基于3S技術閩江流域生態(tài)公益林森林資源動態(tài)監(jiān)測.pdf

1、自我國在80年代末90年代初期提出了林業(yè)分類經營理念，把森林分為生態(tài)公益林和商品林分別經營，生態(tài)公益林的建設和發(fā)展已成為現代林業(yè)的基本特征。隨著社會發(fā)展對商品的需求量急劇增大，導致森林面積劇烈減少，森林面積減少、林分質量下降，導致人類的生態(tài)環(huán)境的急劇惡化，水土流失嚴重、土壤肥力下降、自然災害頻發(fā)、物種減少等后果，甚至阻礙人類社會的進步步伐。生態(tài)公益林的建設狀況對于森林生態(tài)系統三大效益(經濟效益、生態(tài)效益、社會效益)的正常發(fā)揮，在改善生態(tài)

2、環(huán)境、提高生活質量、促進社會可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用。因而人們對于生態(tài)公益林的建設的重視日益提高。1999年《國家林業(yè)局關于開展全國森林分類區(qū)劃界定工作的通知》和2001年《國家公益林認定辦法(暫行)》以來，全國各省市分別依據國家辦法，據地方實際制定了相應的生態(tài)公益林建設的技術標準，使我國的生態(tài)公益林建設規(guī)范化、具體化。福建省林業(yè)廳于2001年頒布了相應的生態(tài)公益林建設技術規(guī)程對福建省的生態(tài)公益林區(qū)劃作了詳細的規(guī)劃要求，為保護

3、“五江一溪”等生態(tài)工程，促進福建生態(tài)環(huán)境的日益改善起了重要的促進作用。 閩江是福建省的最大河流，流域面積為全省總面積的一半，森林覆蓋率居全省仍至全國第一。但由于近幾年的較為粗放的經營導致閩江流域的森林資源林分質量總體呈下降現象、雖然水土流失近幾年得到一定的治理，但流域洪澇災害頻發(fā)、環(huán)境污染等問題日益突出，生態(tài)環(huán)境質量下降，己逐漸演變?yōu)榻洕腿祟惡椭C社會發(fā)展的一個制約因素。此時以發(fā)揮生態(tài)效能為主體功能的閩江流域生態(tài)公益林生態(tài)效能的

4、正常發(fā)揮，對于改善生態(tài)環(huán)境，提高福建省區(qū)域及至影響大區(qū)域的生態(tài)環(huán)境發(fā)揮著重要的作用。 林分的森林資源狀況是生態(tài)公益林生態(tài)效能正常發(fā)揮的根本基礎。生態(tài)公益林的林種面積變化、林分蓄積量的增長量狀況是反映林分結構的合理性、林分質量的健康狀況體現資源發(fā)展的平穩(wěn)狀態(tài)的重要基礎，是影響公益林發(fā)揮生態(tài)效益的重要基礎。因而如何對生態(tài)公益林的資源狀況、生態(tài)公效益的林種類型面積變化等進行一個全方位、客觀的、有效動態(tài)的監(jiān)測，是確定生態(tài)公益林充分發(fā)揮其

5、生態(tài)效益的一個重要基礎條件，是人類充分利用生態(tài)公益林為人類與自然達到一個和諧發(fā)展的重要基礎，同時也是林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個重要保障，對于人類的生活環(huán)境起著一個關鍵性的作用。 傳統森林資源監(jiān)測的方法大多是基于人工的實地調查和估測而獲得的，需大量的人力、物力和財力，而且周期間隔長，時效滯后。本文以旨在反映閩江流域生態(tài)公益林森林資源變化狀況為研究目標，研究以福建省一類調查數據庫樣地資料和1986年、2000年、2003年福建省閩江流域的

6、遙感影像為基本數據源，以3S技術為手段，輔于相關數學理論方法，通過構建林地專家分類模型和林分蓄積量估測模型，研究探討福建省閩江流域生態(tài)公益林的森林資源近18年來的資源總體變化狀況，以期為我省的生態(tài)公益林建設提供輔助依據，論文研究的內容主要包括： (1)研究首先從生態(tài)公益林的區(qū)劃出發(fā)，依據國家生態(tài)公益林的區(qū)劃辦法和福建省生態(tài)公益林區(qū)劃的實施細則，利用3S技術，提取出福建省閩江流域生態(tài)公益林研究區(qū)域的三期遙感影像圖和DEM數據相關研

7、究數據。研究結果表明，所區(qū)劃的閩江流域生態(tài)公益林研究對象基本了涵蓋了福建省閩江流域的生態(tài)公益林區(qū)域。 (2)林地專題信息提取研究本研究將閩江流域生態(tài)公益林的林地類型主要劃分為灌木林、杉木林、闊葉樹林和馬尾松林四大林地。傳統的影像專題信息大多是基于監(jiān)督分類獲取的，對專家分類方法研究探討較少。本研究通過分析不同林分的光譜特征值在不同地理位置的具體體現，建立2003年的林地專家分類模型，對閩江流域的生態(tài)公益林的專題信息提取主要采用專家

8、分類法與分層分離法相結合，實現1986年、2000年和2003年生態(tài)公益林專題信息的提取。研究結果表明，所建立的模型較好地實現了不同期的林地專題信息的提取，總體精度達82.61％，具較好的適用性。 (3)林分蓄積量估測研究影響林分蓄積量的估測因子較多，眾多學者也作了較多的研究，但各自所建立的估測模型由于所利用的數據源和研究區(qū)域的不同也存在著較大的不同，適用性有待進一步研究和探討。本文將影響林分蓄積量的估測因子主要分為兩類，一類是

9、從遙感影像上所獲得的林分像元光譜值，另一類則是林分的立地條件特征。研究將立地因子進行數量化處理參與各林分蓄積估測模型的構建，以2003年的數資料為主要研究基礎，構建福建省閩江流域生態(tài)公益林中杉木林、馬尾松林和闊葉樹林三大林分蓄積量估測模型，實現1986年、2000年和2003年生態(tài)公益林林分蓄積量的估測。研究結果表明，所構建的各林分估測模型相關系數較高，估測總體精度為85.18％，滿足林業(yè)生產的精度要求，實現了閩江流域生態(tài)公益林的林分蓄

10、積量動態(tài)監(jiān)測。 (4)閩江流域生態(tài)公益林森林資源動態(tài)分析利用專家分類系統實現林分面積專題信息提取的基礎上，構建林分蓄積量估測模型，在蓄積量估測中將灌木林歸入了闊葉林，實現了閩江流域生態(tài)公益林自1986年、2000年、2003年的總體變化趨勢。研究結果表明，閩江流域生態(tài)公益林的林分總面積縮減了89721公頃，但林分蓄積量增長2552267m3。通過分析表明，1986年至2000年中閩江流域生態(tài)公益林面積減少的主要原因是部分林分轉變

11、為農業(yè)用地和建設用地，但在2000年至2003年期間閩江流域生態(tài)公益林的面積略有回升，表明國家和省關于生態(tài)公益林的區(qū)劃建設對于生態(tài)公益林的建設起了重要的促進作用。闊灌林與針葉林的比例在1986年、2000年和2003年分別為：1∶1.45、1∶2.56、1：2.59。灌木林呈明顯的負增長狀態(tài)而針葉林類型則呈增長趨勢。林分蓄積量比較中針葉林與闊葉林的比例發(fā)生了很大的改變。自1986年、2000年和2003年閩江流域生態(tài)公益林的闊葉樹林分蓄