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基于ArcGIS技术对落叶松种群结构特征分析及调整的研究-科学技术研究项目申请书.doc
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2023-07-10
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基于ArcGIS技术对落叶松种群结构特征分析及调整的研究-科学技术研究项目申请书.doc
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1
xx 省林业科学技术研究项目
申请书
项目名称:基于 ArcGIS 技术对落叶松种群结构特征分析及调
整的研究
类 别:应用研究
2
一、目的、意义及国内外发展状况及趋势
(一)研究目的与意义
落叶松是喜光的强阳性树种,适应性强,耐低温寒冷,对土壤、水分条件和养分
条件的适应范围很广,但最适宜在湿润、排水、通气良好、土壤深厚而肥沃的土壤条
件下生长,在 xx 北部常组成大面积单纯林,或与其他针阔叶树种混生。树干高大通直,
木材重而坚实,抗压及抗弯曲的强度大,而且耐腐朽,木材工艺价值高,是电杆、枕
木、桥梁、矿柱、车辆、建筑等优良用材。
木兰林管局地处冀北山地和坝上高原的结合部,海拔 900-1000 米,有着明显的地
理、气候和植被分布特点,适合落叶松的生长,既具有天然落叶松的种群分布,又有
龄级整齐的人工林。自 2010 年开始至今,在近自然经营为主导的森林经营中,落叶松
纯林及落阔、落油混交林已有 47.1 万亩。
但由于缺乏科学有效的抚育措施,落叶松纯林逐渐发展成为高密度、低生产力的
林地,大部分林木个体生长量下降,林分生态效能低,林分生长量低下、出材率低,
严重影响了资源培育和可持续发展步伐。由于林业自身有如森林生长的长期性、资源
分布的地域辽阔性及再生性、森林成熟的不稳定性等多变因素的存在,用传统的手段
管理和展现森林资源信息并以此来知道林业生产已日益暴露其弊端。
而先进的 GIS 技术,能够准确把握林业资源的信息特点,是解决上述诸多弊端的
有效途径。地理信息系统(GIS,Geographic Information System)是一门综合性学科,
结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学,已经广泛的应用在不同的领域,是用于
输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统,GIS 技术把地图这种独特的视
觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起。
而 ArcGIS 产品正是一个建设完整 GIS 的软件集合,它包含了一系列部署 GIS 的框架,
是一个可伸缩的、全面的 GIS 平台。当下将 ArcGIS 应用于森林经营中对林区的管理,
能够使繁重复杂的管理工作变得简单易行,提高数据处理效率,增强森林抚育工作的
科学性。
3
2012 年,木兰林管局引入 ArcGIS 技术,在计算机硬、软件系统支持下,实现对林
地空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述等功
能,辅助完成各类林业作业。ArcGIS 已成为林业抚育工作中不可或缺的技术工具,因
此,结合 GIS 技术对落叶松的种群结构特征进行系统的分析,制定科学的抚育方案,
实施有效的改良措施,可大大提高落叶松针阔混交林的林分质量,提升森林资源效益
和生态效益。
(二)国内外发展趋势
GIS 技术近年来发展十分迅速,已成为国内外研究的热点,至今为止已逐渐成为一
门相当成熟的技术,并且得到了极广泛的应用。GIS 技术在林业方面的应用,可以使特
定区域内的林业经营管理进入到数字化、集成化、智能化、网络化,为林业的可持续
发展提供技术支撑,为现代化林业建设提供新的管理手段。但迄今为止,多集中在规
划、制图、生产等方面,应用层次相对浅显,鲜有应用 GIS 技术对林地种群结构进行
系统分析的研究。本次基于 ArcGIS 技术对落叶松种群结构特征分析及调整的研究,以
落叶松种群结构特征为例,重点在于深层次的探究 ArcGIS 软件在种群结构特征分析及
调整中的应用,树种组成、现状地类、树高、胸径、亩株数、龄组结合树种、胸径、
密度和龄组等因子,利用径级结构分析和空间结构分析等方法,形成科学的理论和实
践体系,指导林业生产工作,以期为落叶松纯林向落桦混进林转化的抚育间伐及可持
续经营提供参考。
4
二、研究目标、研究内容、预期成果及技术经济指标(说明研究目标和主要
研究内容;要解决的关键技术问题;预期成果包括阶段性和最终成果
及其提交形式)
(一)研究目标
1.利用 GIS 建立落叶松种群的动态管理,主要包括对森林经营、采伐设计、林地信
息管理及火灾预测和监控等方面的管理。
2.探讨培育高效、可持续经营的落叶松经营模式,并对目前已有的落叶松种群结构
进行优化抚育及调整。
(二)主要研究内容
这部分建议增加一段理论概述,说明 GIS 分析之后,到底是采取什么原则或者理
论去经营抚育林分的。这个我看内容里面都没有提及。
1.基于 ArcGIS 技术,实现对落叶松种群基础数据的采集与编辑,从而对包含有落
叶松树种的小班进行区划、编辑及修改,形成元数据库。
2.利用 Arc TOOLbox 工具对元数据库进行空间分析,形成不同的斑块,以目标树
为架构的近自然经营理念为主导,采取科学抚育措施,调整现有落叶松种群结构。
3、(1)落叶松纯林的抚育经营:落叶松纯林抚育技术措施和落叶松纯林抚育经
营技术规程。
(2)人工抚育落叶松纯林结构、功能、效益研究
通过对落叶松纯林的人工抚育经营,优化林分组成,确定合理密度,促使现有林
份向天然复层异龄混交林结构发展,进一步优化林分结构和提升林分的功能和效益。
(3)落桦混交林培育过程中林木生长量与纯林的比较研究:同密度同龄级各
林分单株及林分年生长量
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