S718.5
【目錄】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-11
• 目錄11-15
• 1 引言15-47
• 1.1 研究背景15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-20
• 1.3 研究的目的與意義20-23
• 1.3.1 研究的目的20-21
• 1.3.2 研究的意義21-22
• 1.3.3 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題22-23
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線23-46
• 1.4.1 主要研究?jī)?nèi)容23-25
• 1.4.2 主要研究理論及方法25-45
• 1.4.3 技術(shù)路線45-46
• 1.4.4 本研究的主要特色與創(chuàng)新46
• 1.5 本章小結(jié)46-47
• 2 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)預(yù)處理47-63
• 2.1 研究區(qū)概況47-53
• 2.1.1 氣象概況47-49
• 2.1.2 森林植被概況49
• 2.1.3 森林土壤概況49-53
• 2.1.4 地形概況53
• 2.2 遙感數(shù)據(jù)及其預(yù)處理53-54
• 2.2.1 MODIS森林植被蓋度數(shù)據(jù)53
• 2.2.2 中國(guó)地形SRTM數(shù)據(jù)獲取53-54
• 2.3 氣象及土壤數(shù)據(jù)預(yù)處理54-57
• 2.3.1 氣象資料屬性54-56
• 2.3.2 時(shí)間屬性56
• 2.3.3 空間屬性56
• 2.3.4 觀測(cè)儀器及方法56
• 2.3.5 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核56-57
• 2.4 森林植被屬性的賦值57-58
• 2.5 創(chuàng)建FM-SOTER數(shù)據(jù)庫(kù)58-62
• 2.5.1 數(shù)據(jù)種類及來(lái)源58
• 2.5.2 數(shù)據(jù)參數(shù)58-59
• 2.5.3 數(shù)據(jù)矢量化59-61
• 2.5.4 1:1萬(wàn)地圖分幅及網(wǎng)格劃分61-62
• 2.5.5 矩形網(wǎng)格數(shù)據(jù)的識(shí)別62
• 2.6 本章小結(jié)62-63
• 3 森林氣象因子的經(jīng)緯度空間變異63-89
• 3.1 平均降水量空間變異分析65-69
• 3.1.1 平均降水量的空間變異度65-66
• 3.1.2 平均降水量一階趨勢(shì)模型66-67
• 3.1.3 平均降水量二階趨勢(shì)模型67-68
• 3.1.4 平均降水量三階趨勢(shì)模型68-69
• 3.2 最大降水量空間變異分析69-74
• 3.2.1 最大降水量空間變異度69-70
• 3.2.2 最大降水量一階趨勢(shì)模型70-72
• 3.2.3 最大降水量二階趨勢(shì)模型72-73
• 3.2.4 最大降水量三階趨勢(shì)模型73-74
• 3.3 最小降水量空間變異分析74-79
• 3.3.1 最小降水量空間變異度74-75
• 3.3.2 最小降水量一階趨勢(shì)模型75-76
• 3.3.3 最小降水量一階趨勢(shì)模型76-77
• 3.3.4 最小降水量三階趨勢(shì)模型77-79
• 3.4 平均氣溫空間變異分析79-83
• 3.4.1 平均氣溫的變異度79-80
• 3.4.2 平均氣溫一階趨勢(shì)模型80-81
• 3.4.3 平均氣溫二階趨勢(shì)模型81-82
• 3.4.4 平均氣溫三階趨勢(shì)模型82-83
• 3.5 全國(guó)范圍平均濕度空間變異分析83-88
• 3.5.1 平均濕度空間變異度83-84
• 3.5.2 平均濕度一階趨勢(shì)模型84-85
• 3.5.3 平均濕度二階趨勢(shì)模型85-86
• 3.5.4 平均濕度三階趨勢(shì)模型86-88
• 3.6 本章小結(jié)88-89
• 4 森林土壤因子的空間變異及模糊聚類89-108
• 4.1 中國(guó)森林土壤因子的概況89-91
• 4.2 森林土壤屬性數(shù)據(jù)分類分析91-101
• 4.2.1 土壤類別關(guān)聯(lián)森林植被及關(guān)聯(lián)度91-97
• 4.2.2 土壤有機(jī)質(zhì)含量分級(jí)及變異度97-98
• 4.2.3 土壤P含量分級(jí)及變異度98-100
• 4.2.4 土壤K含量分級(jí)及變異度100-101
• 4.3 典型網(wǎng)格區(qū)森林土壤模糊聚類101-107
• 4.3.1 材料與數(shù)據(jù)101-102
• 4.3.2 對(duì)稱矩陣的生成102-104
• 4.3.3 模糊聚類定量閾值解算104-107
• 4.4 本章小結(jié)107-108
• 5 森林植被地形因子的經(jīng)緯度空間變異108-123
• 5.1 網(wǎng)格最大高程空間變異研究109-117
• 5.1.1 最大高程的空間變異度109-113
• 5.1.2 網(wǎng)格最大高程一階趨勢(shì)模型113-114
• 5.1.3 網(wǎng)格最大高程二階趨勢(shì)模型114-116
• 5.1.4 網(wǎng)格最大高程三階趨勢(shì)模型116-117
• 5.2 網(wǎng)格最小高程空間變異研究117-122
• 5.2.1 最小高程的空間變異度117-118
• 5.2.2 網(wǎng)格最小高程一階趨勢(shì)模型118-119
• 5.2.3 網(wǎng)格最小高程二階趨勢(shì)模型119-120
• 5.2.4 網(wǎng)格最小高程三階趨勢(shì)模型120-122
• 5.3 本章小結(jié)122-123
• 6 森林植被標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分析及適宜性評(píng)價(jià)123-147
• 6.1 森林植被分布概覽123-124
• 6.2 森林植被標(biāo)準(zhǔn)差橢圓(SDE)分析124-132
• 6.2.1 森林植被標(biāo)準(zhǔn)差橢圓(SDE)分析124-128
• 6.2.2 森林植被類型的離散度128-130
• 6.2.3 森林植被類型的方向趨勢(shì)130-132
• 6.3 森林植被適應(yīng)性生境參數(shù)分析132-141
• 6.3.1 針葉林生境分析132-133
• 6.3.2 栽培森林植被生境分析133-135
• 6.3.3 闊葉林和疏林生境分析135-137
• 6.3.4 草甸和草本沼澤生境分析137
• 6.3.5 灌叢和萌生矮林生境分析137-139
• 6.3.6 草原和稀樹(shù)灌叢草原生境分析139-140
• 6.3.7 荒漠森林植被生境分析140-141
• 6.4 中國(guó)森林植被空間適宜性評(píng)價(jià)141-145
• 6.4.1 森林植被類型代碼與適宜土壤大類141-143
• 6.4.2 中國(guó)森林植被的緯度區(qū)間適宜性143-144
• 6.4.3 中國(guó)森林植被的經(jīng)度區(qū)間適宜性144-145
• 6.4.4 中國(guó)森林植被的高程區(qū)間適宜性145
• 6.5 本章小結(jié)145-147
• 7 結(jié)論與展望147-152
• 7.1 研究結(jié)論147-151
• 7.1.1 中國(guó)森林氣象因子空間變異度規(guī)律147-149
• 7.1.2 森林植被分布與土壤類型關(guān)系密切149
• 7.1.3 森林地形因子空間變異規(guī)律性強(qiáng)149-150
• 7.1.4 森林植被生境適宜性被量化界定150-151
• 7.2 展望151-152
• 參考文獻(xiàn)152-159
• 導(dǎo)師簡(jiǎn)介159-160
• 個(gè)人簡(jiǎn)介160-161
• 獲得成果目錄161-162
• 致謝16

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3 本報(bào)記者 范建 通訊員 尹發(fā)權(quán) 王建蘭;森林與水的關(guān)系：百家爭(zhēng)鳴好（下篇）[N];科技日?qǐng)?bào);2001年

4 夏春光　本報(bào)記者 嚴(yán)斌;3年恢復(fù)景區(qū)森林植被[N];成都日?qǐng)?bào);2008年

5 本報(bào)記者 周麗燕;森林植被能影響成云降雨[N];人民政協(xié)報(bào);2000年

6 本報(bào)記者 范建 通訊員 尹發(fā)權(quán) 王建蘭;森林與水的關(guān)系：?jiǎn)栴}在哪里_（上篇）[N];科技日?qǐng)?bào);2001年

7 阮帆 蕭迪;北京曾是綠色“水城”[N];北京科技報(bào);2005年

8 李冬妹;烏市綠化注重建設(shè)森林植被[N];中國(guó)綠色時(shí)報(bào);2007年

9 國(guó)林 玉鳳 梁群 英飛;遼西干旱的成因、演變及防御[N];朝陽(yáng)日?qǐng)?bào);2009年

10 西南大學(xué)歷史地理所 朱圣鐘;四川涼山地區(qū)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的歷史根源[N];光明日?qǐng)?bào);2012年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 焦有權(quán);森林植被生境因子空間變異及生境適宜性研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2015年

2 張曉明;黃土高原典型流域土地利用/森林植被演變的水文生態(tài)響應(yīng)與尺度轉(zhuǎn)換研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2007年

3 張穎;黃土地區(qū)森林植被對(duì)坡面土壤侵蝕過(guò)程影響機(jī)理研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2007年

4 王樹(shù)森;華北土石山區(qū)基于森林植被演替規(guī)律的森林健康的研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2005年

5 陳引珍;三峽庫(kù)區(qū)森林植被水源涵養(yǎng)及其保土功能研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2007年

6 劉平;美國(guó)森林植被模擬系統(tǒng)（FVS）在北京地區(qū)人工林上的應(yīng)用研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2007年

7 肖洋;北京山區(qū)森林植被對(duì)非點(diǎn)源污染的生態(tài)調(diào)控機(jī)理研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2008年

8 丁易;海南島退化熱帶森林植被恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究[D];中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院;2006年

9 郭明春;六盤山疊疊溝小流域森林植被坡面水文影響的研究[D];中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院;2005年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 馬丹煒;四川都江堰市青城山森林植被生態(tài)學(xué)特征的研究[D];西南師范大學(xué);2001年

2 謝媛媛;黃土高原典型流域土地利用/森林植被變化的水文生態(tài)響應(yīng)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2006年

3 張延玲;吉林省柳河縣北部山區(qū)森林植被的遙感分類研究[D];東北師范大學(xué);2008年

4 宋金秀;八達(dá)嶺林場(chǎng)森林植被三維綠量遙感測(cè)算[D];北京林業(yè)大學(xué);2010年

5 李明紅;南岳林下造林恢復(fù)地帶性森林植被技術(shù)研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

6 劉旭升;基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的森林植被遙感分類研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2004年

7 朱銓;寧波市江北區(qū)森林植被景觀改造研究[D];浙江林學(xué)院;2009年

8 楊辰;區(qū)域森林植被擾動(dòng)遙感監(jiān)測(cè)研究[D];南京信息工程大學(xué);2013年

9 劉濤;基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的森林植被遙感分類研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

10 肖準(zhǔn);湖南省森林植被的演替研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：森林植被生境因子空間變異及生境適宜性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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