基于遥感的北方森林生态系统退化识别方法及驱动力分析
北方森林生态系统是我国重要的森林资源，但由于早期粗犷开发模式和脆弱的生态环境使得森林生态系统一度遭到严重损害。之后在三北防护林、退耕还林还草、京津冀风沙治理等工程下的到改善。然而随着全气候条件变化及植树造林等因素干扰下，了解及掌握森林当前状况十分必要。文章采用基于全时序和基于时序变化的趋势分析方法了解北方森林生态系统健康状况空间分布情况，对退化森林生态系统实地调查。采用区域尺度驱动力分析方法探讨气象因子和人为因子对植被生长的贡献率和基于调查数据的单因子驱动力分析方法探讨自然环境要素、林内要素及人类干扰因素对森林健康的贡献率。从而科学管理森林生态系统健康，研究发现：1、研究区各子气候区划上森林生态系统NDVI发生显著突变的年份集中在2004-2013年，2009年显著突变栅格面积最大，累积显著突变栅格百分比的变幅中III南温带＞I北温带＞II中温带。从研究区域整体看，突变前后森林生态系统的健康状况存在空间异质性。突变前（2000至2009年），显著改善区域主要集中在III南温带，显著退化的区域集中在II中温带和I北温带；突变后（2009至2018年），显著改善区多分布在II中温带和I北温带，显著退化区集中在III南温带。从森林生态系统类型来看，退化主要发生在阔叶林中，占森林总面积的1.75%，改善区也位于阔叶林区，占总面积的20.42%。2、本文建立的基于时序突变的识别方法比传统基于长时间序列的识别方法更能准确识别森林生态系统动态变化。3、不同林型LAI对环境因子及人类干扰因素的响应有所不同。调查点内针叶林（油松、落叶松）与气温和降水均呈正相关；阔叶林中桦树（白桦为主）与气温呈负相关，与降水呈正相关。针叶林中，油松与上中下层土壤含水量均呈现负相关，落叶松则呈现正相关；阔叶（桦树和板栗）均与各层土壤含水量呈现负相关。针叶林（油松和落叶松）均适宜在微酸及中性的土壤中，且上中下层土壤的pH无显著性差异；桦树与上中下层土壤pH均呈现负相关（pH：4.5~7.5），最适宜pH为5.5；板栗与上层土壤pH呈现正相关，与中下层土壤pH呈现负相关。针叶林与阔叶林的种植密度均存在最适范围，其中针叶林的最适种植密度约为1650株/ha，阔叶林最适种植密度约为1100株/ha。从人类干扰因素看，适当砍伐有助于种植密度较大的落叶松和桦树的生长，但对油松则呈现出副作用；此外，在道路的影响上，针叶林和阔叶林的响应趋势相同，离道路距离越远生长情况越好。4、区域尺度中气候因子为植被动态提供正向贡献率，但贡献率不高，贡献率多为25%。人类活动因素对植被动态变化的贡献率高于气象因子，大部分地区贡献率为100%。但人类活动在城市内以负向贡献率为主，城市植被破坏性大。
森林生态系统;退化现象;空间分布;驱动力;遥感技术
贵州师范大学
硕士
地理学;地图学与地理信息系统
杨广斌;李若男
2020
中文
S718.55
2020-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）