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空间直观森林景观模型空间不确定性的地统计学模拟 被引量:11
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作者 徐崇刚 胡远满 +3 位作者 常禹 李秀珍 布仁仓 贺红士 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 2005年第4期436-446,共11页
为了用尽可能小的蒙特卡罗模拟样本来反映模型模拟结果中的不确定性,把拉丁超几何体采样引入地统计随机模拟的LU分解算法.首先把拉丁超几何体采样与普通随机采样在LU分解算法中的表现进行比较,然后把基于拉丁超几何体采样的LU分解法应... 为了用尽可能小的蒙特卡罗模拟样本来反映模型模拟结果中的不确定性,把拉丁超几何体采样引入地统计随机模拟的LU分解算法.首先把拉丁超几何体采样与普通随机采样在LU分解算法中的表现进行比较,然后把基于拉丁超几何体采样的LU分解法应用于空间直观森林景观模型LANDIS的模拟.结果表明,与普通随机采样相比,拉丁超几何体采样能捕获更多的不确定性,特别是在蒙特卡罗模拟次数较少时.LANDIS模型的模拟结果表明,由地统计学随机模拟所引入的不确定性在象元尺度上随模拟时间增加而增加,但是在景观尺度上并没有受很大影响. 展开更多
关键词 不确定性 克吕格插值 地统计随机模拟 LU分解 拉丁超几何体采样 空间直观 景观模型
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空间直观景观模型LANDIS在大兴安岭呼中林区的应用 被引量:58
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作者 胡远满 徐崇刚 +4 位作者 常禹 李秀珍 布仁仓 贺红士 冷文芳 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第9期1846-1856,i001,共12页
应用空间直观景观模型 (L ANDIS) ,研究有采伐和无采伐预案下大兴安岭呼中林区的森林景观的长期变化。用 APACK计算每一个物种及各年龄级的分布面积。为了研究物种分布格局的变化 ,计算了物种分布的聚集度指数。研究结果如下 :(1)在无... 应用空间直观景观模型 (L ANDIS) ,研究有采伐和无采伐预案下大兴安岭呼中林区的森林景观的长期变化。用 APACK计算每一个物种及各年龄级的分布面积。为了研究物种分布格局的变化 ,计算了物种分布的聚集度指数。研究结果如下 :(1)在无采伐预案下 ,火干扰模式为低频率大面积高强度火烧 ;在有采伐预下 ,火干扰模式为高频率小面积低强度火烧 ;(2 )在无采伐预案下 ,火会造成各种群分布面积的强烈波动 ,但是对种群的年龄结构没有很大影响 ;在有采伐预案下 ,火对种群分布面积和年龄结构都没有很大的影响 ;(3)采伐能完全改变各种群的年龄结构 ,降低种群分布的聚集度 ,但是对各种群的分布面积并没有很大影响 ;(4 )在有采伐预案下 ,各种群为增长型种群 ,增长量通过采伐取走 ,群落处于演替的干扰顶极状态 ;在无采伐预案下 ,各种群为稳定型种群 (樟子松和偃松除外 ) ,大面积高强度火烧使群落产生较大的波动。结果表明 ,在呼中林业局 ,在没有人为干扰情况下 ,火干扰是森林景观变化的主导因素。自从有了人为干扰 ,采伐开始逐渐取代火干扰成为影响森林景观变化的主导因素。空间直观景观模型的一个挑战是模型的验证。由于缺乏详细的空间数据及模型模拟中的随机性 ,很难通过模型模拟结果与实地调查或遥感数据的比较进行? 展开更多
关键词 LANDIS 空间直观景观模型 森林景观变化 采伐 大兴安岭
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像元尺度上不确定性对空间景观直观模型模拟的影响 被引量:10
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作者 徐崇刚 胡远满 +4 位作者 常禹 李秀珍 布仁仓 贺红士 冷文芳 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第9期1938-1949,i004,共13页
L ANDIS模型是模拟自然和人为干扰下森林景观变化的空间直观景观模型。模型把景观概念化为由相同大小的像元或样地组成的格网。在每一个像元上 ,模型要求输入物种和年龄组信息。但是 ,由于研究区一般由成千上百万个像元构成 ,不可能通... L ANDIS模型是模拟自然和人为干扰下森林景观变化的空间直观景观模型。模型把景观概念化为由相同大小的像元或样地组成的格网。在每一个像元上 ,模型要求输入物种和年龄组信息。但是 ,由于研究区一般由成千上百万个像元构成 ,不可能通过实际调查获取每一个像元上的物种和年龄组信息。因此 ,采用了一种基于小班的随机赋值法从森林调查数据中获取每一个像元的物种和年龄组信息。该方法是一种基于概率的方法 ,会在 L ANDIS模型模拟的物种和年龄组信息的输入中引入不确定性。为了评价由基于小班的随机赋值法所引入像元尺度上的不确定性对模型模拟结果的影响 ,用蒙特卡罗模拟法进行不确定性分析。对 L ANDIS模型模拟的每一个物种 ,用众数年龄组发生频率来定量化单个像元上年龄组信息的不确定性 ,用所有像元上的众数年龄组平均发生频率来定量化年龄组信息在像元尺度上总的不确定性。平均发生频率越高 ,不确定性越低。为了评价基于小班的随机赋值法对景观尺度上模型模拟结果的影响 ,计算了每一个物种在整个研究区内的面积百分比和聚集度指数。变异系数越大 ,不确定性越高。对所有物种 ,年龄组信息不确定性在模型模拟的初期是比较低的 (平均发生频率大于 10 )。种子传播、建群、死亡和火干扰使模型结果的不确定? 展开更多
关键词 空间直观景观模型 LANDIS 不确定性分析 蒙特卡罗模拟 东北
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基于DEM的森林景观空间分布分析 被引量:4
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作者 林媚珍 冯荣光 +2 位作者 刘妍 谢国文 纪少婷 《生态科学》 CSCD 北大核心 2014年第6期1073-1079,共7页
在3S技术的支持下,通过遥感解译获取南岭国家级自然保护区乳阳片区的森林景观数据,并建立了该区域数字高程模型(DEM),提取了海拔、坡度、坡向等地形因子。在Arc GIS9.3软件中进行叠加分析,探讨了研究区森林景观空间分布与地形因子(坡度... 在3S技术的支持下,通过遥感解译获取南岭国家级自然保护区乳阳片区的森林景观数据,并建立了该区域数字高程模型(DEM),提取了海拔、坡度、坡向等地形因子。在Arc GIS9.3软件中进行叠加分析,探讨了研究区森林景观空间分布与地形因子(坡度、坡向)的相关关系,尝试找出其空间分布趋势。结果表明:阔叶林种对于环境的适应性是最好的,在各级坡度和坡向上均有较大范围、较为均衡的分布;针叶林、山顶阔叶矮林、采伐迹地趋向于聚集分布;针叶林景观多分布在阳坡和半阳坡,山地草甸景观倾向于分布在阴坡,人类干扰所形成的各个景观类型倾向于平坡和缓坡分布。 展开更多
关键词 数字高程模型 地形因子 森林景观 空间分布 南岭自然保护区
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不同森林管理方案对森林景观长期影响的模拟研究 被引量:2
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作者 周宇飞 贺红士 +2 位作者 金龙如 布仁仓 李秀珍 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期16-20,共5页
理解森林景观的动态变化对于制定合理的森林管理措施和恢复规划有着重要的现实意义。应用空间直观森林景观模型(LANDIS)模拟小兴安岭友好林业局在当前天保工程方案下(P1)、自然演替方案下(P2)以及采伐后完全依赖天然更新方案下(P3)森林... 理解森林景观的动态变化对于制定合理的森林管理措施和恢复规划有着重要的现实意义。应用空间直观森林景观模型(LANDIS)模拟小兴安岭友好林业局在当前天保工程方案下(P1)、自然演替方案下(P2)以及采伐后完全依赖天然更新方案下(P3)森林景观的动态变化。模拟结果表明:不同的森林管理方案对树种分布面积百分比、空间格局和年龄结构有显著的影响。与其他两个方案比较,当前天保工程方案(P1)可以显著增加造林树种(红松、落叶松和蒙古栎)面积,提高树种的聚集程度,减小白桦所占面积,但是在模拟的前50年,人工更新造林措施使得幼龄林所占面积百分比显著增加,而成过熟林的增加以及建立合理的林龄结构仍需很长的时间。 展开更多
关键词 空间直观森林景观模型 LANDIS 森林景观变化 小兴安岭
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不同森林管理预案下友好林业局森林景观的动态变化 被引量:4
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作者 金龙如 贺红士 +2 位作者 周宇飞 布仁仓 孙克萍 《林业科学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期157-163,共7页
Knowledge about cumulative effects of forest management alternatives on forest landscape is required to make forest management decision. In this paper,a spatially explicit landscape model,LANDIS,was applied to simulat... Knowledge about cumulative effects of forest management alternatives on forest landscape is required to make forest management decision. In this paper,a spatially explicit landscape model,LANDIS,was applied to simulate forest landscape changes in 200 years under four management alternatives (no cutting,clearcutting,selective cutting I and II) in Youhao Forestry Bureau located in Small Khingan Mountains. APACK was used to calculate distribution area of the representative species and species age cohort for six species. The results showed:1) timber harvest decreased area percentage of representative conifer species,Pinus koraiensis,Picea koraiensis and Picea jezoensis,Larix gmelinii to some extent compared to no cutting. The most influencing cutting mode for the area percentage of Tilia amurensis and Quercus mongolica was selective cutting II,followed by selective cutting I and clearcutting. To the contrast,the change of area percentage of Betula phatyphylla was contrary to the management alternatives; 2) As to species age cohort composition,timber harvest significantly changed age structure,that is,it decreased over-matured age cohort of representative species,and increased seedling and middle-age cohort (B. phatyphylla was not included,because its area percentage of over-mature age cohort was the highest under clearcutting than other three scenarios). 展开更多
关键词 空间直观景观模型(LANDIS模型) 预案 采伐 森林景观
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沙地樟子松散生单木的天然更新幼苗空间分布模型 被引量:6
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作者 王锋 卢琦 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1-8,共8页
【目的】构建具有清晰空间结构的樟子松天然更新幼苗空间分布模型,阐明沙地樟子松散生单木的天然更新幼苗空间分布特征,为重要固沙乔木樟子松天然更新和扩张方向预测提供参考依据。【方法】以呼伦贝尔沙地天然樟子松散生单木为研究对象... 【目的】构建具有清晰空间结构的樟子松天然更新幼苗空间分布模型,阐明沙地樟子松散生单木的天然更新幼苗空间分布特征,为重要固沙乔木樟子松天然更新和扩张方向预测提供参考依据。【方法】以呼伦贝尔沙地天然樟子松散生单木为研究对象,利用VonMises分布和韦伯分布构建具有清晰空间结构的樟子松散生单木天然更新幼苗分布模型。基于10株散生樟子松母树及其1374株更新幼苗观测数据,采用由最小二乘法估计模型参数,并应用模型随机模拟樟子松散生单木天然更新幼苗的空间分布状况。【结果】1)樟子松散生单木的天然更新幼苗分布符合Janzen-Connell假说,但更新幼苗分布具有明显的方向性,主要分布在方位角(正北为0°,顺时针旋转)为0°~127°和216°~360°2个区间中,更新幼苗与母树的距离集中在0.37~10.95m,树龄较高的幼苗主要分布在距离母树较远的地方;樟子松散生单木的天然更新幼苗空间分布模型由更新幼苗数量模型、方向分布模型和距离分布模型构成,基于模型发现,樟子松天然更新幼苗的平均扩散方向为北偏东16°,平均扩散距离为5.37m;应用樟子松散生单木天然更新幼苗模型模拟地径为70cm的樟子松母树更新幼苗群体空间格局,生成的樟子松单木天然更新幼苗共97株,模拟的更新幼苗空间分布与观测一致。【结论】樟子松散生单木天然更新幼苗在扩散距离上符合Janzen-Connell假说,但分布具有方向性,绝大部分幼苗分布在母树北面。樟子松幼苗存活要求较低的太阳辐射微环境,没有遮荫的环境不利于天然更新。樟子松散生单木的天然更新幼苗空间分布模型可清晰描述单株樟子松周围更新幼苗的空间格局。 展开更多
关键词 森林动态 空间格局 空间直观模型 Janzen-Connell假说 天然更新
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呼中林区不同森林采伐方式对林火的长期影响模拟 被引量:12
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作者 陈宏伟 胡远满 +3 位作者 常禹 布仁仓 李月辉 刘淼 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期13-19,共7页
采用空间直观景观模型(LANDIS)模拟大兴安岭呼中林区在无采伐和皆伐、二次渐伐和择伐共4种预案下300年内森林可燃物与林火特征的变化。结果表明:采伐降低了森林细可燃物的载量,但不同采伐方式之间没有明显的差别;采伐增加了粗可燃物的载... 采用空间直观景观模型(LANDIS)模拟大兴安岭呼中林区在无采伐和皆伐、二次渐伐和择伐共4种预案下300年内森林可燃物与林火特征的变化。结果表明:采伐降低了森林细可燃物的载量,但不同采伐方式之间没有明显的差别;采伐增加了粗可燃物的载量,皆伐方式增加最明显;采伐导致了林火面积和火烧频率的增加,增加了森林的起火可能性,择伐方式下森林的起火可能性最低;采伐提高了森林的火险等级,择伐方式下森林的火险等级最低。因此,建议森林管理者在采伐量一定的条件下采用择伐方式,降低人类采伐活动和林火对森林生态系统的干扰,进而促进森林生态系统健康稳定的发展。 展开更多
关键词 采伐方式 林火 空间直观景观模型 皆伐 渐伐 择伐
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景观破碎化对东北虎主要猎物种群动态影响的模拟 被引量:7
9
作者 国庆喜 王化儒 高梅香 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期15-23,共9页
以完达山东部地区的现实景观为背景,采用空间直观种群模型LAPS和情景模拟相结合的"虚拟实验"途径,模拟了在10个不同破碎化程度的景观情景中东北虎的主要猎物于1992-2011年间的种群动态,评价了完达山东部地区当前的景观破碎化... 以完达山东部地区的现实景观为背景,采用空间直观种群模型LAPS和情景模拟相结合的"虚拟实验"途径,模拟了在10个不同破碎化程度的景观情景中东北虎的主要猎物于1992-2011年间的种群动态,评价了完达山东部地区当前的景观破碎化程度对东北虎主要猎物种群动态的影响。结果表明:LAPS模型准确刻画了研究区东北虎主要猎物种群数量急剧下降的趋势,2002年模拟的东北虎主要猎物的种群数量和实测值之间没有显著差异,马鹿、野猪和狍子的P值分别为0.8651、0.9534和0.2836;不同生境类型的种群密度数据与实测值之间均没有显著差异,其中阔叶林生境中的马鹿、野猪和狍子的P值分别为0.8521、0.9447和0.3152;在灌丛生境中的马鹿、野猪和狍子的P值分别为0.8846、0.9576和0.2415。斑块类型和景观水平上的格局指标变化趋势表明由于农田扩张导致10个景观情景的破碎化程度逐渐增加,景观水平的破碎化程度低于斑块类型水平。方差分析显示10个景观情景中的种群数量没有显著差异,马鹿、野猪和狍子的P值分别为0.8516、0.2624和0.7636,说明研究区当前的景观破碎化程度对种群动态影响并不显著。完达山东部地区存在盗猎等人为干扰,导致了东北虎主要猎物的数量远低于环境容纳量,景观破碎化虽然在局部地区较为严重,但完达山东部地区整体上景观破碎化并不强烈,该地区景观破碎化的效应尚未显现。认为控制盗猎等人为干扰是增加该地区东北虎主要猎物的数量、实现东北虎种群恢复所应优先采取的措施。 展开更多
关键词 景观破碎化 空间直观种群模型 种群动态 完达山东部地区 LAPS
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气候、植被和地形对大兴安岭林火烈度空间格局的影响 被引量:18
10
作者 付婧婧 吴志伟 +3 位作者 闫赛佳 张宇婧 顾先丽 杜林翰 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1672-1682,共11页
在北方森林中火干扰是森林景观变化的主导因素。林火烈度作为衡量林火动态的重要指标,较为直观地反映了火干扰对森林生态系统的破坏程度,其空间格局深刻地影响着森林景观中的多种生态过程(如树种组成、种子扩散以及植被的恢复)。解释林... 在北方森林中火干扰是森林景观变化的主导因素。林火烈度作为衡量林火动态的重要指标,较为直观地反映了火干扰对森林生态系统的破坏程度,其空间格局深刻地影响着森林景观中的多种生态过程(如树种组成、种子扩散以及植被的恢复)。解释林火烈度空间格局有助于揭示林火干扰后森林景观格局的形成机制,对预测未来林火烈度空间格局以及制定科学合理林火管理策略均有重要意义。基于LandsatTM/ETM遥感影像,将2000-2016年大兴安岭呼中林区的36场火的林火烈度划分为未过火、轻度、中度、重度4个等级。采用FRAGSTAT景观格局分析软件从类型水平上计算了斑块所占景观面积比、面积加权平均斑块面积、面积加权平均斑块分维数、面积加权边缘面积比、斑块密度5个景观指数,以对林火烈度空间格局进行了定量化描述。并且采用随机森林模型,分析了气候、地形、植被对林火烈度空间格局的影响及其边际效应。通过研究得出以下结果:(1)相对于未过火、轻度、以及中度火烧斑块,重度火烧斑块的面积更大、形状更简单;(2)海拔对重度火烧斑块的空间格局起着至关重要的作用,其次是坡向、坡度、植被覆盖度、相对湿度、温度等;(3)随着海拔的升高,面积加权平均斑块面积和面积加权平均斑块分维数的边际效应曲线呈上升趋势,而面积加权边缘面积比和斑块密度呈下降趋势;除了面积加权平均斑块面积外,都受到火前植被覆盖度的影响,且植被覆盖度为0.2-0.3范围内,重度火烧斑块在景观中所占比例最大。总的来看,2000-2016年大兴安岭呼中森林景观中重度火烧斑块与未过火、轻度以及中度火烧斑块存在显著差异性。相对于气候,地形和植被对于塑造重度火烧斑块空间格局具有重要作用。因此,应针对重度火烧区域进行可燃物处理,从景观层面上合理配置森林斑块,从而降低高烈度森林大火发生的风险。 展开更多
关键词 林火烈度 空间格局 景观指数 随机森林模型
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