基于KNN方法的大兴安岭地区森林地上碳储量遥感估算

【目的】采用 KNN方法进行碳储量估测,并对估测后的数据进行各种校正处理,绘制森林地上碳储量的空间分布图,为我国森林碳储量和固碳潜力的研究提供基础数据和科学依据。【方法】以黑龙江省大兴安岭为研究区(50°05'—53°33'N,121°11'—127°01'E),基于2010年森林资源连续清查固定样地和同年 Landsat5 TM 影像数据,利用 k－邻近法( KNN)在像素级水平上对森林地上碳储量进行估算。采用多准则方法分东、南、北和中4个区域对样地坐标和其对应的影像光谱值进行坐标重配准,并根据实测样地数据对坐标重配置前后不同林分类型地上碳储量估测精度进行评价;针对 KNN方法像素级估测结果存在明显的高值区域低估和低值区域高估现象,应用直方图匹配方法对估测结果进行变动范围调整;并根据样地实测碳储量和 KNN 估测值间的回归关系对调整后的结果分区域进行进一步匹配校正后处理,绘制森林碳储量的空间分布图。【结果】总体来说,本研究区域像元尺度KNN估测的欧式距离优于马氏距离,均方根误差随着最邻近值 k的增大而降低,当 k大于6时变化缓慢,并逐渐趋于稳定;坐标误差校正后,各林分类型森林地上碳储量的估测精度均显著提高,平均均方根误差由17.23降低到14.3 t·hm －2;直方图匹配后,各区域样地点高值区域低估和低值区域高估现象均有很大程度改善,实测值和估测值间的相关关系明显增强,然而高值地区(碳储量大于20 t·hm －2)出现过高估计现象;经匹配校正后处理的均值、标准差、直方图和累积频率分布图更接近样地实测值,均方根误差也明显降低,高值地区过高估计现象得到很好校正。【结论】森林资源清查数据、遥感数据及 KNN方法相结合逐渐成为区域尺度森林参数空间连续估测的重要手段。同利用光谱值和森林参数建立的回归模型相比,KNN方法能够更多地考虑到森林参数同光谱值之间的非线性依赖关系;但 KNN估测方法除了受距离度量标准、最邻近值 k的大小以及影像波段的选取等因素影响外,还存在如样地坐标和对应的影像光谱值匹配误差、像素级估测结果多呈明显集中分布趋势等问题,使得该方法的应用受到一定限制。本文的研究表明,对这些因素进行合理的校正,将更有利于区域尺度森林参数的精确估计和反演。     

小兴安岭谷地云冷杉林叶面积指数的季节动态及空间格局

应用半球摄影技术对小兴安岭谷地云冷杉林落叶季节(7-11月)的有效叶面积指数进行动态监测.为准确估测谷地云冷杉林的叶面积指数(LAI),对叶凋落末期(11月初)的有效叶面积指数(LAIe)进行木质部分及集聚效应(包括冠层水平集聚和针簇内集聚效应)的合理校正,以校正值作为该时期常绿树种的真实叶面积指数(LAIt),结合凋落物法,反推得到LAIt的季节动态并分析LAIt最大时期(7月)和最小时期(11月)的空间格局特征.结果表明:谷地云冷杉林11月初木质部分所占比例(α)均值为0.10±0.06,冠层水平集聚指数(ΩE)均值为0.90±0.04,常绿针叶树种的针簇内集聚指数(针簇比,γE)为红松(1.77)＞云杉(1.28)＞冷杉(1.10);LAIt随季节变化呈递减趋势,7月达到峰值(3.97),11月值最小(2.71);相对而言,光学仪器法测定的LAIe各调查期的低估范围为28.81％ ～43.24％,平均低估值为32.98％;变异函数分析表明,LAIt大的月份其空间异质性程度也大,7和11月LAIt的空间异质性主要由空间自相关引起,其引起的空间异质性分别占总空间异质性的99.8％,66.9％.     

近自然经营间伐对黔中马尾松天然次生纯林生长的初期效应

以黔中地区2013年实施近自然经营间伐的2个龄级马尾松Pinus massioniana天然次生纯林为研究对象,通过对8个固定样地与8个临时样地（100~400 m2）胸径、树高、材积、蓄积以及林下植被各生长因子的调查,对比近自然经营间伐林分与相应对照林分各生长因子的差异,评价近自然经营间伐实施4 a的初期效果,为建立贵州省森林可持续经营技术体系提供理论参考。结果表明:①间伐增加了马尾松林分大径级林木的株数比例,对照的中龄林和近熟林胸径分别在8~14和10~14 cm的株数比例最大,间伐在12~18和22~26 cm的株数比例最大。②间伐提高了林木胸径与材积的生长量,间伐的平均木、目标树、非目标树胸径与材积生长量均达到对照的1.15倍以上,最高在中龄林目标树中可达对照的1.65倍。③间伐提高了林分蓄积的生长率,间伐林分蓄积的生长量在小于对照林分的情况下,生长率却在中龄林和近熟林中分别比对照林分高出了4.13%和1.03%。④间伐不能有效促进林分树高生长及林下植被生长。树高及林下植被各生长因子在间伐与对照林分中没有表现出显著的差异性（P>0.05）。     

喀斯特常绿落叶阔叶混交林木本植物幼苗组成及其年际动态

[目的]研究幼苗更新动态,为揭示群落更新机制和植被斑块分布格局提供理论依据.[方法]依托于茂兰国家级自然保护区喀斯特常绿落叶阔叶混交林1.28 hm2固定样地,对样地内128个1 m×1 m样方中胸径<1 cm的木本植物幼苗进行连续3年调查,分析了该森林群落中木本植物幼苗的种类、数量、萌发和死亡特征,探究了主要树种幼苗...     

不同营林措施对黔中马尾松天然次生纯林生物量的影响

以黔中地区马尾松天然次生纯林为研究对象,实施幼龄林抚育、中龄林间伐及近熟林择伐措施林分与对照林分生物量的对比结果表明:抚育林分的平均木、目标树和林分总生物量分别达到对照林分的1.83、1.59和1.15倍;间伐与择伐林分目标树生物量的年增长量均显著高于对照林分,间伐林分乔木层生物量的增长量与增长率均高于对照林分,抚育增加了平均单株生物量和乔木层总生物量,间伐与择伐对林分目标树生物量和乔木层总生物量的增长均有促进作用,对林下植被生物量的促进作用不明显。     

黔中马尾松木荷混交林树高-胸径模型

【目的】建立马尾松Pinus massoniana-木荷Schima superba混交林树高-胸径模型,将树种作为哑变量引入模型,考虑模型残差空间自相关和异质性,为混交林树高-胸径模型构建和科学经营提供理论依据。【方法】基于贵州省开阳县马尾松-木荷混交林727组树高-胸径调查数据,构建普通最小二乘法模型(OLS)、广义可加模型(GAM)、线性混合模型(LMM)、地理加权回归模型(GWR)和地理加权回归克里格模型(GWRK)的树高-胸径全林木模型,在此基础上,将树种作为哑变量引入,选择全局莫兰指数(Moran’I)、局域Moran’I和组内方差分析5种模型残差空间自相关与空间异质性,并采用决定系数(R²)、均方误差(MSE)和赤池信息准则(AIC)对模型进行评价。【结果】(1)马尾松-木荷混交林全林木基础模型的拟合精度从低到高依次为OLS、GAM、LMM、GWR、GWRK。(2)将树种作为哑变量引入模型后,各模型拟合精度均高于全林木基础模型。(3)OLS和GAM模型残差的全局Moran’I在α=0.05水平下显著(Z>1.96),局域Moran’I分布图中存...     

“3S技术原理与应用”实验课程改革探索——以贵州大学为例

“3S技术原理与应用”实验课程是林学专业重要的实践教学任务之一。文中以贵州大学为例,结合林学专业对学生的培养要求和目的,分析了"3S技术原理与应用"课程实验教学中存在的问题,包括实验内容与当地林业实际脱节、各实验项目间关联性不紧密、思政元素挖掘不足等;介绍了该课程的教改措施,即通过联系贵州实际改进教学案例、优化教学模式、挖掘德育元素、实现价值引领等,以完善课程教学体系,培养学生综合运用知识的能力;在此基础上,提出将模块化教学、案例教学与思政元素进行有机融合的基本思路和具体做法,以启发学生联系林业实际、增强思辨能力、主动思考3S技术在生态建设过程中的作用,引领其树立正确的价值观。     

贵州大学林学专业综合实习教学模式改革的探讨

新时期我国林业发展和生态文明建设对林学专业人才的需求巨大,培养掌握扎实的专业基础理论知识和实践技能、具有创新创业精神和良好综合素质的专业人才,是贵州大学林学院林学专业的培养目标。近年来,对林学综合实习培养方案进行了修订,对教学内容及实习模式进行了革新与优化,主要措施有:整合优化实习内容,保证实习内容的完整性;增加高新技术手段的应用,使实习方式更加多样化;结合贵州特色,助力贵州林业人才培养。通过对林学专业综合实习教学模式进行改革,调动了学生学习的主动性和积极性,增强了学生的实践能力,提升了学生的整体素质。     

不同林龄马尾松人工林叶面积指数的测定

[目的]以评估光学仪器法测定马尾松人工林叶面积指数(LAI)的精度、量化不同因素的影响,以异速生长方程法测定LAI为参考合理校正光学仪器法测量值,为马尾松林LAI的精准测定提供技术支持.[方法]以贵州省黔中地区马尾松人工幼龄林(8 a)、中龄林(13 a)、近熟林(22 a)及成熟林(30 a)为对象,采用半球摄影(D...