沿海防护林工程

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沿海防护林工程建设生态效益影响分析
沿海防护林工程建设 生态效益影响分析
福建农林大学林学院 刘 健 教 授 余坤勇 讲 师
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
沿海防护林
防风固沙
水土保持
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
沿海防护林
一 二 三 四
研 究 思 路 研 究 方 法 案 例 分 析 结论与讨论
不同距离缓冲区 土地利用专题图
各时期各缓冲区 土地景观格局变化分析
沿海防护林工程建设生态效益影响分析 构建固沙效益 评价指标体系
1988
制定各时期的 评价指标专题图 以格栅为单位 综合指数法
2003
பைடு நூலகம்各时期固沙效益 变化分析
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
防护作用 (1) 土地利用专题信息分类及提取
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
沿海防护林 工程建设 生态效益 影响分析
沿海防护林建设 土地利用防护作用
沿海防护林建设 生态效益固沙作用
沿海防护林工程建设生态效益影响分析 造林区域前后 不同时期遥感影像图 制定各时期的 土地利用专题图 提取出沿海 防护林工程造林区域 设置距离造林区 不同距离的缓冲区
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
防护作用 (2) 工程对区域景观格局的影响
区域内多样性指数随着年份的增长 优势度指数从近海到内陆总体上升, 漳浦县优势度指数 漳浦县Shnnon多样性指数 变化相对平稳,同一缓冲距离内的 在防护林建设200m以内,优势度得 1.00 1.40 景观类型的数量及所占比例没有明 到了良好的抑制和下降,但在200m0.90 1.20 0.80 显变化,变化率下降较大出现在 2000m的范围内,总体上是2003年 1.00 0.70 0.60 0.80 2000m以上的缓冲距离上,随着缓 的优势度高于其他两个时段,主要是 0.50 0.60 0.40 冲距离的增大,香农多样性指数呈 受市经济影响,人们加大了土地的开 0.30 0.40 0.20 同向变化,说明离沿海防护林带越 发和利用,而在2003年后,随着福 0.20 0.10 0.00 0.00 远,景观多样性越强;当缓冲距离 建省生态公益林区划及沿海防护林体 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1988年 2003年 2008年 1988年 2003年 2008年 扩展到2000m以上,景观多样性迅 系建设提出及实施,人为干扰作用得 速上升,从某种程度上也反映出了, 到削弱,优势度降低。2000m以外, 漳浦县多样性分析图 漳浦县优势度分析图 在2000m以内的区域,土地利用有 沿海防护林的防护功能作用相对少, 较大的改变,但利用方式总体还是 受政策及经济、社会发展,使得人为 较为简单。 景观长期占主导作用。
防 护 作 用
福建省 漳浦县
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
防护作用 (1) 工程对区域景观格局的影响
漳浦县沿海防护林工程建设前后不同缓冲距离内的景观组成( ) 漳浦县沿海防护林工程建设前后不同缓冲距离内的景观组成(%)
缓冲区 (m) 沙地 居民地 水域 耕地 未利用地 木麻黄 黑松 相思树 经济林 其他林地 1987年 1 35.9 1.3 2.22 12.9 14.7 5.02 3.85 1.76 4.3 18.1 2 26.9 1.01 3.42 17.9 15.2 3.19 1.4 1.74 8.9 20.4 3 25.9 1.54 4.08 16.9 14.4 4.15 2.27 1.58 8 21.3 4 17.8 1.5 6.93 22.2 15 2.13 1.65 1.3 9.53 21.9 5 1.81 0.97 3.11 24.7 8.48 0.03 2.67 1.07 17.3 39.9 1 12.4 1.83 1.31 33.5 2.42 8.44 9.1 2.88 22.1 6.09 2 13.6 1.8 3.31 37.8 2.7 4.32 1.57 2.36 25.9 6.63 2003年 3 11.8 2.2 4.01 35.7 2.24 5.98 4.21 2.24 23.5 8.1 4 9.33 2.43 7.15 35.5 2.28 3.34 1.96 1.66 26 10.3 5 0.89 3.1 3.02 14.8 2.42 0.8 2.73 1.08 21.6 49.5 1 9.29 13.9 1.24 24.3 0.07 8.64 8.84 3.6 10.4 19.7 2 6.74 15.8 3.03 25.9 0.28 4.89 2.36 2.92 16.6 21.4 2008年 3 7.49 14.4 3.78 23.2 0.15 5.13 4.44 2.93 13.7 24.8 4 4.51 13.2 6.67 21.7 0.13 3.99 2.61 2.31 17 28 5 0.27 3.44 3.09 10.4 0.73 1.03 2.85 1.21 27 50
参照土地部门全国统一的土地利用现状分类 系统和2004年国家林业局颁发的《国家森林 系统和 年国家林业局颁发的《 年国家林业局颁发的 资源连续清查技术规定》 资源连续清查技术规定》,考虑遥感图像解 译的可操作性、 译的可操作性、区域沿海防护林分树种相对 单一的实际情况, 单一的实际情况,将国土资源部一级分类系 统中的林地、园地和草地归并为林业用地, 统中的林地、园地和草地归并为林业用地, 交通用地和居民地归并为居民建设地, 交通用地和居民地归并为居民建设地,并划 分主要防护树种。以相应林相图、电子图层、 分主要防护树种。以相应林相图、电子图层、 一类调查数据和野外采集的数据为基础, 一类调查数据和野外采集的数据为基础,通 过专家分类知识库系统, 过专家分类知识库系统,建立林地专家分类 系统,局部辅以监督分类、目视解译等处理 系统,局部辅以监督分类、 方法,实现各时期专题信息的提取。 方法,实现各时期专题信息的提取。
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
固沙作用 (2-3) 固沙效益评价各指标的提取
运用主成分分析和噪音最 小化变换对图像进行处理, 小化变换对图像进行处理, 确定混合象元的端元组分, 确定混合象元的端元组分, 采集各端元组分的光谱信 进行端元组分取值, 息,进行端元组分取值, 最后根据线性混合光谱模 型对象元进行线性分解, 型对象元进行线性分解, 最后获得各端元组分的丰 度图和总体误差( 度图和总体误差(RMS) ) 图。
多样性指数 优势度指数 聚集度指数 分维数 斑块密度
沿海防护林工程建设生态效益影响分析 1990年沿海防护林工程建设前后区域生态景观 格局变化为研究对象,分别提取研究区域1988 年TM影像、2003年ETM影像和2008年SPOT影 像的土地利用类型图,并以1990年沿海防护林 工程建设的防护林带为基础,制作0-200m, 200-600m,600-1000m,1000-2000m, 2000m以上5个不同缓冲带区,提取出各不同时 期相应的土地利用专题图,并从自然性、多样 性、稳定性和人为干扰性出发,选择植被所占 比例、Shannon多样性指数、优势度指数、聚 集度指数、分维数和斑块密度,结合综合指数 法,实现沿海防护林工程建设前后不同时期不 同缓冲距离的景观格局变化,以体现出沿海防 护林工程建设所产生的生态效益。
裸沙占地 面积比
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
固沙作用 (2-4) 固沙效益评价各指标的提取
第一、 第一、第二产业与土地利 用类型关系比较密切, 用类型关系比较密切,可 以建立不同土地利用类型 与第一、第二产业GDP之 与第一、第二产业 之 间的关系模型库
无土地利用则无GDP 国民生产总值 GDP专题信息图 提取
1:0-200m;2:200-600m;3:600-1000m;4:1000-2000m;5:2000m以上
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
沙地所占比例以较快的速度下降,未利用地也逐渐得到大面积 的开发利用。林地的面积和比例逐步上升,耕地面积在02000m缓冲距离内,自1987年至2003年面积增长较快,致使在 此距离内耕地从较大提升。受水场养殖业如“鲍鱼”产业等因 素影响,在2003年后部分耕地向建设用地转化,在面积上变化 较大。2000m以外的耕地变化则受沿海防护林建设影响相对较 少,主体是受政府决策和经济、社会建设影响,部分耕地向城 市化、工业化用地建设转变。经济林随着防护林建设总体上显 较快的增长趋势,同时福建省于1990年开展了沿海防护林建设 工程以及人们对沿海防护林建设的重视,较好地提高了区域的 未利用地的利用,使有林地的面积稳步增长。分析可知,沿海 防护林的建设为区域的经济建设提供了重要的天然保障,使得 临近防护林带的土地得到更为充分的利用。
1 2 3 4 5
0.7000 0.6000 0.5000 0.4000 0.3000 0.2000
50 0 1 2 3 2003年 4 5 2008年 1988年
1.40
0.1000 0.0000 1 2 3 4 5
1988年
2003年
2008年
1988年
2003年
2008年
聚集度随距离的增大, 分析进一步表明,2000m以内的不同缓冲距离中,受沿海防护 分维数随距离的增大,总体 斑块密度随距离的增大,总 总体上显减小的趋势, 林建设后,人们开始了近护林带区域的土地开发和利用,使得 上显增大趋势,在同一距离 体上显增大趋势,在同一距 在同一距离内总体较为 区域的土地利用显较一致的方向发展。 2000m以外,沿海防护 内03较88年有下降,土地利 离内03较88年有下降,斑块 接近,反映了沿海区域 林的防护功能作用相对少,受政策及经济、社会发展,使得人 用斑块自相似增强某种程度 变化同一方向,某种程度上 土地利用方式相对简单 为景观长期占主导作用。 表明,建设后人为干扰增强 上表明,建设后人为干扰明 显
层次分析法
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
固沙作用 (2-1) 固沙效益评价各指标的提取
森林生产力 提取
土壤湿度指数 植被盖度 土壤侵蚀
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
固沙作用 (2-2) 固沙效益评价各指标的提取
植被盖度
结合样地资料,运用 结合样地资料 运用GIS和遥感技术提取研 运用 和遥感技术提取研 究区植被指数(NDVI、VARIg)和及地形 究区植被指数 、 和及地形 因子为自变量,利用3倍标准差法进行异常 因子为自变量,利用 倍标准差法进行异常 数据的筛选, 数据的筛选,并对定性变量进行数量化处 以植被盖度因子为因变量, 理,以植被盖度因子为因变量,通过逐步 回归构植被覆盖度反演模型。 回归构植被覆盖度反演模型。
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
防护作用 (2) 沿海防护林工程区域缓冲区设置
利用电子地图 根据造林年份 提取出沿海防 护林造林工程 区域
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
防护作用 (3) 区域土地利用生态效益评价指标体系构建
指标因子选择不仅要考虑 自然与人为因素, 自然与人为因素,还应能描述 和反映出区域生态环境不同时 期的状况和变化趋势, 期的状况和变化趋势,以反映 出沿海防护林工程建设的生态 效益。研究以综合性、科学性、 效益。研究以综合性、科学性、 可操作性、 可操作性、可比性和实用性为 基本准则,从自然、 基本准则,从自然、生物多样 性、生态系统稳定性和人为干 扰作用等方面出发, 扰作用等方面出发,选择了植 被所占比例等6个指标 个指标。 被所占比例等 个指标。 自然性 生 态 效 益 多样性 稳定性 人为干 扰性 植被所占 比例 Shannon多 样性指数 优势度指数 聚集度指数 分维数 斑块密度
Shnnon多样性指数 多样性指数
优势度指数
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
防护作用 (2) 工程对区域景观格局的影响
漳浦县聚集度指数 聚集度指数 100
分维数
1.65 1.60 1.55 1.50 1.45
漳浦县不同缓冲距离的分维数
1.0000 0.9000 0.8000
漳浦县斑块密度
斑块密度
层次分析法
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
防护作用 (4) 区域土地利用生态效益差异变化分析
缓冲 区各 指标 读取
指标 进行 标准 化处 理
综 合 指 数 法
1 n CEI = ∑ ciϖ i n i =1
生态 效益 评价
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
固沙作用 (1) 沿海防护林工程固沙效益评价指标体系构建
国民 生产总值
第一、 第一、二 产业产值 不同期土地 利用类型图
GDP空间化模型 空间化模型
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
防护作用
福建省 漳浦县
固沙效益
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
1988年TM
2003年ETM
2008年SPOT
沿海防护林工程建设生态效益影响分析
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