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闽江流域森林承载力评价与预测研究

作　者: 王李进
导　师: 吴保国；高兆蔚
学　校: 北京林业大学
专　业: 森林经理学
关键词: 森林承载力闽江流域指标体系综合评价灰色预测信息系统
分类号: S718.5
类　型: 博士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

可持续发展是当今世界经济发展的主题和方向,是指导人们充分合理开发利用自然资源的理论基础。森林承载力是一个国家或地区可持续发展过程中各种自然资源承载力的重要组成部分。它对一个国家或区域的综合发展及发展规模有着至关重要的影响,已引起学术界高度关注并成为当前研究的一个重点和热点。闽江流域作为一个特定的区域,有着丰富的自然资源,特别是森林资源,其地理位置决定着在建设海峡西岸经济区及全省经济发展有着独一无二的区域优势。经济走廊的建设势必对流域的资源产生大量的需求,特别是对森林的需求,这必须提到战略的高度来看待。要实现闽江流域森林的可持续、流域社会经济的可持续以及福建省建设目标的实现,就必须考虑闽江流域社会经济发展对森林的需求与森林的总量和承载力问题。流域的森林承载力研究是十分紧迫的,评价及预测是研究的重点和难点,所用的评价指标体系、评价方法和预测方法是研究的关键所在。本文对森林承载力的研究现状和进展进行了综述,在已有的研究成果上,提出了主要研究对象和研究内容。围绕着森林承载力评价与预测问题,以区域性为指导思想,辨析森林承载力的概念,分析其内涵及影响森林承载力的主要因素,建立了闽江流域森林承载力评价指标体系。指标体系涵盖了森林结构需求、森林功能需求、经济需求及社会需求层面的指标。借鉴相关领域的研究,引入并实现了综合指数法、Fuzzy综合评价法、集对分析法、RBF网络法、物元可拓法和投影寻踪法在森林承载力评价中的应用。以1998年连续清查数据和社会经济发展数据,运用综合指数法分析闽江流域森林承载力,其综合指数是0.769,处于中等可承载级别。评价的结果与以往相似研究的结果是相吻合的。运用Fuzzy综合评价法、集对分析法、RBF网络法、物元可拓法和投影寻踪法分析闽江流域森林承载力,结果是一致的,都是Ⅲ级,即中等可承载级别。根据粒子运动原理,在各指标等级值的基础上,按不同的方向和不同的速度,产生10个样本数据,并用上述方法进行评价。通过Spearman等级相关性对评价结果的排序进行分析,在置信度为0.99的情况下,综合指数法、模糊综合评价法、RBF网络法、投影寻踪法这四种评价方法具有高度相关,评价结果基本是一致的;集对分析法和物元可拓法两方法独立,评价结果差异较大。结合序号总和理论分析,用于闽江流域森林承载力评价,方法从优到劣依次为RBF网络法、投影寻踪模型、综合指数法、模糊综合评价法、集对分析法和物元可拓法。本文利用综合指数法分别评价了1988年、1993年和2003年的闽江流域森林承载力,结果分别是0.691,0.673和0.809。以1988年至2003年的综合指数为原始数据,运用灰色系统理论,建立闽江流域森林承载力灰色预测模型,平均精度是98.21%。预测2008年闽江流域森林承载力综合指数是0.893。通过分析预测结果,给出了要提高或维护森林承载力的状态必须兼顾社会、经济、自然系统等要素的协同发展的建议。结合信息时代下,森林资源管理的模式,利用林业信息技术,在前面理论研究的基础上,实现了森林承载力综合评价与预测信息子系统。该子系统功能包括指标数据管理、参照值管理、指标分类管理、指标权重计算、综合指数法模块、模糊综合评价法模块、集对分析法模块、RBF网络法模块、物元可拓法模块、投影寻踪法模块、灰色预测模块等模块。系统的实现为快速决策、决策的科学化提供了可能,也为森林资源决策管理系统提供了必要的系统基础。总之,本文在可持续发展的框架下,为满足区域社会经济发展对森林的需求,以闽江流域为研究对象,首次在闽江流域较系统的研究其森林承载力。以区域性为指导思想,构建了闽江流域森林承载力评价指标体系,首次引入并实现了综合指数法、模糊综合评价法、集对分析法、RBF网络法、物元可拓法、寻踪投影法在闽江流域森林承载力评价中的应用,并分析了评价方法的优劣。运用灰色系统理论,构建预测模型,首次实现了闽江流域森林承载力短期预测。在研究的基础上,构建了森林承载力综合评价与预测信息子系统。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
1 引言  11-22
  1.1 国内外相关领域承载力研究综述  11-14
    1.1.1 土地承载力  12-13
    1.1.2 水资源承载力的研究现状  13-14
  1.2 森林承载力研究综述  14-18
    1.2.1 森林承载力的定义  15-16
    1.2.2 森林承载力的研究思路  16-17
    1.2.3 森林承载力的评价方法  17
    1.2.4 取得的成果  17
    1.2.5 存在问题  17-18
  1.3 研究的目的与意义  18-19
  1.4 研究内容、方法及路线  19-22
    1.4.1 研究内容及方法  19-20
    1.4.2 研究技术路线  20-22
2 研究区域概况  22-31
  2.1 自然条件  22-25
    2.1.1 地理位置  22
    2.1.2 地形地势  22
    2.1.3 气候  22-23
    2.1.4 植被  23-25
  2.2 社会经济  25
  2.3 森林资源  25-30
    2.3.1 森林资源状况  25-27
    2.3.2 森林资源的特点  27
    2.3.3 资源动态变化  27-30
  2.4 小结  30-31
3 闽江流域森林承载力评价指标体系的构建  31-42
  3.1 森林承载力概念界定  31-32
    3.1.1 森林承载力的定义  31-32
    3.1.2 森林承载力的内涵  32
  3.2 主要影响因素分析  32-33
  3.3 评价指标设计指导思想和原则  33-34
    3.3.1 设计指导思想  33-34
    3.3.2 设计原则  34
  3.4 闽江流域森林承载力评价指标体系设计  34-41
    3.4.1 评价指标体系的概念框架  34
    3.4.2 评价指标选择与筛选  34-38
    3.4.3 指标参照值  38-41
  3.5 小结  41-42
4 闽江流域森林承载力评价方法  42-79
  4.1 评价方法概述  42-46
    4.1.1 评价方法综述  42-43
    4.1.2 常用的评价方法  43-46
  4.2 综合指数法  46-53
    4.2.1 综合指数法原理  46-47
    4.2.2 应用  47-53
  4.3 FUZZY综合评价法  53-57
    4.3.1 Fuzzy 综合评价法原理  54-55
    4.3.2 应用  55-57
  4.4 集对分析法  57-60
    4.4.1 集对分析原理  58
    4.4.2 应用  58-60
  4.5 RBF 网络法  60-64
    4.5.1 RBF 原理  60-62
    4.5.2 应用  62-64
  4.6 物元可拓法  64-68
    4.6.1 物元可拓法原理  65-67
    4.6.2 应用  67-68
  4.7 投影寻踪模型  68-72
    4.7.1 投影寻踪原理  69-70
    4.7.2 应用  70-72
  4.8 评价方法优劣分析  72-77
  4.9 小结  77-79
5 闽江流域森林承载力预测与分析  79-93
  5.1 预测方法概述  79-83
    5.1.1 回归分析法  80
    5.1.2 时间序列分析法  80
    5.1.3 优化组合预测方法  80-81
    5.1.4 人工神经网络法  81-82
    5.1.5 支持向量机法  82
    5.1.6 灰色预测方法  82-83
    5.1.7 马尔可夫链预测方法  83
  5.2 闽江流域森林承载力预测模型  83-88
    5.2.1 灰色预测模型  84-87
    5.2.2 预测模型评价  87-88
  5.3 闽江流域森林承载力预测与分析  88-92
    5.3.1 预测与分析  88-91
    5.3.2 建议  91-92
  5.4 小结  92-93
6 森林承载力综合评价与预测信息子系统  93-103
  6.1 系统分析与设计  93-98
    6.1.1 需求分析  93-94
    6.1.2 功能设计  94-95
    6.1.3 体系结构设计  95-96
    6.1.4 数据库设计  96-97
    6.1.5 界面设计  97-98
  6.2 系统实现  98-102
    6.2.1 系统工作流程  98
    6.2.2 主要功能实现  98-102
  6.3 小结  102-103
7 结论与展望  103-105
  7.1 结论  103-104
  7.2 展望  104-105
参考文献  105-115
个人简介  115
获得成果目录清单  115-117
第一导师简介  117-118
第二导师简介  118-119
致谢  119

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