亚热带地区马尾松林碳储量的遥感估算——以长汀河田盆地为例

全球气候的变化已使得人类日益关注森林生态系统的碳储量变化.以福建省长汀县河田盆地为例,开展马尾松林碳储量估算模型的研究.通过2010年的野外样地调查获得了马尾松林的实测数据,并将其与同年的ALOS遥感影像对应样地的植被光谱信息进行比较.通过研究5种遥感植被指数与马尾松林碳储量之间的相关关系,从中选取了基于归一化植被指数(NDVI)的研究区最佳马尾松林碳储量反演模型.精度分析表明,该模型平均相对误差为-1.95％,均方根误差为3.01 t/hm2,因此可以有效地用于反演研究区的马尾松林碳储量.利用该模型反演出河田盆地2010年马尾松林的总碳储量为114.58×104 t,碳密度为34.92 t./hm2.     

基于Landsat 8的深圳市森林碳储量遥感反演研究

以2014年Landsat 8遥感影像为数据源,研究了深圳市森林碳储量遥感反演模型的构建及其空间分布情况,对城市生态系统碳循环研究具有重要意义。采用分层随机抽样的方式布设168个样地,结合外业样地数据,从遥感影像中提取31个植被指数作为自变量,分别构建了多元线性回归模型、Logistic回归模型和Radical Basis Function(RBF)径向基函数神经网络模型,进而估算该地区的森林碳储量并比较分析。结果表明,RBF神经网络模型的估算精度最高,决定系数最大且均方根误差最小,分别为0.829t·hm~(-2)和9.131t·hm~(-2);Logistic回归模型估算精度次之,决定系数和均方根误差分别为0.523t·hm~(-2)和11.821t·hm~(-2);多元线性回归模型估算精度最低,决定系数最小,均方根误差最大,分别为0.438t·hm~(-2)和12.870t·hm~(-2)。可见,RBF神经网络模型能更好地模拟森林碳储量与各个因子之间的关系。研究区森林碳储量的空间分布特点表现为东南沿海部分碳储量大,中西部城市经济开发区碳储量小,与实际森林分布基本一致。     

基于SPOT5和PCA的柞树林地上碳储量的估测模型

以北京市延庆县柞树林为研究对象,利用森林资源二类调查数据和2004年SPOT5遥感影像,选取SPOT5数据的4个单波段,提取差值植被指数(DVI)、比值植被指数(RVI)、归一化植被指数(NDVI)等3种植被指数以及海拔、坡度、坡向和郁闭度共11个遥感及样地因子,提取这11个因子的主成分,建立基于主成分分析的多元线性回归模型估测碳储量。结果表明:模型经方差分析以及相关性检验,达到显著相关水平,相关系数R=0.829,可用于柞树林地上部分碳储量估测。对30个独立样地进行配对样本t检验,结果达到显著相关水平,相关系数R=0.850,地上部分碳储量估算值为27.19 t·hm-2,模型估测精度可达到92.73%。     

应用CASA模型估算河南省主要森林植被碳储量

森林作为陆地生态系统的主体，也是最大的碳库，对维持全球气候稳定，减缓温室效应等有着至关重要的作用。为了解河南省主要森林的植被碳密度及碳储量，以遥感影像(MODIS13Q1)和气象数据为基础，利用CASA模型及植物枯损模型，对河南省2000、2005、2010、2015、2019年(以9月为例)主要森林区域的碳密度及碳储量进行了估算，并分析了其变化趋势。结果表明：2000—2019年，森林区域碳密度平均值为35.21～49.56 t/hm²,碳密度增加与减少的变化趋势面积比为2.52;主要森林区域植被碳储量整体呈现出增加趋势，由2000年的630 962.48 t增加到2019年的716 805.06 t, 2000—2019年碳储量净增加85 842.48 t,平均增长速率为4 292.129 t·a^-1;不同植被类型中碳储量由大到小依次为：阔叶林、灌从、针叶林、草丛、混交林。其中阔叶林碳储量最大，平均占总碳储量的比例为68.52%,混交林占比最少，仅为2.42%;不同植被类型的碳密度平均值每年从大到小排列总体表现为：落叶阔叶林、混交林、草丛...     

基于PCA-RBF神经网络的森林碳储量遥感反演模型研究

针对碳储量回归预测模型存在共线性和精度较低的问题,利用森林资源二类调查数据和SPOT5影像数据对北京市延庆县的杨树林进行碳储量反演研究。先对选取的10个指标进行主成分分析,在此基础上采用径向基函数(RBF)神经网络方法构建碳储量反演模型,用预留测试样本验证,并与实测值进行比较。研究结果表明:SPOT5数据和二类数据可以很好地结合起来用于森林地上碳储量反演研究;PCA-RBF神经网络森林碳储量遥感反演模型拟合精度为99.90%,平均预测精度达到96.71%,预估效果较理想;模型训练完成后,可以应用于延庆县森林地上碳储量反演。     

基于InVEST模型的森林碳储量动态监测

森林碳储量主要通过地面调查数据来估算,存在着统计工作量大,建模复杂度高等难点。如何快捷、准确地估测森林碳储量一直是国内外林业领域研究的热点和难题。结合遥感图像监测尺度大和InVEST模型输入参数少的特点,提出一种基于InVEST模型结合遥感图像估测森林碳储量的方法。该方法根据森林类型碳储量信息和相应的栅格数据,利用InVEST模型估测区域森林碳储量,然后通过比对多期遥感数据估测出的碳储量得出该区域碳储量变化,从而实现森林碳储量的动态监测。对浙江省庆元县2009年的碳储量进行了估算和绘图,根据行政区划图可估算出乡(镇)和村级的碳储量。实验分别对坑西村2009年和2014年的碳储量进行了估算,根据基于碳库差别的方法实现了碳储量动态监测。实验结果表明:①庆元县2009年的森林碳储量为3.274 3×107 Mg;②坑西村2009年到2014年碳储量增加了1.780 3×104 Mg。相比不对森林类型进行细分的森林平均碳密度,将各森林类型平均碳储量和森林类型年度碳汇量引入到森林碳储量监测中,使得森林碳储量的估测精度得到了提升。另外,提出的森林碳储量动态监测可实现对县、乡(镇)和村级的监测,具有模型输入数据量少和输出结果可视化的优点,以及监测手段简单便捷,操作性强等特点。图5表4参32     

基于加拿大CBM-CFS3模型的江西庐山森林碳储特征研究

基于2009年庐山森林资源二类调查小班数据库和一类调查样地调查数据,利用CBM-CFS3模型的估算功能,估算江西庐山2009年森林生态系统碳储量。结果显示:庐山森林生态系统碳储量为6.4 T g(T=106t,t=106g),各主要森林类型之间因森林面积大小不同其碳储量差距很大;其中马尾松碳储量最大,占总碳储量的41.64%,国外松最小为2.18%。庐山森林生态系统平均碳密度为262.55 t/hm2,其中混交林碳密度最大为365.95 t/hm2,杉木碳密度最小为194.96 t/hm2。利用一类样地数据和平均生物量法得到庐山森林生态系统生物量碳密度为32.87 t/hm2,与模型计算结果 31.86 t/hm2基本一致。庐山总生物量碳库碳储量占庐山生态系统碳储量的12.47%,死有机质(DOM)碳库占比为87.53%,土壤碳库在整个生态系统中占有很大的比例为66.30%。     

土地利用变化对植被碳储量的影响——以安徽省芜湖县为例

土地利用/植被覆盖是影响陆地上植被碳循环重要因子之一.该研究采用2000、2005、2010年3期的遥感影像,综合运用GIS和RS技术提取芜湖县2000 ～2010年土地利用变化数据,再根据前人对植被净初级生产力的研究成果,估算芜湖县土地利用变化对植被碳储量的影响.结果表明:在2000～2005年期间,约33.60 km2耕地与19.50 km2林地转化为草地、水域和建设用地,使得芜湖县植被碳储量约减少了9.54×103 t.2005 ～ 2010年林地及草地大面积转化为建设用地,致使植被碳储量持续下降了约9.51×103 t.该研究表明芜湖县植被碳储量减少趋势较为明显,其中林地面积变化对芜湖县植被碳储量影响最大.     

基于机载激光雷达的森林地上碳储量估测

以内蒙古大兴安岭生态站为研究对象,以2012、2013年的66块样地数据和2012年同步获取的机载Li DAR遥感数据为数据源,分别采用多元线性回归和随机森林回归算法,通过对比不同算法间的估测精度差异,选择更适于研究区的估测方法,实现研究区森林地上碳储量的遥感估测。结果表明:随机森林回归算法的估测精度最优,模型训练精度(R2为0.861,RMSE为11.133 t/hm2,rRMSE为0.279)和预测精度(RMSE为17.956 t/hm2,rRMSE为0.342,估测精度范围40.898%~95.129%,平均估测精度76.385%)均优于多元线性回归的模型训练结果 (R2为0.676,RMSE为11.846 t/ha,rRMSE为0.351)和模型预测结果(RMSE为22.703 t/hm2,rRMSE为0.636,估测精度范围45.824%~94.752%,平均估测精度69.859%)。机载Li DAR数据的高度变量和密度变量与森林地上碳储量均具有显著相关性,高度变量相关性更为显著。随机森林回归算法对区域森林地上碳储量的估测结果趋于真实分布情况,效果比较理想。     

基于LUCC的南京市生态系统碳储量时空演变预测及多情景模拟分析

利用Markov-Flus模型和InVEST模型中的Carbon模块，基于多情景视角模拟并预测南京市2030年碳储量变化与空间分布情况。结果表明，2010—2015年南京市土地利用变化以林地转变为耕地为主要趋势；2015—2018年以生态功能用地转化为建设用地为主要趋势。南京市碳储量空间分布总体上表现为南北两侧高、中部低的特点。耕地是区域最主要的碳汇地类。对比多情景模拟结果可知，生态增汇情景下总体碳储量相较自然发展情景增加0.40×106t，城镇周边生态类用地碳储量增长较为明显；耕地增汇情景下总体碳储量比自然发展情景增加0.61×106t，除城镇地区外各地区碳储量均增长。预测未来南京市生态系统碳储量会进一步下降，采取耕地保护和生态保护相结合的措施能够有效提升区域陆地生态系统碳储量。     

锡林郭勒盟地区不同草地类型生物量的年际变化规律研究

[目的]探究锡林郭勒盟地区不同草地类型生物量年际变化与降雨量的关系。[方法]基于CASA模型，利用2009～2013年气象数据与FPAR遥感数据，对锡林郭勒盟地区生物量年际变化规律及其与降雨量的关系进行分析。[结果]2012年的生物量处于最高，草句草原的生物量在2013年处于最高水平，其他草地类型的生物量在2012年均居最高。植被生物量随年度变化波动趋势与降雨量变化一致。[结论]2009～2013年锡林郭勒盟地区不同草地类型生物量年际变化幅度不尽相同，降雨量是影响其变化的重要因子之一。     

农作物秸秆栽培香菇研究

以玉米芯、玉米秸秆及稻草为主料设置不同培养料配方栽培香菇,对各培养料的碳氮营养及不同培养料对香菇菌丝生长和对子实体形态、产量、营养成分的影响进行了研究.结果表明,以玉米芯为主料的培养料配方碳氮营养充足、C/N比合适,香菇菌丝生长正常,子实体的个体较大、营养含量丰富、生物学效率较高;以玉米秸秆或稻草为主料的培养料配方,由于培养料密度小、质地蓬松、C/N比较低,香菇菌丝转色不好、产量低.     

速生碳汇草纤维形态与化学成分分析

速生碳汇草是通过某些禾本科植物杂交培育的新品种,生长周期短,产量高。对5种速生碳汇草进行了纤维形态和化学成分分析,探讨速生碳汇草用于制浆造纸的可行性并确定最佳制浆原料。速生碳汇草纤维采用硝酸和氯酸钾混合法分离并用生物显微镜测定纤维长宽度、壁厚以及胞腔直径;按照相关国家标准测定速生碳汇草的化学成分。结果表明,5种速生碳汇草均适用于制浆造纸原料,其中5号速生碳汇草具有最好的制浆造纸价值;其纤维平均长度为1.74 mm,壁腔比为2.64,长宽比为123,柔性系数为28.51%,灰分含量为2.92%,苯醇抽出物含量为1.51%,木素含量为18.90%,聚戊糖含量为21.11%,纤维素含量为43.82%。     

近50年锡林郭勒盟地区沙尘暴突变特征分析

[目的]分析锡林郭勒盟地区沙尘天气的发展趋势,从而更好地预报和预防沙尘天气,保障农业生产发展。『方法]采用线性倾向估计和Mann—Kendall突变检验法,分析近50年锡林郭勒盟地区沙尘暴天气变化的特点。[结果]锡林郭勒地区沙尘暴一年四季均可发生,春、冬两季发生最多,夏季次之,秋季最少。春季是沙尘暴天气现象最频发季节;近50年锡林郭勒盟的平均沙尘暴日数都有明显的下降趋势,以春季的下降趋势最显著,秋季下降幅度最小;近50年锡林郭勒盟年季平均沙尘暴日数均存在年代际变化的突变现象。[结论]总体来看,锡林郭勒盟的沙尘暴是从一个相对较多的平均态转变到一个相对较少的平均态。     

新疆沙尔套山主要草地类型可食牧草产量动态变化规律

【目的】研究沙尔套山主要草地类型可食牧草产量动态变化规律。【方法】各草地类型总产量、优势种牧草产量及各经济类群产草量动态。以沙尔套山垂直分布的针茅(Stipa capillata)+芨芨草(Achnatherum splendens)型、紫花鸢尾(Iris ruthenica)+假梯牧草(Phleum phleoides)型、鸭茅(Dactylis glomerata)+杂类草型、西伯利亚羽衣草(Alchemilla sibirica)+杂类草型、线叶嵩草(Kobresia capillifolia)+细果苔草(Carex stenocarpa)型(标号依次为I型~V型草地)5个主要草地类型为对象,研究其不同月份产草量。【结果】I型草地中,总产量和针茅产量在9、10月最高,禾草9月产量最高,豆科草6月产量最高,杂类草8月产量最高。II型草地中,紫花鸢尾7月产量最高,禾草9月产量最高,总产量和豆科草、杂类草均为8月产量最高。III型草地中,豆科草和杂类草7月产量最高,鸭茅、禾草和总产量均为8月最高。IV型草地中,西伯利亚羽衣草和总产量均为7月最高,禾草和杂类草8月产量最高。V型草地中,线叶嵩草、禾草和总产量均为7月最高,杂类草8月产量最高。【结论】沙尔套山各草地型全年总产量按高低排序为:III型草地＞II型草地＞I型草地＞IV型草地＞V型草地。其中鸭茅+杂类草型草地可食牧草产量最高(12 080.1 kg/hm²),主要用于夏、秋牧场放牧。     

影响一般气象站蒸发量的主要气象因子分析

对影响锡林郭勒盟6个一般气象站20cm直径小型蒸发皿蒸发量相关气象因子进行分析。选取锡林郭勒盟6个一般气象站30年(1981—2010年)日平均气温、日平均风速、日照时数、日平均相对湿度,运用相关分析、逐步回归等数理统计方法,建立一般气象站蒸发量计算的多元线性回归模型方程。结果表明,日蒸发量与日均气温、日均风速和日照时数呈显著正相关,与日均相对湿度呈负相关。采用6个一般气象站2011—2012年逐日观测数据回代蒸发经验公式,得出日平均蒸发估算值是实际蒸发量的0.9倍,说明此经验公式配上适当的修正系数,适用于锡林郭勒盟一般气象站停止小型蒸发观测后蒸发量的理论估算值计算,为地方气象服务提供了依据。     

三峡库区不同退耕地对多年生混播草地 种群稳定性的影响

选择3种不同的退耕地,即前茬为水稻地、黄豆地和草皮地,进行混播人工草地建设。分析测定了6个组合、2个混播比例(3:7和5:5)在不同退耕地中的生长速度、总产量、组分产量及各组分比例。结果发现不同退耕地显著影响人工草地产量及组分变化。黄豆地产量显著高于水稻地和草皮地(p<0.01)。而草皮地豆科牧草产量又显著高于黄豆地和水稻地(p<0.01)。同时,不同组合的产草量及组分比例随着刈割时间的不同而不同。草皮地中各牧草第2次刈割产量平均较第1次提高430%。3种土壤中,除F组合3:7混播比例外,2个组合不同混播比例苇状羊茅与鸭茅的比值都是第2次小于第1次。     

多花黑麦草的引种及其生产性能

1997-2000年对多花黑麦草在贵州喀斯特地区的引种及其生产性能进行了研究.经品比试验表明,阿倍德黑麦草生长势好,分蘖能力强,产草量最高,达6 710.29kg/667m2,生产及科研利用价值较高,经提纯复壮,定向培育,获得高产优质新品系贵草1号多花黑麦草,该品系农艺性状稳定,生产性能突出,种子产量稳定在50kg/667m2以上,具有较好的推广前景.     

气候因子对天然草地牧草产量的影响

为了解气候因子对天然草地牧草产量的影响,运用积分回归分析法对青海省三江源同德地区气候因子对天然草地牧草产量的影响进行了研究,建立了积分回归模型,计算出4-9月各旬温度、降水、日照对牧草产量的影响系数.结果表明:对牧草产量的影响旬平均气温大于降水量,即热量条件＞水分条件,光照条件对牧草产量的影响甚微.     

威宁地八角品比试验

为了进一步比较野生地八角的,以紫花苜蓿和白三叶为对照,对3个豆科牧草进行了品比试验。结果表明:威宁地八角鲜草、干草和再生性力明显优于白三叶,与紫花苜蓿相比,鲜草产量没有差异性,干草小于紫花苜蓿。同时,威宁地八角种子小,产量高,达400.5kg/hm2,千粒重为1.20 g。威宁地八角综合现状表现优良。