基于多源數(shù)據(jù)的浙江省公益林生物量時(shí)空特征分析與遙感估算方法研究.pdf

1、森林是人與自然和諧的關(guān)鍵與紐帶，具有調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、保持水土、固碳釋氧、保護(hù)生物多樣性等多種功能，對(duì)區(qū)域生態(tài)安全、美化人居環(huán)境具有巨大作用。浙江省作為我國(guó)東南沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份，經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)森林的破壞和由此導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題也日趨嚴(yán)重。改革開(kāi)放以來(lái)，著眼于發(fā)揮森林減排和防災(zāi)功能，浙江省進(jìn)一步加大了生態(tài)公益林的建設(shè)力度，然而目前浙江省生態(tài)公益林還存在林分質(zhì)量差、林種樹(shù)種結(jié)構(gòu)不合理等問(wèn)題。因此，加快生態(tài)公益林體系建設(shè)，對(duì)于建設(shè)“

2、美麗浙江”，為全面高水平建成小康社會(huì)提供生態(tài)支撐，意義重大。本文選取了在公益林監(jiān)測(cè)過(guò)程中的生物量指標(biāo)，結(jié)合公益林大樣本生態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和遙感生物量監(jiān)測(cè)模型，對(duì)浙江省生物量分布特征進(jìn)行了研究，并進(jìn)一步對(duì)典型縣市的公益林生物量時(shí)空動(dòng)態(tài)進(jìn)行了分析。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)運(yùn)用浙江省生態(tài)公益林大樣本生態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)地分析了公益林群落生物量時(shí)空特征。公益林中針闊混交林單位面積生物量最高，然后依次為杉木林、闊葉林、松林和灌木林。從群

3、落垂直梯度分析，喬木層生物量以杉木林最高，灌木林最低;下木層的生物量以闊葉林最高，杉木林最低;草本層的生物量杉木林最高，闊葉林最低。從海拔梯度分析，灌木林群落生物量在不同海拔梯度下沒(méi)有顯著差異;松林和杉木林群落生物量隨著海拔梯度升高而增加;針闊混交林和闊葉林群落生物量分別在0-200m和1000-1500m梯度達(dá)到峰值。
　　2001至2010年的10年間，松林、杉木林、闊葉林、針闊混交林、竹林和灌木林單位面積生物量分別增長(zhǎng)72.

4、5％、84.3％、38.4％、24.8％、33.4％和133.9％，公益林單位面積生物量的年增長(zhǎng)率為5.69％。從不同林分類型的不同林齡生物量變化看，松林和杉木林到了中后期生物量的增長(zhǎng)較小，而針闊混交林和闊葉林的生物量進(jìn)入近熟林后，其生物量的增長(zhǎng)依然保持較高的水平。
　　不同群落公益林生物量在不同地形條件下分布規(guī)律具有差異。松林、杉木林和闊葉林的群落生物量依次為中山＞低山＞丘陵，針闊混交林為低山＞丘陵＞中山，竹林為低山＞中山＞丘陵

5、;按不同坡位比較，杉木林、灌木林和竹林的群落生物量都是中部的最高，闊葉林和針闊混交林的群落生物量以全坡的最高;在坡度研究中，松林、杉木林和竹林的群落生物量都是陡坡的最高，所有群落類型在緩坡的生物量都最低;按不同坡向比較，松林、杉木林和竹林的群落生物量都是西北坡的最高，針闊混交林和灌木林的群落生物量分別以南坡、西南坡和東北坡的最高;不同土壤厚度相比較，除了竹林是土厚中等的最高以外，松林、杉木林、闊葉林等5個(gè)群落生物量均以在土層厚立地條件下

6、為最高。低山地區(qū)的公益林因年均生長(zhǎng)量高于丘陵和中山地區(qū)，所以松林、杉木林、闊葉林、針闊混交林和竹林的群落生物量均為低山比丘陵高，緩坡、斜坡等立地條件較好的地段由于人類利用開(kāi)發(fā)的程度較高，公益林生物量則相對(duì)較低。
　　通過(guò)灰色系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度分析，影響公益林生物量最大的因子為林齡、坡度、地貌，不同群落生物量影響關(guān)鍵因子存在差異，闊葉林影響最大的因子與總體公益林一致，針闊混交林主要影響因子為林齡、坡度、坡向，松林為林齡、坡度、海拔，杉木林林

7、齡、地貌、海拔，竹林為坡度、海拔、地貌，灌木林主要為坡度、地貌、土層厚度。
　　(2)結(jié)合浙江省250m空間分辨率生物量和植被凈初級(jí)生產(chǎn)力數(shù)據(jù)，對(duì)浙江省公益林生物量分布的空間特點(diǎn)進(jìn)行了分析。從行政區(qū)域上看，公益林生物量、植被凈初級(jí)生產(chǎn)力分布存在一定差異，杭州市和紹興市平均生物量密度最高，分別為86.46t/ha和83.59t/ha，而衢州市和溫州市平均植被凈初級(jí)生產(chǎn)力最高，分別為10.966gC/m2和10.843gC/m2。對(duì)浙

8、江省公益林平均生物量密度、平均植被凈初級(jí)生產(chǎn)力與年均氣溫和年均降雨量之間分別進(jìn)行了相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)公益林生物量密度與年均氣溫呈中等負(fù)相關(guān)，凈初級(jí)生產(chǎn)力與年均氣溫弱正向相關(guān)。浙江省公益林平均生物量密度和平均植被凈初級(jí)生產(chǎn)力在16.61℃到17.58℃間較適宜的溫度區(qū)域較高，可見(jiàn)不同的氣溫條件可能影響生態(tài)公益林的長(zhǎng)勢(shì)情況。浙江省公益林生物量密度和凈初級(jí)生產(chǎn)力與年均降雨量都呈現(xiàn)較強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系，可見(jiàn)年均降雨量會(huì)影響生態(tài)公益林的長(zhǎng)勢(shì)情況，隨著年均

9、降雨量的升高生態(tài)公益林的平均生物量密度、平均植被凈初級(jí)生產(chǎn)力也相應(yīng)的升高。
　　(3)以舟山市定海區(qū)、金華市武義縣和臺(tái)州市仙居縣作為浙江省境內(nèi)浙東海島、浙中盆地和浙南山區(qū)典型地貌的代表，結(jié)合生態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和多時(shí)期Landsat系列遙感數(shù)據(jù)，運(yùn)用隨機(jī)森林模型，構(gòu)建了縣級(jí)尺度上公益林生物量遙感估測(cè)模型，對(duì)公益林生物量時(shí)空動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了分析。
　　通過(guò)比較不同區(qū)域從2010年到2015年的變化發(fā)現(xiàn)，生物量均呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。在盆地和海島

10、區(qū)域，因人類干擾活動(dòng)的減少與低海拔區(qū)域相對(duì)立地條件較好，生物量在低海拔區(qū)域增長(zhǎng)均較快，而在山地區(qū)域，生物量增長(zhǎng)在高海拔區(qū)域最明顯。盆地區(qū)域生物量增加速度隨坡度變大而加快，高山地區(qū)生物量增加速度隨坡度變大而降低，海島地區(qū)生物量增加速度隨著坡度變大而呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)，可見(jiàn)不同地形區(qū)域的生物量增加速度隨著坡度增加而呈現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。從坡向交換角度來(lái)看，高山地區(qū)和盆地地區(qū)在東坡、東南坡、南坡位置的生物量相對(duì)較高，但在西北坡、西坡、西南