大興安嶺地區(qū)火燒跡地森林恢復(fù)及景觀模擬研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、森林是地球上可再生的自然資源的主體,是地球上面積最大、構(gòu)成方式最復(fù)雜、物質(zhì)資源最豐富的陸地生態(tài)系統(tǒng),在生態(tài)過程和維持生態(tài)平衡中發(fā)揮著重要的作用,對促進(jìn)全球的環(huán)境保護(hù)和維持整個生態(tài)平衡有著巨大的意義。大興安嶺地區(qū)是中國最大的針葉林區(qū),是重要的林業(yè)基地。同時也是我國森林火災(zāi)頻發(fā)的地區(qū),該地區(qū)存在著大面積的火燒跡地,如果不科學(xué)有效地管理和恢復(fù),將會對整個北方區(qū)域生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。傳統(tǒng)的森林資源調(diào)查方法獲取森林變化信息、森林結(jié)構(gòu)和林木參數(shù),

2、不但不能保證獲取信息的及時性,在信息的準(zhǔn)確性方面也極不穩(wěn)定。近年來,遙感技術(shù)應(yīng)用日益深入和成熟,利用遙感技術(shù)進(jìn)行森林類型識別、分類,森林植被結(jié)構(gòu)參數(shù)和生態(tài)參數(shù)反演取得了許多成功的例子,尤其是利用多源遙感技術(shù)對大尺度上的森林進(jìn)行生物量的提取和估測方面進(jìn)行了許多探究。同時也發(fā)展了利用遙感技術(shù)量化監(jiān)測災(zāi)后森林恢復(fù)狀況的研究手段,有助于森林更新工作的開展,完善我國的林業(yè)生態(tài)環(huán)境建設(shè)體系和數(shù)字林業(yè)的建設(shè)。因此,研究大興安嶺火燒跡地森林的恢復(fù)及其森

3、林環(huán)境問題,對于發(fā)展林區(qū)經(jīng)濟、維持森林生態(tài)平衡和林業(yè)可持續(xù)發(fā)展都具有極為重要的作用。
  本文以1987年大興安嶺“五·六”特大森林火災(zāi)為研究背景,利用多源遙感技術(shù)對大興安嶺地區(qū)火燒跡地森林的自然恢復(fù)過程進(jìn)行研究,尤其是森林組成和森林蓄積的變化。研究的主要內(nèi)容與結(jié)果如下:
  (1)基于光學(xué)遙感的森林樹種分類制圖。根據(jù)不同植物在生長周期內(nèi)不同時期具有不同的光譜特點的特性,選取植物年生長周期內(nèi)多期遙感影像,提取NDVI和GVI

4、等相關(guān)的光譜指數(shù),結(jié)合Google earth和2010年森林清查數(shù)據(jù),采用決策樹分類器對研究區(qū)現(xiàn)有森林樹種進(jìn)行分類制圖,利用外業(yè)實測森林?jǐn)?shù)據(jù)對分類結(jié)果進(jìn)行分類的精度驗證,結(jié)果精度達(dá)到了86%,kapp系數(shù)達(dá)到了0.8,分類精度較高。
  (2)基于多波段、多極化的雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)的對森林火燒跡地的森林蓄積量進(jìn)行估算研究。利用雷達(dá)影像的后向散射系數(shù)與森林清查數(shù)據(jù)進(jìn)行信息擬合,建立雷達(dá)影像的后向散射系數(shù)與清查數(shù)據(jù)的森林平均蓄積量之間的擬

5、合函數(shù)方程,對比分析不同波段不同極化方式雷達(dá)影像與森林平均蓄積量的相關(guān)性,結(jié)果表明,L波段的HV極化方式的雷達(dá)影像更適合進(jìn)行森林蓄積量的估算,并制作了研究區(qū)森林蓄積估算圖,并利用外業(yè)實測森林?jǐn)?shù)據(jù)對估算的森林平均蓄積量進(jìn)行RMSE驗證,驗證結(jié)果顯示興安落葉松、樟子松和白樺的蓄積量估算結(jié)果分別為16.76m3/hm2、16.55 m3/hm2和15.27m3/hm2,總體平均為16 m3/hm2,森林平均蓄積量估算結(jié)果較為理想。
  

6、(3)圖強林業(yè)局火燒跡地區(qū)內(nèi)森林恢復(fù)的情況分析。結(jié)合圖強林業(yè)局樹種分類圖和森林蓄積量估算圖以空間代替時間的方式對研究區(qū)的火燒跡地內(nèi)森林整體恢復(fù)過程進(jìn)行了分析,結(jié)果顯示,研究區(qū)的火燒跡地內(nèi)森林在樹種組成上有一定恢復(fù),但相比較火燒前還有一定差距,樹種主要以白樺為主;森林平均蓄積量也處于較低水平,處于火燒后森林群落演替的初期。
  (4)結(jié)合1987年火災(zāi)后的TM影像進(jìn)行研究區(qū)火燒強度制圖,對影響研究區(qū)的火燒跡地的森林恢復(fù)因素進(jìn)行分析。

7、結(jié)合圖強林業(yè)局的樹種分類圖,研究了圖強林業(yè)局在不同火燒強度區(qū)內(nèi)樹種分布的比例變化情況,結(jié)果表明,隨著火燒等級的增加,興安落葉松和樟子松的分布比例逐漸升高,但森林樹種在火后的恢復(fù)未達(dá)到火燒前的水平;結(jié)合圖強林業(yè)局森林蓄積量估算圖,詳細(xì)的分析了各個火燒區(qū)內(nèi)的森林平均蓄積量的恢復(fù)情況,森林蓄積量有了一定的恢復(fù),但仍未完全恢復(fù);地形因素對火燒跡地森林恢復(fù)的影響,結(jié)果表明平坡和緩坡利于白樺的更新恢復(fù),坡度較大的陡坡、急坡和險坡等區(qū)域由于有母樹殘留

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