森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能模型

前言

　　20世紀后半期以來，在世界人口劇增和經(jīng)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(gòu)成了極大的威脅。在人類面對保護環(huán)境與發(fā)展經(jīng)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(yīng)，已經(jīng)成為當代生態(tài)學、環(huán)境學和資源科學研究的主題?！　∩鷳B(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(jié)，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(jié)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(nèi)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(lǐng)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(lǐng)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(lǐng)域不斷前進，取得了顯著的成果，此系列著作可略見一斑?！　≡撓盗兄鲝牟煌某叨壬钊胩接懥松稚鷳B(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(nèi)容均為生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域熱點問題，引領(lǐng)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(nèi)外先進的研究方法，在推動生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)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(shè)提供一定的理論指導和技術(shù)支持?！　q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(shè)工作者的一部好的參考書。希望此書可以解答相關(guān)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(nèi)容概要

本書運用多水平貝葉斯理論，利用北京山區(qū)13個自然保護區(qū)或林場設(shè)置的30塊公頃級標準地的數(shù)據(jù)，以北京山區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，通過影響森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的可測、易得的因子，建立了森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型；從水文生態(tài)、保育土壤，生物多樣性保護三個方面建立了一系列森林生態(tài)系統(tǒng)功能模型，在此基礎(chǔ)建立了森林生態(tài)系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)指數(shù)和森林生態(tài)系統(tǒng)綜合功能指數(shù)模型；并數(shù)量化環(huán)境因子對結(jié)構(gòu)和功能的影響程度；最后進行了森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能耦合和優(yōu)化研究?！　”緯晒氖伦匀槐Ｗo區(qū)保護學、生態(tài)學、環(huán)境科學、地理學、水土保持學、森林經(jīng)理等專業(yè)的研究、管理人員及高等院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。

書籍目錄

序前言第1章　緒論　1.1　國內(nèi)外進展與發(fā)展趨勢　　1.1.1　森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型　　1.1.2　森林生態(tài)系統(tǒng)功能模型　　1.1.3　生態(tài)系統(tǒng)模型　　1.1.4　發(fā)展趨勢及存在的問題　1.2　研究區(qū)概況　　1.2.1　北京市概況　　1.2.2　主要研究地點概況　1.3　研究方法　　1.3.1　技術(shù)路線　　1.3.2　數(shù)據(jù)來源　　1.3.3　貝葉斯方法　　1.3.4　地統(tǒng)計學　　1.3.5　分類與回歸樹　　1.3.6　線性規(guī)劃第2章　森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型　2.1　樹高—胸徑模型　　2.1.1　樹高—胸徑模型一　　2.1.2　樹高—胸徑模型二　　2.1.3　樹高—胸徑模型三　　2.1.4　區(qū)域—樹高—胸徑模型　　2.1.5　立地—樹高—胸徑模型　　2.1.6　植被類型—樹高—胸徑模型　　2.1.7　海拔—樹高—胸徑模型　　2.1.8　坡度—樹高—胸徑模型　　2.1.9　密度—樹高—胸徑模型　　2.1.10　建群種比率—樹高—胸徑模型　2.2　枝條基徑模型　2.3　枝條長度模型　2.4　樹冠輪廓模型第3章　森林水文生態(tài)功能模型　3.1　林冠截留模型　　3.1.1　林冠截留量—樹高模型　　3.1.2　區(qū)域—林冠截留量—樹高模型　　3.1.3　立地—林冠截留量—樹高模型　　3.1.4　植被類型—林冠截留量—樹高模型　　3.1.5　海拔—林冠截留量—樹高模型　　3.1.6　坡度—林冠截留量—樹高模型　　3.1.7　密度—林冠截留量—樹高模型　　3.1.8　建群種比率—林冠截留量—樹高模型　3.2　灌木截留模型　　3.2.1　灌木截留量—蓋度模型　　3.2.2　區(qū)域—灌木截留量—蓋度模型　　3.2.3　立地—灌木截留量—蓋度模型　　3.2.4　植被類型—灌木截留量—蓋度模型　　3.2.5　海拔—灌木截留量—蓋度模型　　3.2.6　坡度—灌木截留量—蓋度模型　　3.2.7　密度—灌木截留量—蓋度模型　　3.2.8　建群種比率—灌木截留量—蓋度模型　3.3　枯落物截留模型　　3.3.1　枯落物持水量模型　　3.3.2　枯落物吸水速率模型　3.4　土壤人滲模型　　3.4.1　土壤人滲速率—時間模型　　3.4.2　區(qū)域—土壤人滲速率—時間模型　　3.4.3　立地—土壤人滲速率—時間模型　　3.4.4　　海拔—土壤人滲速率—時間模型　　3.4.6　坡度—土壤人滲速率—時間模型　　3.4.7　密度—土壤人滲速率—時間模型　　3.4.8　建群種比率—土壤人滲速率—時間模型　3.5　徑流模型　　3.5.1　徑流—時間模型　　3.5.2　區(qū)域—徑流—時間模型　　3.5.3　立地—徑流—時間模型　　3.5.4　植被類型—徑流—時間模型　　3.5.5　坡度—徑流—時間模型　　3.5.7　密度—徑流—時間模型　　3.5.8　建群種比率—徑流—時間模型　……第4章　保育土壤功能模型第5章　生物多樣性保護功能模型第6章　森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)指數(shù)與功能指數(shù)模型第7章　森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系模型參考文獻

章節(jié)摘錄

　　Deleuze等根據(jù)枝長年生長量與樹高年生長量之間所建立的枝長生長預估模型，也是由林木的樹高生長模型來間接預測枝條的年生長量。但是這些模型都不屬于確切枝條生長模型，因為它們都沒有把枝條年齡作為變量引入模型中。耿瑞平和涂序彥（2004）提出了一種植物形態(tài)生長的動態(tài)模擬方法，該方法基于狀態(tài)空間理論，將植物的生長視為三維狀態(tài)空間中狀態(tài)矢量的運動過程，并綜合考慮了趨光作用與分枝自重對植物形態(tài)的影響。該模型既能連續(xù)、動態(tài)地模擬植物的并行生長，又能反映植物形態(tài)結(jié)構(gòu)與生長機理的關(guān)系。模型直觀，易于理解，為虛擬農(nóng)林以及計算機動畫等提供了具有實際應(yīng)用價值的研究方法。目前各國對枝條動態(tài)生長的研究還很不完善，由臨時樣地所獲得的數(shù)據(jù)來建立枝條生長模型，并不能提供有關(guān)過去枝條生長動態(tài)的可靠信息，最好的數(shù)據(jù)應(yīng)取自固定樣地。但是由于長期觀察數(shù)據(jù)研究枝條生長模型，所需的時間長、成本高，故很難實現(xiàn)。解決的方法就是采用樹干解析技術(shù)或枝解析技術(shù)。

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