南方3种类型草地地上生物量的光谱估测模型

基于地面光谱实测数据计算的光谱归一化植被指数(ASD-NDVI),结合同期的地上生物量数据,利用回归分析的方法构建南方草地地上鲜生物量的地面光谱估算模型。结果表明:南方草地地上生物量与ASD-NDVI之间呈正相关,可以用线性方程、对数方程、多项式方程、乘幂方程以及指数方程进行拟合,拟合结果均达到极显著相关水平,其中多项式方程的拟合效果最好(n=56,R2=0.931 1,P<0.01),因此利用多项式构建基于地面实测ASD-NDVI预测地上生物量的最优地面光谱模型。通过不同年份地面实测数据对模型进行验证,模拟值和实测值之间相关性很好,R2为0.907 5**(P<0.01),达到了极显著水平。说明在南方草地生长旺季利用光谱参数ASD-NDVI估算地上生物量可行。     

短轮伐期巨桉人工林地上部分生物量和生产力研究

研究了5年生巨桉人工林在不同处理水平条件下,地上部分各器官的生物量积累和分配及生产力;并运用回归分析研究了不同处理水平对林分生物量的影响以及利用方程W=a(D2H)b,W=a+bD+cD2,W=a+bD,W=aDb建立巨桉人工林林分地上部分与各器官生物量模型。结果表明各器官生物量分配顺序:树干>树皮>树枝>树叶;巨桉由于是速生树种,对肥水要求很高,在巨桉栽培时,除了适当的气候条件及合理的林分密度外,应选择立地条件良好的立地,同时加强林分肥水管理;所建模型R2值均大于临界值R20.01及r0.01可以运用于巨桉单株木生物量的生产估计。     

太行山南麓栓皮栎林生物量和材积关系的探讨

[目的]为太行山地区以重量为计测单位的森林测计提供基础,方便该地区森林资源的清查。[方法]根据太行山南麓栓皮栎林的样方调查数据和生物量实测资料,通过回归分析,考察栓皮栎各器官生物量(W)与胸径(D)和树高(H)之间的关系。并探讨栓皮栎材积与生物量间的关系,建立用材积推算栓皮栎各组分生物量的回归模型。[结果]栓皮栎各器官生物量(W)与胸径(D)和树高(H)之间存在显著的线性相关关系,即:Ws=0.932 6D0.590 9(r=0.879 6);Wb=0.099 58D0.048 9(r=0.970 2);Wl=0.011 3(D2H)0.718 2(r=0.982 1);Wr=0.538 1(D2H)0.299 6(r=0.945 6)。栓皮栎可通过以下方程来进行材积和生物量间的换算:Ws=-62.280 2+30.640 9V(r=0.912 8);Wb=-35.678 3+15.41V(r=0.966 8);Wl=0.097 4e15.909 4V(r=0.928 7);Wr=9.531e2.087 6V(r=0.970 1)。[结论]此回归模型的建立方便了该地区森林资源的清查,有着使用简便、省时省力、实用性强、高精度等特点。     

基于NDVI的巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地地上生物量的反演

以巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为研究对象,基于Landsat 8 OLI多光谱遥感影像数据,提取植被指数(NDVI、EVI、RVI)信息,构建植被指数与地上生物量的回归模型,比较不同植被指数的拟合效果。结果表明,NDVI与地上生物量的相关性最高(r=0.778),显著大于EVI、RVI与地上生物量的相关性;二次多项式是NDVI与地上生物量构建的4种回归模型最优估测模型,决定系数R~2达到0.6619;巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地2016年地上生物量的储量约为2.86×10~5 kg,地上生物量密度为10.25～444.99 g/m~2,均值为323.08±52.68 g/m~2。     

塔里木河上游多枝柽柳地上部分生物量模型研究

[目的]研究塔里木河上游河岸多枝柽柳地上部分生物量的最优模型.[方法]以塔里木河上游河岸多枝柽柳为研究对象,选取D、H、DH、D2H、CH等预测变量,采用幂函数方程对多枝柽柳地上部分生物量、叶生物量、枝生物量建立预测模型.[结果]多枝柽柳的叶生物量最优模型为W1 =51.567(CH)0.497,多枝柽柳的枝生物量最优模型为:Wb=29.425(D2H)0.948,多枝柽柳的地上部分生物量最优模型为W=45.423(D2H)0.794.[结论]多枝柽柳叶、枝、地上部分生物量最优模型的决定系数分别为:0.730、0.925和0.885,总相对误差Rs的绝对值均小于5;,平均相对误差绝对值RMa均小于20;,拟合效果较好,可以用来估算多枝柽柳地上部分生物量.     

海南沿海木麻黄可加性生物量模型

利用幂函数和指数函数中6种数学模型,共得到木麻黄单木各器官生物量估算模型24个。结果表明:以幂函数为基础的模型拟合效果较好,综合模型拟合精度以模型W3=a DbHc的拟合效果最好。以选择的最优模型为基础,建立木麻黄生物量可加性模型,该可加性模型的拟合精度较高,R2值基本大于0.9。由于各部分生物量之间存在着一定的相关性,利用联立估计法,建立的木麻黄可加性生物量模型,能够减少系统误差所带来的估计偏差,提高参数估计的有效性和一致性,为海南木麻黄可加性生物量估计提供了一种方法。     

雷山常绿阔叶林甜槠栲的单木生物量估测

为雷山自然保护区森林生物量的科学计测提供依据,以雷山常绿阔叶林优势树种甜槠栲为研究对象,采用生物量模型估测法,利用统计学软件SPSS拟合甜槠栲各组分的生物量。结果表明:甜槠栲干材、树枝、树皮和树叶各组分在单株地上生物量中所占的比重分别为51%、23%、11%和13%,各组分所占比例依次为干材树枝树叶树皮;经拟合优度综合分析,幂回归模型对甜槠栲单木生物量的拟合效果最好,最优模型分别为LnW树干=4.834 4+0.859 1LnD2 H,LnW树干=2.324 4+0.682 1LnD2 H,LnW干材=4.758 8+0.889 3LnD2 H,LnW树叶=2.658 1+0.731 5LnD2 H,LnW树枝=3.014 7+0.659 7LnD2 H。     

喀斯特森林优势树种罗伞生物量研究

为了准确评估喀斯特森林生物量,以青冈栎黄樟群落中罗伞为研究对象,采用回归模型估测法,从含水率、生物量时空异质性、生物量模型拟合3个方面进行生物量研究。结果表明:罗伞树叶和树干的含水率明显大于林木其他各组分,各组分含水率的大小为树叶树干干材树枝树皮;各组分生物量在空间上分配关系为干材树枝树叶树皮,并且各个组分生物量均随着胸径增大而增大。通过对解析木生物量的回归分析,得出罗伞各组分生物量的最优回归模型:Y树干=-1 664.800 0x2+299.630 0x-1.276 5(R2=0.926 9),Y树皮=11.543 0x2+19.985 0x+0.032 1(R2=0.939 5),Y树枝=-567.560 0x2+98.880 0x-0.994 6(R2=0.943 9),Y树叶=-121.690 0x2+48.549 0x-0.399 9(R2=0.937 0),Y干材=-1 624.700 0x2+274.240 0x-1.190 9(R2=0.912 0),Y地上部分=-2 302.400 0x2+441.650 0x-2.553 2(R2=0.953 9)。     

运用林分密度和平均高估测思茅松人工林地上生物量

以65块云南省普洱地区思茅松人工林圆形样地数据和sentinel-2多光谱影像数据为研究对象,利用林分平均高与林分密度(每公顷株数、林分疏密度、植被覆盖度、叶面积指数)估测思茅松人工林林分地上生物量。分析思茅松人工林林分地上生物量与林分密度指标的相关性;采用参数模型(不变参数模型和可变参数模型)和非参数模型(包括支持向量机、随机森林和BP神经网络)探索平均高和林分密度等变量估测林分思茅松人工林地上生物量。结果表明:思茅松人工林林分地上生物量与每公顷株树、林分疏密度、植被覆盖度、叶面积指数呈显著正相关(r>0.5);在构建思茅松人工林地上生物量的所有模型中,每公顷株数-林分平均高构建的可变参数模型(R2=0.966 0,RMSE=10.05 t·hm^-2)效果最优,林分平均高-林分疏密度构建的RF模型(R2=0.901 7,RMSE=19.37 t·hm^-2)次之,林分平均高-植被覆盖度构建的RF模型(R2=0.748 4,RMSE=33.36 t·hm^-2)最差;林分密度-平均高的地上生物量模型与实测地上生物量的相关性较高(R2=0.966 0),反演误差值较低(RMSE=10.05 t·hm^-2);叶面积指数比植被覆盖度对林分地上生物量变动有更好的解释能力,每公顷株数对林分地上生物量变动的解释能力好于林分疏密度。     

海南沿海木麻黄可加性生物量模型1）

利用幂函数和指数函数中6种数学模型,共得到木麻黄单木各器官生物量估算模型24个。结果表明：以幂函数为基础的模型拟合效果较好,综合模型拟合精度以模型W3＝aDb Hc 的拟合效果最好。以选择的最优模型为基础,建立木麻黄生物量可加性模型,该可加性模型的拟合精度较高,R2值基本大于0．9。由于各部分生物量之间存在着一定的相关性,利用联立估计法,建立的木麻黄可加性生物量模型,能够减少系统误差所带来的估计偏差,提高参数估计的有效性和一致性,为海南木麻黄可加性生物量估计提供了一种方法。     

酸枣耗水尺度扩展参数研究

在河北省平山县岗南镇寺家沟村的田边地头随机选择17株直径大小不同的酸枣,通过测定其单株相关指标,建立酸枣单株耗水尺度扩展参数模型,以树高、地径、生物量作为基础,挖掘其与边材面积之间的回归关系,建立回归模型,并用实测值和相关系数等来选择回归模型。经过相关系数、模型、实测检验,并综合测定难易程度,确定酸枣耗水模型的扩展参数。结果表明,将酸枣耗水模型的扩展参数定为地径、地上部生物量、全株生物量3种。模型有,地径与边材面积为 Y＝0.45936 D2地＋0.88467 D地-0.97092,R2＝0.997;全株生物量与边材面积为Y＝2.6×10-12 W3-1.1×10-7 W2＋0.00215 W＋0.96432,R2＝0.994,中间模型为全株生物量与地径：W＝927.02 D2地-2366D地＋1577.8,R2＝1;地上部生物量与边材面积为Y＝8.6×10-12 W3上-2.6×10-7 W2上＋0.00321 W上＋1.07127,R2＝0.940;中间模型为地上部生物量与地径：W上＝681.13 D2地-1890.2 D地＋1350.9,R2＝1.000。     

基于R非线性加权回归的灌木相容性生物量模型

以福建省灌木生物量实测数据为基础,以R软件构建根、枝干、叶非线性相容性模型,同时以各分量独自拟合模型的方差建立的加权回归方程作为权重,构建灌木相容性生物量模型。结果表明:利用R分析软件能够快速地构建非线性相容性模型,而且能较全面、客观地反映各组分之间生物量的分配关系。     

渭北黄土区不同立地条件下刺槐人工林群落生物量结构特征

根据黄土区刺槐人工林群落生物量实测资料,比较了不同立地条件下各个径级的林分密度变化状况,分析了 生物量在刺槐乔木层、灌木层、草本层和枯落物层的分配特征。结果表明:30 年撂荒地、35 年坡耕地和30 年荒坡 地林分密度分别为1 050、950 和1 410 株/ hm2 ,在不同的径级分配上各样地均以 20 cm 为主,分别占总株数的 77.62%、85.79%和81.70%。撂荒地、坡耕地和荒坡地的造林,刺槐群落总生物量分别为146.58、165.76 和160.97 t/ hm2 ;乔木层生物量占群落总生物量的比例的变化趋势为:撂荒地(78.94%) 坡耕地(79.57%) 荒坡地 (83.47%);林下灌草和枯落物生物量占总生物量的16.53 ~21.07%。3 个研究区刺槐人工林林分生长高度、胸径 和生物量等综合指标的排序为:坡耕地 撂荒地 荒坡地。根据刺槐林植被生长的变化特征,可以判断在黄土区 30 年左右人工刺槐林群落生长基本达到数量稳定和林分成熟阶段,在该区应进行合理的间伐利用,可获得较高的 生物产量,促进林木的生长。      

吉林蛟河天然阔叶红松林下5种灌木生物量估算模型

以吉林蛟河地区天然红松阔叶林林下常见的5种灌木为研究对象,分乔木型灌木﹝地面分枝少、主干明显,包括卫矛(Euonymus alatus)、东北鼠李(Rhamnus yoshinoi)﹞和典型灌木﹝地面分枝多、主干不明显,包括长白茶藨(Ribes komarovii)、暖木条荚蒾(Viburnum burejaeticum)、鸡树条荚蒾(Viburnum sargentii)﹞,以易测因子通过回归分析构建了单种各器官和全株(丛)生物量模型。结果表明:最优生物量模型均为幂函数模型或一次线性模型,除长白茶藨的丛当年枝生物量模型和丛多年枝生物量模型在0.01水平上显著以及暖木条荚蒾的当年枝生物量模型在0.05水平上显著外,其余模型均在0.001水平上显著。以植株个体为单位的生物量模型中,除东北鼠李叶生物量和枝生物量与植灌体积Vc相关性最好外,其余各器官生物量和全株生物量均与地径D或地径平方与树高的乘积D2H相关性最好。典型灌木的叶、当年枝、多年枝、枝、茎和地上生物量以分支个体为单位构建的生物量模型要好于以丛为单位构建的生物量模型,但地下生物量和全丛生物量模型正好相反,因此,以丛为单位构建地下生物量和全丛生物量模型为典型灌木的生物量估算提供了简便可行的方法。     

立地条件对宁夏中部干旱风沙区柠条生物量分配格局的影响

  目的  理解立地条件对宁夏中部干旱风沙区柠条生物量分配规律的影响，充分认识柠条生物量的分配规律，完善柠条的适应性研究。  方法  基于宁夏灵武市白芨滩防沙治沙林场109丛柠条灌木生物量数据，将坡向、海拔（1 218 ~ 1 476 m）、坡度3个立地因子进行无量纲化处理并分类，分别采用欧氏距离和布雷?柯蒂斯距离的非参数多元方差分析方法，探讨立地因子及其交互作用对灌木生物量分配格局（叶质比、茎质比、根质比和根冠比）及其综合特征的影响。  结果  （1）坡向对叶质比和茎质比的解释度最高，解释度因子R2分别为0.144 5和0.281 0；海拔对根质比和根冠比的解释度均最高，R2分别为0.296 7和0.295 7。（2）在立地因子的交互作用中，海拔与坡度的交互作用对根质比和根冠比的影响显著（P < 0.05），坡向、海拔和坡度的交互作用对茎质比和根冠比的影响显著（P < 0.05）。（3）根据欧氏距离和布雷?柯蒂斯距离进行多元方差分析，得到坡向、海拔、坡度对灌木生物量分配格局的综合影响均呈现显著性（P < 0.05），且坡向的影响最大（R2 = 0.232 2和0.235 7），海拔（R2 = 0.221 3和0.221 1）次之，坡度（R2 = 0.035 8和0.029 2）影响最小；在多因素交互作用的影响中，海拔与坡度的交互作用以及坡向、海拔、坡度3因素交互作用对灌木生物量分配格局影响显著（P < 0.05）。  结论  不同立地因子对柠条灌木生物量分配格局的影响不同，且立地因子的交互作用也会对生物量分配格局产生显著影响。研究结果最终确立了立地因子对柠条灌木生物量分配格局的影响程度，为非参数多元方差分析在生物量分配格局中的应用提供了方法参考，也为进一步研究灌木的碳储量及其生态意义提供科学基础。      

基于多层感知机的长白落叶松人工林林分生物量模型

目的神经网络模型能避免林分生物量模型建模时自变量共线性与异方差问题,研究多层感知机在林分生物量模型中的应用,为森林经营单位、区域生物量和碳储量的估算提供方法和依据。方法以长白落叶松人工林为研究对象,利用吉林省一类清查固定样地的917组数据,分别建立了基于传统的对数转化后线性模型和神经网络多层感知机的地上生物量和总生物量模型。使用AIC、决定系数（R2）、均方根误差（RMSE）、相对均方根误差（RMSE_r）和平均绝对误差（MAE）来评价模型。结果估计精度最高的模型是输入单元为林分平均胸径（D）?平均高（H）?林分密度指数（S）?海拔（HB）?坡向（PX）?坡位（PW）、2个隐藏层、隐单元数为40?20的神经网络模型,与传统对数转换线性回归模型相比,地上生物量和总生物量模型的调整决定系数（Adj.R2）分别从0.902 1提高到了0.914 1,从0.897 9提高到了0.908 9;RMSE_r分别从6.330 5%降低到了5.992 2%,从6.490 1%降低到了6.153 6%。包含立地因子的神经网络模型比未包含立地因子的神经网络模型估计精度略有提升,地上生物量与总生物量的Adj.R2分别提高了0.88%和0.99%,RMSE_r分别降低了5.33%和5.46%。结论多层感知机生物量模型的估计精度比传统回归模型略有提高,但它可以避免模型选型和违背传统统计假设的处理等问题,且能够一次性计算地上生物量和总生物量模型,有一定优势。      

柠条生物量分配格局及可加性估测模型研究

灌木生物量的分配反映了植株对周围环境条件的适应,而灌木生物量模型是估算灌木生物量的重要方法。基于对宁夏灵武市柠条灌木各类生物量及因子的测定,分析了立地条件(SI)对灌木生物量分配的影响,建立了各器官(茎、叶、根)及总生物量的估测模型,并用SI改进,在改进基础上,构建可加性生物量模型。结果表明:1)立地条件对灌木生物量的分配影响显著,坡向的影响大于坡度的影响;2)以W=axb为基础,以体积(V、冠幅与株高的乘积)为自变量建立的生物量模型,拟合精度最高,且除叶生物量外,基于SI改进的生物量模型较原模型在精度上有显著提高;3)灌木的可加性生物量模型较改进后的基础模型在拟合效果上表现更优,预测值与实测值拟合率在58.99%~86.23%。     

基于立地因子及其交互作用的柠条生物量模型研究

森林碳汇是实现碳中和目标的重要路径之一，精确计算森林碳储量具有十分重要的意义。生物量模型是估测森林生物量、计算森林碳储量的重要手段。以宁夏白芨滩林场的典型灌木树种柠条为研究对象，通过样地调查及样本采集，利用非参数双因素方差分析坡向、坡度2个立地因子及其交互作用对柠条各类(总、地上、茎、叶、根)生物量的影响，并基于哑变量模型，构建了立地因子及其交互作用的生物量模型。结果表明，除坡向与坡度的交互作用对柠条叶生物量影响不显著外(P=0.399)，坡向、坡度及其交互作用对柠条其余各类生物量影响均显著(P<0.01)；在柠条各类生物量模型中，以总基径(D)平方和与平均高(H)的乘积(D_t²H)为自变量、以f_i(x)=a+bx_i为基本形式建立的生物量模型拟合精度较高(总、地上、茎、叶、根生物量模型的adj-R²分别为0.645 2、0.671 0、0.623 2、0.600 0、0.502 0)；以坡向、坡度及其交互作用作为哑变量能够显著提高模型的预估能力，其中，对于叶生物量，以坡度...     

2022年总目录

伴随全球气候变化关注度提升,植物碳汇研究愈发得以重视,其中陆生灌丛植物在陆地生态系统碳汇研究中占据重要位置。采用样地调查法,对滇中地区不同样地的69个样方中12个主要灌丛生态系统生物量与有机碳密度的相关关系、分配格局、形成原因进行了研究。结果表明,灌丛的地上生物量（AGB）、地下生物量（UGB）和根冠比（R/S）分别介于1.13~2.03、0.62~1.49 t/hm²和0.38~0.84。群落和物种的地上、地下生物量的拟合斜率为异速分配生长关系,植被的根冠比数值较其他植被类型更小。灌丛碳密度、凋落物总碳密度、土壤有机碳密度和生态系统碳密度的均值分别为(60.43±22.12)、(25.60±7.32)、(24.71±20.06)t/hm²和(110.74±35.34)t/hm²。灌木层碳在根茎叶间分布含量差别不大,主要在茎部（35.57%）,草本层碳主要分配在地下部分中(15.06%~60.45%)。年均温度（MAT）和年均降水（MAP）对生物量及根冠比的相关性没有影响。