森林生態(tài)效益模型及GIS空間分析系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、森林資源是森林生態(tài)效益的載體，森林資源的空間分布決定森林生態(tài)效益的空間分布。當(dāng)GIS技術(shù)為生態(tài)效益的空間分析提供了可能的技術(shù)支持后，在準(zhǔn)確計(jì)量森林生態(tài)效益的物理量和貨幣量的前提下，對(duì)其進(jìn)行空間分析，提供即有量化又有可視化的研究成果，可大大提高經(jīng)營(yíng)決策者的決策質(zhì)量和水平。 本課題在系統(tǒng)地總結(jié)了前人對(duì)森林生態(tài)效益研究成果的基礎(chǔ)上，又進(jìn)一步分析借鑒了GIS空間分析技術(shù)的研究成果，構(gòu)建了廣義森林生態(tài)效益空間分析的理論與技術(shù)框架。

2、 由于森林生態(tài)效益模型是一簇模型的集合，所以從模型集合的整體考慮要比單個(gè)建模好的多。在指明了似乎不相關(guān)模型與聯(lián)立方程組模型的模型結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，指出似乎不相關(guān)模型在一定條件下是聯(lián)立方程組模型的一個(gè)特例。本文設(shè)定的聯(lián)立方程組問題至少具有如下特征：①方程組中可以引進(jìn)非線性模型；②可用多種估計(jì)方法求解，如FIML、3SLS 估計(jì)；③有可靠權(quán)威的統(tǒng)計(jì)分析軟件(SAS)求解參數(shù)。 進(jìn)一步探討了似乎不相關(guān)模型與聯(lián)立方程組模型的可識(shí)別性，對(duì)于恰好

3、可識(shí)別和過度可識(shí)別分別指明了其適用的參數(shù)估計(jì)方法。給出了2階段最小二乘估計(jì)(2SLS)、間接最小二乘估計(jì)(ILS)、3 步最小二乘估計(jì)(3SLS)的估計(jì)方法。構(gòu)建了森林生態(tài)效益聯(lián)立方程組模型，根據(jù)來自全國(guó)1999-2000年的經(jīng)過變量標(biāo)準(zhǔn)化處理的生態(tài)定位觀測(cè)資料構(gòu)建了基于權(quán)威軟件SAS軟件包的腳本文件，對(duì)基于SAS的3SLS、2SLS和ILS三種方法的參數(shù)估計(jì)結(jié)果進(jìn)行了比較。這一研究使繁雜的計(jì)算簡(jiǎn)單化，可為同類研究提供借鑒。 利

4、用GIS二次開發(fā)COM組件MapObjects在Visual Basic6.0 開發(fā)工具下，研制了森林生態(tài)效益線性空間分析系統(tǒng)(FLMSA)。該系統(tǒng)支持 Shapefile、CAD、Coverage和SDE 等多種格式的圖層文件，除了具有一般GIS軟件的功能外，能夠自動(dòng)提取點(diǎn)、線、面的質(zhì)心點(diǎn)坐標(biāo)等；能夠進(jìn)行公里網(wǎng)格和經(jīng)緯度坐標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換；根據(jù)一類調(diào)查的固定樣地?cái)?shù)據(jù)或二類調(diào)查的林分(小班)調(diào)查數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行森林涵養(yǎng)水源、固土保肥、碳儲(chǔ)量等1

5、3種森林生態(tài)效益的物理量和貨幣量計(jì)算；能夠輸出可視化的空間分布圖表。作為森林生態(tài)效益計(jì)算及空間分析研究的專用軟件，具有廣闊的應(yīng)用前景。 計(jì)算了吉林省蛟河北華大學(xué)林學(xué)院實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)30年間4次二類調(diào)查數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)森林生態(tài)效益總體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，其1974年的森林生態(tài)效益貨幣總量是9467萬元/a，2002年為8674萬元/a；減少了8.37％。由于研究地域森林資源保存較好，因此，森林生態(tài)效益貨幣量減少的幅度并不是很大。 利用本文

6、給出的林分碳儲(chǔ)量估算模型，計(jì)算了研究地域的碳儲(chǔ)量，發(fā)現(xiàn)：1994年是2358004 t，到2002年是2443035 t，增加了85031t。其間對(duì)森林進(jìn)行主伐和撫育間伐活動(dòng)損失森林蓄積量是253707m<'3>，按采伐的林分類型核算出碳儲(chǔ)量為 158785 t。也就是說，通過森林的生長(zhǎng)，研究地域8年間碳儲(chǔ)量增加 243816 t，即有林地每公頃平均每年固碳量是 1.10 t/(hm<'2>.a)。利用一類調(diào)查的1567塊固定樣地?cái)?shù)據(jù)，

7、計(jì)算出黑龍江省森工林區(qū)2000年12種森林生態(tài)效益貨幣總量為193.1289億元/a。另外，碳儲(chǔ)量為4.4158億噸，價(jià)值560.67億元。在12種森林生態(tài)效益中，森林涵養(yǎng)水源效益、森林吸收二氧化碳效益、森林凈化大氣效益和森林固土效益占有主導(dǎo)地位，這四項(xiàng)占到了總效益的 88.5％。分析表明，森林生態(tài)效益貨幣總量大多數(shù)分布在1500-3000元/hm<'2>的范圍內(nèi)。 本論文研究結(jié)果表明，在當(dāng)今技術(shù)條件下，地理信息系統(tǒng)與森林生態(tài)效