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长株潭地区城乡一体现代林业系统构架的研究

作　者: 佘济云
导　师: 田大伦；袁正科
学　校: 中南林学院
专　业: 生态学
关键词: 城乡一体现代林业系统生态系统长株潭地区
分类号: S731.2
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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引　用: 8次
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内容摘要

生态环境是人类生存和发展的基本条件,是区域经济、社会可持续发展的核心和基础。保持和建设好生态环境,实现可持续发展,是我国现代化建设中必须始终坚持的一项基本方针。近年来,随着经济、社会、文化和科技的发展,城市化进程逐步加快,生态和环境问题日益凸现,形成了城乡之间发展极不平衡的矛盾,严重阻滞了社会经济的可持续发展。城乡一体化是解决城乡矛盾和缓解城乡差别的有力战略措施,可以使得城乡之间的生产要素在一定的范围内进行合理的交流和配置。森林作为陆生生态系统的主体,是城乡一体区域生态系统的重要组成部分。由于城市中心区域的绿化还不足以形成改善城市整体环境质量的效益,因此,将郊区广大区域的森林纳入城市生态建设的组成部分,大力建设实现城乡一体的现代林业系统是提高城市—区域生态环境质量的有效途径。本文以长沙、株洲、湘潭3个城市构成的紧密联系的城市群—区域作为研究区,以长株潭一体化构成的城市—区域生态系统中的林业生态系统为研究对象,根据生态系统和可持续发展理论,综合森林生态学、城市生态学、区域生态学、景观生态学的原理和方法,运用生态平衡的规律和生态系统之间物质流、能量流、信息流的交换理论,以计算机和GIS、RS、GPS（3S技术）为技术手段,系统地研究区域内典型森林类型的结构与生态服务功能、区域生态环境质量和城市群生态系统健康评价、城市—区域生态安全格局、湘江生态经济林业生态圈的构建等方面的理论和实践问题。结果表明:（1）开展城乡一体区域生态环境质量评价和管理信息系统的建立、城乡一体现代林业系统的理论基础、生态服务功能、森林结构调整、经营管理和生态构架的研究,对促进城乡生态环境建设、增加城市活力和实现可持续发展具有重要理论价值和实践意义。（2）马尾松纯林、马尾松阔叶树混交林、阔叶林是长株潭地区森林群落演替过程中三大典型的森林类型。不同土壤类型、不同土层厚度、不同表土层厚度、不同坡度、不同地形部位的马尾松林地的涵养水源、固持土壤的功能差异显著;马尾松阔叶树混交林的林分结构规律明显,其涵养水源、固持土壤和维持较高的生物多样性、生物生产力的功能强,具有旺盛的生命力和生态潜力,正向着常绿阔叶林过渡;长株潭地区樟树人工林固定二氧化碳、生物生产、物质循环、改善区域小气候、净化水质等方面的生态服务的作用明显。（3）利用4类15个评价因子为基础建立的区域生态环境质量评价模型和评价管理信息系统对长株潭地区的生态环境质量进行了综合评价,通过直观的评价专题图表示以县域为评价单元的生态环境质量的差异,评价结果为城乡之间生态环境质量差异显著,且呈梯级分布;从区域生态系统的活力、生态系统的组织结构、生态系统恢复力、生态服务功能的维持、区域人群健康及教育水平五个方面对长株潭城市群的生态系统健康水平进行评价,其结果为2000年和2001年长株潭城市群生态系统均处于亚健康状态。（4）从长株潭地区城市—区域的CO₂、O₂平衡,水量平衡,大气污染物排放量与森林、作物系统吸收潜力平衡三个方面进行了分析,研究提出了依靠区域生态系统的生态服务功能净化和消除城市系统有害排放物,吸收必需的自然物质,并使其处于一种安全健康下所需要的森林、水域和作物面积,以此探索、寻求合理的城市—区域生态安全格局和理想控制模式。在此基础上通过对区域内森林生态系统中林种和树种结构的优化,调整长株潭地区城市群—区域生态系统结构,实现区域内用地结构,特别是森林用地结构的优化组合和配置,构成维护城市—区域生态安全的生态构架,以激发区域生

全文目录

摘要  12-14
第一部分文献综述部分  14-26
  1 文献综述  14-26
    1.1 城乡一体区域生态环境质量评价和管理信息系统的建立  14-18
      1.1.1 城乡一体区域生态环境质量评价  14-15
      1.1.2 城乡一体区域生态环境质量评价方法  15
      1.1.3 城乡一体区域生态环境质量评价与管理信息系统  15-18
        1.1.3.1 管理信息系统研究的发展历史  16
        1.1.3.2 地理信息系统研究与应用  16-17
        1.1.3.3 管理信息系统在生态环境质量评价中应用的研究  17-18
    1.2 城乡一体和现代林业的研究  18-22
      1.2.1 城市森林和城市林业  18-20
      1.2.2 城乡一体化研究  20-21
      1.2.3 现代林业发展背景和内涵  21-22
    1.3 城乡一体现代林业系统生态服务功能与布局研究  22-26
      1.3.1 城乡一体现代林业系统的生态服务功能  22-23
      1.3.2 城乡一体现代林业系统的布局和规划  23-26
第二部分论文正文部分  26-121
  1 引言：研究背景和问题的提出  26-28
  2 研究区概况  28-31
    2.1 自然地理与资源概况  28-29
      2.1.1 地理位置  28
      2.1.2 气候条件  28
      2.1.3 地形地貌  28
      2.1.4 土壤类型  28-29
      2.1.5 水资源状况  29
      2.1.6 森林资源  29
      2.1.7 矿产资源  29
      2.1.8 旅游资源  29
    2.2 社会经济状况  29-30
    2.3 生态环境状况  30-31
  3 研究内容和研究方法  31-37
    3.1 研究内容  31-32
    3.2 研究方法与技术路线  32-37
      3.2.1 研究方法  32-33
      3.2.2 技术路线  33-37
  4 长株潭地区典型森林类型的结构与生态服务功能  37-56
    4.1 长株潭地区马尾松纯林的水文功能  37-41
      4.1.1 标准地资料  37
      4.1.2 长株潭地区马尾松纯林的主要类型  37
      4.1.3 长株潭地区马尾松纯林的水文功能  37-41
        4.1.3.1 森林植被层对降水的截留作用  37-38
        4.1.3.2 马尾松林林地的涵水固土功能  38-41
    4.2 长株潭地区马尾松阔叶树混交林的结构与功能  41-50
      4.2.1 标准地的确定与调查  41-42
        4.2.1.1 选择标准地的原则  41
        4.2.1.2 标准地的设置  41
        4.2.1.3 标准地的调查  41
        4.2.1.4 森林—立地涵水固土功能的调查与观测  41
        4.2.1.5 样本资料及分布  41-42
      4.2.2 马尾松阔叶树混交林的结构规律  42-46
        4.2.2.1 成层性  42-43
        4.2.2.2 种群分布格局  43
        4.2.2.3 直径与年龄结构  43-44
        4.2.2.4 物种多样性和种间相关性  44-46
      4.2.3 马尾松阔叶树混交林的涵水固土功能  46-50
        4.2.3.1 马尾松阔叶树混交林森林枯落物的涵水功能研究  46-47
        4.2.3.2 不同马尾松阔叶树混交林——土壤(母岩)类型的涵水固土效益  47-50
    4.3 长株潭地区樟树人工林的生态服务功能  50-56
      4.3.1 实验林概况  50-51
        4.3.1.1 实验地概况  50
        4.3.1.2 实验林林分结构  50-51
      4.3.2 樟树人工林的生态服务功能  51-56
        4.3.2.1 固定CO_2的作用  51
        4.3.2.2 生物生产  51-52
        4.3.2.3 物质循环能力  52-53
        4.3.2.4 改善小气候  53-55
        4.3.2.5 净化水质(水化学特性)  55-56
  5 长株潭地区生态环境质量与生态系统健康评价  56-75
    5.1 长株潭地区生态环境质量评价  56-70
      5.1.1 生态环境质量评价的定义与分类  56-57
        5.1.1.1 生态环境质量评价的定义  56
        5.1.1.2 生态环境质量评价的分类  56-57
      5.1.2 生态环境质量评价单元与评价指标体系  57-60
        5.1.2.1 评价单元的选择  57
        5.1.2.2 评价指标的确定和评价指标体系的建立  57-60
      5.1.3 生态环境质量评价模型  60-61
        5.1.3.1 主成分分析法  60
        5.1.3.2 层次分析法  60-61
      5.1.4 长株潭地区生态环境质量综合评价  61
      5.1.5 长株潭地区生态环境质量评价管理信息系统的研制  61-70
        5.1.5.1 系统数据流程  61-62
        5.1.5.2 系统数据组织与数据库的建立  62-64
        5.1.5.3 系统程序设计  64-65
        5.1.5.4 系统的功能  65-66
        5.1.5.5 系统的运行与管理  66-70
    5.2 长株潭城市群生态系统健康评价  70-75
      5.2.1 生态系统健康的定义  70
      5.2.2 城市群生态系统健康评价指标体系及评价标准  70-73
        5.2.2.1 城市群生态系统健康评价指标体系  70-72
        5.2.2.2 城市群生态系统评价标准  72-73
      5.2.3 城市群生态系统健康评价模型  73-74
      5.2.4 长株潭城市群生态系统健康评价  74-75
  6 长株潭地区城市—区域生态安全格局  75-101
    6.1 城市—区域CO_2与O_2的收支平衡格局  75-82
      6.1.1 长株潭地区城市—区域CO_2的排放与O_2的消耗  75-77
        6.1.1.1 城市中CO_2的排放与O_2的消耗  76
        6.1.1.2 农村其它形式的CO_2的排放与O_2的消耗  76-77
      6.1.2 CO_2的固定与O_2的排放  77-78
        6.1.2.1 长株潭地区农业生态系统固定CO_2和放出的O_2  77
        6.1.2.2 森林生态系统固定的CO_2量和放出的O_2  77-78
      6.1.3 长株潭地区CO_2与O_2的收支平衡格局  78-82
        6.1.3.1 长株潭地区CO_2与O_2的收支平衡分析  78
        6.1.3.2 长株潭地区CO_2与O_2的收支平衡格局  78-80
        6.1.3.3 长株潭地区CO_2收支平衡的最小面积  80-82
    6.2 城市—区域SO_2的排放与净化系统格局  82-87
      6.2.1 长株潭地区城市—区域SO_2的排放  82
      6.2.2 森林和农作物对大气S的净化潜力  82-84
      6.2.3 长株潭地区城市—区域SO_2的排放与净化分析  84
      6.2.4 长株潭区域SO_2的排放与净化系统格局  84-87
        6.2.4.1 城市建成区(一区)SO_2的排放和净化  84-85
        6.2.4.2 城市区(二区)SO_2的排放与净化  85-86
        6.2.4.3 城市区外延至外围第一圈县(三区)SO_2的排放与净化  86
        6.2.4.4 城市外延至外围第二圈6县(四区)SO_2的排放与净化  86
        6.2.4.5 城市外延至第二圈2个县(五区)SO_2的排放与净化  86-87
      6.2.5 长株潭净化SO_2所需的最小面积  87
    6.3 长株潭地区城市—区域水量收支平衡格局  87-91
      6.3.1 长株潭地区水田的缺水分析  88
      6.3.2 旱土水量收支的分析  88-89
      6.3.3 城市生产、生活用水  89
      6.3.4 森林生态系统水量收支平衡  89-90
      6.3.5 长株潭地区水量收支平衡  90-91
      6.3.6 长株潭市区和外围不同区间水量收支状况的分析  91
    6.4 城市—区域景观生态安全格局  91-98
      6.4.1 问题分析与调整对象  91-92
        6.4.1.1 森林生态系统  91
        6.4.1.2 农田作物生态系统  91
        6.4.1.3 水面  91-92
        6.4.1.4 城市设施  92
        6.4.1.5 城市绿地  92
      6.4.2 线性规划模型  92-93
      6.4.3 约束方程与决策条件  93-95
      6.4.4 调整结果与分析  95-98
    6.5 城市—区域生态安全架构分区  98-101
      6.5.1 功能区布局  98-100
        6.5.1.1 美化区：(Ⅰ区)  98
        6.5.1.2 净化功能区(Ⅱ区)  98-99
        6.5.1.3 防污功能区(Ⅲ区)  99
        6.5.1.4 生态功能调节区(Ⅳ区)  99
        6.5.1.5 生态保护区(Ⅴ区)  99-100
      6.5.2 森林类型配置  100-101
  7 长株潭湘江生态经济带林业生态圈的构建  101-112
    7.1 基本情况与存在的问题  101-102
      7.1.1 基本情况  101
      7.1.2 存在的问题  101-102
    7.2 建设目标、指导思想和基本原则  102-103
      7.2.1 湘江生态经济带林业生态圈的性质  102
      7.2.2 湘江生态经济带林业生态圈的建设目标  102
      7.2.3 湘江生态经济带林业生态圈规划与建设的指导思想  102
      7.2.4 湘江生态经济带林业生态圈规划与建设的基本原则  102-103
    7.3 林业生态圈空间结构  103-104
      7.3.1 湘江生态经济带的空间结构  103-104
      7.3.2 湘江生态经济带林业生态圈的结构  104
    7.4 森林资源保护与发展管理规划  104-107
      7.4.1 保护的原则和目标  104-105
        7.4.1.1 保护的原则  104-105
        7.4.1.2 保护的目标  105
      7.4.2 保护与建设管理内容规划  105-107
        7.4.2.1 保护措施  105-106
        7.4.2.2 林地保护  106
        7.4.2.3 珍稀野生动物栖息地(湿地)保护  106
        7.2.2.4 林木保护  106
        7.2.2.5 森林资源恢复  106-107
        7.2.2.6 珍稀古大树、名木保护  107
        7.2.2.7 森林防火  107
    7.5 生态旅游、重点保护与建设项目规划  107-109
      7.5.1 生态旅游项目规划  107-108
      7.5.2 重点保护与建设项目  108-109
    7.6 投资概算  109-112
  8 结论与讨论  112-114
  9 参考文献  114-121
Abstract  121-125
致谢  125-126
附件：作者攻读博士学位期间的主要业绩  126-127

长株潭地区城乡一体现代林业系统构架的研究

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