森林生态系统长期定位观测台站布局体系研究

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1、中国肆鸳斜学坼宪院学位论文学位论文作者指导教师姓名申请学位级别专业名称研究方向论文答辩日期郭慧王兵博士生态学生态系统关键过程长期观测与模拟2014年6月◎中国·北京DissertationfortheDegreeIIllllllllllllllllUlY2629928Candidate：Gu0HuiSupervisor：Prof．WangBingAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofPhilosophySpeciality：EcologyDateofDefenee：June

2、，2014Degree-Conferring—Institution：ChineseAcademyofForestry独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得本研究生培养单位或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：鼋F豉日期：为停年‘月26日学位论文版权使

3、用授权书本学位论文作者完全了解中国林业科学研究院有关保留、使用学位论文的规定，中国林业科学研究院有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国林业科学研究院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：茗隧Ⅺ萨毛只≥￡Lt学位论文作者毕业联系方式工作单位：联系电话：电子邮件：通讯地址、邮编：导师签名：凇6月“Et摘要随着生态环境的迅速恶化和人们

4、对生态环境重要性认识的不断提高，生态环境保护引起各国政府的高度重视和公众的广泛关注，开展长期综合的生态监测对保护和管理生态环境非常重要。森林是陆地生态系统提供生态服务的重要组成部分，人们对森林的要求已经从传统林产品逐渐转变到生态环境方面，为了满足对森林生态系统生态要素的连续观测与清查，本文提出森林生态系统长期定位观测台站布局体系，从国家尺度、省域尺度及退耕还林工程角度开展了森林生态系统长期定位观测台站布局研究，形成不同尺度和类型的森林生态系统长期定位观测网络，并对比分析了不同尺度和类型的森林生态系统长

5、期定位观测网络规划布局结果。本研究的主要内容如下：(1)阐述了台站布局特点，提出台站布局体系原则，以此为基础，提出台站布局体系的研究方法和步骤。主要方法包括：分层抽样、空间叠置分析、地统计学方法、合并面积指数0订cI)和复杂区域均值模型(MSN)。(2)从区划背景与目的、原则、指标和结果4个方面系统对比分析了建国以来中国的典型生态区划方案。结合中国生态地理区域系统的水分、温度指标和中国森林分区(1998)，构建中国森林生态系统长期定位观测生态地理区划，在此基础上考虑重点生态功能区和生物多样性保护优先区

6、，构建森林生态系统长期定位观测台站布局。(3)在国家尺度上，以中国为例开展了森林生态系统长期定位观测网络布局的研究。该网络将全国划分为147个生态区，布设190个森林生态站，其中拟建设102个森林生态站，包括已建设88个森林生态站。网络布局结果可以监测全国89．29％的森林面积，72．98％的重点生态功能区面积和62．87％的生物多样性优先保护区面积。以NPP数据为基础，通过MSN模型对规划森林生态系统长期定位观测网络进行评估，其估计误差比原有网络降低82％。此外根据城市级别、人口、经济发展和污染程度

7、布设12个城市森林生态站，其中拟建设10个生态站，己建设2个生态站。该网络主要针对中国森林生态要素进行调查，可以为研究中国森林生态服务、科学化生态效益补偿提供基础数据，为生态环境建设与保护、政治外交等提供决策依据。(4)在省域尺度上，以湖北省为例开展了森林生态系统长期定位观测网络布局的研究。首先设计森林生态系统定位观测研究网络的指标体系，基于球状模型进行普通克里格插值，与GIS的空间叠置分析相耦合，构建了湖北省森林生态系统长期定位观测网络；其次从监测范围、站点密度和决策应用3个方面对网络进行空间分析。

8、结果表明：该网络将湖北省划分成21个分区，布设21个森林生态站，其中计划建设17个森林生态站，包括已经建设4个森林生态站。网络布局结果不仅可以监测湖北省96．53％的森林面积，96．79％功能区面积和99．62％的生物多样性保护优先区面积，而且12个森林生态站分布与湖北省4个重点生态功能区和3个生物多样性保护优先区相匹配。该网络主要针对湖北省森林生态要素进行调查，为湖北省森林生态服务和生态效益评估，及省内重大生态工程提供数据基础。(5)综合温度、水分和森