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基于地理信息系统技术的福建省林地资源评价研究

作　者: 邢世和
导　师: 梁一池
学　校: 福建农林大学
专　业: 森林培育
关键词: 地理信息系统林地栅格空间适宜性生产力立地类型景观格局固碳释氧价值按树树种风险福建
分类号: S757
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

本研究在全面综述国内外有关林地资源评价研究现状、存在问题和发展趋势的基础上，借助地理信息系统(GIS)与数学模型集成技术，利用福建省土地利用现状调查、土壤普查和山地土壤调查、水土流失现状调查、气象观测、大气环境监测等数据资料以及福建省数字高程模型，对福建省林地资源开展系统评价研究，包括基于GIS技术的福建省主要气候及大气环境要素空间栅格数据推算、林地适宜性评价、林地森林生产力评价及其空间分异、林地森林立地分类及其景观格局空间分异、林地森林固碳释氧能力与价值评价及其空间分异和主要桉树树种用地适宜性及其风险评价等研究，旨在丰富、完善和创新区域林地资源评价的研究内容与技术方法，摸清福建省宜林地资源的数量、质量、限制因素及其分布；林地森林生产力、生态环境价值及其空间分异：林地森林立地类型、数量、特征、分布及其景观格局和主要桉树树种适宜用地的数量、质量、分布及其风险状况等，为因地制宜、适地适树地合理开发利用福建省林地资源，加强林地资源的科学管理和利用规划，促进全省生态环境的改善和林业可持续发展提供科学依据，研究结果表明： 1．福建省水分因子(年均降水量、年蒸发量、干燥度、年雨日和生长季与越冬季降水量比值)、热量因子(年太阳辐射能、年均温度、≥0℃积温、≥10℃积温、年无霜期、年霜日、极端低温和极端低温均值)和光照因子(年日照百分率、年日照时数和生长季日照时数)与经度、纬度和海拔的关系模型均以2次方趋势面拟合模型最为密切，复相关系数分别变化于0.674～0.861、0.732～0.982和0.629～0.733，均达到极显著水平。采用配对法样本t检验对未参与建模的12个气象站上述水分、热量和光照因子的模型推算值和实测值进行差异显著性检验表明，由2次方趋势面分析模型分别结合4、4、6、4、3、1、12、2、1、3、1、4、3、2、1和1次方反距离权重插值模型的12个气象站年均降水量、年蒸发量、干燥度、年雨日、生长季与越冬季降水量比值、年太阳辐射能、年均温度、≥0℃积温、≥10℃积温、年无霜期、年霜日、极端低温、极端低温均值、年日照百分率、年日照时数和生长季日照时数的推算值与实测值之间差异不显著且t值最小，说明由上述模型推算的相应水分、热量和光照因子的数值精度最高，可分别适用于福建省上述水分、热量和光照因子栅格空间数据的较准确推算。利用反距离权重和泰森多边形-比重法区域插值模型进行福建省大气氮氧化物、二氧化硫、总悬浮颗粒物、可吸入性悬浮颗粒物和降水pH值栅格空间数据推算，采用配对法样本t检验对未参与插值的10个监测站上述大气环境因子的模型推算值和实测值进行差异显著性检验表明，大气氮氧化物、二氧化硫、总悬浮颗粒物、可吸入性悬浮颗粒物和降水pH值模型推算值与实测值之间差异显著性t值分别以泰森多边形、1次方反距离权重、泰森多边形、12次方和2次方反距离权重插值最小，仅分别为0.079、1.276、0.512、0.979和0.049，均未达显著水平，说明由这些插值模型推算的上述大气环境因子的数值精度最高，可分别适用于福建省相应大气环境因子栅格空间数据的较准确推算。 2．对福建省林地适宜性评价的37个初选因子进行主成分分析结果表明，由年均降水量、年日照时数、≥10℃积温、年无霜期、含盐量、物理性粘粒、土壤pH、地下水位、有机质、土层厚度、侵蚀模数、全钾、全磷、交通通达值、区位、大气总悬浮颗粒物、年均降水pH、坡度和坡向等19个因子构成前5个主成分的累计贡献率达87.53％，表明由前5个主成分构成的19个因子对林地适宜性具有重要影响，根据这些因子反映的信息不同，可将福建省林地适宜性评价因子体系划分为水光热条件(≥10℃积温、年无霜期、年日照时数、年降水量)、土壤环境条件(坡度、坡向、土层厚度、地下水位、侵蚀模数)、土壤理化性质(全盐量、有机质、土壤pH、全磷、全钾、物理性粘粒)、大气环境条件(年均降水pH、总悬浮颗粒物)和社会经济条件(区位、交通通达值)共5个方面。

全文目录

第一章林地资源评价研究综述  16-32
  第一节林地资源评价研究现状  16-28
    一、林地适宜性评价研究  16-18
    二、林地森林生产力评价研究  18-21
    三、林地森林立地类型分类研究  21-25
    四、林地森林固碳释氧量及其价值研究  25-27
    五、林地具体树种用地适宜性评价研究  27-28
  第二节林地资源评价研究的问题与发展趋势  28-32
    一、林地资源评价研究存在的主要问题  29-30
    二、林地资源评价研究的发展趋势  30-32
第二章研究内容、总体技术路线与创新点  32-35
  第一节研究内容  32-33
    一、基于GIS技术的福建省主要气候及大气环境要素空间栅格数据推算  32
    二、基于GIS技术的福建省林地适宜性评价  32
    三、基于GIS技术的福建省林地森林生产力评价及其空间分异  32
    四、基于GIS技术的福建省林地森林立地分类及其景观格局空间分异  32-33
    五、基于GIS技术的福建省林地森林固碳释氧能力与价值评价及其空间分异  33
    六、基于GIS技术的福建省主要桉树树种用地适宜性及其风险评价  33
  第二节总体技术路线与创新点  33-35
    一、总体技术路线  33
    二、主要创新点  33-35
第三章研究区概述  35-44
  第一节气候  35-36
    一、热量  35
    二、降水  35
    三、日照  35-36
  第二节地质地貌  36-37
    一、地质  36
    二、地貌  36-37
  第三节水文  37-38
    一、地表水  37-38
    二、地下水  38
  第四节土壤  38-39
    一、土壤类型  38-39
    二、分布规律  39
  第五节植被  39-41
    一、植物种类与数量  39-40
    二、主要植物群落分布与特征  40-41
  第六节大气环境  41-42
    一、空气主要污染物  41
    二、酸雨污染状况  41-42
  第七节林地和园地资源  42-44
    一、林地和园地资源数量及其分布  42
    二、林地和园地资源利用结构、数量及其分布  42-44
第四章基于GIS技术的福建省主要气候及大气环境要素空间栅格数据推算  44-72
  第一节研究技术路线与方法步骤  44-47
    一、技术路线  44
    二、方法步骤  44-47
  第二节结果与分析  47-72
    一、主要气候因子栅格空间数据推算及其精度分析  47-55
    二、大气环境及酸雨因子栅格空间数据推算及其精度分析  55-72
第五章基于GIS技术的福建省林地适宜性评价  72-106
  第一节研究技术路线与方法步骤  72-82
    一、技术路线  72
    二、方法步骤  72-82
  第二节结果与分析  82-106
    一、福建省林地适宜性评价因子筛选与分析  82-86
    二、林地适宜性评价结果分析  86-106
第六章基于GIS技术的福建省林地森林生产力空间分异与分区  106-123
  第一节研究技术路线与方法步骤  106-109
    一、技术路线  106
    二、方法步骤  106-109
  第二节结果与分析  109-123
    一、福建省林地森林气候生产力及其空间分异  109-110
    二、福建省林地森林生产力及其空间分异  110-111
    三、福建省林地林木产量及其空间分异  111-114
    四、福建省林地森林光能利用率及其空间分异  114
    五、福建省林地森林气候生产力分区  114-115
    六、福建省林地森林生产力分区  115-117
    七、福建省林地林木产量分区  117-120
    八、福建省林地森林光能利用率分区  120-123
第七章基于GIS技术的福建省林地森林立地分类及其景观格局空间分异  123-142
  第一节研究技术路线与方法步骤  123-128
    一、技术路线  123
    二、方法步骤  123-128
  第二节结果与分析  128-142
    一、福建省林地森林立地类型的数量及其分布  128-132
    二、福建省林地森林立地类型特征分析  132-135
    三、福建省林地森林立地类型景观特征和格局分析  135-142
第八章基于GIS技术的福建省林地森林固碳释氧能力及其价值评价与空间分异  142-156
  第一节研究技术路线与方法步骤  142-144
    一、技术路线  142
    二、方法步骤  142-144
  第二节结果与分析  144-156
    一、福建省林地森林CO_2固定能力及其分区  144-146
    二、福建省林地森林O_2释放能力及其分区  146-150
    三、福建省林地森林CO_2固定和O_2释放价值分析  150-156
第九章基于GIS技术的福建省主要桉树树种用地适宜性及其风险评价  156-185
  第一节研究技术路线与方法步骤  156-162
    一、技术路线  156
    二、方法步骤  156-162
  第二节结果与分析  162-185
    一、福建省主要桉树树种用地适宜性分析  162-180
    二、福建省主要桉树树种适宜用地区风险评价  180-182
    三、福建省主要桉树树种用地区划  182-185
第十章福建省林地和森林资源利用问题与可持续利用对策  185-195
  第一节林地和森林资源利用存在的主要问题  185-187
    一、宜林地资源的酸性、缺磷和粘质限制较为突出  185
    二、宜林地资源尚未得到充分开发利用  185
    三、森林结构不尽合理,森林资源总体质量不高  185-186
    四、林地资源开发利用方式不尽合理,林地生产力下降  186-187
    五、林地生产潜力未得到充分发挥  187
    六、林业生产资金投入严重不足,可持续发展基础脆弱  187
    七、防护林体系建设总量不足,林分老化  187
  第二节林地和森林资源可持续利用对策  187-195
    一、实施天然林保护工程,发展混交林,逐步改善不合理的林分结构  188
    二、实施退耕退园,还林还草工程,合理开发利用后备林地资源  188
    三、采取综合治理措施,防治水土流失,消除林地限制因素  188-189
    四、严格执行国家林地保护政策,完善相关配套制度,加大执法和管护力度  189-190
    五、因地制宜地提倡近自然林业经营模式,实现林地资源的科学经营与管理  190
    六、加强幼、中林抚育,改造低产林  190-191
    七、以市场需求为导向,因地制宜、适度规模地发展短轮伐工业原料林  191-192
    八、重视林业的特殊地位,稳定投入,加大扶持  192
    九、加快沿海地区高效、稳定的防护林体系建设  192-193
    十、构建先进的林地及森林资源动态监测管理系统,提高资源管理水平  193
    十一、加大林业产业综合开发力度  193-195
参考文献  195-207
致谢  207-208
附录  208-212
附图  212-243

基于地理信息系统技术的福建省林地资源评价研究

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