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天山云杉林生态系统健康评估及预警研究

作　者: 王千军
导　师: 张毓涛
学　校: 新疆农业大学
专　业: 生态学
关键词: 天山云杉林人工神经网络健康评估预警
分类号: S718.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

森林生态系统不仅是人类赖以生存的重要自然资源,是应对全球温室效应、生态失衡等环境问题的重要保障,也是生态安全和人类社会可持续发展的重要基础。其功能的发挥有赖于森林生态系统的健康程度。健康的森林生态系统能够最大化的发挥其功能,为生态安全和人类可持续发展提供保障。本文以生态学、统计学理论为基础,结合样地调查和林场小班调查数据,构建新疆森林生态系统健康评估和预警指标体系。通过布设44个监测样地,调查监测样地基本信息,根据健康评估模式,对样地森林生态系统健康进行评估；根据样地健康评估结果,结合研究区森林小班调查基础资料,运用神经网络技术,对大尺度上的森林生态系统进行评估；并根据大尺度上的森林生态系统健康评价研究成果,构建新建森林生态系统健康预警指标,结合小班调查试验数据,对新疆天山云杉林生态系统预警进行等级划分。研究结论如下：本研究参考国内外研究成果,构建了新疆森林生态系统活力指标、结构指标、土壤指标、抗干扰指标的健康评价指标体系,对44个监测样地进行健康评估,以样地评估结果为学习样本,通过神经网络的自适应学习,建立森林生态系统健康评价模型,运用该模型对研究区进行健康预测,使森林健康评估从小尺度上转换到大尺度上。整个研究区1247个森林小班,总面积为34291.41hm2。其中,优质林分面积为5602.81hm2,占16%;健康林分面积为14933.88hm2,占44%；亚健康林分的面积为9858.7hm2,占29%；不健康林分的面积为3896.01hm2,占11%,总体上健康状况良好。参考本研究中天山云杉林生态系统健康评估研究结果,确定了预警指标体系。以样地调查的数据为训练样本进行训练,并对模型的分类准确率进行检验,通过训练好的模型对研究区森林生态系统健康进行预警,结果表明：无警的森林小班面积为5002.82hm2,占研究区总面积的15%；轻警的森林小班面积为15533.88hm2,占研究区总面积的45%；中警的森林小班面积为9858.7hm2,占研究区总面积的29%：重警的森林小班面积为3896.01hm2,占研究区总面积的11%。研究区总体上处于轻警以下,需要人工干预较少。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-10
第2章国内外研究现状与进展  10-20
  2.1 生态系统健康理论研究进展  10-11
  2.2 森林生态系统健康研究进展  11-15
  2.3 森林生态系统健康评价研究进展  15-17
  2.4 森林生态系统健康预警研究进展  17-20
第3章研究区概况  20-23
  3.1 地理位置  20
  3.2 地质地貌  20
  3.3 气候条件  20-21
  3.4 植物资源  21
  3.5 水文条件  21-22
  3.6 土壤状况  22-23
第4章研究内容与方法  23-27
  4.1 研究目标  23
  4.2 研究内容  23-24
  4.3 研究方法  24-26
  4.4 技术路线  26-27
第5章天山云杉林生态系统健康评估  27-49
  5.1 神经网络介绍  27-29
  5.2 天山云杉林健康评估  29-45
  5.3 基于神经网络的天山云杉林生态系统健康评估  45-49
第6章森林生态系统健康预警  49-53
  6.1 森林生态系统健康预警指标体系  49-51
  6.2 森林健康预警模型  51
  6.3 天山云杉林生态系统健康预警结果与分析  51-52
  6.4 小结  52-53
第7章结论与讨论  53-55
  7.1 结论  53-54
  7.2 讨论  54-55
附录  55-56
参考文献  56-61
个人简介  61-62
致谢  62

天山云杉林生态系统健康评估及预警研究

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