中国不同气候区基于火险气象指数的火险概率模型

目前,森林火险气象指数被广泛用于世界多个国家和地区.本研究目的为,基于火险气象指数,在中国不同气候区建立火险概率模型.本文在中国4个气候区,使用1998-2007年的气象及火灾数据,以位置变量、月份、海拔、加拿大、美国及澳大利亚的气象火险指数、植被指数为自变量,建立了半参数化Logistic回归模型,分析各自变量与着火概率及大火发生概率之间的非线性关系.在不同区域,模型所选自变量组合不同,这与各气候区不同气象及植被状况有关.通过模型模拟数据和实际观测数据散点图、火险概率图、大面积火灾数量预报曲线图,分析了模型的预测能力.研究结果表明,在4个气候区,海拔和NDVI指数对着火概率影响显著.模拟可燃物含水量的气象火险指数由于反映出了植被的季节变化特征,在中国北部成为火险概率模型中的重要因子.模拟土壤有机层可燃物状况的火险气象指数在中国南部(东南、西南)成为火险概率模型的重要因子.在中国4个气候区,应用半参数化Logistic回归模型,可以有效模拟月时间尺度着火概率及大火发生概率,并为分析火险气象指数的预报能力提供了有效途径.本研究为进一步分析气候与火险之间的动态关系提供了理论基础.     

气象自动站资料在黔南森林火险等级监测预报中的应用

对大量国家级和区域级气象自动站资料的获取和订正,通过对降水、气温、湿度和风速等气象因子对森林火险贡献度数学模型的计算,充分应用在黔南森林火险气象等级的实时监测和预报中。通过多点、多时段的预报值、实时监测值与实况对比检验统计,得出应用系统的实时监测准确率和预报准确率。     

国家标准"城市火险气象等级"的研制

比较各地城市火险气象预报因子、方法和等级标准,选取普遍采用的5个气象因子;日最小相对湿度、连续无降水日数对城市火险的贡献最大,指数范围分别为0～40和0～30,日最高温度、日最大风力0～20,日降水量0～-20,综合指数范围一般为0～100进行等间隔划分,得到从低到高5级城市火险气象等级标准.通过两项试验来优化等级划分效果:1)从北到南选取5个城市,比较上述方法与各地方法计算的2001年1、4、7、10月逐日火险等级,经过反复调试,使两套方法计算的等级完全一致和相差一级合计在85%以上;2)统计全国31个中心城市2000～2003年逐日城市火险气象等级5级分布的概率,使之基本符合正态分布.从而得到各气象因子的划分范围、对应城市火险气象指数值以及综合城市火险气象等级标准,给出相应名称和指示意义.     

森林生态系统健康评价指标在中国的应用

1IntroductionDuring recent two decades, the idea of "health" as an appropriate paradigm to assess the condition of ecosystems, is watchword of contemporary ecosystem management. The phrase "forest ecosystem health" has been used with increasing frequency in the context of forestry and natural resource management. Many scientists give the definitions from socio-economic and ecological perspectives (Rapport, 1992; USDA Forest Service, 1993; O'Laughlin, 1996; Allen, 2001). Forest health is a …     

森林生态系统健康评价指标及其在中国的应用

根据1995～1998年的遥感资料、1980～1997年全国气象资料以及1949～2001年的森林统计资料以及全国300多个森林样地调查资料，在生态系统健康理论基础上，以活力(V)、组织结构(D)和恢复力（R)为评价指标，对中国森林生态系统的健康状况进行了评价，并对中国森林生态系统健康的空间格局进行了分析。我国森林生态系统健康指数高的区域主要分布在热带雨林季雨林以及天然林分布的区域，而蒙新林区和暖温带林区的健康指数较低，且由南到北逐渐降低。温度和降水对森林生态系统健康的空间格局有较大的影响。通过生态系统健康指数与活力、组织结构和抵抗力的相关分析可知，抵抗力对生态系统健康影响最大，其次是组织结构，影响力最小的是活力。     

全球历史森林数据中国区域的可靠性评估

全球历史土地利用数据集对于深入理解全球或区域环境变化具有重要意义。历史森林数据作为其重要组成部分,在区域尺度上的可靠性至今鲜有评估。以中国区域为研究对象,依据中国学者基于历史文献资料重建的中国历史森林数据(CHFD),采用趋势、数量和空间格局等对比法,对全球数据集(SAGE、PJ和KK10)中国森林数据的可靠性进行评估。结果表明:①虽然全球数据集中国森林数据与CHFD在近300年的变化趋势上均呈减少态势,但数量上差异较大。其中,SAGE数据集对中国1700年以来的森林面积估算较CHFD高出约20%～40%;KK10数据集重建的1700-1850年森林数量则高出约32%～46%;而PJ数据集由于吸纳了区域性研究成果,其总量与CHFD较为接近,多数时点的数量差异低于20%。②在省区尺度上,从总量与CHFD较为接近的PJ数据集来看,其与CHFD数据集森林变化趋势差异较大省区占到84%,而数量差异较大的省区占比高达92%。③在网格尺度上,PJ与CHFD数据集相对差异率> 70%的网格占比高达60%～80%,二者的时空动态格局差异明显。④全球数据集中国历史森林数据未能客观反映该区域森林变化的过程与格局特征,造成这一现象的原因在于全球与区域性数据集重建历史数据所依据的资料源不同,以及基于不同空间尺度构建的重建方法的差异等。     

基于3S技术的森林火险预警方法及应急管理的研究

森林火灾是对社会、环境及经济发展影响范围最广和破坏性最大的一种自然灾害。充分利用全球卫星定位系统(GPS),遥感技术(RS),地理信息系统(GIS)等技术可以提供大量的火灾发生的背景条件的信息,有助于做好发生森林火灾的防范措施,同时有利于制定灾后应急措施以减轻灾害损失。本文阐述了基于3S技术的森林火灾预警方法和应急管理体系,为防灾减灾工作提供参考。     

基于GIS和视频监控的森林防火指挥决策系统研建

森林火灾能对森林资源造成巨大的危害,因此发现林区火源并进行科学决策具有重要意义.本系统数据主要包括1∶1万地形图、1∶1万森林资源二类调查数据、扑火队分布数据、瞭望台站数据、扑火物资储备数据、林业局管理机构分布数据、研究区2010年landsat TM遥感影像图等;系统功能主要包括数据的处理和管理、森林火灾监测、最佳扑火路径分析、防火扑火预案制定和决策、森林火险等级评价、林火趋势模拟和预测、灾害损失评估、相关图表和报告制作等.系统采用Microsoft Visual Studio 2005(C#)作为开发语言,基于Arc Engine 9.3组件进行二次开发,三维地图显示采用skyline Terra Explorer开发平台,数据库采用SQL Server 2005数据库管理系统,利用Arc SDE 9.3空间数据库引擎对空间数据进行管理.     

300年来中国森林的变化

Based on historical documents, modern survey and statistics, as well as the result of predecessor studies, the trend and main process of forest dynamics are recognized. The forest area and forest coverage rates for each province of China from 1700 to 1949 are estimated backward by every 50 years. Linking the result with modern National Forest Inventory data, the spatial-temporal dynamics of Chinese forest in recent 300 years （AD 1700-1998） is quantitatively analyzed. The study shows that in recent 300 years, the forest area in current territory of China has declined by 0.95×10^8 hm^2 （or 9.2% of the coverage rate） in total, with a trend of decrease and recovery. Before the 1960s, there was a trend of accelerated descending. The forest area was reduced by 1.66×10^8 hm^2 （or 17% of the coverage rate） in 260 years. While after the 1960s, there has been a rapid increase. The forest area increased by 0.7×10^8 hm^2 （or 8% of the coverage rate） in 40 years. The study also shows that there is a significant spatial difference in the dynamics of forest. The amplitudes of increasing and decreasing in western China are both smaller than the ones in eastern China. During the rapid declining period from 1700 to 1949, the most serious decrease appeared in the Northeast, the Southwest and the Southeast, where the coverage rate in most provinces dropped over 20%. In Heilongjiang Province, the coverage rate dropped by 50%. In Jilin Province, it dropped by 36%. In Sichuan Province and Chongqing Municipality, it dropped by 42%. In Yunnan Province, it dropped by 35%. During the recovery period 1949-1998, the western provinces, municipality and autonomous regions, including Ningxia, Gansu, Inner Mongolia, Sichuan-Chongqing, Yunnan, Tibet, Xinjiang and Qinghai, etc, the increase rates are all below 5%, while the eastern provinces, municipality and autonomous regions （except Heilongjiang, Hubei, Jiangsu-Shanghai） have achieved an increase over 5%, among which the Guangdong-Hainan, Guangxi, Anhui, Beijing-Tianjin-H     

全球变暖对中国东北植被的影响及对策

中国东北植被全球变暖的响应如下：未来建群种的变动类型分为三个类群；气候变暖后，植种群将向北迁移４００－７００ｋｍ，向上迁移２５０－３５０ｍ；栽培作物的界线有所变化；大部分植物物候发育将提前一个节律；主要森林生态系生产力将提高７．６５％，农业生态系统产量将提高３６．４％。     

美国南达科他州Black Hills国家森林公园2000年森林火灾后植被恢复过程研究(英文)

森林火灾在景观上往往造成不同程度的森林冠层损失,而冠层影响光合作用和蒸散,因此刻画灾后森林冠层恢复的轨迹对于了解生态系统过程具有重要意义。森林冠层的损失和恢复通常采用叶面积指数(LAI)或其它能够反映冠层光合能力的植被指数进行表征。本研究中,我们采用Terra卫星搭载的中分辨率成像光谱仪(MODIS)的长时间序列影像(2000-2009年)来重建火灾后森林冠层恢复的过程。以美国南达科他州布莱克山国家森林公园(The Black Hills National Forest, South Dakota)为例,该地区在2000年8月24日经历了一次大的自然火灾,烧毁了近33 785 ha森林,其中大部分是美国黄松林。基于LAI的研究表明,植被冠层光合能力在3年内(2001-2003年)基本恢复,这主要来自于林下未烧毁草地在灾后的快速生长;火烧迹地的NDVI和EVI在这3年内也呈现恢复的态势。可见,LAI、NDVI和EVI在火灾几年之后便难以有效地识别火烧迹地。然而,陆地表面水分指数(基于近红外和短波红外波段的遥感标准化指数,简称LSWI),能够有效地识别和追踪火烧迹地至今的整个过程(2000-2009年)。这一研究结果也使得采用其它具有近红外和短波红外波段的传感器研究森林火灾迹地恢复和干扰过程成为可能,其中包括Landsat 5 TM影像(可追溯至1984年)。更长时间序列的数据对于研究森林火灾灾后生态系统干扰和恢复过程、森林演替模拟以及碳循环具有重要的支撑作用,LSWI指标证明能够有效地刻画这一过程。     

国家土壤信息系统的结构、内容与应用

土壤信息系统建立是当今土壤科学发展阶段的必然要求，全球和有关国家的土壤信息系统在资源评价和模拟等多方面发挥着重要作用。目前在土壤研究不断积累和SOTER研究全面展开的基础上建设我国国家土壤信息系统的工作已经开展。在分析全球和其他国家土壤数据库的基础上，介绍了建设中的我国土壤信息系统的功能和任务设计、基本组成和数据库结构、内容以及研究基础，并举例说明了土壤信息系统在环境模拟中的应用。     

呼伦贝尔草原火时空格局及特征分析

以Fire_CCI51为主要数据源,应用GIS空间分析技术对呼伦贝尔地区2001—2019年草原火的时空分布进行了研究,结果发现：呼伦贝尔草原火时间上具有年际波动较大、循环周期不定和春、秋两季双峰式集中的特点;空间上集中分布在东部森林草原、边境线附近,呈现出东多西少、北多南少的格局。利用相关分析方法对主要气象因子（平均降水量、最高气温、最小相对湿度、最大风速）与草原火之间的关系进行了深入分析,发现气象因子与草原火之间不存在显著相关;通过对呼伦贝尔市1981—2015年的草原起火原因统计数据分析发现,人类活动是导致草原火发生的主要因素。应用空间分析方法对边境线20 km缓冲区内的草原火进行了提取,发现境外过火面积远高于境内而且俄罗斯的过火面积远高于蒙古和中国。     

Charcoal morphotypes in lake sediments from British Columbia (Canada): an assessment of their utility for the reconstruction of past fire and precipitation

Quantitative analysis of variations in morphological types of charcoal were undertaken in sediment cores from three lakes on the Interior Plateau (BC, Canada) over the period AD 1919–2000. Seven distinct morphological types of charcoal were identified based on particle shape and structural features and were compared with seasonal precipitation and recorded area burned within 20 km-radius of study lakes. Fragile-type charcoal fragments, termed type M, displayed significant relationships to recorded area burned in sediment cores from Prosser (r ² = 0.5; p = 0.0001) and Opatcho (r ² = 0.2; p = 0.02) lakes. However, nonsignificant correlations (p > 0.05) were found between total charcoal and area burned. Robust and highly elongated morphotypes C and F were correlated to recorded spring precipitation (r ² = 0.5; p = 0.002) in Opatcho Lake. Charcoal from a sediment core from Big Lake, the lake with the largest watershed, was significantly but inversely related to past fires (r ² = 0.44; p = 0.0003), suggesting important contributions from secondary transportation and deposition. Models were developed to infer relative area burned and precipitation for the study lakes. Our results suggest that charcoal morphotypes are related to the biogeoclimatic and lake watershed characteristics. This study also suggest that charcoal morphotypes can provide insights on past fire and climate, which was not possible based on traditional analysis of total charcoal.     

Comparative Study on Collective Forest Tenure Reform and Water Rights System Reform in China

Collective forest tenure reform and water rights system reform are two types of resource system reform initiated by the Chinese government since the implementation of the reform and opening policy of the 1980s. Forest tenure reform has been completed and water rights system reform is ongoing. This study analyzes key points and problems with collective forest tenure reform and summarizes four typical successful reform measures and lessons that will have implications for the developing water rights system: the collective forest-cutting quota system, collective forest tenure compensation, collective forest tenure confirmation, and collective forest tenure trading center. A flexible water permission index, compensation measures in water rights trade, water rights approval, and various forms of water rights trading platforms are proposed as reform measures. This study fills a gap in comparative studies between two important resource system reforms in China and provides a reference for further reform and development of water rights systems locally and abroad.     

荒漠绿洲PRED系统特征与可持续发展定量研究

荒漠绿洲PRED系统是一个相当脆弱的系统，自然灾害频繁、水分失衡导致的生态风险大。在分析其特征的基础上，建立了衡量可持续发展的指标体系并运用层次分析法得出了这些因子对绿洲PRED系统可持续发展的权值，影响最大的前三位因子是：人均水资源量、绿洲化面积、人口素质、其权值分别为0.124、0.077、0.062。计算了河西走廊20个县（市、区）的SDI，排在最前面的依次是：萧北蒙古族自治县、嘉峪关市和玉门市、金川区，其SDI分别为0.437、0.406、0.405，排在最后面的依次是：古浪县、民勤县、天祝藏族自治县，其SDI分别为0.150、0.213、0.217。分析了这种格局产生的原因并提出了相应对策。     

京津冀地区1985–2000期间林地变化的时空格局及其影响因素（英文）

林地是维护生态安全,实现区域可持续发展的根本基础资源。林地变化可能导致一些生态环境问题,包括土壤侵蚀,水资源短缺,干旱加剧以及生物多样性的丧失。本文以景观生态学和逻辑回归模型为基础,探讨了京津冀地区1985-2000期间林地变化的时空格局及其影响因素。格局分析结果表明,林地景观破碎化正在下降和林地形状变得越来越规则。通过建立Logistic回归模型,这项研究旨在探讨这一区域1985-2000期间林地变化的重要变量。对于京津冀地区1985-2000期间林地变化而言,土壤有机质含量,坡度(5°),到最近村庄的距离以及人均国内生产总值是最重要的解释变量。研究表明,空间异质性会影响到林地变化的逻辑回归模型的可预测性。     

祁连山亚高山灌丛林叶面积指数与冠层氮、磷的关系

氮和磷作为植物体内重要的生命元素,在植物群落的生长发育过程中发挥着重要的作用。为了明确祁连山亚高山灌丛林叶面积指数与冠层氮、磷之间的关系,本文通过对祁连山亚高山灌丛林不同植被类型(箭叶锦鸡儿、高山吉拉柳、金露梅)及不同放牧处理(羊群、牦牛,未放牧)条件下灌丛群落的叶面积指数(LAI)与叶片氮积累量(TFN)、叶片磷积累量(TFP)比较发现,在整个亚高山灌丛群落中,LAI与TFN和TFP之间都有较强的相关性,并且TFN和TFP比值的变化表明不同植被类型叶片的生长都受到N、P的共同限制,只是随着LAI的增加,高山吉拉柳主要受到氮素的限制,箭叶锦鸡儿主要受到磷素的限制,而金露梅则受到N、P的共同限制;在不同放牧条件下,单位面积LAI对应的TFN的值较高而TFP的值较低,说明动物通过对植被的啃食可能会改变群落的模式,在一定程度上限制磷的摄入。LAI、N、P之间的耦合关系表明了亚高山灌丛群落的LAI在物种组成、放牧和冠层密度上存在差异,但仍然受到N和P的约束。研究结果有利于探索水分限制条件下祁连山灌丛林生态系统植物叶片与养分元素之间关系,对于研究干旱区高寒灌丛生态系统在全球气候变化中的作用及其对全球气候变化的响应与反馈,具有重要的理论价值和实践意义。