基于3S技术的广西典型水库集水区桉树人工林及其生态系统服务功能的时空动态格局研究-环境工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位 论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除 文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对 所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 1 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或 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 制手段保存和汇编本学位论文。 保密 □，在 年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 不保密 □。 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 1 基于 3S 技术的广西典型水库集水区桉树人工林及其生态系 统服务功能的时空动态格局研究 摘 要 桉树是我国的主要人工树种之一，主要产于澳洲大陆，在我国的 引种历史已有 120 余年。桉树人工林的大面积种植为人类带来巨大经 济利益的同时，也对区域生态安全产生了重大影响，特别在水库集水 区，桉树种植已经导致了水土流失加剧、水质恶化及生物多样性降低 等一系列生态环境后果。森林生态系统服务功能价值是衡量某一区域 生态环境质量优劣的重要量化指标之一，本研究以广西典型水库—— 元宵水库集水区为例，基于“3S”技术，并结合野外调查，研究了水 库集水区植物群落分布格局、植物生长状况及生态系统服务功能时空 动态，通过对比桉树群落与马尾松群落，揭示了桉树人工林的生态环 境效应，探讨了人类活动对集水区桉树人工林“经济-生态”综合效 益的影响，得出以下主要结论： （1）本研究所构建的遥感分类决策树对不同时相、不同区域以 及 Landsat 系列卫星不同传感器的遥感影像普遍适用，可将其用于我 国南方地区中小尺度桉树人工林群落的遥感动态监测。 （2）以植被覆盖度（FVC，Fractional Vegetation Cover）为自变 量 的 二 次 多 项 式适用 于 开 展 生 物 量 与净 初 级 生 产 力 （ NPP ， Net 1 Primary Productivity）等植被参量的遥感反演，平均误差百分比绝对 值分别为 21.65%和 21.55%。总体而言，桉树群落植被参量的反演精 度随桉树树龄增加而增加。 植被参量研究结果表明，桉树群落的平均 FVC 与生物量明显小 于马尾松群落，平均 NPP 大于马尾松群落。其中，桉树群落的平均 FVC、生物量与 NPP 分别为 57.78%、30.17 万 t·hm-2·a-1 与 161.41 万 g C·hm-2·a-1；马尾松群落分别为 76.06%、43.20 万 t·hm-2·a-1 与 143.65 万 g C·hm-2·a-1。 （3）粗放、片面的营林措施导致水库集水区的生态系统结构波 动剧烈，从而导致集水区生态系统服务功能发生明显变化。桉树人工 林与马尾松群落单位面积生态系统服务功能的比较结果表明，马尾松 群落单位面积生态系统服务功能是桉树人工林的 3.25 倍，具有更好 的生态效益。此外，人类活动增加了水库集水区的水土流失、水质恶 化及供水安全风险，致使种植桉树人工林的环境成本升高，综合效益 降低。 因此，建议改进种植模式，停止“火炼山”（放火烧山）与“机 耕全垦”（深入大面积的机械翻土），推行桉树复合经营模式，改进施 肥方法，并恢复部分原有生态系统的结构与功能，以保障流域生态安 全与饮水安全，并在本研究的基础上开展进一步工作，优化水库集水 区桉树人工林的科学管理模式，缓解桉树大面积种植的生态环境影响。 关键字：生态系统服务功能；桉树；广西；水库；集水区 2 TEMPORAL AND SPATIAL DYNAMIC PATTERN OF EUCALYPTUS PLANTATION AND ITS ECOSYSTEM SERVICE IN GUANGXI TYPICAL RESERVOIR WATERSHED Abstract Eucalyptus spp. plantation is one of the main plantations in China, which was native to Australia. And it was brought in China more than 120 years ago. Eucalyptus spp. plantation promotes economic development in sout