地理信息系统与模型集成技术在林地林木产量和光能利用率估测中的应用

利用福建省气象要素观测及山地土壤调查资料,探讨地理信息系统和数学模型集成技术在区域林地栅格空间林木产量和光能利用率估测中的应用.结果表明,区域年均温、降水量和太阳总辐射能与经度、纬度及海拔的2次趋势面分析模型相关性均达极显著水平,复相关系数为0.692～0.981.采用地理信息系统与2次趋势面分析及1、2和4次反距离权重插值模型集成技术可分别较准确推算区域太阳总辐射能、年均温和降水量的空间数据,验证气象站点相应气象要素观测值与模型推算值之间的差异均未达显著水平,t值仅分别为1.29、0.12和0.06.借助地理信息系统与相关模型集成技术可实现区域林地栅格空间林木产量和光能利用率的估测,研究区林地林木产量和光能利用率分别为2.32～18.61 m³·hm^-2·yr^-1和0.11%～0.91%.     

考洲洋重金属污染水平与潜在生态危害综合评价

在等级模型的基础上,利用化学和生态学的方法,在地理信息系统(GIS)的支持下对考洲洋养殖水域表层海水及表层沉积物的重金属污染水平及潜在生态风险进行了综合评价,同时对不同的评价方法进行了分析和比较。结果表明,枯水期整个水域表层海水的重金属污染指数均低于0．5,丰水期更是低于0．2。调查期间湾内海水重金属含量较低,重金属污染不明显。枯水期绝大部分水域表层沉积物重金属的生态风险指数值变化范围为20～70,其高值区出现于湾的西部和西北部水域。表明这些水域的表层沉积物已受到重金属的轻微影响;丰水期整个水域表层沉积物重金属的潜在生态风险指数值均低于20,重金属污染不明显。在生态学方面,枯水期大部分水域的饵料生物水平均处于2～3级水平,其密集分布区位于湾西北部、湾口和吉隆河口附近水域,达4级水平,饵料生物较为丰富。丰水期饵料生物水平的密集分布区位于湾中部和望京洲沿岸水域,饵料生物最丰富,达4～5级水平;其次为湾口,为4级水平;最低则分布于湾的西部和西北部,其饵料生物较低,为1～2级水平。由于重金属污染程度较低,因此水温、盐度和营养盐等环境因子已成为影响湾内生态系统的主要因素。对各种不同评价方法所进行的分析和比较结果表明,采用多指标综合评价方法是描述污染和预测生态效应的一种有效途径。     

黑河中上游典型地区草地植被变化及其生态功能损失分析--以山丹县为例

以黑河流域山丹县1986年和2000年TM影像资料为主要数据源,运用遥感信息解译与地理信息系统技术,分析了研究区10多年来草地植被覆盖的时空变化。并参照Costanza等的生态系统服务功能的单位价值和谢高地等人的中国自然草地生态系统服务价值,初步估算退化型草地植被覆盖变化的生态损失价值,对草地植被覆盖变化给研究区生态系统宏观经济所造成的影响进行了分析研究。结果表明:在1986～2000年间,该区域草地植被覆盖总的变化趋势是草地、林地向其它类型转化,即草地植被覆盖总量在逐年减少。高、中、低覆盖度各类草地,分别减少达35％、9．9％和13．8％。草地植被覆盖类型也呈减少趋势,其中高覆盖度草地减幅最大,其次是低覆盖度草地和中覆盖度草地。草地植被利用过度或退化较为严重,生态环境将趋于恶化。由此导致草地生态系统宏观经济价值损失约9 466．8×104CNY／(km2·a)。     

植物种群空间分布格局测定的新方法：摄影定位法

 在种群空间分布格局研究中,取样方法至关重要。受点格局分析方法及地理信息系统原理与方法的启示,该文论述了一种新的测定方法：摄影定位法,即在典型草原恢复样地中选取10 m×10 m的群落片段,用竹签将其分成400个50 cm×50 cm的亚样方,应用摄影技术将这400个亚样方内所有的物体按一定的顺序拍摄下来,借助地理信息系统技术准确地确定每株（丛）植物的着生点位置,实现种群格局的测定,并通过威尔柯克森符号秩检验,表明该种方法可行。在使用此法进行种群格局测定时,工作效率大幅度提高, 且在典型草原群落种群格局测定中得到很好的效果。应用该测定方法对种群格局进行动态监测,不仅可以测定每个种群的格局动态变化过程,而且可以监测每株植物的生死过程以及种间的相互关系,进而从种群格局角度去认识演替过程,从而把演替的群落、种群尺度监测细化到个体水平。     

黑龙江省野生东北虎调查管理信息系统的构建

文章以黑龙江省野生东北虎（Panthera tigris altaica）野外调查数据为基础,利用地理信息系统技术、计算机技术与野生动物资源调查管理技术,构建了黑龙江省野生东北虎调查管理信息系统。主要运用面向对象程序设计语言C#和ArcGIS Engine嵌入式组件技术以及SQL Server数据库技术,设计并构建东北虎调查管理系统,实现了对野生东北虎调查数据的图形可视化操作管理。同时,结合研究区域内的自然因素和人文因素对调查资源进行动态的空间分析,及时准确地反映出东北虎的种群数量和空间变化规律,并制作出相应的分类专题图及野外分布信息统计图表等。该管理信息系统将有助于野生东北虎种群及栖息地调查数据与资料的科学管理,对于推动我国野生东北虎就地保护和科学管理具有重要意义。     

济南市土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响

基于GIS软件平台,参照中国陆地生态系统服务单位面积价值,采用转移矩阵方法和Costanza生态系统服务价值计算公式,并结合敏感度分析,探讨了济南市1989-2009年土地利用变化和生态服务价值的变化特征.结果表明:1989-2009年,济南市建设用地面积增加99.65 km2,农田和绿地面积减少103.21 km2,减少面积的90.4％被建设用地所取代;研究期间的生态服务总价值持续下降,从256.22×106元下降到214.16×106元,减少42.06×106元,农田和绿地对研究区总体服务价值变化的影响最大.济南市在未来的城市发展和规划中,需更加重视自然资源保护,合理规划土地利用结构,保持生态系统的稳定与平衡,以实现人口、资源与环境的可持续发展.     

基于GIS的长江口海域生态系统脆弱性综合评价

气候变化、富营养化、生境破碎等是全球普遍面临的生态问题,科学评估生态系统外部压力及其弹性力,对生态系统管理和生态修复具有重要的指导意义。使用空间主成分分析(SPCA)和层次分析法(AHP)构建评价指标体系,结合地理信息系统软件,对长江口海域生态环境脆弱性进行综合评价,并根据生态环境脆弱性指数(EVI)值,将研究区生态环境脆弱性分为5级:微度脆弱(0.5)、轻度脆弱(0.5—0.8)、中度脆弱(0.8—1.0)、重度脆弱(1.0—1.2)、极度脆弱(1.2—1.5)。结果表明:空间尺度上,长江口口门内生态环境脆弱度最高,生态环境脆弱度从口门内向口门外呈显著的降低趋势,近五年,口门内极度脆弱区空间分布南移;评估区域内,约2000 km~2的极度脆弱区发生了转变,极度脆弱区、重度脆弱区面积占比分别下降了7%和5%,长江口海域生态环境脆弱性明显好转。总体上,近年来大量陆源污染物输入以及生态系统结构变化,是导致长江口生态环境脆弱度较高的重要因素。     

基于GS和GIS的春尺蠖种群分布动态研究

本文利用杀虫灯诱杀春尺蠖雄成虫的数据,采用地统计学空间插值方法,借助遥感（RS）和地理信息系统（GIS）技术,得出2001～2003年和田地区春尺蠖种群空间分布格局及其动态。结果显示,3年中春尺蠖种群均为聚集分布,但聚集程度、种群空间分布和数量处于动态变化之中。通过TM卫片解译提取和田地区森林图层,在ARCGIS中完成对插值模拟图的切割,从而把春尺蠖种群动态的年际分布显示在具体的森林斑块内。研究结果可作为进一步研究春尺蠖种群暴发机理和系统控制的基础。     

基于GIS和GS的东亚飞蝗卵块空间格局的研究

本文以沿渤海蝗区东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis (Meyen) 越冬卵块为研究对象,野外采用450 m和50 m规则栅格取样,包括卵量、植被覆盖度、土壤含水量、含盐量、土壤pH和有机质等,利用地统计学方法,在GIS平台下,分析研究区域内影响蝗虫产卵选择的环境因子、蝗虫卵块的空间异质性及分布格局。结果表明, 植被覆盖度、土壤含盐量和土壤含水量在有卵和无卵的环境中存在极显著的差异,飞蝗产卵时最适宜的植被覆盖度、土壤含水量和盐度范围分别为0～30%、10.1%～20.0%和0.09%～1.99%,且当小环境植被覆盖度>50%、土壤含水量>30%或含盐量>3%时,飞蝗不再选择产卵。蝗虫卵块具有高度空间异质性,其空间自相关范围平均为390 m且呈斑块、聚集分布,蝗虫卵块变异函数曲线为球状模型。利用块段克立格法进行空间局部插值,得到研究区域卵块的空间分布格局图,可较准确地描述飞蝗卵块在研究区域内的空间分布、形状、地理位置及相对位置。研究结果可为地面卵块抽样调查、实时跟踪蝗卵胚胎发育进程、确定蝗灾早期发生点、片防治区域及蝗灾早期遥感预警提供科学依据。