沈阳城市森林结构与净化生态效益研究

城市森林的结构和功能一直是城市森林生态学研究的一个重要内容。但至今仍缺乏一种有效的结构分析及效益量化手段，尤其是生态效益价值的量化比较困难，缺乏具体的数量指标。本研究以沈阳建成区为研究对象，第一次将目前国际上通用的CITYgreen模型应用到中国城市的森林结构及效益评价研究中，是一种方法上的突破。以CITYgreen3.0版本为基本运行界面，采用林业调查与GIS技术相结合的方法，对沈阳市建成区（二环以内）城市森林结构及净化生态效益进行了量化分析，得到如下主要结论：（1）城市森林组成成分单一，单一成分优势过于明显（2）城市森林结构在树木个体数量上以低矮、小胸径树木为骨架，整体健康水平低（3）城市森林分布不均、布局不合理（4）绿化状况较从前有显著提高，现有城市森林将在10年后开始逐渐发展为相对合理的结构布局（5）对不同污染物的净化效应有明显的区别，SO2的吸收量严重不足（6）CITYgreen模型是一种有效的效益量化工具，经过修改的模型适合于中国城市森林。

大兴安岭典型区森林景观变化及人为驱动力分析

森林景观在人类活动影响下的变化规律，是森林景观生态学研究的热点和焦点问题之一，也是森林经理学研究的重要内容。本文以大兴安岭呼中林业局为研究区，呼中自然保护区为其对照，充分利用TM数据、森林的资源清查图件资料和采伐设计资料，结合大量的野外调查，以GIS为核心技术，综合空间分析和各种统计方法，剖析呼中林业局1989-2000森林景观变化过程；分析道路、采伐的时空格局对景观格局和生态功能的影响，旨在更准确地揭示人类活动与森林景观变化的关系；同时为森林景观管理和森林经营提供科学依据。主要结论如下： ①呼中林业局1959-2000年的景观变化主要驱动力是采伐活动：优势类型从原有的大面积连续针叶林转变成大面积针阔混交林；森林景观功能指标，从一种高质量的匀质状态（原始状态）经过一个异质化程度增大（1989年）的过程，又形成一种低质量的匀质状态（2000年）。②采伐量、采伐面积、采伐方式和伐区的时空分布影响森林景观的结构和功能，采伐设计不合理甚至无设计的开发早期，主要导致针叶林面积下降，1989年后采伐，主要导致林龄下降。只要合理经营，该林业局森林有望获得较好的恢复，天保工程的实施为此提供了良好契机。③道路分割生境，使景观破碎化程度增加。移动窗口法判定道路对路旁植被影响阑的宽度为24-34m，且各个等级的道路之间无显著区别。④亚里河林场水源涵养、固土保肥、吸收二氧化碳和释放氧气四项服务功能总价值，1989年1.85亿，2000年1.37亿，下降25.9％。1989-1999年采伐当年损失的生态效益0.67亿元；由于道路的影响，该损失增加2％左右；该损失价值为当年生产木材所创造的经济效益的2倍。⑤呼中林业局野生动物的最适宜生境面积十年间减少41％，分布趋于破碎化；道路的存在使野生动物的适宜生境面积分别下降6.7％（1989年）和9.6％（2000年）。

中国新疆塔里木河中下游河流廊道的景观生态学研究

中国西部干旱区是干旱区研究的天然实验场。塔里木河是西部干早区重要的生态河流。塔里木河中下游尉犁一若羌段以沙地景观为基质，以河渠、公路、防护林为连接廊道，草地、盐碱地、湿地、耕地为镶嵌斑块，是典型的干旱区河流廊道景观区域，是南疆第一大城市库尔勒与未来重建的新楼兰的唯一景观廊道，在塔里木河流域的可持续发展中起着重要的连通作用。本文以塔里木河下游绿色走廊为主体的塔里木河中下游河流廊道区域为研究对象，在区域景观生态特征的认识和景观生态建设方略的探讨上，具有重要意义。本文在景观生态学的应用研究中，注重其理论体系的构建。（1）全面收集国内外景观生态学研究的最新进展，提出景观生态学研究的核心研究框架与原理，阐明景观生态学研究的热点和新的领域。干旱区多功能景观研究，有着极其广阔的理论与实践上的创新潜力。根据以往研究成果，揭示中国西部干旱区的景观生态特征，展望其关键研究领域的前景和方向，其中绿洲研究、湿地研究、廊道研究和景观生态建设研究，各具特有的角度，又有相互的联系，最具景观生态学研究的特质和潜质。（2）收集卫星影像资料并进行解译（1980年MS航片校正、1990年TM、2000年TM），以土地利用类型为基础，以塔里木河中下游河流廊道区域现状为参照，建立了干早区河流廊道景观区域景观生态分类体系，结合野外植被和土壤调查，以及相关图件，全面研究了各类研究区景观的土壤和植物生态属性与功能特征。（3）通过景观格局指数的计算，以及景观类型的转换矩阵，揭示20世纪80年代以来区域廊道景观格局的变化过程与趋势，结合区域水资源、生态及人文变化，对变化的驱动力因子进行研究。在区域景观尺度上，构建景观生态空间分析模式，包括格局指数分析、转移矩阵分析和空间过程分析，并以此寻求区域景观格局变化的驱动力。（4）应用景观生态学原理，确定景观生态功能区划的原则，构建其区划系统。据此划分了三个景观生态功能类型区：①尉犁一卡拉水库段塔里木河一孔雀河中游城镇一绿洲农业区，②卡拉水库一大西海子水库塔里木河下游上中段农垦绿洲区，③大西海子水库一台特玛湖一若羌塔里木河下游下段一车尔臣河下游生态重建和恢复区。通过景观格局指数，对比不同功能区的景观生态差异；根据不同景观生态功能区，不同宽度的河流廊道缓冲带景观格局指数的分析，以及次一级廊道指数的计算，揭示景观廊道区域相关指数的变化规律及其廊道效应。（5）根据干旱区景观生态特点，建立干旱区生态环境质量评价概念模型，以研究区为案例，提出基于遥感和GIS的景观生态环境质量现状与预警指标体系，采用层次分析法，对塔里木河中下游以河流廊道为特征的研究区域进行景观生态评价分析。（6）在了解廊道区域景观时空变化驱动力的基础上，对不同的生态治理方式的景观生态效应进行分析，提出塔河中下游河流廊道区域“大塔里木河”景观生态建设的总体原则（包括减少对沙地基质的干扰，充分利用和适度开发草地资源，保护和恢复湿地景观的多功能性，畅通输水过程以稳定和增加植被覆盖及其多样性与经济性，通过节水灌溉和重视排水减轻次生盐渍化程度），及其相应的景观生态工程设计，确定不同景观生态功能区的景观生态建设与设计的模式与途径（包括生态恢复、生境更新与调整、生态功能重建和生态移民）。

沈阳城市森林结构研究

以沈阳市城区与环城区为对象借助于航片和卫片利用GIS进行城市森林结构的研究。针城市森林的性质和特点，以大功能为主体，结合植被类型，确定城市森林的4级分类单位，结合我国城市森林现状和分类原则，将城市森林分为五大类，并将沈阳城市森林分为5个城市森林类，16个城市森林亚类，43个城市森林组以及181个城市森林型。研究表明，沈阳城区乔木总体上胸径偏小，树高偏低，缺少大树，总体健康状况有待于提高，树种过于集中，主要乔木树种为杨柳榆（刺）槐以及油松和圆柏6种，其他树种占据比重较小，灌木生长良好。环城区乔木状况与城区相似，各状况更差，主要乔木树种为油松、蒙古栋和刺槐。城区森林覆盖率为7.15％，三维绿量总量为1.61E＋08m3，总叶面积为1.13E＋08m2，环城区森林覆盖率为4.82％，中心城区三维绿量和总叶面积分别为1.76E＋08m2和1.51E＋O8m2，环城区分别为4.44E十08m3和3.82E＋08m2。获得主要树种的三维绿量模拟方程。沈阳城市森林总体景观格局分布均匀，但破碎化程度较大，大斑块分布不均匀，景观美学价值普遍较低。通过对所调查的样地进行综合评价并排序，获得沈阳市城市森林结构最优化类型，并对城市森林发展提出建议。

岷江上游景观变化及驱动力分析

岷江上游地区是我国重要的林区之一，它不但影响当地和崛江下游的农业生产、生活用水和生态环境建设，甚至影响长江上游地区生态环境改善，在长江上游生态安全格局中占有重要地位。本文在收集遥感数据、统计数据、问卷调查数据和相关图件的基础上，以GIS为技术手段研究了崛江上游地区从1974年到2000年间的景观变化，并结合统计数据和问卷调查资料·分析了景观变化的原因，旨在为该区资源的合理利用、环境保护和可持续发展提供依据。主要结论如下：①有林地是崛江上游地区主要的景观类型，也是唯一一种面积持续减少的景观类型。林地与草地面积占研究区面积的90％以上，是该区的景观基质。草地、灌木林地、经济林、耕地和居民用地等面积都有不同程度的增加，以灌木林地最多。景观变化转移量以在有林地和灌木林地、草地之间为最大；且变化多分布在干旱河谷周围和松潘高原地区。②斑块水平上的各类型的斑块数和边界密度都在增加；有林地和灌木林地的最大斑块占景观面积的比例和平均斑块面积呈减少趋势，LPI以草地增加最为明显，MPS以灌木林地增加最多，草地次之。景观水平上的斑块数、最大斑块占景观面积的比例、边界密度、散布并列指数、多样性指数和均匀度指数都在增加，而平均斑块面积和蔓延度指数在降低。各指数说明研究区的景观异质性和破碎化程度增加，连通性降低，且变化趋势有所减缓，以1974一1986年变化为最大。③导致景观变化的原因是多方面的。人口、经济和教育是该区景观变化的主要因素；并且人口和经济的驱动作用具有阶段性和发展性。参与式的问卷调查，是研究景观变化驱动力的一个有效方法。④景观变化导致了研究区的森林覆盖率下降，径流减少，草场退化，水土流失加剧，干旱河谷扩大，滑坡、泥石流等自然灾害频繁发生。建议进一步加大干旱河谷植被建设的力度，适当调整产业结构，并对资源进行合理的优化配置和规划使用，同时加强法制建设，走在保护和建设中发展，在发展中保护和建设的生态建设道路。

森林生态系统服务功能评估及效益补偿分析-以长白山白河林业局为例

森林生态服务功能的评价及在人类采伐活动及对其影响的研究，是生态服务功能研究的重点内容，也是当前研究的重点方向。本文以白河林业局为研究区域，选择三个林场为典型代表，利用已有的模型，充分利用森林二类调查数据并结合FORESTAR决策支持系统，综合运用GIS技术和统计方法，研究了森林生态服务功能的时空变化，并通过采伐模拟决策，预测不同采伐方案对其服务功能的影响，旨在揭示采伐与森林生态服务功能间的关系；同时将经济补偿作为解决森林生态效益外部性问题的手段，建立了经济补偿的概念模型，较深入的探讨了补偿标准问题，得出以下主要结论：①森林的涵养水源、固土保肥、吸收二氧化碳、净化空气和抑制风沙的效益中，水源涵养功能单位价值量在各项效益价值量中贡献最大，在森林生态服务功能中占有极其重要的地位。②黄松蒲林场1987年和2000年森林服务功能变化主要是由于郁闭度和林龄的改变，森林资源空间分布的变化导致了生态服务功能的经济价值在20年间减少了近40％。③运用FORESTAR森林决策支持系统模拟不同采伐方案，采伐小班的各项单位效益值都有明显的下降；三个林场经过模拟采伐后总的经济价值分别减少了353.83元／hm~2、448.62元／hm~2和457.13元／hm~2。④将补偿标准用补偿系数和森林服务的价值量来表示，充分反映了在一定社会生产条件下人民生活水平下对森林这种公共产品的支付意愿和森林本身的性质，计算出的补偿系数为0.412，三个林场的补偿费年均分别为1067元/hm~2，1161元/hm~2和1314元/hm~2，同时对其与机会成本比较是单位面积机会成本的近3倍。⑤在补偿政策的实施中，建议建立和健全多层次的经济补偿制度，通过国家财政拨款、跨区域补偿以及当地税收调节等多种途径取得补偿资金，形成跨区域补偿以及在税收中加入生态税这一个项目，可以保证补偿资金来源。

杂谷脑流域景观格局优化配置研究

景观格局优化理论、方法和技术的研究是景观生态学的一个热点问题，同时也是一个难点。本文以眠江上游典型研究区-杂谷脑流域为研究对象，利用遥感和GIS技术分析该流域从1974年到2000年景观格局的时空变化，并分析了对该流域生态安全存在威胁的主要因素；以空间模拟技术和线性规划为基础建模，从理论和方法上探讨景观格局优化配置问题，以期为该区域的农林复合景观系统的生态安全和可持续发展找出切实可行的格局优化模式；并提出生态敏感度概念，为景观管理优先级提供依据。本文的主要结论如下：（l）杂谷脑流域作为长江上游重要的森林资源输出地，从1974年到2000年景观变化得出，有林地面积减少13％；灌木林地面积增加37％；相应的水源涵养能力下降，土壤侵蚀量增加7.8％；（2）杂谷脑流域陡坡耕作严重，分布在20°-45°坡度上的耕地占耕地总面积的78．2％；干旱河谷分布范围扩大，面积从1974年的217.99km2增加到2000年的237．38kmZ对生态安全造成威胁；（3）产业结构以资源密集型产业和重污染工业为主，结构不合理，第一产业比例大，农民人均纯收入远低于同期全国平均水平，教育水平比较低，这些问题会对杂谷脑流域生态安全产生负向影响；（4）以减少土壤侵蚀为依据，通过空间建模和线性规划方法优化设计杂谷脑流域景观格局，优化结果显示土壤侵蚀量比2000年减少2.35*106吨／年，土壤保持能力与1974年相近，水源涵养能力增强；（5）景观管理对于区域安全必不可少，针对该流域现存问题，建议以提高科学技术水平，调整产业结构和资源利用方式，提高教育水平为突破口。

岷江源头区植被景观与流域土壤侵蚀的动态相关性

作为复杂的生态过程之一，土壤侵蚀常常被空间景观异质性影响。深入地研究土壤侵蚀与植被景观的相关性对以减少水土流失为目的的河流中上游生态恢复工作来说十分重要。本文利用遥感和GIS 技术，对岷江源头区的植被景观和土壤侵蚀动态（1974年～2002 年）进行分析，并从景观生态学的角度，系统地研究了整体植被景观和不同的植被景观类型的景观特征与土壤侵蚀量、侵蚀模数以及土壤侵蚀强度的相关性，得出的结论主要有以下几个方面：1. 从植被景观特征与土壤侵蚀量和土壤侵蚀模数的相关性的角度出发，森林能最大限度地控制土壤侵蚀，草地对土壤侵蚀的控制能力不及森林，而且能在一定程度上增加土壤侵蚀。灌丛与土壤侵蚀量和土壤侵蚀模数的关系则比较复杂，还需要进一步地研究。农用地与森林、灌丛、草地等植被类型不同，它的增加将会明显地增加产沙量。随着各景观类型（灌丛除外）分布的镶嵌性的增强，土壤侵蚀量和侵蚀模数会减少。2. 从植被景观特征与土壤侵蚀强度的相关性的角度出发，在景观水平上，植被景观的景观多样性指数、景观破碎度指数、景观形状指数和景观聚集度指数均与土壤侵蚀强度有明显的相关性。在较轻侵蚀强度的区域中的植被景观具有更丰富的多样性和更低的破碎程度，景观的组分和结构都更加复杂，景观斑块的形状也比较复杂。同时，植被景观的空间异质性也较强。3. 从不同景观类型对土壤侵蚀强度的控制能力大小看：针叶林> 落叶阔叶林>针阔混交林> 灌丛> 草地> 农用地。同时，对于除农用地以外的其他植被景观类型来说，增加其平均斑块面积和形状的复杂性会在一定程度上减少土壤侵蚀强度。而对于农用地来说，斑块形状的简单化以及分布形式的均匀镶嵌化则是减少土壤侵蚀强度的有效手段。 As a complex ecological process, soil erosion is affected by the spatial landscape heterogeneity.The relation between soil erosion and landscape characteristic weights a lot in ecosystemrestoration that aim to control the soil erosion in watershed. By means of RS and GIStechniques, this study analyzed dynamic variations in landscape characteristic and soil erosionin the Minjiang headwater region over a period of 28 years to elucidate the interrelationshipsbetween landscape characteristics and soil erosion. The results are as follows:1. In terms of relation between landscape characteristics and soil erosion module, forest canmitigate the soil erosion much better than grass. The relation between shrub and soil erosionmodule is rather complicated that requests further more study to confirm how those two factorscorrelated with each other. Cultivated land differs from other landscape classes in creatingconditions most favorable for soil erosion. Moreover, the dispersion of all landscape classes,except for shrub, correlates with soil module negatively.II2. In terms of relation between landscape characteristics and soil erosion strength, the diversityindex, fragment index, shape index and contagion index of the vegetation in Minjiangheadwater region at landscape-level correlated with soil erosion clearly. Vegetation landscapein No and Slight erosion region is more diverse, fragmental and constructed in more complexway. The shape of those vegetation patches is also more complicated. The spatial heterogeneityof the vegetation landscape is much more evident than that located in moderate and strong erosion region too.3. At class-level, different landscape classes affected soil erosion strength in different ways.Taking the mitigating effect on erosion strength into consideration, landscape classes can bearranged in this turn: coniferous forest > Deciduous forest > Mixed forest > Shrub > Grassland > Cultivated land. At the same time, for most landscape classes, except for cultivated land,increase the mean patch size and complicate the shape of patch will help to relieve the erosionstrength. However, for cultivated land, simplifying the shape of patch and scattering thepatches have the same effect.

若尔盖自然保护区高原林蛙(Rana kukunoris)扩散模型与景观连接分析

揭示水体中繁殖的两栖动物在异质性景观中的空间扩散特点，探讨景观面积丧失和破碎化对于两栖动物的影响，为两栖动物的保护提供理论依据。本文以四川西北部若尔盖湿地自然保护区的高原林蛙(Rana kukunoris)为研究对象，通过运用地理信息系统及建立景观模型等方法，在分析若尔盖湿地自然保护区范围内现有景观格局的基础上，建立了高原林蛙的景观扩散模型，并模拟了“沼泽→草甸”的湿地逆演化过程下高原林蛙的空间分布与景观连接的变化特点。主要结果是： 1．若尔盖湿地自然保护区呈典型的沼泽—草甸式斑块—基质景观格局。草甸面积占整个景观面积的79.42%，景观蔓延度指数（CONTAG）为79.00远离最小值0而更趋向于最大值100，面积和景观蔓延度指数表明草甸是整个景观中面积占绝对优势且景观连接好的类型，构成了景观的基质，对景观的动态格局演变起主导作用。沼泽面积仅占整个景观面积的18.08%，但却是整个景观中斑块数目最多的单元，占所有斑块数的82.9%。因此沼泽斑块与草甸基质之间的动态结构对高原林蛙的扩散起着决定性的作用。 2．空间扩散模型表明，其它类型的景观不但扩展了高原林蛙的活动范围，而且也为高原林蛙在不同沼泽斑块间的连接提供了通道。高原林蛙的空间扩散区域使得彼此间成斑块化隔离状分布的沼泽形成了潜在景观功能连接，促进了不同斑块间物种的交流。小型沼泽作为垫脚石（stepping-stone），使得整个景观中的相隔距离较远的大型斑块联结为一个功能整体，促进了高原林蛙在整个景观中的相互动态联系。 3．模拟“沼泽→草甸”的湿地逆演化过程表明，大量小型沼泽湿地的消失将会 对在沼泽中繁殖并扩散到其它景观类型中去的高原林蛙造成潜在影响。逆演化过程不仅使沼泽斑块的分布范围，沼泽源斑块的面积和空间扩散面积减少，而且对景观连接也有很大影响。小型沼泽的消失，将使得景观斑块的功能连接变小，使得依靠小型沼泽作为跳板的动物在沼泽斑块之间的移动将变得更加困难。 本文是对生境丧失与破碎化影响下两栖动物的行为反应的一种尝试。影响模型的因素很多，包括动物对各种类型景观的偏好程度，地理数据的精度，及模型的可靠程度都是制约模型准确度的因素。 The spatial diffusion of water—breeding amphibian through heterogeneous landscape and the effects of landscape losing and fragmentation to amphibian were the core theory of the landscape ecology of amphibian. Geographical information system (GIS) and landscape model were used to model the diffused area of Rana kukunoris in Zoige Wetland Natural Reserve. Model was also used to analysis the spatial distribution variation of R. kukunoris and the change of landscape connectivity when simulated the retrogressive succession of landscape. The main results are below: 1. There was peatland—meadow pattern which was typical patch—matrix landscape pattern in Zoige Natural Reserve. The meadow area occupied 79.42% of the entire landscape area, contagion index (CONTAG) was 79.00 which was far away the minimum value (0) but tend to the maximum value (100). Both of these showed that meadow was the largest part and the most continue units. It was shown that meadow was matrix of the landscape, which evolved the leading role to the landscape dynamic pattern. Though their area only occupies 18.08% of entire landscape area, peatlands were according to 82.9% of the total patches. Dynamic of the pattern between peatlands and meadows decided the spatial diffusion of R. kukunoris. 2．The model indicated that the other types of landscape not only expanded diffusion of R. kukunoris, but also have provided the potential channels for frog's connections among different peatlands. The spatial diffusion zone of R. kukunoris forced isolated patch peatlands to be potential landscape functional connectivity. The small peatlands, as stepping-stone, made the large peatlands connect as a functional one and promoted the integrated and dynamic connectivity of R. kukunoris in the whole landscape. 3. The simulation of “peatlands→meadows”retrogressive succession process indicated that the decrease of small peatlands will have potential effect to R. kukunoris because they must bred in peatlands and diffuse to other type of the landscape. Retrogressive succession process not only made the decrease of distribution of peatlands, patches number of peatlands and diffused area of R. kukunoris, but also reduced the connectivity among source patches. As stepping-stone, the disappearance of small peatlands will made the migration of R. kukunoris among patches more difficult. The model was an experiment of the amphibian behavior reaction to habitat losing and fragmentation. There were many factors that could influence the accuracy of model, such as the preference of animals to each type of landscape, the geographical data precision, reliable degree of model.

1979—2006年沈阳市城市空间扩展过程分析

基于1979、1992、2001和2006年遥感影像资料,利用人机交互式方法提取了沈阳市城市扩展信息,并借助GIS技术对空间数据的统计分析功能,从城市扩展强度、重心坐标、紧凑度、分形维数和城市扩展弹性系数方面对沈阳市城市扩展的时空变化特征及其驱动力进行了分析.结果表明:1979—2006年间,沈阳市城市建设用地面积持续增加,扩展强度逐渐增强,以2001—2006年间的城市扩展规模和速度最大;沈阳市城市扩展具有明显的空间分异特征,城市重心总体向西南方向偏移;紧凑度逐渐减小,分形维数逐渐增大,城市空间形态日益复杂;自然环境因素、经济发展、人口增长、交通基础设施建设以及政府政策和城市规划是沈阳市城市扩展的主要驱动因素.

Ajax与WebGIS的集成研究

WebGIS是利用互联网来扩展和完善地理信息系统的一项应用技术,是GIS发展的一个重要方向。Ajax是异步JavaScript和XML技术的组合。本文介绍了地理空间信息网络服务,探讨了Ajax与WebGIS的集成模式,并以Google Maps为例,详细分析了Ajax与WebGIS集成的具体方法。

FORESTAR:东北地区多目标森林经营的决策支持系统(英文)

我国林业过去曾经实行过大砍大造的方针,导致全国范围的生态灾难和林区的经济困境。当前正在实施的天然林保护工程和退耕焕还林工程是在我国山地森林应用生态系统管理的良好时机。针对长白山地区天然林的保护与经营,我们建立了一个决策支持系统,简称为FORESTAR。它是以林业局为单位、用GIS框架下的森林资源清查数据建立的。最初的版本包括两个子模块:森林采伐设计和森林恢复经营。在每个子模块下,用户可以比较各种决策条件下的效果,以便从中选优。这个决策支持系统可以用来帮助各级林业工作者实现上下一致的、多目标的森林经营管理规划。图2参17。