全球森林治理:理念、现状、问题与挑战

当前气候变化是国际社会普遍关注的全球性问题,各国携手发展林业应对气候变化,共同推进绿色、低碳发展已成为当今世界的主流.因此,实施森林治理、发展现代林业是全球环境治理及可持续发展的客观需求.但因全球森林治理体系和机制仍不健全,使得世界林业发展依然面临着严峻挑战,这就需要加强对全球森林治理问题的研究和实践.     

高分辨率青藏高原历史月降水数据重建

青藏高原对全球气候研究具有重要意义,而降水数据对水文、气象和生态等领域的研究也至关重要,且随着研究内容和尺度的变化,对高时空分辨率的历史降水数据的需求越发迫切。本文基于TRMM 3B43降水数据,采用随机森林算法,引入归一化植被指数(AVHRR NDVI)、高程(SRTM DEM)、坡度、坡向、经度、纬度6个地理因子,建立历史降水重建模型,获得1982-1997年分辨率为0.0833°的青藏高原年降水数据,然后根据比例系数法计算出月降水数据。为提高精度,利用站点数据对月降水数据进行校正。结果表明,该方法能简单有效地获得高时空分辨率的历史降水数据,决定系数R²大部分在0.4~0.9之间,平均值为0.6767,其中夏季效果最好,冬季效果最差;均方根误差RMSE和平均绝对误差MAE均在50 mm以下,RMSE均值为22.66 mm,MAE均值为15.97 mm;偏差Bias较小,基本在0.0~0.1之间。     

基于数值预报和随机森林算法的强对流天气分类预报技术

随机森林算法是当前得到较为广泛应用的机器学习方法之一,有着很高的预测精度,训练结果稳定,泛化能力强,解决多分类问题有明显优势。本文将随机森林算法应用于强对流的潜势预测和分类,分短时强降水、雷暴大风、冰雹和无强对流四种类别,基于2005—2016年NCEP 1°×1°再分析资料计算的对流指数和物理量,开展强对流天气的分类训练、0～12 h预报和检验,经2015—2016年独立测试样本检验表明,针对强对流发生站点的点对点检验,整体误判率为21. 9%,85次强对流过程基本无漏报,模型尤其适用于较大范围强对流天气。随机森林算法筛选的因子物理意义较为明确,和主观预报经验基本相符,模型准确率高,可用于日常业务。     

中国森林乔木林碳储量及其固碳潜力预测

加强对我国森林碳储量和固碳潜力的研究,是制定中国增汇减排政策的重要依据,对我国国际气候谈判和全面了解森林碳汇潜力具有重要作用。利用我国第七次和第八次森林资源清查中各优势树种的面积和蓄积量数据,采用IPCC材积源生物量法（volume-biomass method),估算了我国森林（乔木林）碳储量和碳密度及其分布,分析我国不同省份天然乔木林和人工乔木林碳储量龄组结构特征;建立分区域、分起源主要优势树种的单位面积蓄积-林龄Logistic生长方程,结合我国森林2020年和2030年面积蓄积增长目标,预测我国乔木林2010—2050年间碳汇潜力。结果表明：第八次清查期间中国乔木林总碳储量为6135.68 Tg,碳密度为37.28 Mg/hm ²;天然乔木林和人工乔木林的碳储量分别为5246.07 Tg和889.61 Tg,分别占总碳储量的85.50%和14.50%。到2050年,中国乔木林和新造林的总碳储量和平均碳密度将分别达到11125.76 Tg和52.52 Mg/hm ²,与2010年相比分别增加81%和41%。分析结果表明中国乔木林有很大的碳汇潜力,将在应对和减缓全球气候变化中发挥重要作用。     

河南省森林火险月季尺度定量客观化预测

基于火灾资料和气象资料,利用数理统计方法和百分位法,分析了河南省林区火灾的气候特征及防火关键期高火险日数的月、季气候特征。结果表明,林区火灾次数年际波动较大,主要出现在每年的冬春季(12月次年4月),3月出现的次数最多,2月的次之。火灾峰值主要出现在13-16时。3月高火险日数存在显著增加的线性趋势,12月和1月高火险日数呈现先减少后增加的趋势。2月和4月高火险日数处在偏少的年代际背景下。林区春季高火险日数存在显著增加的线性趋势,在桐柏-大别山林区尤其明显。选取河南省防火关键期各月、季高火险日数与海温、积雪、环流场等130项环流指数的相关关系最好的因子,利用最优子集回归分别建立基于林区内各个气象站点的预测方程。通过回代检验和趋势异常综合评分(Ps),对回归方程预测效果进行检验,结果显示,回代曲线和历史曲线吻合好,表明预测方程预测结果接近实况。     

基于随机森林模型的珠江三角洲30 m格网人口空间化

人口空间化是实现人口统计数据与其他环境资源空间数据融合分析的有效途径。本文选取夜间灯光数据、道路网数据、水域分布数据、建成区数据、数字高程模型和地形坡度数据作为影响珠江三角洲人口分布的变量因子,利用随机森林模型对珠江三角洲2010年人口数据进行了30 m格网空间化,并将模拟结果与三个公开数据集作精度对比,最后基于随机森林模型的变量因子重要性分析珠江三角洲人口空间分布的影响因素。结果表明：本文模拟整体精度达到82.32%,均优于WorldPop数据集以及中国公里网格人口数据集,接近GPW数据集,而且在人口密度中等区域模拟精度最高;通过对变量因子重要性进行度量,发现夜间灯光强度是珠江三角洲人口分布的最重要指示性指标,到水域的距离、到建成区的距离和路网密度对珠江三角洲人口分布均具有重要作用。利用随机森林模型结合多源信息能够实现高空间分辨率的人口空间化,可为精细化城市管理提供重要数据源,也可为相关政策决策制定提供支持。     

南北盘江森林生态系统水源涵养功能评价

森林生态系统水源涵养功能是植被层、枯枝落叶层和土壤层对降雨进行再分配的复杂过程。运用综合蓄水能力法,基于森林资源二类调查数据,估算了贵州省南北盘江流域不同类型森林生态系统的林冠层截留降水量、枯落物持水量和土壤蓄水量,分析了流域尺度森林生态系统的水源涵养能力及其时空变化。结果表明：① 南北盘江流域森林涵养水源总量约6.13×10⁸m³,单位面积水源涵养量629.85 t/hm²,森林水源涵养能力空间分布呈现东高西低的趋势;② 不同类型森林来说,阔叶林和灌木林对区域水源涵养总量的贡献率最大,而混交林的单位面积水源涵养量最高;③ 不同林龄比较,幼龄林对区域水源涵养贡献率最高,达45.95%,但其单位面积水源涵养能力最差,过熟林的单位面积水源涵养能力最高;④ 就坡位而言,平地和中坡森林对区域水源涵养总量的贡献率最大,山谷森林单位面积水源涵养能力最高,山脊森林单位面积涵养水源能力最低;⑤ 近35 a来,随着生态工程的实施,森林生态系统水源涵养总能力以1 447.89×10⁴m³/a速度持续提升,单位面积水源涵养量以每年5.33 t/hm²的速度稳步提高。     

基于影响因子动态更新的都市圈国土-人口协同模拟

都市圈作为典型的复杂巨系统,其国土、人口、交通等要素呈现出共同演化、协同发展的特征。现有基于元胞自动机的空间模拟方法通常分别进行国土或人口模拟,忽略了国土、人口之间的协同演化,从而限制了模拟性能。本文提出一种影响因子动态更新策略用以表征国土、人口两种要素间的相互作用,拓展经典元胞自动机模型构建协同模拟算法,实现了都市圈国土与人口空间分布态势的精准模拟。本文以深莞惠都市圈为例,对提出算法进行了实验验证。实验结果表明,本文提出协同模拟算法在深莞惠都市圈的国土模拟品质因素为0.274、人口模拟平均绝对百分比误差23.55%,分别优于传统基于随机森林的元胞自动机算法0.24和29.33%;相较于传统模型,在国土模拟中本模型在对于建设用地的模拟准确度提升了约3%,在人口模拟中本模型在对人口高密度的区域模拟误差降低了约6%。本文进一步预测了深莞惠都市圈2030年国土和人口发展空间态势。研究结果可为都市圈重大基础设施选址和发展情景推演提供技术支撑。     

新密:筑牢森林“防火墙”

“通过创新和完善防火工作机制,我市已连续7年无森林火灾发生,有效保护了森林资源和人民生命财产安全。”谈及森林防火工作,新密市林业局相关负责人介绍。近年来,新密市在实践中不断创新工作机制,推动森林防火工作标准化、规范化、法制化,森林火灾预防和扑救能力得到明显提升,并被评为省、市防火模范市。     

完成森林培育面积4万多亩 修武县国土绿化工作实现提质增效

2月7日,春节后上班第一天,修武县云台山镇山区人头攒动、热闹异常,挖坑、栽苗、填埋、浇水……20多个单位的工作人员正在现场忙碌地植树,一场春季义务植树活动迅速在全县拉开帷幕。“春节后开展春季植树已成为全县的惯例,每年都会有很多人参与。”在植树现场,修武县自然资源局负责人介绍。