山东黄河流域森林资源空间格局及其评价研究

发布时间：2020-08-06 12:34

【摘要】： 山东黄河流域森林资源空间格局及其评价研究就是突破传统的森林资源监测与评价模式,利用少量地面样地调查数据,结合RS和GIS技术,借助数学和物理理论,建立以象元为单位的林分郁闭度、蓄积量估测模型,分析森林资源的数量、质量、结构和生态并对其进行评价,为实现流域森林生态系统的平衡、最大限度地发挥森林的生态、经济和社会效益提供科学依据。该文采用2000、2006年两期时相相近的TM/ETM+遥感影像作为研究区的基本数据源,利用GPS、全站仪等仪器,采取典型随机抽样方法采集了378个抽样点的外业数据,借助MATLAB、SPSS、SAS、Microsoft Office Execl等统计分析软件、ERDAS、ArcGIS、Fragstats等建模及空间分析工具,运用主成分分析法,多元线性逐步回归法、空间叠加分析法、模糊数学法、层次分析法、线性规划法研究了山东黄河流域森林资源的空间格局和森林景观,并对其进行了综合评价。主要研究结论有: (1)通过监督分类、非监督分类和专家分类等方法得出流域2000、2006年的森林覆盖率分别为21.4%、25.6%。6年间有林地转移速率最大,其减少量中大部分转化为农田和建设用地。宜林荒山荒地减少量中,有21%转化为有林地,11%转化为农田。农田的减少量中,有12%转化为有林地。很明显,流域的宜林荒山荒地得到大力改造,国家的退耕还林政策开始起到明显的成效。通过主成分分析法和多元线性逐步回归法建模估测出流域的林分蓄积量由2000年的1277万m~3增加到2006年的1326万m~3。2000年,中龄林和中幼龄林的蓄积量分别占82%、7%,到2006年,中幼龄林的蓄积量迅速增加,达到35%,中龄林的蓄积量只占50%。流域大于海拔200m的林分蓄积量仅占14%,平原的林分蓄积量高达86%,6年间蓄积量海拔梯度变化不大。 (2)利用Fragstats景观软件计算并分析了森林景观的21个代表性指数。山东黄河流域农田的斑块面积最大,其占流域总面积的48%,其次是有林地,约占26%,第三是建设用地,约占13%。森林景观中,宜林荒山荒地斑块面积最大,灌木林最小。阔叶林和针叶林的斑块数和斑块密度较大。灌木林的平均斑块面积最大,经济林最小。阔叶林、针叶林的景观破碎化程度高,灌木林破碎化程度最低,宜林荒山荒地的连通性最强。6年间,景观指数变化最大的是宜林荒山荒地和阔叶林景观,其中荒山荒地的斑块数减少了近2倍,斑块的连通性急速提高,单位面积急剧增加。阔叶林景观的斑块数增加近50%,斑块平均面积大幅减小。总之,山东黄河流域森林景观虽然得到改善,但是,森林覆盖率不高、荒山荒地比重较大、森林景观破碎化程度高、水土流失严重、森林生态系统非常不稳定是其主要特点。 (3)通过层次分析与模糊数学综合评价法对流域森林资源的空间格局进行了评价。研究表明,流域的森林资源分布极不均匀,济南、泰安、莱芜的森林覆盖率超过30%,但三个地市宜林荒山荒地的比例都超过10%,其它七个地市的森林覆盖率只有15%。森林资源空间格局方面,泰安市优,济南市和莱芜市良,淄博市、滨州市、菏泽市、东营市和德州市中等,济宁市和聊城市较差。6年间,泰安市的森林资源空间格局评价由良好到优秀,济南市和莱芜市的评价得分值虽然都较高,但是,济南市朝好的方向发展,相反,莱芜市的得分值不升反降,而且变坏的趋势明显。淄博市、滨州市、菏泽市、东营市和德州市的得分值虽然没有达到良好标准,但其变好的趋势非常明显,济宁市和聊城市的森林资源空间格局较差。 (4)利用线性规划法对山东黄河流域的宜林荒山荒地进行林种的优化配置和改造后,流域单位面积林分蓄积量、有林地百分比、针阔叶混交林百分比、经济林百分比和林种结构得到明显改善,森林资源空间格局由中等达到良好的分级标准。论文的创新点 (1)近些年,众多学者对黄河中上游地区的森林资源进行了大量研究,但对黄河下游地区的森林资源研究的较少。山东黄河流域是黄河入海的最后区域,研究该地区的森林资源及其动态对于研究整个黄河流域的森林资源具有重要意义。该文利用广义3S技术将森林资源空间格局、森林景观生态构成一个整体进行定量和动态研究,其研究成果对山东黄河流域的森林资源经营和管理、山东黄河的治理具有重要的意义。 (2)该文基于TM/ETM+遥感影像和相关因子定量估测了流域森林资源的蓄积量、郁闭度,采用层次分析模糊综合评价法从森林资源、森林景观生态、环境和社会经济方面对森林资源空间格局进行了综合评价,其研究方法具有创新性。 (3)该文基于线性规划的方法对山东黄河流域的宜林荒山荒地和林种结构进行了优化配置,在不改变森林覆盖率的情况下,可以大幅度地改善森林资源的空间格局,提高森林资源的生态、经济和社会效益,该研究方法具有理论意义和实践价值。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：S757.2
【图文】：

行政区划图,山东黄河,行政区划图,流域

黄河从山东省的东明县入境，呈北偏东流向，在东营市的垦利县入海，全长628kin。按照山东省第七次森林资源连续清查外业调查操作细则，山东黄河流域包括山东省10个地级市中的30个县(市、区)，流域的行政范围具体见表2一1、图2一1。表2一1山东黄河流域行政范围表几b.2一 1Administerialunit， 5tableinYellowRiverbasinofShandongProvinee地区县(市、区)面初hmZ比例l% 2146.82.19.44 172.162.17济南市淄博市东营市济宁市泰安市莱芜市德州市聊城市滨州市菏泽市山东黄河流域济南、章丘、长清、平阴、济阳高青东营、河口、垦利、利津梁山泰山、岱岳、新泰、肥城、东平莱城、钢城齐河阳谷、萃县、东阿滨城、惠民、博兴、邹平东明、郸城、郡城、牡丹30个县、市(区)67043794773 210147158671 5.47 4.13 3231368.40452826542820 11.7814.123844055

平均温度,流域,山东黄河,月降水

山东黄河流域森林空间格局及其评价研究7月份平均气温为2小27℃，极端最高气温为36~43℃，流域月平均气温见图2一2。年平均降雨量在500-80肠mm，降水季节分布不均匀，全年降水量有6小70%以上集中在6、7、8三个月，并且多暴雨。9-11月降水一般100一200nun，12~2月降水仅15一50mm，3一5月也在100rlun以下，流域月平均降雨见图2一3。山东黄河流域全年无霜期为180-220天，大于10℃的积温一般在3800~4600℃。光照时数年均 2290~2890h，日照百分率为52~65%。四季分明

分布图,山东黄河,土壤类型,流域

土主要零星分布在沿黄涝洼地带。根据全国土壤普查办公室1995年编制并出版的《1:100万中华人民共和国土壤图》，本文制作了山东黄河流域各种类型土壤及其主要属性特征分布图，见图2一4(土壤类型和土壤侵蚀数据来源于中国科学院知识创新项目数据库:1995年《1:100万中华人民共和国土壤图》)。土坡分类代码23”5，84蕊亡公一仓23，16，91肠咬认231，6，93巨互聋刁23”s，94已二习2311611223，，6

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