基于物联网林区火险监警系统方案的探讨

利用传感技术、卫星定位、地理信息、人工智能等物联网相关技术,设计适用于城市森林、自然保护区、旅游景区等环境防火监测系统,系统可对监测区域环境因素尤其火情信息实现区域覆盖、全天候、数字化监测,构建起数字化森林物联网络,可为森林防火提供实时、准确、科学的依据。     

基于不同空间插值模型的川西南山地常绿阔叶林叶面积指数估测

叶面积指数（LAI） 是森林经营管理的一个重要参数,亦是众多基于土壤、大气和植被相互作用的森林经营管理动态模型的关键输入变量之一,但目前获得大尺度、高空间分辨率的LAI精确估计仍十分困难。以川西南山地常绿阔叶林为研究对象,基于地面调查的83 个20 m×20 m样地和SPOT5 遥感数据,运用不同的方法,估测了区域森林有效叶面积指数（LAIe）。利用遥感数据作为辅助变量,比较了来自遥感数据的直接辐射关系法（DRR） 和地统计学方法协同克里格（CK）、回归克里格（RK） 的LAIe 空间分布差异。此外,运用反距离权重（IDW）、全局多项式（GPI）、普通克里格（OK）、泛克里格（UK） 等方法也对LAIe进行了估计。结果表明LAIe 与归一化植被指数（NDVI） 回归拟合效果相对不理想（R²=0.679,P<0.001）;由于研究区森林景观不是连续变量,LAIe呈低空间自相关性,各方法间差异不显著,对区域LAIe 估算精度提升不明显;但DRR 和CK、RK 方法能降低统计误差值,且DRR与CK、RK的相关性极高（相关系数分别可达0.91和0.92）。尽管相比于DRR,地统计学方法并没有提高LAIe估计精度,为提高预测的准确性,应探讨更密集的抽样方案和不同的辅助变量。     

海滨湿地景观过程模型与模拟研究——以江苏盐城保护区核心区为例

景观过程模型已经成为深化景观变化研究的重要手段并日益受到重视。海滨湿地是一种高度复杂和动态变化的景观系统,构建景观过程模型能够从机理上解释湿地景观时空动态演变过程。研究中,将盐城国家级自然保护区核心区划分为人工管理区和自然湿地区两种模式,根据2000、2006、2011 年3 个时相的景观资料以及野外生态监测数据,构建海滨湿地景观过程模型,结果如下：①利用空间代替时间并结合灰色关联分析,确定了海滨湿地景观演变的关键影响因素为土壤盐度和水分;②运用人工神经网络的方法,分析了土壤盐度和水分的空间分异,并通过图层叠加和分级统计,得出了土壤盐度和水分的阈值范围以及变化规律;③运用GIS-Matlab-CA技术构建了基于关键生态过程的海滨湿地景观过程模型,模型总体精度都在80%以上,Kappa 系数都在0.7 以上,一致性检验结果表明空间位置一致率决定了整个景观模拟的精度;④运用已构建好的模型对研究区2012-2020、2025 年的结果进行了模拟预测,预测结果表明,盐城海滨湿地芦苇沼泽和米草沼泽扩张、碱蓬沼泽面积减少的趋势将愈加明显。     

森林经营主体的碳汇供给潜力差异及影响因素研究

增加森林碳汇已成为应对气候变化的重要举措。论文基于浙江、江西和福建三省农户和林场的调研数据,以杉木为案例树种,引用生长模型、修正的Faustmann 模型碳密度和价格数据,对单一和碳汇木材复合经营目标下的杉木最佳轮伐期和林地期望值进行了分析,并基于此比较了不同森林经营主体碳汇供给潜力的差异,同时模拟了不同营林成本和利率水平下对森林经营主体碳汇供给差异造成的影响。可以发现,在可能的碳汇林经营模式下,基于目前杉木市场价格远高于碳价格的现实,森林经营主体的经营采伐决策并不会发生明显改变,从而导致在大范围的碳价格变动下碳汇的供给也没有显著增加,这也说明木材收益和碳收益的两个不同经营目标是协调的;林场凭借着规模、技术和资金等资源禀赋优势将成为今后碳汇林的适宜经营和供给主体;从影响因素来看,目前市场利率处于低位徘徊的前提下,即碳汇林地的潜在投资价值巨大,尤其对劣等土地的投资效果明显;理论上营林成本会提升继而导致碳汇供给增加,这反而对于森林固碳有显著正面影响。     

模拟氮沉降对温带森林凋落物分解的影响

森林凋落物的分解是生态系统养分循环的重要过程,以北京西山地带性植被栎树林（辽东栎：Quercus liaotungensis）为对象,主要研究温带森林植物凋落物分解对模拟氮沉降的响应,为更好地了解氮沉降对温带森林地区凋落物的分解过程提供参考.通过模拟氮沉降,研究不同形态氮（硝态氮、铵态氮和混合态氮）和不同水平氮沉降（对照0 kg·hm^-2·a^-1、低氮处理50 kg·hm^-2·a^-1 和高氮处理150 kg·hm^-2·a^-1）对凋落物分解的影响,在2 年的时间内调查分析了凋落物分解过程中质量损失动态和碳（C）、N 含量及w（C）/w（N）比值的变化.研究结果表明,氮沉降均使凋落物分解速率减缓,且随氮沉降剂量增加,凋落物分解速率相比对照分别减慢了9.88%（硝态氮低氮）、15.02%（硝态氮高氮）、11.46%（铵态氮低氮）、14.62%（铵态氮高氮）、13.04%（混合态氮低氮）和16.20%（混合态氮高氮）.且不同氮沉降类型、不同氮沉降水平间差异显著.不同形态、不同水平的氮沉降显著地增加了凋落物N 含量（P=0.061,P=0.087）,其中混合态氮沉降对凋落物中N 素含量增加最显著（P=0.044）.但在分解过程中,各处理均未对凋落物C 含量产生显著影响.不同水平的氮沉降显著降低了凋落物的w（C）/w（N）比值,而且不同类型不同水平氮沉降对凋落物w（C）/w（N）比值具有显著的交互作用（P=0.011）.综上所述,通过对模拟氮沉降后凋落物残留率等的变化分析,得出氮沉降对温带森林凋落物的分解产生了抑制作用.     

岷江上游高山森林溪流非木质残体现存量与碳储量及其分配特征

森林溪流非木质残体的特征直接关系到流域源头水质环境以及森林生态系统碳及养分等物质的输出格局.为了解岷江上游水源源头高山森林生态系统溪流非木质残体的储量特征,于2013 年8 月高山森林溪流水量最大的季节,在研究区域海拔3 600 m 典型高山森林范围内,沿主河道两岸调查每条森林溪流的非木质残体储量,共找到18 条森林溪流汇入主河道,根据实地采样的可操作性和典型性,选择其中12 条溪流详细调查非木质残体储量,每条森林溪流从尽头到源头每隔10 m 设置一个长度为1 m,溪流实际宽度的样方（源头作为最后一个样方）.将样方内所有非木质残体全部采集,低温保存,迅速带回实验室,分别按照树皮、树叶和直径小于1 cm 树枝分离,65 ℃烘干至恒重,测定各组分现存量.然后,将样品粉碎过筛,采用重铬酸钾氧化法测定凋落物有机碳含量,以不同组分现存量与其碳含量计算各组分的碳储量.结果表明：（1）该区域森林溪流非木质残体总现存量和总碳储量分别为657.25 kg 和262.96 kg,单位面积现存量和碳储量为439.70 g·m^-2 和175.92g·m^-2;（2）各溪流中直径小于1 cm 树枝占非木质残体总现存量和总碳储量的69.76%和73.41%,其次为树叶,树皮比例最小且不足10%;（3）尽管溪流长度、面积和流量与非木质残体各组分单位面积现存量和碳储量均无显著相关关系,但显著影响溪流非木质残体总现存量和总碳储量及其在各组分的分配比例;（4）相对于树皮,凋落树叶现存量和碳储量所占比例在流量较小溪流中相对较大.这些结果为深入认识高山森林流域水环境及其在森林生态系统中的重要作用提供新的思路和一定的科学依据.     

苏南快速城市化地区森林生物量时空变化及影响分析

随着我国城镇化进程的快速推进,城镇密集区城市扩张带来的负面生态环境问题得到广泛关注。森林生态系统具有固碳释氧等多种生态服务功能,对减小城市化的负面效应、改善生态环境具有积极作用。近年来我国植树造林成效明显,森林资源总量和质量持续提升,科学评估森林生物量动态对理解碳源汇变化及制定森林保护政策具有重要的意义,但当前对快速城市化地区长时期生物量变化及影响因素研究较少。苏南地区处于我国最大的城镇密集区长江三角洲的中心,近年来该地区森林面积和质量不断增加,而受中低卫星遥感数据分辨率影响,以往对该地区生态系统生物量研究未探测到这种变化。利用1990、2005年江苏省森林资源调查数据及2010年江苏省森林覆盖监测数据,采用换算因子连续函数法和平均生物量法等计算苏南地区三个时期森林生物量,研究20年来苏南快速城市化地区森林植被生物量的时空变化,并结合社会经济数据探讨了生物量变化与经济人口的关联。结果表明：20年来,苏南地区森林植被面积、生物量和生物量密度总体呈显著增加趋势,生物量从7.15 Tg增长到16.72 Tg,乔木林的生物量密度由29.32 t＆#183;hm-2上升至39.82 t＆#183;hm-2,但远低于同期全国的均值;各市生物量分布不均匀,2010年生物量总量从大到小依次是南京、无锡、镇江、常州和苏州;各市森林生物量总量主要由森林面积和地形决定,森林面积增加是生物量增加的主要因素,阔叶林比例和林龄的增长也促进了生物量增加,随着区域森林林龄不断增长,森林生物量仍将不断增加;政府政策和经济利益等影响下的森林建设是区域森林生物量增加的主要原因,较高的经济发展水平促进了各市森林资源数量增长,而高人口密度未对森林面积和生物量未产生显著负面?     

东北北部温带森林和干草地土壤养分分布及影响因素

土壤是陆地生态系统碳储存的重要场所,其养分变化与全球陆地碳循环密切相关。土壤养分是植物生长的重要保证,而土壤各养分之间是紧密联系的。理解土壤养分变化与环境因素的关系有助于更好地了解陆地生态系统碳、氮、磷循环。本研究以东北北部自东向西沿降水量梯度变化纬度带上的温带森林与干草地生态系统为研究对象,利用气象数据和野外土壤实测数据,分析了纬度带上不同植被类型土壤的有机碳、全氮、碳氮比、速效磷的空间分布格局及其与环境因子（年降水量、年均温、土壤pH值）的关系。研究纬度带上降水量自东向西逐渐减少,植被类型从温带森林过渡到干草原,与降水量和植被类型对应,植被生物量也自东向西呈现从高到低的分布梯度。研究结果表明：从整个研究带上来说,降水量与土壤pH值是土壤养分空间分布的决定因素,沿纬度带从东到西,随着降水量逐渐减少,土壤pH值逐渐增加,而土壤有机碳、全氮、碳氮比、速效磷含量逐渐减少。但如果将森林和草地分别讨论则发现,森林和草地生态系统的土壤养分环境控制因素有较大差别。对于草地生态系统而言,降水量和土壤pH值仍然是其土壤养分含量的控制因子,但森林生态系统由于所处区域降水量充足,降水量不再是其土壤养分的控制因子,降水量只与森林土壤碳氮比呈显著正相关。研究还发现森林土壤的速效磷含量与温度呈正相关,与土壤pH值呈负相关,说明温度对东北北部温带森林的土壤养分含量具有一定的控制作用。     

Assessing the impact of household participation on satisfaction and safe design in humanitarian shelter projects

Participation has long been considered important for post‐disaster recovery. Establishing what constitutes participation in post‐disaster shelter projects, however, has remained elusive, and the links between different types of participation and shelter programme outcomes are not well understood. Furthermore, recent case studies suggest that misguided participation strategies may be to blame for failures. This study analysed 19 shelter projects implemented in the Philippines following Typhoon Haiyan in November 2013 to identify the forms of participation employed. Using fuzzy‐set qualitative comparative analysis, it assessed how household participation in the planning, design, and construction phases of shelter reconstruction led to outcomes of household satisfaction and safe shelter design. Participation was operationalised via eight central project tasks, revealing that the involvement of households in the early planning stages of projects and in construction activities were important for satisfaction and design outcomes, whereas engagement during the design phase of projects had little impact on the selected outcomes.     

青藏高原典型高寒森林地带CH4浓度特征分析

基于波长扫描光腔衰荡光谱线监测系统在海螺沟国家大气背景站(以下简称海螺沟站)开展甲烷(CH_4)连续自动监测,通过局部近似回归法进行背景值筛分分析。结果表明:2016、2017年海螺沟站CH_4年均体积分数和筛分的背景体积分数接近,两者浓度水平与北半球中纬度地区全球本底站CH_4浓度水平相当;海螺沟站CH_4能够代表背景区域浓度水平。海螺沟站CH_4体积分数呈春、夏季低,秋、冬季高特征,季节变化主要受到特定的地理环境和大气环流的影响,大气环流占主导影响。夏季CH_4体积分数最低但日振幅最大,与高原高海拔背景下森林地带的辐射对流引起局地扩散作用有关。采用逐步逼近回归筛分CH_4监测数据,海螺沟站CH_4背景季浓度变化和北半球中高纬度地区其他背景站大气CH_4的季节变化特征以及CH_4季体积分数振幅基本一致。背景站四季的CH_4载荷贡献在16个风向分布结果表明,在春、夏季存在西风带下南亚方向污染物气团的远距离输送;青藏高原东部近地面在冬季处于反气旋冷高压控制下,而SSW方向风向能够短暂打破这种稳定的气象条件,污染物得到迅速扩散,SSW为负贡献。