森林健康評價、監(jiān)測與預警

前言

　　20世紀后半期以來，在世界人口劇增和經濟高速發(fā)展的過程中，人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境發(fā)生了巨大的變化。全球性和區(qū)域性的生態(tài)環(huán)境問題不斷加劇，如全球變暖、水資源短缺、水環(huán)境污染、土地退化與沙漠化、森林資源退化、生物多樣性喪失等全球規(guī)模的環(huán)境問題越來越嚴重，所有這些變化均對當前生態(tài)系統(tǒng)的健康與安全構成了極大的威脅。在人類面對保護環(huán)境與發(fā)展經濟中越來越多的兩難境地的情況下，人們逐漸意識到自身賴以生存和發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)的重要性。因此，針對生態(tài)系統(tǒng)的各種研究也不斷展開，如何正確地對生態(tài)、環(huán)境和資源危機做出必要的響應，已經成為當代生態(tài)學、環(huán)境學和資源科學研究的主題。生態(tài)系統(tǒng)研究系列著作是余新曉教授及其科研團隊多年研究成果的總結，是在國家科技支撐計劃項目、北京市重大科技計劃項目、國家林業(yè)局科技項目和國際科技合作等項目的支撐下完成的。該系列著作研究結果依托國家林業(yè)局首都圈森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測研究站（CFERN）為主要研究平臺，內容充實、觀點新穎鮮明，解決了當前生態(tài)系統(tǒng)研究中一些重要科學問題，填補了目前該領域研究中的一些空白。余新曉教授始終堅持生態(tài)系統(tǒng)領域研究，以一絲不茍的工作態(tài)度和堅持不懈的科研精神，在這一領域不斷前進，取得了顯著的成果，此系列著作可略見一斑。該系列著作從不同的尺度深入探討了森林生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能、流域森林景觀格局的優(yōu)化、森林生態(tài)系統(tǒng)評價、監(jiān)測、預警等問題，并以北京山區(qū)典型流域為研究對象，分別對防護林體系植被類型進行了水平和垂直對位配置。該系列著作的內容均為生態(tài)系統(tǒng)領域熱點問題，引領了該學科的發(fā)展方向，其不僅在理論框架、知識集成方面做了很多開創(chuàng)性的工作，而且吸收了國內外先進的研究方法，在推動生態(tài)系統(tǒng)關鍵技術研究方面進行了有益的探索，對我國進行生態(tài)系統(tǒng)管理研究起到了積極的推動作用，必將為我國生態(tài)環(huán)境建設提供一定的理論指導和技術支持。書猶藥也。該系列著作的出版是一劑良藥問世，不僅為生態(tài)學、環(huán)境學、地理學、資源科學等學科的科研和教學工作者提供有益的參考，也是我國水土保持、林業(yè)等生態(tài)環(huán)境建設工作者的一部好的參考書。希望此書可以解答相關科研人員和工作者心中的疑惑，重現(xiàn)祖國的青山綠水。是以為序。

內容概要

本書以北京山區(qū)為研究對象，建立了森林健康檢測網絡技術體系。該體系總體布局由監(jiān)測網帶和監(jiān)測樣點構成；分別從森林景觀尺度和小班尺度對評價森林健康的指標進行篩選，并基于健康距離法和健康指數(shù)法對北京山區(qū)森林健康進行了研究和評價；同時還從景觀尺度和樣地斑塊尺度對北京山區(qū)森林健康預警進行了研究。    本書適合林學、生態(tài)學、環(huán)境科學、地理學、水土保持學等相關專業(yè)的高年級本科生及研究生閱讀，也可作為相關領域專業(yè)人士的參考用書。

書籍目錄

序前言第1章  緒論  1.1  森林健康監(jiān)測、評價與預警研究進展    1.1.1  森林健康內涵與實質    1.1.2  森林健康研究現(xiàn)狀    1.1.3  森林健康監(jiān)測研究進展    1.1.4  森林健康評價研究進展    1.1.5  森林健康預警研究進展    1.1.6  存在問題及發(fā)展趨勢  1.2  研究區(qū)概況    1.2.1  北京山區(qū)概況    1.2.2  典型小樣地概況  1.3  研究方法    1.3.1  樣地調查    1.3.2  數(shù)據(jù)處理    1.3.3  基于健康距離法的森林健康評價研究方法    1.3.4  基于健康指數(shù)法的森林健康評價研究方法    1.3.5  評價模型構建    1.3.6  森林健康預警方法第2章  北京山區(qū)森林健康監(jiān)測網絡技術體系  2.1  森林健康監(jiān)測總體布局  2.2  森林健康監(jiān)測技術研究    2.2.1  監(jiān)測樣帶設計    2.2.2  監(jiān)測分區(qū)及監(jiān)測樣地設置    2.2.3  監(jiān)測指標體系    2.2.4  監(jiān)測平臺建設第3章  北京山區(qū)森林健康評價  3.1  森林健康評價的尺度確立  3.2  評價指標選取原則  3.3  森林景觀健康評價指標體系建立    3.3.1  景觀健康評價指標體系建立的基礎理論依據(jù)    3.3.2  景觀健康評價指標體系的內容    3.3.3  景觀健康評價指標測度分析  3.4  森林健康評價指標分析計算與篩選    3.4.1  景觀總體特征和基本情況    3.4.2  分形維數(shù)分析計算    3.4.3  景觀類型多樣性、優(yōu)勢度和均勻度    3.4.4  病蟲害程度分析計算    3.4.5  景觀健康評價指標篩選  3.5  景觀健康評價指標標準  3.6  北京山區(qū)森林景觀健康整體評價    3.6.1  指標權重確定    3.6.2  綜合隸屬度判別及評價結果第4章  基于健康距離法的森林生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標體系  4.1  各項指標及其標準    4.1.1  基礎性指標及其標準    4.1.2  結構性指標及其標準    4.1.3  抗干擾性指標及其標準    4.1.4  生態(tài)服務功能價值指標及其標準  4.2  基于健康距離法的森林健康評價分析  4.3  評價指標權重    4.3.1  層次分析法介紹    4.3.2  評價指標權重計算  4.4  評價結果第5章  基于健康指數(shù)法的森林健康評價指標體系  5.1  評價指標構建原則  5.2  指標測度分析    5.2.1  完整性指標    5.2.2  穩(wěn)定性指標    5.2.3  可持續(xù)性指標  5.3  評價指標篩選    5.3.1  定量篩選    5.3.2  定性篩選    5.3.3  篩選結果  5.4  指標標準    5.4.1  定性指標標準    5.4.2  定量指標標準  5.5  基于健康指數(shù)法的森林健康評價分析    5.5.1  八達嶺景觀型水源涵養(yǎng)林健康評價    5.5.2  西山生態(tài)游憩林健康評價    5.5.3  松山生物多樣性保護型森林健康評價    5.5.4  十三陵水土資源保護型森林健康評價第6章  北京山區(qū)森林健康預警研究  6.1  研究內容與方法    6.1.1  研究目標    6.1.2  主要研究內容    6.1.3  技術路線    6.1.4  數(shù)據(jù)來源    6.1.5  預警模型構建  6.2  森林健康預警的理論架構    6.2.1  森林健康預警的概念框架    6.2.2  森林健康預警的理論基礎    6.2.3  森林健康預警的系統(tǒng)架構    6.2.4  森林健康警素分析  6.3  北京山區(qū)森林健康預警指標體系    6.3.1  預警指標選取原則    6.3.2  頂警指標內容    6.3.3  預警指標篩選  6.4  北京山區(qū)森林健康基質判定    6.4.1  森林健康預警基質指標等級標準    6.4.2  北京山區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)健康基質判定    6.4.3  北京山區(qū)森林景觀基質判定  6.5  北京山區(qū)森林健康預警    6.5.1  森林健康預警的警度和警限的確定    6.5.2  北京山區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)健康預警    6.5.3  北京山區(qū)森林景觀健康預警  6.6  北京山區(qū)森林健康預警運行機制    6.6.1  森林健康預警的內部運行機制    6.6.2  森林健康預警的外部調控機制    6.6.3  排警經營措施建議第7章  北京森林生態(tài)系統(tǒng)健康預警研究  7.1  研究內容與方法    7.1.1  研究內容    7.1.2  技術路線    7.1.3  預警指標的篩選    7.1.4  指標權重  7.2  森林健康示范區(qū)健康預警    7.2.1  森林健康預警的警度和警限    7.2.2  森林健康示范區(qū)基質判定    7.2.3  基于BP神經網絡森林生態(tài)系統(tǒng)健康預警參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章 緒論　　森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，是人類賴以生存的重要自然資源，也是應對全球溫室效應、生物多樣性喪失、生態(tài)平衡被破壞等諸多環(huán)境問題和保護良好生態(tài)環(huán)境的重要基礎。森林的健康狀況將直接關系到全球生態(tài)安全和人類社會的可持續(xù)發(fā)展。所以，開展森林健康分析與評價有著非常重要的社會意義（Cieslaeta1.，1994；Lorenzeta1.，2007）?！吧纸】怠笔俏鞣絿裔槍θ斯ぴ炝至址纸Y構單一，森林病蟲害防治能力、水土保持能力薄弱等問題提出來的一個理念，倡導通過合理地配置林分結構，實現(xiàn)森林病蟲害自控、水土保持能力增強和森林資源產值提高（朱建華等，2003）。該理念最早由美國提出。目前，森林健康經營理論和技術已成為當今世界林業(yè)研究的熱點，森林健康研究旨在通過合理的森林經營，使森林在保持穩(wěn)定性和多樣性的同時，持續(xù)滿足人類對其的自然、社會和經濟需求。1.1森林健康監(jiān)測、評價與預警研究進展21世紀，中國確立了以生態(tài)建設為主的林業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。與中國林業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略調整對應，以生態(tài)建設為主的林業(yè)生態(tài)建設工程也面臨著調整定位的問題，傳統(tǒng)的以木材生產為主的營造林理念已經不能適應現(xiàn)代林業(yè)生態(tài)建設的要求。營造健康森林、維護森林健康、健康利用森林成為當前林業(yè)生態(tài)工程在理論和實踐領域重要的課題。開展森林健康監(jiān)測、評價與預警研究，其意義和必要性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）建設資源節(jié)約型城市的需要。長期以來，單純追求增長速率的考核辦法，既是造成資源利用效率不高、經濟粗放型增長的重要因素，也是環(huán)境污染得不到有效控制和解決的深層次原因。森林健康監(jiān)測與評價，堅持以科學發(fā)展觀為指導，以可持續(xù)發(fā)展為目標，加快建立健全有利于建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的考核體系，突出資源節(jié)約和環(huán)境保護指標的權重，嚴格落實環(huán)境保護。通過生產技術與資源節(jié)約技術、環(huán)境保護技術體系的融合，抑制浪費資源、污染環(huán)境的行為，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的平衡和社會經濟的可持續(xù)發(fā)展，全面加快建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的進程。（2）新型工業(yè)化道路的需要。21世紀人類發(fā)展的主題是綠色發(fā)展。綠色發(fā)展就是要避免或跨越“高消耗、高污染”的傳統(tǒng)工業(yè)化模式，擺脫“先污染、后治理”、“先破壞、后恢復”的傳統(tǒng)經濟發(fā)展模式。森林健康監(jiān)測與評價項目的實施，將對目前森林經營質量與方向做出科學評判，這對森林生態(tài)環(huán)境建設的重大決策有重要意義，對避免社會經濟發(fā)展重走以資源的高消耗、環(huán)境污染和生態(tài)破壞為代價的數(shù)量擴張型的傳統(tǒng)工業(yè)化道路，對處理好經濟發(fā)展與人口、資源和生態(tài)環(huán)境之間的關系，對堅持綠色發(fā)展有著重大的監(jiān)督管理作用，促進經濟效益、社會效益和生態(tài)效益三者的統(tǒng)一。　　……

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