基于多源數(shù)據(jù)的浙江省公益林生物量時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鍵與紐帶，具有調節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、保持水土、固碳釋氧、保護生物多樣性等多種功能，對區(qū)域生態(tài)安全、美化人居環(huán)境具有巨大作用。浙江省作為我國東南沿海經(jīng)濟發(fā)達省份，經(jīng)濟的高速增長過程中對森林的破壞和由此導致的生態(tài)環(huán)境問題也日趨嚴重。改革開放以來，著眼于發(fā)揮森林減排和防災功能，浙江省進一步加大了生態(tài)公益林的建設力度，然而目前浙江省生態(tài)公益林還存在林分質量差、林種樹種結構不合理等問題。因此，加快生態(tài)公益林體系建設，對于建設“

2、美麗浙江”，為全面高水平建成小康社會提供生態(tài)支撐，意義重大。本文選取了在公益林監(jiān)測過程中的生物量指標，結合公益林大樣本生態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)和遙感生物量監(jiān)測模型，對浙江省生物量分布特征進行了研究，并進一步對典型縣市的公益林生物量時空動態(tài)進行了分析。主要研究內容和結論如下:
　　(1)運用浙江省生態(tài)公益林大樣本生態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，系統(tǒng)地分析了公益林群落生物量時空特征。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較小，而針闊混交林和闊葉林的生物量進入近熟林后，其生物量的增長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發(fā)的程度較高，公益林生物量則相對較低。
　　通過灰色系統(tǒng)關聯(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)結合浙江省250m空間分辨率生物量和植被凈初級生產(chǎn)力數(shù)據(jù)，對浙江省公益林生物量分布的空間特點進行了分析。從行政區(qū)域上看，公益林生物量、植被凈初級生產(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生產(chǎn)力最高，分別為10.966gC/m2和10.843gC/m2。對浙

8、江省公益林平均生物量密度、平均植被凈初級生產(chǎn)力與年均氣溫和年均降雨量之間分別進行了相關性分析，發(fā)現(xiàn)公益林生物量密度與年均氣溫呈中等負相關，凈初級生產(chǎn)力與年均氣溫弱正向相關。浙江省公益林平均生物量密度和平均植被凈初級生產(chǎn)力在16.61℃到17.58℃間較適宜的溫度區(qū)域較高，可見不同的氣溫條件可能影響生態(tài)公益林的長勢情況。浙江省公益林生物量密度和凈初級生產(chǎn)力與年均降雨量都呈現(xiàn)較強正相關關系，可見年均降雨量會影響生態(tài)公益林的長勢情況，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、平均植被凈初級生產(chǎn)力也相應的升高。
　　(3)以舟山市定海區(qū)、金華市武義縣和臺州市仙居縣作為浙江省境內浙東海島、浙中盆地和浙南山區(qū)典型地貌的代表，結合生態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)和多時期Landsat系列遙感數(shù)據(jù)，運用隨機森林模型，構建了縣級尺度上公益林生物量遙感估測模型，對公益林生物量時空動態(tài)變化進行了分析。
　　通過比較不同區(qū)域從2010年到2015年的變化發(fā)現(xiàn)，生物量均呈現(xiàn)增長趨勢。在盆地和海島

10、區(qū)域，因人類干擾活動的減少與低海拔區(qū)域相對立地條件較好，生物量在低海拔區(qū)域增長均較快，而在山地區(qū)域，生物量增長在高海拔區(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，可見不同地形區(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較高，但在西北坡、西坡、西南