帽儿山基于GIS的森林资源与生态效益动态分析研究

摘要

本研究结合帽儿山实验林场自然概况及经营历史，以帽儿山实验林场1993年和2004年两期森林分布图为主要数据基础，以地理信息系统为技术平台，建立了研究地区1993年和2004年森林资源的地理数据库，实现了两期森林资源的数字重现。通过对现有的地类、优势树种、各龄组作动态叠置分析，直观、鲜明、定位、定性、定量地反映出研究区域两个时期间地类、树种、龄组空间分布上的变化特征，既能反映出前期的森林资源状况，又能显示森林资源现状，同时还可准确表示出现有地类、树种、龄组等是由前期哪种类型发展演变过来的，并将变化结果以空间分布图的形式进行显示。又从生念效益方面进一步揭示由森林资源结构变化而引起的生态价值变化，从而更加直观的反映出森林资源与生态环境之间的关系。本文主要进行了以下几方面的研究工作： (1)运用叠置分析方法分析得出了研究区域11年间森林资源数量和空间分布的变化过程与特征。研究得出11年间有林地、灌木林地等面积增加量，分别净增1699公顷和55.3公顷。荒地、水地、沼泽地等面积有所减少。与此同时，各龄组面积变化也颇大。 (2)利用GIS技术对研究区域的森林资源进行监测，并应用GIS强大的空间分析处理和管理数据的能力，将评估结果落实到了每个小班。实现空间分析，为管理者和决策者提供数据支持和更为直观的图形分析，有利于森林资源的可持续发展。 (3)在计量森林生态效益的模型中引入了“有效面积系数”和“市场转换系数”两个参数，使货币评估结果更接近现实的市场价值，以避免过度夸大生态价值的现象。研究结果表明：研究区内森林生态效益除了保持水土价值量稍有降低外，其它各项价值量均呈可喜的上升趋势。 (4)通过评估结果及其GIS空间分析，得出： ①帽儿山实验林场水源涵养量1993年和2004年分别为2093.3万吨和2226.8万吨，森林生态效益货币价值总量分别为2040.6万元和2995.2万元。 ②在生态价值评估中，各类生态价值货币量差异明显。森林涵养水源、吸收二氧化碳和净化大气的价值为其主导价值，1993年和2004年这两项分别占总货币价值的92.1％和94.5％。 总之，本研究对帽儿山实验林场跨度为11年的森林资源与生态价值变化进行了综合分析，研究全面系统，对森林资源与生态价值变化的理论研究和具体经营管理实践均具有重要意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.1.1相关概念

1.1.2地理信息系统概述

1.1.3森林资源与生态效益变化研究的GIS空间分析

1.2森林资源与生态效益计量评估的研究进展

1.2.1森林资源与生态效益国外研究概况

1.2.2森林资源与生态效益国内研究概况

1.3研究问题的提出

1.4研究的主要内容

1.5研究的目的和意义

1.5.1研究的先进性

1.5.2研究的目的和意义

2研究地区概况和技术手段

2.1研究地区概况

2.1.1地理位置

2.1.2河流

2.1.3地形地势特点

2.1.4气候特点

2.1.5森林资源现状

2.2技术手段：

2.2.1数据的获取

2.2.2软件系统

2.2.3技术路线

3森林资源空间数据库建立的核心技术

3.1 AutoCAD图形向GIS空间数据的转换

3.1.1森林资源分布图对AutoCAD的依赖

3.1.2 AutoCAD的图形文件

3.1.3 AutoCAD地理坐标加载

3.2栅格图像的校正预处理

3.3森林空间图像的生成

3.3.1由AutoCAD生成线状图元

3.3.2多边形图元的拓朴关系的生成

3.4ArcGIS的空间属性数据的加载

3.5两期空间图像

4森林资源空间数据叠置分析

4.1叠置(Overlay)分析概念

4.2叠置分析方法

4.3帽儿山实验林场林地资源11年动态叠置分析

4.3.1帽儿山实验林场各主要地类的动态叠置分析

4.3.2帽儿山实验林场人工林和天然林的空间变化

4.3.3各主要地类变化的转移面积与转移概率分布

4.3.4帽儿山实验林场主要优势树种11年动态叠置分析

4.3.5帽儿山实验林场11年龄组动态叠置分析

4.4本章小结

5森林生态效益计量评估

5.1森林生态效益的内涵

5.2森林生态效益的变量集和标准化

5.2.1森林生态效益的似乎不相关线性模型

5.2.2森林的生态效益似乎不相关线性模型和货币构造模型

5.3十种森林生态效益的总体估计[3]

5.3.1森林涵养水源效益

5.3.2森林水土保持效益

5.3.3森林吸收二氧化碳效益

5.3.4森林净化大气效益

5.3.5森林改善小气候效益

5.3.6森林抑制风沙效益

5.3.7森林减轻水旱灾效益

5.3.8森林游憩资源效益

5.3.9森林野生生物保护效益

5.3.10森林消除噪声效益

5.3.11森林生态效益效益量

结论与讨论

主要结论

讨论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢