海南长臂猿(Nomascus hainanus)生境变化与潜在适宜生境研究

海南长臂猿(Nomascus hainanus)是世界上最濒危的灵长类之一，曾经广泛分 布于海南岛的低海拔地区，但现已濒临灭绝；生境变化被认为是它的主要致危因 素之一。为了探讨过去十多年中它们的生境变化原因和变化趋势，并在整个海南 岛内寻找它们的潜在生境，为制订保护计划提供帮助，我们利用遥感和地理信息 系统技术对海南长臂猿的生境状况进行了分析。海南长臂猿的高质量生境是成熟 的山地雨林和沟谷雨林，根据卫星遥感影像的识别能力，我们把成熟林定义为海 南长臂猿的适宜生境，通过对1991 年和2001 年拍摄的Landsat 卫星影像的解译， 我们分析比较了海南岛林地在这十年内的变化情况；通过这两个时期成熟林不同 大小斑块数量与面积的比较，以及成熟林平均斑块面积、斑块密度、斑块之间的 最近距离平均值、最大斑块所占面积等四个破碎化参数的计算，分析了海南长臂 猿高质量生境十年来的生境破碎化趋势；还对不同海拔带的人工林、天然林以及 成熟林的变化情况进行了比较；进而通过海南岛林地变化与社会和经济因素相关 性分析对海南长臂猿生境变化的原因进行了探讨。 结果显示，海南岛的成熟林面积由1991 年的157,927 hm2 减少到2001 年的 107,597 hm2，降低了32％；大小分别为10 hm2、25 hm2、50 hm2、100 hm2、200 hm2 的成熟林斑块的面积和数量都有所下降，并且自然保护区外的下降程度比自 然保护区内严重，省级自然保护区的下降程度比国家级自然保护区的严重。海南 岛现存最大的成熟林斑块位于鹦哥岭省级自然保护区。在这十年中，成熟林破碎 化程度加重，具体表现为平均斑块面积减少、斑块密度增加、斑块之间最近距离 平均值减小、最大斑块所占面积减少。在0-800 m 海拔带上，成熟林的下降比率 达到了36％，在这个海拔带上的人工林面积已远远大于天然林，在800-1400 m 海拔带上，成熟林的下降比率为23％，天然林的面积大于人工林。统计分析显 示当地的农业人口和农业总产值与成熟林的面积呈显著负相关(R =-0.534 P＜ 0.01；R =-0.512 P＜0.01)，同时农业人口与人工林和耕地面积呈显著正相关(R =0.611 P＜0.05；R =0.759, P＜0.05)，这说明成熟林下降与人口增长带来的耕地 扩张以及为了追求经济增长而大量种植人工林密切相关。而海南长臂猿曾经广泛分布在低海拔地区，这一带上大面积的生境丧失使它们的种群在短期内濒临灭 绝。 为了对未来海南长臂猿的生境保护和种群恢复提供帮助，我们利用地理信息 系统Arcgis 软件分析了海南长臂猿2001 年的生境空间分布格局，以成熟林的面 积和距离为指标预测了海南长臂猿的潜在适宜生境。结果显示，至2001 年，海 南岛除了白马岭、南高岭、抱龙、俄贤岭四个地方外，长臂猿的适宜生境多半分 布于自然保护区内；海南长臂猿目前唯一的分布地位于昌江县和白沙县交界的坝 王岭自然保护区，并且只活动于核心区内的一小块地区，此处有两段公路在使用 中，对海南长臂猿的保护不利。 根据上述研究结果，我们建议政府采取措施严格控制海南长臂猿潜在适宜生 境分布地的人口增长，切实执行天然林保护法，并设法恢复低海拔地带的天然植 被。建议在白马岭、南高岭、抱龙、俄贤岭建立四个新的自然保护区，把鹦哥岭 自然保护区从省级提升到国家级。在坝王岭自然保护区的低海拔地带种植本土速 生树种，将海南长臂猿活动区周围的小斑块与大斑块连接到一起，并设法消除该 保护区内两段公路对海南长臂猿的较大负面影响，提高海南长臂猿的生境质量并 扩大其活动范围。同时在自然保护区周边社区大力开展环境保护教育，努力使当 地人可以从生态系统保护中受益。

基于林相图的森林景观可视化

景观可视化是近30年来逐步发展起来的，特别是计算机软件、硬件技术的发展，使人们对复杂的自然系统进行模拟和可视化成为可能。并且，在环境决策中，公众的参与越来越普遍，积极的公众参与是可持续发展、生态系统管理和21世纪议程发起的基础和先决条件。因此，景观可视化已成为了公众交流和参与环境教育、气候变化、景观规划、林业管理、开发和建设项目的景观影响评价等方面的一种有效手段。 目前林业部门一直采用数字林相图对森林进行表述，但1）数字林相图的平面特性，虽然使用者可以通过等高线来理解森林所在的地形，但必须通过思维的分析转换过程；2） 数字林相图中树种用抽象的符号表示，阅读者要看懂图必须先将树种符号记住或一一对比，不直观；3）数字林相图中在同一小班内难以表现树种空间分布等信息。为了解决数字林相图的这些问题，本论文探索简便快捷的森林景观可视化的方法与应用。 采用三种数据源，即遥感影像数据、地形图数据、林相图数据，将地理信息系统的二次开发技术与VRML（虚拟现实模型语言）相结合，选用集成开发模式，基于.NET平台和ArcGIS Engine开发包，用vb.net语言进行开发，利用景观可视化技术构建并实现了森林景观的可视化。研究结果较直观地再现了该流域的主要景观类型，为流域的景观管理提供了一种全新的，更为直观的管理工具。该工具可以帮助人们进一步理解景观格局及其时间动态，可以对未来景观评价、生态规划提供各种预案，供社会和专家进行不同角度的评价。最后讨论了景观可视化研究中存在的主要问题，提出了一些解决办法，以及进一步的研究方向。

长白山森林资源变化动态与景观格局预测

长白山区是东北地区重要的生态功能区，多年以来由于不合理的森林经营导致了森林质量明显下降，生态功能显著退化。因此，分析森林资源变化动态及其影响因素，明确人类活动对森林资源的影响，并提出合理的经营方案，对该区森林资源保护和恢复具有重要意义。本文以具有典型代表性的露水河林业局为研究对象，以1987，1995和2003三期森林资源二类调查资料为主要数据来源，利用ARCGIS、ARCVIEW和FRAGSTATS等软件为技术手段，分析该局资源变化、景观特征及格局变化及其与人为干扰的关系；同时以2003年森林资源二类调查数据为基础，应用景观空间直观模型LANDIS，设定5种不同的采伐预案：对照（无采伐）、方案I（一般公益林和商品林每十年分别采伐总面积的5%和10%+天然更新）、方案II（一般公益林和商品林每十年分别采伐总面积的10%和15%+天然更新）、方案Ⅲ（采伐同方案I+人工更新）和方案Ⅳ（采伐同方案II+人工更新），模拟未来300年森林景观变化，以揭示在不同的经营方案下森林资源的长期演替动态及空间分布特征，结果表明： 1.森林资源的质量发生了显著变化。过去16年间该区森林覆盖率增加了6.9%，但是森林蓄积量下降了60.58万m3；成、过熟林面积持续增加，中龄林面积急剧减少；1987年到1995年该区森林蓄积减少了110万m3，而1995年到2003年间森林蓄积增加了49.7万m3，这些表明1995年到2003年森林经营措施更有利于森林恢复。但中、幼龄林在16年间面积、蓄积持续减少，近年来采伐的主要是中龄林，说明成、过熟林面积的增加是以牺牲中龄林为代价的。 2.森林景观破碎化程度加剧。过去的16年间景观异质性程度加大，景观斑块内部的连通性增强。而景观类型的斑块数、边界密度、蔓延度逐渐增加，散布并列指数、多样性指数和均匀度等指数在逐渐的降低。1987年到2003年斑块数增加了979块，同时最大斑块占景观面积比例逐渐下降，1987年为28.7%，2003年减少到12.7%；由于经营方式变为采阔保针，大量采伐阔叶树种补植针叶树种，景观基质由1987年的阔叶混交林，转变为1995年后的混合景观基质；在斑块水平上阔叶混交林的平均斑块面积下降最多，边界分割程度最高，这表明天然次生林类型受人类干扰最大；从景观指数变化趋势看景观破碎化在1995年到2003年的变化趋势较1987年到1995年的变化趋势有所减缓。 3.LANDIS模型对5种不同的森林管理预案模拟结果表明：无采伐和低强度择伐+人工造林方案到模拟后期不同程度的增加了成、过熟林面积，更有利于增加森林质量和维护森林景观的完整性。人工造林与不造林相比，造林方案显著增加了造林树种的分布面积；造林方案下造林树种的分布面积、成、过熟林面积较其它预案要高，因此，用原始阔叶红松林中的关键种造林，有利于森林结构的优化及向阔叶混交林景观的转化，促进森林质量的提高和景观的恢复。

长白山维管束植物多样性分布格局及其影响因子的研究

生物多样性的研究极其广泛，生物多样性的形成、维持机制和分布格局也一直是生物学和环境科学等研究的重要内容，植物作为生物总体中的重要组分，其种类组成、各个种的历史和现时分布及数量等历来是分析研究的重要对象。本文以中国长白山区为研究区域，通过植物多样性数据、地理及地形因子、能量因子、水分因子以及采集量和采集频度等其他因子资料，利用ArcGIS 9.2地理信息系统软件和SPSS等统计学软件，将长白山区按照行政区划分为74个小区，搜集各小区的环境因子数据，统计了各小区的生物多样性的数量，包括种子植物科、属、种，蕨类植物种丰富度状况及采集状况，对长白山区维管束植物分布格局与环境因子的关系进行了研究。 通过SPSS软件等统计学软件的分析，研究了中国长白山区植物多样性分布格局及其与环境因子的关系。研究结果表明，维管束植物的分布格局与年均温、年均降水、1月平均温度和温暖指数（WI）呈显著正相关（P<0.01），与经度、纬度和寒冷指数（CI）呈显著负相关（P<0.01），其中，影响植物分布格局的最主要的两个因子是年均降水量和1月温度（P<0.01, t测验），地理地形因子、热量因子和水分因子与植物多样性分布格局相关性非常显著。长白山区是人们已经开展了大量工作并基本完成了维管束植物普遍采集调查的区域，植物本底资料积累很好，有大量植物信息储存于植物标本之中。植物标本本身和标本为载体所记载的标本采集时间、地点、生境、该植物种在当地的丰富度等相关资料是生物多样性研究中丰富的原始数据源。 长白山区维管束植物包括150科729属1747种。其中蕨类植物22科44属100种，裸子植物5科11属33种，被子植物123科674属1614种。在此基础上，分析长白山区域植物标本采集状况，结果显示植物物种丰富度较高的地区有安图、桓仁、本溪县、凤城、抚松、鞍山市、清原、丹东市、尚志等，而丰富度较低的区域有双鸭山市、延寿、宾县、七台河、双阳、图们、木兰、通河等。长白山区维管植物多样性资源丰富，但各个区域的物种采集状况多寡不均，采集工作比较好的多集中在植物多样性资源保护较好的山区和自然保护区内。

辽宁中部城市群人口空间分布格局及动态演化

本文根据1992年和2006年Landsat TM影像，利用Erdas和ArcGIS软件，对辽宁省中部城市群的居民地、交通道路及人口分布格局进行了研究。 结果表明： 居民地分布格局： （1）辽宁省中部城市群居民地在斑块数量上主要以小型斑块为主，沈阳等几个大型城市在斑块面积上占主要地位。 （2）依据居民地面积的空间比重将辽宁省中部城市群居民地划分为东部地区、沈阳地区和西部地区3个特征区域，其中沈阳地区平均斑块面积最大，城市化程度最高；西部地区斑块密度最大，居民地最为密集；东部地区平均斑块面积和斑块密度均最小，居民地发育程度最低。 （3）尽管居民地在3个区域内都呈随机分布，但其指示参数——最邻近点指数还是体现出明显的区划差异。 （4）居民地分布受中心城市的影响显著，各中心城市的辐射范围不同，大小依次为沈阳>鞍山>铁岭>营口>辽阳>本溪>抚顺。 交通道路： （1）辽宁省中部城市群地区二级路所影响面积最大，一级路最小，影响的居民地斑块数目则为二级路>一级路>高速路。总体上二级公路的修建对居民地斑块数目和面积的变化贡献率最大。而对于辽宁省中部城市群七个城市来说不同等级的公路对各个地区有不同的贡献率。 （2）通过简单相关和偏相关分析，从定量角度阐明居民地和不同类型道路之间的相关关系和相关程度。其中，在简单相关系分析中, 高速公路与居民地面积最为相关，二级公路与居民地斑块个数最为相关；在偏相关分析中, 高速公路与居民地面积、高速公路与居民地斑块个数都最为相关，且表现出极显著相关（p<0.01）。 人口分布： （1）辽宁省中部城市群人口从1992-2006年来呈现递增趋势，人口继续向不均衡发展，东部人口聚集相对较少，西部人口则较为密集。 （2）从人口密度的增长幅度来看，变化最显著的是人口密度为150-200人/km2的地区，沈阳作为中心城市，是人口增长的热点。人口密度在200人/ km2以上的地区逐渐缩小，而面积渐次扩大，表明辽宁省中部城市群人口更加趋近于聚集性。 （3）人口重心向西南方向偏移， 且仅在沈阳地区内变动，重心移动路径大约3.77km，表明十四年来人口分布变化较小。 本文还对辽宁省中部城市群人口统计数据空间化的方法做了些探讨，设计了以GIS确定量化影响因子、以居民地信息和交通道路信息相结合的方法，成功建立了辽宁省中部城市群的人口数据格网分布表面，并用面插值方法进行平滑。其优势为：①建立的模型更接近于实际的人口分布。②通过面插值平滑方法可以使整个区域的人口数量保持一致。③所建立的模型数学形式简单，更容易设计和改进。

大兴安岭北坡火后紫貂冬季生境恢复研究(英文)

由自然和人为原因引起的生境丧失与生境破碎化已严重影响到野生动物的生存。大兴安岭北坡是国家一级保护动物紫貂(Marteszibellina)的主要分布区,1987年发生在这里的特大森林火灾造成了森林景观的严重破碎化,紫貂的生存面临极大的威胁。本文的研究目的是为了确定火灾13年后,紫貂冬季生境的恢复程度。首先根据紫貂对冬季生境的喜好选取对其生存影响较大的生态因子,结合数字化林相图,利用地理信息系统软件ArcGIS编制火烧前后的生境适宜性类型图。然后选取相关的景观格局指标,对火灾烧前后的生境格局进行对比分析。结果显示:尽管火后采取了一系列的森林恢复措施,但紫貂冬季适宜生境仍有大幅度减少,特别是中等适宜生境类型减少最为明显。适宜生境破碎化加剧,隔离度增加。适宜生境斑块的形状趋于简单,软边界比重有所增加。以上结果表明,与火前相比,紫貂生境明显恶化,需要较长的时间恢复。图4表5参41。

大兴安岭北坡火后紫貂冬季生境适宜性与景观格局的恢复

由自然和人为原因引起的生境丧失与生境破碎化已严重影响到野生动物的生存。大兴安岭北坡是国家一级保护动物紫貂(Martes zibellina)的主要分布区,1987年发生在这里的特大森林火灾造成了森林景观的严重破碎化,紫貂的生存面临极大的威胁。本文的研究目的是为了确定火灾13年后,紫貂冬季生境的恢复程度。首先根据紫貂对冬季生境的喜好,选取对其生存影响较大的生态因子,结合数字化林相图,利用地理信息系统软件ArcGIS编制火烧前后的生境适宜性类型图。然后选取相关的景观格局指标,对火烧前后的生境格局进行对比分析。结果显示,尽管火后采取了一系列的森林恢复措施,但紫貂冬季适宜生境仍有大幅度减少,特别是中等适宜生境类型减少最为明显。适宜生境破碎化加剧,隔离度增加。适宜生境斑块的形状趋于简单,软边界比重有所增加。以上结果表明,与火前相比,紫貂生境明显恶化,需要较长的时间恢复。

大兴安岭北坡火烧迹地森林景观恢复及其影响因子——以郁闭度指标为例

1987年发生在大兴安岭北坡的特大火灾造成了森林资源的巨大损失,森林景观恢复一直是人们关注的热点.本研究选取与森林生产力密切相关的郁闭度因子作为研究对象,以ArcView、ArcGIS等地理信息系统软件为研究平台,采用1987年和2000年两期森林资源二类调查数据,对郁闭度、火烧强度、抚育类型和地形因子等进行分级,利用Kendall等级相关分析、相似性分析等方法,探讨了森林郁闭度格局的恢复状况以及火烧强度、更新类型、地形因子对郁闭度恢复的影响.结果表明,2000年郁闭度等级构成与1987年火前相比发生了明显变化,无林地以及高郁闭度等级比重明显下降,较低郁闭度等级比重显著上升;火烧强度对火后恢复的影响最为关键,火烧强度与郁闭度等级呈负相关;更新措施短期内对郁闭度恢复影响不显著,但可以缩短森林演替的周期,对未来针叶林群落生产力恢复具有重要的促进作用;地形因子中坡度对郁闭度恢复影响最为明显,其次为坡位,坡向影响最弱.

大兴安岭北坡火烧迹地森林郁闭度恢复及其影响因子分析(英文)

1987年发生在大兴安岭北坡的特大火灾造成了森林资源的巨大损失,其森林景观恢复一直是人们关注的热点。本研究选取与森林生产力具有密切联系的郁闭度因子作为研究对象,以ArcView、ArcGIS等地理信息系统软件为研究平台,采用1987年和2000年两期森林资源二类调查数据,对郁闭度、火烧强度、抚育类型、地形因子等进行分级,通过数据叠加,探讨了森林郁闭度格局的恢复状况以及火烧强度、更新类型、地形因子对郁闭度恢复的影响。结果显示:2000年郁闭度等级构成与1987年火前相比发生了明显变化,无林地以及高郁闭度等级比重明显下降,较低郁闭度等级比重显著上升;火烧强度是影响火后恢复的初始因子,火烧强度与郁闭度等级呈负相关;更新措施短期内对郁闭度恢复影响不显著,但可以缩短森林演替的周期,对未来针叶林群落生产力恢复具有重要促进作用;地形因子中坡度对郁闭度恢复影响最为明显,其次为坡位,坡向影响最弱。图12表5参22。

辽宁省中部城市群居民地的分布格局

根据2006年Landsat TM影像,利用Erdas和ArcGIS软件,结合区划理论和聚落地理学,对辽宁省中部城市群的居民地分布格局进行了研究。结果表明:1)辽宁省中部城市群居民地在斑块数量上主要以小型斑块为主,斑块面积<1km2的斑块数量达斑块总数的96.38%,在斑块面积上以沈阳等几个大型城市的居民地占主要地位。2)依据居民地面积的空间比重将辽宁省中部城市群居民地划分为东部地区、沈阳地区和西部地区3个特征区域,其中沈阳地区平均斑块面积最大,城市化程度最高;西部地区斑块密度最大,居民地最为密集;东部地区平均斑块面积和斑块密度均最小,居民地发育程度低于另2个区域。3)尽管居民地在3个区域内都呈随机分布,但其指示参数——最邻近点指数还是体现出明显的区划差异。4)居民地分布受中心城市的影响显著,各中心城市的辐射范围不同,大小依次为沈阳>鞍山>铁岭>营口>辽阳>本溪>抚顺。

岷江上游地区人类活动强度及其特征

利用1∶25万国家基础地理信息数据,在ArcGIS支持下,基于地理学自相关理论,采用居民点、道路和地形因子等权重指标,实现岷江上游人类活动强度定量化的空间表达,并分析其空间特征。结果表明:岷江流域各个县域人类活动强度大小和分布均有差异,其中黑水县人类活动最为剧烈,且分布最为均匀;理县和茂县人类活动强度和分布均匀程度基本接近全流域的平均水平;靠近成都平原的汶川县,因卧龙保护区位于该区境内,使该县的人类强度降低,同时其人类活动的空间分布亦不均匀;松潘县地处北部,人类活动强度最低。本研究采用坡度、道路和居民点3个因子来定量化人类活动强度,反映了研究区人类活动强度及其空间分布特征,从而为进一步探讨景观格局演变提供了新的思路。

岷江上游人口特征

通过提取岷江上游5县1986~2003年统计年鉴的人口和经济数据,以研究区行政区划图(1∶250 000)为地理信息基础数据,在ArcGIS平台上,建立人口空间数据库,采用传统人口统计和GIS空间分析相结合的方法,对岷江上游5县的人口空间分布特征与变化以及影响其变化的因素进行了研究。结果表明,研究区是以藏族、羌族、回族等少数民族为主的聚居区,其人口总量规模小、人口增长缓慢、人口密度偏小;人口的空间结构状况趋于不均衡化,人口再分布活力明显下降;人口重心从1950~2003年由北到南移动了6.30 km,反映出研究区经济发展良好的区域在南部(即汶川县)方向;影响人口分布的主要因素有河流、道路、海拔、土地的利用方式和经济吸引力等。

延河流域退耕前后土壤侵蚀强度的变化

根据修正通用土壤流失方程,在ArcGIS软件平台下,以黄土高原延河流域为例,在合理选用和计算修正通用土壤流失方程中各因子参数的基础上,计算并分析陕北黄土高原延河流域退耕前后土壤侵蚀量的变化及其动态分布。结果表明:1)延河流域退耕后,土壤侵蚀明显减少,与1986—1997年相比,退耕后至2000年土壤侵蚀量平均减少34%;2)坡耕地对土壤侵蚀影响明显,尤其是陡坡耕地退耕至关重要;3)在修正通用土壤流失方程各因子中,短期内影响土壤侵蚀动态变化的主控因子是植被覆盖管理因子,所以调整土地利用结构是减少土壤侵蚀的有效方法。

区域尺度侵蚀产沙估算方法研究

区域土壤侵蚀模型是大区域土壤侵蚀普查和水土保持宏观决策的支持工具,土壤侵蚀模型的研发是土壤侵蚀学科的前沿领域。基于DEM将区域划分为规则网格,设计产流、产沙过程的单元模型,包括植被截留、入渗、填洼、流速、携沙能力、径流剥蚀量、泥沙沉积等算法。将月降水当作1次降雨事件,并划分若干时段进行迭代计算,利用GIS空间分析功能完成水沙汇集运算,并在ArcGIS支持下进行计算机程序设计,有效地完成了区域侵蚀产沙量的计算。将模型应用于延河流域得到:1995年7月份平均径流深为35.6 mm,径流系数为0.237,流域出口径流量为2.72亿m3,流域出口输沙量为0.38亿t,流域平均侵蚀模数为4575 t/(km2.月);输出图形空间格局和结构符合实际情况,初步模拟结果令人较满意。

森林景观格局分析及破碎化评价——以祁连山西水自然保护区为例

基于西水自然保护站 2 0 0 1年 1∶5万林相图 ,在地理信息系统软件ArcGIS和景观结构分析软件Fragstats(栅格版 )支持下 ,从景观总体特征、斑块面积、斑块周长、斑块数和分形维数等角度对其景观格局和破碎化程度进行了分析和评价。结果表明 ,各景观组分中草地面积最大 ,保持得较为完整 ;杨类、白桦软阔类、针阔混交林、疏林地、农田和未成林地面积小 ,呈零散分布 ;青海云杉林的面积和周长较大 ,但其边界密度大 ,显示出较高的破碎化程度。各景观组分的分形维数均较低 ,远离于 2 ,更趋向于 1,表明各景观类型的边界褶皱程度均较低 ,整个景观的边界形状较为简单。