基于3种取值模式的南宁市森林生态系统质量评估研究.pdf
《基于3种取值模式的南宁市森林生态系统质量评估研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于3种取值模式的南宁市森林生态系统质量评估研究.pdf(9页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、引 用 格 式:P E NGB o,F ANB o l u n,L I ANGY u l i a n,e t a lS t u d yo nF o r e s tE c o s y s t e mQ u a l i t yA s s e s s m e n t i nN a n n i n gC i t yB a s e do nT h r e eV a l u eM o d e l sJJ o u r n a l o fG a n s uS c i e n c e s,():彭波,范博伦,梁玉莲,等基于种取值模式的南宁市森林生态系统质量评估研究J甘肃科学学报,():d o i:/j c n
2、k i i s s n 基于种取值模式的南宁市森林生态系统质量评估研究彭波,范博伦,梁玉莲,苏旭芳,廖鹏任(广西壮族自治区环境保护科学研究院,广西 南宁 ;南宁师范大学地理科学与规划学院,广西 南宁 ;桂林理工大学南宁分校,广西 南宁 ;广西大学资源环境与材料学院,广西 南宁 )摘要在评估工作中为了更好的运用生态系统质量评估技术规范确定的评估方法,对该评估方法具体应用进行了研究.研究区选取南宁市森林生态系统区域,并根据生态系统的生态参数参照值选取、生态系统参数相对密度归一化处理方法的不同,设置了种计算模式,对多年数据进行处理后得出生态系统质量指数值、生态系统质量分级结果面积比例结果进行对比分析
3、.综合对比种计算模式的数据分析,采用模式S 处理,区域生态系统质量指数值会偏高,比模式S、S 平均高 、,较适用于单一时间点或时间段的评估;采用模式S 处理,其结果值在种模式中最小,导致区域生态系统质量评估值偏小;采用模式S 处理,评估结果适中,数值差异相对较小,数据比较稳定,可统一多时间点数据的评估尺度,多时间点数据评估结果更具可比性.关键词生态系统质量;生态参数;参照值;归一化中图分类号:X 文献标志码:A文章编号:()生态系统质量评估是指以数学模型为基础,通过选择科学的评估体系量化特定范围的生态系统质量,是生态系统生产服务能力、抗干扰能力以及对人类生存与发展承载能力的具体体现 .生态系统
4、质量不仅影响人类的生存状况和生活质量,同时影响整个社会的可持续发展和进步.随着中国经济的高速发展,资源开发、城市化推进等活动引起的生态环境问题日益凸显.生态系统质量的客观评价对生态环境保护工作的开展和生态文明的建设具有重大意义.近年来,国内外学者在生态系统质量评估体系建设方面开展了大量研究 .目前生态系统质量评估方法应用主要归为两个大方向:一类是基于遥感参数数据开展评估,评估生态系统生产能力和生态系统稳定性,主要引入的有归一化植被指数(N D V I,n o r m a l i z e dd i f f e r e n c ev e g e t a t i o ni n d e x)、植被净初
5、级生产力(N P P,n e tp r i m a r yp r o d u c t i v i t y)、叶面积指数(L A I,l e a fa r e a i n d e x)、植被覆盖度(F V C,f r a c t i o n a l v e g e t a t i o nc o v e r)等遥感参数;另一类将遥感参数结合生态系统内部特征和外部因素干扰影响,引入生态胁迫因子,开展承载力的评估,.目前学者在评估模型优化、评价指标体系构建和改进评估方法等方面成果颇多,但至今仍未形成统一的标准和指标体系,这使不同区域间评估结果、同一区域不同时期的研究成果往往难以比较.生态环境部于 年月
6、发布了 全国生态状况调查评估技术规范 生态系统质量评估(H J )(以下简称 技术规范),以植被第 卷第期 年月 甘 肃 科 学 学 报J o u r n a l o fG a n s uS c i e n c e sV o l N o A u g 收稿日期:;修回日期:基金项目:广西自然科学基金项目(G X N S F B A );广西生态环境厅项目(G X Z C D C G Z X);广西环科院科研创新基金项目(HKY C X );广西科技计划(桂科A D )作者简介:彭波(),男,湖南澧县人,高级工程师,研究方向为生态环境遥感与G I S应用.E m a i l:q q c o m通信
7、作者:范博伦,E m a i l:f e b r a f o x m a i l c o m覆盖度(F V C)、叶面积指数(L A I)、总初级生产力(G P P)等遥感生态参数作为指标构建生态系统质量指数,规定了生态系统质量评估的总则、技术流程、指标与方法和生态系统质量分级等要求,规范了生态系统质量评估工作,为持续性开展评估工作奠定了良好基础.在实际应用 技术规范 开展工作中,数据处理技术细节上的差异会导致评估结果存在差别.在近期开展的遥感调查评估工作中,发现对多年份数据进行评估计算时,采用每个年份对应的生态参数最大值作为参照值和采用多年数据的最大值作为参照值,以及对生态系统参数相对密度值
8、进行归一化处理时,处理方法不同均会导致计算结果存在差异,而且 技术规范 对生态系统质量评估结果进行分级,因计算时对具体技术处理细节不统一,则导致最终的评估分级结果发生较大差异.研究针对 技术规范 提出了生态系统的生态参数参照值选取、生态系统参数相对密度归一化处理方法的不同,设置了种计算模式对多年数据评估开展应用研究,以期更好的将生态系统质量评估技术方法应用到具体业务工作中.材料与方法研究区概况研究区南宁市是广西首府,位于北回归线南侧,属湿润的亚热带季风气候,阳光充足,雨量充沛,霜少无雪,气候温和,夏长冬短,年平均气温在 左右,年均 降水量约 mm,平 均相对湿度 为,气候特点是炎热潮湿.根据获
9、取的统计年鉴资料,研究区 年、年、年、年、年森林覆盖率分别为、.全市植物以热带、亚热带植物种类占绝对优势,森林植被类型以常绿阔叶林为主.研究区是“联合国人居奖”获得城市、国家生态园林城市、国家森林城市.数据植被覆盖度、叶面积指数、总初级生产力遥感生态参数数据来源于生态环境部下发的“生态状况遥感调查评估”项目使用数据,为栅格数据,数据空间分辨率为 m.方法()研究思路 技术规范 中生态系统质量评估以植被覆盖度、叶面积指数、总初级生产力类遥感生态参数作为指标,采取分区、分生态系统类型选取参照值的方法构建生态系统质量指数.生态系统质量指数计算中生态系统生态参数最大值选定、生态参数相对密度计算归一化处
10、理,在具体数据处理上,不同的数据处理人员、参数取值不同、归一化处理方法不同,对生态系统质量指数的计算结果会造成影响,进而影响生态系统质量分级结果.因研究重点针对参照值取值不同进行分析,考虑森林、灌丛、草地和农田类植被类型生态参数最大值存在的差异较大,引入其他生态系统参数进行分析意义不大.因此,仅选取森林生态系统质量指数计算结果进行对比分析,研究根据最新的土地利用调查成果,提取南宁市林地范围作为实际分析区域.研究对生态系统生态参数参照值选定分析,针对多个年份数据评估对比模式下,选取多年数据的最大值和当年数据的最大值进行对比,选取多年数据的最大值作为参照值时,在相对密度计算归一化处理对最小值再分两
11、种情形进行对比,共形成了种计算模式对比(见表).表种计算模式参数选取情况T a b l eS e l e c t i o no fp a r a m e t e r s f o r t h r e ec a l c u l a t i o nm o d e l s模式生态参数最大值相对密度归一化计算m a x(x)m i n(x)S 当年度最大值当年度最大值(取)当年度最小值S 多年份最大值多年份最大值(取)多年份最小值S 多年份最大值多年份最大值(取)最小值取对种计算模式下生态系统质量指数值、生态系统质量分级结果影响进行分析,结合实际工作综合对比,提出在使用多个年份数据开展生态系统质量评估情
12、况时,生态参数参照值选取及相对密度归一化计算数据处理建议,以便更好的将技术规范应用到实际的评估工作中,达到理想的评估结果,实现评估工作标准化.()生态系统质量指数计算方法确定研究区森林生态系统的生态参数参照值.根据截取的栅格数据,提取了 年、年、年、年、年个年份叶面积指数、植被覆盖度、总初级生产力类遥感生态参数最大值(见表),按照表中的种计算模式,模式S 以每个年度种生态参数最大值作为参照值;模式S、S 以选取的个年份种生态参数最大值作为参照值,植被覆盖度参照值为 ,叶面积指数参照值为 ,总初级生甘 肃 科 学 学 报 年第期产力参照值为 .表森林生态系统生态参数最大值T a b l eM a
13、 x i m u mv a l u eo f e c o l o g i c a l p a r a m e t e r so ff o r e s t e c o s y s t e m年份L A I/(mm)F V C/G P P/(g Cm)计算森林生态系统参数值与其参照值的比值,得到生态参数的相对密度.具体计算方法为R V I FFm a x,()其中:R V I为森林生态系统生态参数的相对密度;F为森林生态系统生态参数值;Fm a x为森林生态系统生态参数最大值.根据种计算模式选定的森林生态系统生态参数参照值,计算类生态参数的相对密度.种计算模式各生态参数R V I最大值、最小值结果
14、见表,相对密度越接近代表该像元生态参数值越接近参照值.表种计算模式R V I最大、最小值T a b l eM a x i m u ma n dm i n i m u mv a l u e so fR V I i nt h r e ec a l c u l a t i o nm o d e l s模式年份L A Im i nm a xF V Cm i nm a xG P Pm i nm a xS S 和S 对植被覆盖度、叶面积指数、总初级生产力分区分类型选取参照值计算相对密度,将结果归一化到之间,归一化方法如下:x xm i n(x)m a x(x)m i n(x),()其中:x 为归一化处理后
15、指数;x为原指数.模式S 归一化计算相对密度,相对密度最小值取对应年度的最小值(见表),计算最大值与最小值之差,年个年份类参数取值具体结果为:叶面积指数个年份的取值结果分别为 、;植被覆盖度取值均为;总初级生产力个年 份 的 取 值 结 果 分 别 为 、.模式S 归一化计算相对密度,相对密度最小值取个年份的最小值,年个年份类参数相对密度最小值取值具体为:叶面积指数为 ,植 被 覆 盖 度 为,总 初 级 生 产 力 为 .相对密度最大值取个年份的最大值(取值为),计算最大值与最小值之差,具体结果为:叶面积指数为 ;植被覆盖度为,总初级生产力为 .模式S 归一化计算相对密度,年个年份类参数最大
16、值均取,最小值均取.由植被覆盖度、叶面积指数和总初级生产力的相对密度来构建生态系统质量指数,具体计算方法为E Q I L A I F V CG P P ,()其中:E Q I为生态系统质量指数;L A I为叶面积指数相对密度归一化值;F V C为植被覆盖度相对密度归一化值;G P P为总初级生产力相对密度归一化值.()生态系统质量分级方法按照 技术规范中生态系统质量分为级,具体见表.结果与分析生态系统质量指数结果分析()区域评估结果分析按照计算方法得出第 卷彭波等:基于种取值模式的南宁市森林生态系统质量评估研究种模式南宁市森林生态系统E Q I值(见表).从表可知,年的总体分布情况均呈现上升趋
17、势,模式S 按生态系统质量指数分级条件,均在等级“良”以上,在 年比 年有小幅的降低,在 年超过,等级达到“优”.模式S 和S 按生态系统质量指数分级条件,在 年和 年数据上有出现低于 情况,等级为“中”,且在 年比 年有小幅的降低,其他年份数据等级均为“良”,等级未能达到“优”.将种模式E Q I值与其对应年份的平均值进行对比分析,模式S 的生态系统质量指数值最接近种模式数值的平均值(见图).图中种模式结果值在 年数据总体保持稳定,最大值与最小值之差最低,为 ;模式S 和S 在 年数据值趋近,两种模式的差值仅为 ;模式S 的值比模式S 和S 的值平均高 、,模式S 的值比模式S 的值平均高
18、.表生态系统质量分级T a b l eE c o s y s t e mq u a l i t yc l a s s i f i c a t i o n级别优良中低差生态系统质量E Q I E Q I E Q I E Q I E Q I 表种计算模式E Q I计算结果T a b l eR e s u l t so fE Q I i nt h r e ec a l c u l a t i o nm o d e l s模式年份 S S S S S S S S S 图种计算模式E Q I值与平均值差值变化情况F i g T h ev a r i a t i o no f t h ed i f f e
19、 r e n c eb e t w e e nE Q Iv a l u ea n d i t sm e a nv a l u e i nt h r e ec a l c u l a t i o nm o d e l s种模式E Q I指数的最大值、最小值和指数计算结果的标准差对比分析见表.表显示模式S 比模式S 和S 的最大值高,模式S 与模式S、S 的最大值差值变化总体呈下降趋势,在 年、年和 年个年份差值较大,差值基本在以上,在 年和 年最大值差值降到以下;模式S、S 的最大值总体接近,模式S 每个年份的最大值均略大于模式S,年二者最大值差值平均值为 ,差值最大未超过.模式S 相对于模式S
20、、S,其最小值的取值偏大.从种模式得出结果数据的标准差看,模式S 的标准差值除了 年高于模式S 外,其他年份模式S 的标准差值均低于模式S、S,模式S 的E Q I指数值差异相对较小,数据较稳定;模式S 的标准差值最大,E Q I指数值差异最大.()单像元计算结果分析根据种模式生态系统质量指数计算结果,提取 年数据典型栅格像元进行分析.参照值变动和归一化处理方法不同会导致结算结果变化,以 年某一具体点位数据进行举例分析(见表).叶面积指数和植被覆盖度两个生态参数参照值取值均相同,仅总初级生产力参数取值存在变 化,该 点 位 总 初 级 生 产 力 生 态 参 数 原 值 为 .参照值选取的不同
21、,会导致结果存在差别,参照值小其结果值会偏大,如模式S 的参照值比模式S、S 小,模式S 计算出的生态参数相对密度值(R V I)会偏大,最终生态系统质量指数结果会偏大.在此情况下,如果以多年份的数据进行对比甘 肃 科 学 学 报 年第期表种计算模式E Q I最大值、最小值与标准差T a b l eM a x i m u m,m i n i m u ma n ds p e c i f i c s t a n d a r dd e v i a t i o no fE Q I i nt h r e ec a l c u l a t i o nm o d e s模式年份 S 最大值 最小值 标准差
22、S 最大值 最小值 标准差 S 最大值 最小值 标准差 表不同G P P参数参照值计算结果举例分析T a b l eE x a m p l ea n a l y s i so fd i f f e r e n tG P Pp a r a m e t e r r e f e r e n c ev a l u ec a l c u l a t i o nr e s u l t s模式参照值R V I归一化R V IE Q I计算G P P参数结果值E Q I结果值备注S S S S S S 研究设定参照值更改模式S、S 参照值,将种模式统一分析,另一年份叶面积指数和植被覆盖度两个生态参数参照值取值
23、保持一致,将其总初级生产力生态参数值在合理区间内适度增加,如将其改为 计算,其总初级生产力态系统参数参照值由 增大设置为 ,其生态参数相对密度值会降低,计算的E Q I结果值()低于模式S 计算值(),就会出现因参照值设置较大,导致生态参数指标值较好区域评估结果反而较差的情形,不便于不同年份数据评估结果对比.当种模式的参照值统一,将模式S、S 的参照值调至和模式S 一样时,种模式生态参数相对密度值(R V I)一样,但模式S、S 的生态参数相对密度值(R V I)会增大,最终生态系统质量指数结果会增大,如模式S、S 的生态系统质量指数分别为 和 ,均 超 过 了 模 式S 的 值 .生态参数相
24、对密度归一化处理方法的不同,也会导致结果存在差别,将相对密度归一化处理m i n(x)值直接取,计算结果会偏大一点,如模式S 的相对密度归一化值和最终生态系统质量指数结果值比模式S 的值大 .不同模式计算结果会导致分级结果差异.按照 技术规范 生态系统质量指数按照标准从“优”到“差”分为级.种不同的计算模式,若计算结果在分级标准值附近,则导致分级结果的差异.模式S 比模式S、S 的参照值偏低,所以其结果值比模式S、S 高;模式S、S 的归一化处理方法不一致,则模式S 的值偏低.研究选取结果在“优”、“良”两个等级标准值(分级标准值为)个像元点的数据进行对比(见表),同一位置,当模式S 的结果等
25、级均为“优”时,模式S、S 的分级结果则出现同为“优”、同为“良”、“良和优”种差异,从而导致评估结果分级面积统计数据存在差别.生态系统质量分级结果分析将计算得到的生态系统质量指数值按 技术规范 进行分级,统计分析评估区域内种模式下“优、良、中、低、差”各个等级的面积占比情况,结果见表,对比情况见图.对比种模式等级为“优”和“良”的面积占比数据,模式S 面积占比总体上最大,模式S 面积占比总体上最小,其中模式S 等级为“优”面积占比各年度平均比模式S 高;模式S 等级为“良”面积占比各年度平均比模式S 高;模式S 面积占比数据介于二者之间.第 卷彭波等:基于种取值模式的南宁市森林生态系统质量评
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 种取值 模式 南宁市 森林 生态系统 质量 评估 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。