基于立地条件的森林生产力估算模型与适宜性研究

以广西省宁明县马尾松和桉树为例,利用高分辨率DEM提取研究区地形因子,综合考虑包括地形因子和土壤因子在内的立地条件和树龄,建立森林生产力估算模型,并生成区域潜在森林生产力分布图。研究结果显示:用基于DEM提取的地形因子数据进行森林生产力估算建模,能降低成本,有效提高建模效率;确定树木生长最优树龄后,仅利用立地条件因子就可以建立森林的潜在生产力模型,而两树种建模所需的立地条件因子各有不同;从生成的潜在生产力分布图可得看出宁明县的北部与东部均适宜林木生长,在中部发展林业的条件则相对较差,南部比较适宜种植马尾松,西部适宜桉树地种植。     

森林生产力与立地条件的相关性分析——以宁明县的马尾松和桉树森林生产力为例

以广西主要树种马尾松和桉树在宁明县的森林生产力为例，采用生物量连续函数法求算林地生物量，据此推算样地生产力，利用高精度的1：10000数字高程模型（DEM）求算研究区域的坡向、坡度、海拔，运用TPI指数求取坡位和地貌类型，利用P值检验法分析研究不同树种的森林生产力与立地条件的相关性。结果表明：立地因子与马尾松、桉树生产力相关性较高，但相关性在树种间存在差异性；海拔、坡位和土壤种类这三个因子均对马尾松与按树的生产力有制约作用；地貌类型和土层厚度因子对马尾松影响明显，而坡向和成土母岩因子则对桉树影响明显；坡度对两树种生长的影响均较小。由此可见，森林生产力与立地条件的相关程度取决于森林树种，不同树种的相关性结果不一致。研究结果为正确地构建森林生产力的预测估算模型和合理地进行营造林树种布局规划提供理论依据。     

基于两期无人机影像的针叶林伐区蓄积量估算

【目的】提出一种基于两期无人机影像的针叶林伐区蓄积量估算方法,为促进无人机数据在多类型林业样地资源调查中的深度应用提供依据。【方法】以福建省三明市将乐县金森林业股份有限公司伐区森林小班为试验区,首先,利用无人机遥感获取分辨率优于10 cm的两期影像,经Pix4D软件处理得到点云数据,在此基础上将小班区域未采伐前的林冠点云匹配到采伐后的小班地形点云上;然后,通过布料模拟滤波算法(CSF)分离匹配后的林冠点云和地形点云,采用自然领域插值法分别将林冠点云数据插值生成数字表面模型(DSM)、地形点云数据插值生成数字高程模型(DEM),二者相减获得冠层高度模型(CHM);接着,基于改进的局域最大值法搜索冠层高度模型中的林冠顶点,提取树高;最后,根据野外采集的400株马尾松和杉木树高、胸径数据,建立5个适用于福建省马尾松和杉木的胸径-树高模型,选择相关系数最高的模型推算胸径,并利用福建省单木材积公式估算小班区域蓄积量。【结果】1)两期无人机数据的点云匹配能较好消除陡峭地形对树高提取的影响;2)改进的局域最大值法可有效减少固定窗口搜索林冠顶点时出现的多提和漏提错误;3)小班区域估算株数为339株,实测株数为366株,估算的平均树高为18 m,实测平均树高为19 m,估算蓄积量为182 m~3,实测蓄积为199 m~3,株数、树高和蓄积量的估算精度均较高。【结论】借助无人机遥感技术,可实现森林蓄积量自动化估算,降低传统野外调查成本,推动森林资源的快速调查和更新。     

中国南方马尾松立木生物量模型研建

开展全国森林生物量监测和评估,建立适合较大区域范围的通用性立木生物量模型将成为必然趋势。以中国南方马尾松Pinus massoniana立木生物量为对象,对地上生物量和地下生物量通用性模型的建立方法进行了研究。首先,对线性和非线性立木生物量模型进行了对比分析,结果表明非线性模型要优于线性模型;然后,对一元、二元与多元非线性模型的拟合效果进行了对比,结果表明在模型中增加树高、冠幅等因子对预估精度的提高相当有限,仅用胸径作为预估因子的一元模型已经解释了生物量变动的95%以上,可以用于大尺度森林生物量的估计;最后,对地下生物量的估计途径进行了研究,结果表明,在地下生物量实测样本只是地上生物量实测样本的子样本时,合适的做法是利用子样本建立根茎比模型,再结合利用大样本建立的地上生物量模型来联合估计地下生物量。本研究建立的中国南方9省区马尾松地上生物量模型的预估精度达到95%以上,地下生物量模型的预估精度也接近90%,可以用于该区域的马尾松生物量估计。     

单木和林分水平一元与二元材积模型的预估精度对比

利用各240株的杉木和马尾松立木材积实测数据,以及100个杉木和80个马尾松样地的调查数据,对基于单木和林分水平一元与二元模型的预估误差进行了对比分析。结果表明:不论是单木水平还是林分水平模型,基于一元模型得到的估计值,其相对误差基本位于-40%~+60%之间,最大极差可以达到2.5倍以上;一元材积估计方法的精度要显著低于二元材积估计方法,国家森林资源连续清查中基于一元材积公式计算的样地蓄积数据,不宜用于森林质量和森林生产力等方面的评估。建议逐步建立各主要树种的二元林分蓄积模型,不断完善森林调查计量体系。     

福建马尾松林可燃物载量估算模型构建

为满足防治森林火灾需求,寻求一种简便且快速的森林可燃物载量估算方法,以2020年10月—2021年12月福建省森林火灾风险普查乔木样地实地调查数据为基础,以福建省主要林分类型——马尾松林为研究对象,构建可燃物载量总量、乔木层、灌木层、草本层、枯落物层和腐殖质层在内的各层模型,采用联合估计方法解决总量与分量不兼容问题,运用改进的单纯形法求解模型参数,并通过交叉建模检验的方式来验证模型的准确性。结果表明,所建立的天然和人工马尾松林的兼容性可燃物载量估算模型,除枯落物层外,其它模型的决定系数和预估精度均较高,证实其在马尾松林可燃物载量估算中的实用性。同时,以实际的马尾松小班数据进行可燃物载量估算应用。研究成果可为森林火灾防治工作及进一步改进和优化可燃物载量动态估算模型提供参考。     

川西亚高山针叶林生物量遥感估算模型研究

利用野外实测68个样地的森林生物量数据、TM影像的单波段数据、植被指数数据以及地形数据在内的18个自变量建立了川西亚高山针叶林生物量的回归估算模型。研究表明:在建立的一元线性回归、一元非线性回归和多元线性回归生物量模型中,以多元线性回归模型在森林生物量估算中有较好的精度。     

环洞庭湖防护林主要建群种生物量模型构建

根据环洞庭湖防护林的森林群落和树种分布特点,在研究区域共设置122个典型样地,样地根据气候区、立地条件、林分类型、群落结构、林龄等因素综合布设,实测样株生物量,利用树木各部分生物量之间存在相关关系,以树高、胸径为变量构建各分量生物量模型通式,共构建了马尾松、白栎、杨树、枫香、刺槐5个主要建群种生物量模型,模型结构为W=a(D2H)b。模型测算因子简单易得,各模型均具有较好的拟合精度和预估水平。     

福建省马尾松人工林林分相容性生物量模型研究

以福建省不同树龄、不同立地和不同密度的马尾松人工林为研究对象,设置18块标准地,实测标准木84株;利用SPSS统计分析软件,分别对马尾松人工林林木各分量的生物量进行建模,采用分级控制、比例分配的方法,构建了各分量的相容性生物量模型,并对各种模型进行误差分析,从中挑选最优的估测模型。结果表明:所构造的相容性生物量模型解决了各分量独立模型存在的各分量估计值与总量估计值不等的缺陷,预估精度都高于85%,可用于福建省马尾松人工林林分生物量估测。     

四川地区马尾松胸径与立木树干鲜重模型研究

基于四川地区马尾松主要分布区域标准地调查和多种常用树木单株生物量预测模型,选择立木胸径(D)野外易测因子,对马尾松树干木材鲜重进行建模,并对选用各种模型进行误差分析,从中挑选最优的预测模型,在一定精度保证下可用于四川地区马尾松树干木材鲜重估算。通过应用最优估算模型,仅需测量立木胸径便可快速估算立木木材鲜重,减少野外工作中称量工具(特别是大型的杆称或台称)携带不便等实际困难,在四川林区木材交易、林业行政执法方面具有一定的应用价值。     

北亚热带不同森林群落类型的生物多样性研究

北亚热带地区的人工针叶纯林可以通过抚育间伐或者封山育林等措施大大加快其向着该地区的顶级群落方向演替。该地区几种典型群落的乔木层生物多样性指数大小依次为：针阔混交林〉〉常绿阔叶纯林〉马尾松纯林（郁0.5）〉马尾松纯林（CK组）〉杉木纯林（修枝）〉杉木纯林（间伐10%）;灌木层生物多样性指数大小排序为：马尾松纯林（CK组）〉杉木纯林（间伐10%）〉杉木纯林（修枝）〉常绿阔叶纯林〉马尾松纯林（郁0.5）〉针阔混交林。     

基于国家森林资源清查数据的不同生物量和碳储量估计方法的对比分析

[目的]通过对不同生物量和碳储量的估计方法进行对比分析,为确定在国家森林资源清查中生物量和碳储量的具体估计方法提供依据。[方法]以广东省2012年森林资源清查的100个杉木林和80个马尾松林的实测样地资料为基础,利用近年来我国建立的主要树种立木生物量模型,对改进IPCC法、生物量模型法和转换因子连续函数法(即方精云法)3种方法按一元和二元模型共6种方案进行了对比;同时,基于改进IPCC法一元和二元模型的生物量估计值,用平均含碳系数法、组分含碳系数法和固定含碳系数(0.5或0.47)法分别对碳储量进行估计。[结果]用二元生物量模型法得到的杉木林和马尾松林样地的总生物量分别为320 Mg和331 Mg,一元生物量模型法的结果分别相差0.9%和6.2%;改进IPCC法的估计结果,采用二元和一元模型时杉木林分别相差-3.6%和-11.9%,马尾松林分别相差-8.5%和-19.6%;而方精云法的估计结果,采用二元和一元模型时杉木林分别相差6.65倍和6.60倍,马尾松林分别相差-14.3%和-18.0%。平均含碳系数法和组分含碳系数法的碳储量估计结果,杉木林仅相差0.2%,马尾松林相差约0.4%;固定含碳系数法的估计结果因树种而异,对杉木林要低估0.6%5.4%,对马尾松林要低估3.3%9.1%。[结论]对生物量的估计,采用生物量模型法准确性最高,而林木水平的生物量模型其预估精度要高于林分水平的模型;IPCC法是基于材积源的通用方法,将其中的缺省参数改进为可变参数模型,可大大提高方法的适应性;方精云法只是基于IPCC法所建立的林分水平模型在大尺度上的一种具体应用方法,其精度要低于林木水平的生物量模型法,不适于中小尺度应用。对碳储量的估计,采用平均含碳系数法与组分含碳系数法差异很小,但采用固定含碳系数法则误差较大。     

蕉岭长潭省级自然保护区不同林分类型土壤水分物理性质研究

对广东省蕉岭长潭自然保护区的阔叶混交林、马尾松林、杉木林、毛竹林、针阔混交林等五种典型林分的土壤水分物理性质进行了研究,结果表明：（1）五种林分类型土壤自然含水量、毛管持水量、最小持水量的排序为毛竹林〉针阔混交林〉马尾松林〉杉木林〉阔叶混交林;非毛管孔隙度和非毛管持水量的排序为针阔混交林〉阔叶混交林〉杉木林〉马尾松林〉毛竹林。（2）五种林分的非毛管孔隙度;阔叶混交林、杉木林、针阔混交林的总孔隙度;阔叶混交林的毛管持水量、最大持水量、最小持水量、非毛管持水量;针阔混交林的自然含水量、毛管持水量、最大持水量、最小持水量、非毛管持水量都是随着土层深度的增加而减少。阔叶混交林、毛竹林、杉木林、针阔混交林的土壤容重是随土层深度的增加而增加。（3）同一土层不同林分间的容重、孔隙度、自然含水量、最大持水量、毛管持水量、非毛管持水量和最小持水量都没有显著差异,而同一林分的物理性质和持水特性在不同土层之间存在显著差异。     

湘乡市林地森林碳储量及碳密度研究

通过对湘乡市林地的森林碳储量、碳密度及碳储量的空间分布特征进行研究,得出:①在各优势树种组中,中生阔叶树组的碳储量和碳密度都是最大的,碳储量排序依次为:中生阔叶树组>马尾松组>杉木组>竹木组>国外松组>经济林组〉慢生阔叶树组>灌木组>速生阔叶树组,碳密度排序依次为:中生阔叶树组>国外松组>竹木组>马尾松组〉慢生阔叶树组>杉木组>经济林组>速生阔叶树组〉灌木组;②除马尾松组和中生阔叶树组外,各优势树种小班的碳储量主要集中分布在0~100t的区域内,且与人类活动呈负相关。     

马尾松酸枣人工混交林生产力和林木生长规律的研究

分析比较了２５年生马尾松与酸枣人工混交林以及马尾松纯林、酸枣纯林生产力和林木生长规律。结果表明：马尾松与酸枣人工混交林乔木层生物量为２０３．３４ｔ／ｈｍ￣２＞马尾松纯林乔木层生物量１７８．５６ｔ／ｈｍ￣２＞酸枣纯林乔木层生物量１０７．０１ｔ／ｈｍ￣２；马尾松与酸枣人工混交林林分蓄积量为３２７．３６ｍ￣３／ｈｍ￣２＞马尾松纯林蓄积量２６１．８２ｍ￣３／ｈｍ￣２＞酸枣纯林蓄积量２１４．７２ｍ￣３／ｈｍ￣２；马尾松与酸枣混交可改变树种单调状况，防止地力下降，提高林地生产力。     

基于遥感技术的宜良县云南松蓄积量反演

以云南省宜良森林二类调查数据为样本,基于Google Earth Engine云平台Landsat 8 OLI影像,结合植被因子、纹理特征以及K-T变化为自变量,构建了多元线性回归和随机森林的建模方法,建立了森林蓄积量反演模型.以宜良县云南松为研究对象,运用Landsat8 OLI遥感影像数据结合地面角规控制样地调查数...     

Modeling compatible single-tree aboveground biomass equations for masson pine (Pinus massoniana) in southern China

Because of global climate change,it is necessary to add forest biomass estimation to national forest resource monitoring.The biomass equations developed for forest biomass estimation should be compatible with volume equations.Based on the tree volume and aboveground biomass data of Masson pine(Pinus massoniana Lamb.) in southern China,we constructed one-,two-and three-variable aboveground biomass equations and biomass conversion functions compatible with tree volume equations by using error-in-variable simultaneous equations.The prediction precision of aboveground biomass estimates from one variable equation exceeded 95%.The regressions of aboveground biomass equations were improved slightly when tree height and crown width were used together with diameter on breast height,although the contributions to regressions were statistically insignificant.For the biomass conversion function on one variable,the conversion factor decreased with increasing diameter,but for the conversion function on two variables,the conversion factor increased with increasing diameter but decreased with increasing tree height.     

半干旱风沙区生态经济型防护林模式构建与筛选

对黑龙江省西部半干旱风沙区生态经济型防护林模式进行了试验构建与筛选,结果表明:樟子松、红皮云杉单行及双行林带配置经济树种模式中,带外株间配置较带内株间及带内行间配置成活率高,且随着林带树龄的增大,配置经济树种的成活率明显降低,林带中生态树种树龄以不超过15 a为宜;而针对不同类型区在防护林生育早期可分别间作经济作物或中草材来提高其经济效益,提高单位面积土地生产力,从而增强了生态型防护林的经济功能;杨树林带与食用菌栽培有机结合可明显提高林带的短期经济效益,又促进了林木生长,是一种较为理想的生态经济型防护林模式类型。