北京山区典型小流域防护林健康评价及经营模式研究

论文摘要

本论文是沿着导师陈丽华教授提出的“将传统中医对人体疾病综合考察、辨证施治、全身心调节的诊断和治疗理念合理迁移到森林健康诊断（健康评价）和治疗（健康经营）中,构建森林健康诊断和治疗一体化经营模式”,这一森林健康经营新理念展开的。本文在系统科学、景观生态学、中医学等学科理论指导下,构建了森林健康诊疗一体化经营模式的理论框架,选取朝关西沟流域防护林、半城子流域防护林、土门西沟流域防护林三个北京山区典型小流域防护林开展模式实践研究。以样地调查、二类调查和流域遥感图像等数据资料为基础,构建小流域防护林健康评价模型,分别从不同尺度和不同子系统对流域防护林健康进行评价研究；依据评价结果提出针对不同尺度、不同评价系统的防护林健康经营策略。通过森林健康理论和实践研究,旨在探索一种新的小流域防护林健康经营理念和方法。本文主要研究结果与结论如下：（1）借鉴中医“对疾病进行综合考察,辨证施治,立方用药,全身心调节。”的理念,提出森林健康诊疗一体化模式,该模式提倡将森林健康诊断和健康治疗充分综合,实现有目的的诊断和有针对的治疗。模式主要涉及内容包括：森林主要疾病分析,评价尺度,评价原则,评价程序,评价标准,评价方法,评价指标体系,治疗原则,治疗措施。（2）构建小流域防护林小班尺度健康评价指标体系,包括结构完整性、系统稳定性和群落活力性3个评价子系统和11个评价指标。构建小流域防护林景观尺度健康评价指标体系,包括防护林体系完整性、景观格局和景观功能3个评价子系统和11个评价指标。（3）参照人体健康评价等级,将流域防护林健康分为五级,优质、健康、亚健康、不健康、疾病。采用定性和定量的方法制定评价指标标准。（4）采用Delphi法+层次分析法得到评价指标权重。小班尺度评价指标权重向量：景观尺度评价指标权重向量：（5）对小流域防护林现状分析研究。分析各流域防护林总体状况和不同地形地貌防护林分布。按优势树种和土地利用类型划分流域景观类型,朝关西沟流域12个半城子流域14个,土门西沟流域9个。分析各流域景观要素结构和景观空间格局,研究结果表明森林景观具有明显控制作用,是各个小流域景观的主体。（6）采用模糊综合评价法对各流域防护林健康状况进行了评价,评价结果如下：小班尺度：朝关西沟流域,亚健康小班数量24个,优质和疾病都为3个,健康6个,不健康4个。半城子流域,亚健康小班数量151个,优质24个,疾病8个健康61个,不健康65个。土门西沟流域,亚健康小班数量11个,优质2个,疾病3个,健康和不健康均为6个。景观尺度：朝关西沟流域防护林隶属健康等级,综合健康指数H为5.9434。其中,防护林体系完整性子系统隶属于亚健康等级、景观格局子系统隶属于优质等级、景观功能子系统隶属于健康等级。半城子流域防护林隶属亚健康等级,综合健康指数H为5.6408。其中,防护林体系完整性子系统隶属于亚健康等级、景观格局子系统隶属于优质等级、景观功能子系统隶属于健康等级。土门西沟防护林隶属亚健康等级,综合健康指数H为5.3995。其中,防护林体系完整性子系统隶属于健康等级、景观格局子系统隶属于优质等级、景观功能子系统隶属于不健康等级。（7）根据流域景观尺度评价结果,针对各流域景观功能子系统健康指数偏低的现状,采用多目标优化模型调整流域景观格局；确定在现有景观类型和面积基础上以景观功能提高为目标的调整策略。（8）综合两个尺度健康评价结果,探讨了小流域健康档案的建立和健康经营措施的选择；并提出了小流域防护林健康经营目标—持续高效发挥水源涵养和水土保持功能,合理配置林种、树种,注重流域景观的多样性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 1 国内外研究进展
• 1.1 森林健康研究历程
• 1.1.1 生态系统健康研究历程
• 1.1.2 森林健康研究历程
• 1.2 森林健康概念和内涵
• 1.3 森林健康监测与评价
• 1.3.1 森林健康监测
• 1.3.2 森林健康评价
• 1.3.3 森林健康监测与评价的研究方法
• 1.4 森林健康管理
• 1.4.1 中国森林健康管理
• 1.4.2 国外森林健康管理
• 1.5 森林健康研究存在问题及发展趋势
• 1.5.1 存在问题
• 1.5.2 发展趋势
• 2 研究区概况
• 2.1 潮关西沟流域
• 2.2 半城子流域
• 2.3 土门西沟流域
• 3 研究内容和方法
• 3.1 研究内容
• 3.2 研究总体思路及技术路线
• 3.3 研究方法
• 3.3.1 资料收集
• 3.3.2 数据获取
• 3.3.3 数据处理
• 3.3.4 评价模型
• 3.3.5 景观格局优化模型——多目标优化模型
• 4 森林健康诊疗一体化经营理念与模式构建
• 4.1 森林健康诊疗一体化经营模式的提出
• 4.1.1 中医人体健康的诊断与治疗
• 4.1.2 森林健康的诊断与治疗
• 4.2 森林健康诊疗一体化经营模式构建
• 4.2.1 森林健康评价
• 4.2.2 森林健康经营
• 4.2.3 森林健康诊疗一体化模式
• 4.3 小结
• 5 小流域防护林健康评价指标体系研究
• 5.1 评价尺度确立
• 5.2 评价指标体系构建的指导思想和原则
• 5.2.1 指导思想
• 5.2.2 原则
• 5.3 小班尺度评价指标体系构建
• 5.3.1 指标体系建立
• 5.3.2 指标体系检验
• 5.3.3 指标说明
• 5.4 景观尺度评价指标体系构建
• 5.4.1 指标体系建立
• 5.4.2 指标体系检验
• 5.4.3 指标说明
• 5.5 评价等级与评价标准
• 5.5.1 评价等级
• 5.5.2 评价标准
• 5.6 小结
• 6 小流域防护林小班尺度健康评价
• 6.1 流域防护林基本情况分析
• 6.1.1 流域防护林总体状况
• 6.1.2 流域不同地形地貌防护林分布
• 6.2 小班健康评价
• 6.2.1 指标权重计算
• 6.2.2 模糊关系矩阵R建立
• 6.2.3 综合评价
• 6.3 评价结果分析
• 6.3.1 朝关西沟流域
• 6.3.2 半城子流域
• 6.3.3 土门西沟流域
• 6.4 小结
• 7 小流域防护林景观尺度健康评价
• 7.1 流域景观类型划分及景观格局分析
• 7.1.1 景观要素划分
• 7.1.2 景观格局分析
• 7.2 防护林景观健康评价
• 7.2.1 权重计算
• 7.2.2 模糊关系矩阵R建立
• 7.2.3 综合评价
• 7.3 评价结果分析
• 7.3.1 朝关西沟流域
• 7.3.2 半城子流域
• 7.3.3 土门西沟流域
• 7.4 小结
• 8 小流域防护林景观健康格局多目标优化
• 8.1 理论基础
• 8.2 优化目标和原则
• 8.3 优化模型建立
• 8.3.1 决策变量
• 8.3.2 目标函数
• 8.3.3 约束条件
• 8.3.4 模型求解
• 8.4 优化结果分析
• 8.5 小结
• 9 小流域防护林健康经营技术探讨
• 9.1 健康经营目标
• 9.2 健康经营原则
• 9.3 健康经营技术
• 9.3.1 健康评价档案建立
• 9.3.2 健康经营措施探讨
• 9.4 小结
• 10 结论和讨论
• 10.1 主要结论
• 10.2 讨论
• 10.2.1 创新点
• 10.2.2 研究不足及展望
• 参考文献
• 导师简介
• 个人简介
• 在读期间成果清单
• 致谢