基于树高和树冠因子的立木材积与地上生物量相容模型研究

【目的】无人机机载激光雷达能够准确地测定单木、林分乃至大尺度森林结构参数(树高和树冠因子)。为应用无人机激光雷达技术准确估测森林蓄积量、生物量和碳储量提供计量依据和技术支撑。【方法】以150株实测马尾松生物量样本数据为研究对象,采用非线性回归估计方法和度量误差联立方程组方法,分析立木材积和地上生物量与树高、树冠因子的相关性,并在此基础上研究建立基于树高和树冠因子的立木材积与地上生物量相容模型。【结果】单株材积和地上生物量与树高因子的相关性最为紧密,其次才是树冠因子;基于树高和冠幅因子的二元材积和地上生物量模型预估精度较高,达到92%以上,再考虑冠长因子的三元模型预估精度改进不大;基于树高和冠幅因子的二元立木材积与地上生物量相容模型估计效果更好,相对于一元相容模型系统而言,二元相容模型拟合效果有较大幅度提高,预估精度达到92%以上。【结论】采用度量误差联立方程组方法可以有效解决基于树高和树冠因子的立木材积与地上生物量相容问题,并且预估精度达到92%以上,所建二元立木材积与地上生物量相容模型可为应用激光雷达技术反演森林蓄积量和生物量提供计量依据。     

模型和林分因子对区域尺度碳计量参数的影响——以杉木为例

【目的】研究模型和林分因子对区域尺度生物量碳储量转化和扩展系数(BCCEF)的影响,为区域尺度乔木林碳储量估算提供科学、合理的参数和估算方法。【方法】选择我国南方主要树种杉木,以福建、江西、湖南和广东4省固定样地为区组,选用区域内模型和区域外模型,按独立和兼容2种方式从单木到区域扩展,分一元和二元模型进行方差分析,确定稳定的模型;在此基础上,分起源、龄组,以林分平均胸径、平均高、胸高断面积和株数密度为定量因子,采用向后逐步回归和有交互作用的方差分析,确定林分因子与区域尺度地上部分和地下部分生物量碳储量转化和扩展系数之间的关系。【结果】扩展方式和选用模型对2种碳计量参数有显著影响,独立模型估计的参数大于兼容模型,选用模型会对参数造成8%~17%的误差,一元和二元模型对地上部分碳计量参数(BCCEFA)影响不显著,对地下部分碳计量参数(BCCEFR)影响显著;林分因子中起源对2种碳计量参数均有显著影响,天然林的碳计量参数大于人工林,龄组对BCCEFA有显著影响,从幼龄林到过熟林基本上呈下降趋势,而对BCCEFR影响不大,平均高、株数密度和胸高断面积对2种碳计量参数均有显著影响,对BCCEFR的影响大于对BCCEFA的影响,其中平均高、株数密度与2种碳计量参数呈负相关,胸高断面积与2种碳计量参数呈正相关,平均胸径对2种碳计量参数均影响不显著;使用区域内模型的湖南和广东间,除总BCCEFR外,2种总碳计量参数和分起源、龄组参数间差异均不显著,而同样使用区域内模型的福建和江西间,2种总碳计量参数和分起源、龄组的碳计量参数均差异显著。【结论】区域内二元兼容模型估计的2种总碳计量参数最稳定,林分起源、龄组、平均高、株数密度和胸高断面积对碳计量参数影响显著,即使使用同一区域内的模型,省际间林分因子的差异也可能造成碳计量参数的显著差异。     

幼龄降香黄檀冠层叶片全磷含量的无损估计

【目的】以树木图像为数据源,采用图像理解方法估算幼龄降香黄檀单位质量叶片的全磷含量,为林农在施肥时间与数量方面经营该树种提供参考。【方法】首先提出从图像中分割降香黄檀树木冠层的算法;然后构建用于估计叶片全磷含量的统计模型形式和有效图像参数;最后采用混合模型方法,引入随机效应,建立以图像参数为自变量的植物叶片全磷含量预测模型,实现基于图像的叶片全磷含量预测。【结果】由于森林图像的自然属性,林木分类提取成为图像处理中的难点问题,利用林木前景与背景存在颜色差异这一特性,提出简洁的绿率树冠图像提取方法,通过大量图像测试,获知当绿率取035～042时,能够有效屏蔽背景保留树冠;进一步组合分析图像参数构建养分含量计算模型,确定将标准化灰度值作为指数并用暖距进行调整的二元叶片全磷含量预测模型,该模型能够实现对树冠叶片单位质量全磷含量的较高精度估算;同时,在模型参数估计时引入随机效应,对于各地区土壤条件等存在差异的降香黄檀全磷含量预测表现出较好适应性。【结论】对于与背景存在一定差异的林木图像,绿率是一种很好的树冠图像分割提取方法;在全磷含量预测模型中,双图像参数模型能够有效提高估计精度;对于各地区土壤或环境等存在差异的降香黄檀冠层叶片全磷含量预测,混合效应模型有效融合差异到一个模型中,表现出强大的适应性。     

马尾松林分直径分布收获模型的研究

本文以Ｗｅｉｂｕｌ分布函数拟合马尾松人工林林分直径分布,采用最大似然解法求解Ｗｅｉｂｕｌ分布参数（ｂ．ｃ）,在此基础上建立参数预估模型;同时,建立林分因子预测模型;最终预估出林分不同年龄阶段各径阶林木株数,对各径阶收获量作出估计,进而预估全林分总收获量。     

浙江省“十三五”期间毛竹林碳储量年度变化特征研究

【目的】为有效提升我省竹林碳汇能力,科学指导经营策略,该文分析了浙江省“十三五”期间毛竹(Phyllostachys edulis)林碳储量变化规律。【方法】以2016—2020年期间浙江省森林资源年度监测样地中的毛竹为研究对象,采用固定样地和随机抽样相结合开展竹林碳储量调查与统计,分析了我省毛竹碳储量的动态变化。【结果】(1)毛竹林面积、林分总株数、立竹量3个指标总体均呈现稳步增长的趋势,分别从2016年的80.71万hm²、297 888万株和3 413株·hm^-2,增长到2020年的82.82万hm²、326 644万株和3 603株·hm^-2;(2)乔木层碳储量从2016年的2 455.19万t增长到2020年的2 878.23万t,年均占比超过92%,灌木层和草本层的碳储量占比从2016年的7.05%下降到2020年的6.33%;(3)毛竹碳储量总体估计精度达到90%,从2016年的2 689.01万t增长到2020年的3 096.78万t,林分碳储量占比达到98%以上。【结论】该研究结果...     

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。     

序列林价及其在林木资源资产评估中的应用

【目的】以浙江省龙泉市杉木用材林为例,建立科学、实用的林木资源资产评估模型,使之能够应用于非交易性森林资源资产业务中的小班林木资源资产评估实践,如林权抵押贷款、森林保险、林木生物资产核算等领域中的大批量小班的林木资源资产评估。【方法】设定参照林分,引入生产函数理论,建立参照林分的生长模型;研究相邻年度林木价值关系,设计序列林价递推公式;分析林分林木资产价值主要影响因素,构建基于序列林价的小班林木资源资产评估模型,并对林木资产评估模型进行适用性检验,包括模型估算值与样本实际值的差异显著性检验和模型使用精度检验。建模过程中综合运用了递推算法、回归方法、仿真模拟方法。【结果】编制杉木林参照林分序列林价表,该表能够客观反映出林木价值生长过程;拟合林价主要影响因素调整系数模型参数,给出小班集材路程调整系数经验模型,以及成熟林小班的林分平均胸径调整系数经验模型、单位面积蓄积量调整系数经验模型;应用小班林木资产评估模型进行龙泉市岩樟乡芭蕉村杉木用材林小班林木资源资产评估,计算得到杉木用材林小班林木资产明细表,经汇总得到各农户杉木用材林林木资产价值、全村杉木用材林林木资产价值;利用98个正常交易实例检验样本计算小班林木资产评估模型检验指标,总相对误差-0.16%、平均相对误差1.25%、平均相对误差绝对值8.97%,估计精度97.6%,全部检验指标均符合要求。【结论】基于序列林价的小班林木资源资产评估模型结构化、直观、可理解,评估效果较好,能够适用于非交易性森林资源资产业务中的大批量小班的林木资源资产评估业务;引入生产函数理论,保证参照林分营林过程中投入与产出的匹配性;序列林价递推算法可以更好地研究林分完整生长过程中的序列林价变化规律,实现重置成本法、收益现值法、市场价倒算法3种方法的融合与相互验证;通过林龄价值系数可以实现参照林分序列林价更新、小班林木资产评估模型更新;建立林价主要影响因素调整系数回归模型,优于以往对影响因素作分级处理的简单做法。     

黑龙江人工落叶松林分蓄积量生物量和碳储量建模

林分水平的计量数表是开展森林资源二类调查必不可少的度量衡。利用黑龙江省国家森林资源清查的53个人工落叶松(Larix spp.)样地实测数据,结合已经颁布实施的《落叶松立木生物量模型及碳计量参数》行业标准,建立了林分水平的基于断面积和平均高的蓄积量、生物量和碳储量模型。结果表明:所建模型的确定系数(R2)在0.91以上,平均预估误差(MPE)在4%左右,可以满足森林资源二类调查的精度要求;提出的建模方法,也适用于建立其它地区或其它树种的林分蓄积量、生物量和碳储量模型。     

鄂西日本落叶松人工林碳储量成熟龄研究

为研究鄂西山区日本落叶松人工林林分碳储量变化规律并确定碳储量成熟龄,利用8～41年生日本落叶松人工林87个标准地和249株样木树干生物量测定数据,以建立的单木树干生物量估算方程为基础,利用生物量扩展因子和碳系数推算出各林分单位面积碳储量,构建林分碳储量预估方程。结果表明:该区域日本落叶松人工林平均单株树干生物量为85.334 kg(2.694～395.214 kg),以胸径或树高为变量的一元和二元方程对单木树干生物量的拟合优度均在0.9以上,而二元方程拟合优度和精度更高;林分平均单位面积碳储量为77.465 t·hm^-2(4.573～172.512 t·hm^-2),其中单位面积碳储量为60～120 t·hm^-2的样地占总样地数的64.4%;利用Richards、Korf和Compertz 3个模型对林分碳储量进行预估,林分碳储量及其平均和连年碳积累量均十分相近,其中最大连年碳积累量和最大平均碳积累量分别为6.2和3.9 t·hm^-2左右,峰值林龄分别为13～15 a和23 a。Richards、Go...     

我国5种主要人工林乔木层碳储量生长模型及其气候驱动分析

【目的】研建我国5种主要人工林(杉木林、杨树林、桉树林、落叶松林和马尾松林)乔木层碳储量生长模型，确定碳储量平均生长量最大时的林龄，分析固碳能力差异及其受气候因子的影响，为提升人工林碳汇能力和制定森林可持续经营决策提供科学依据。【方法】基于第九次全国森林资源清查8 520块样地碳储量数据，采用非线性加权回归方法和可变参数模型，研建5种主要人工林乔木层碳储量生长模型，分析年均气温、年均降水量对模型参数的影响，并比较5种人工林乔木层固碳能力的差异。【结果】5种主要人工林乔木层碳储量生长模型的平均预估误差在5%以内，模型自检和独立交叉检验的总体相对误差在3%以内。落叶松林、马尾松林、杉木林、杨树林和桉树林乔木层碳储量年均生长量最大时的林龄分别为24、16、12、6和2年，对应的年均生长量分别为1.50、1.85、2.10、2.96和6.97 t·hm^-2；马尾松、杉木、杨树和桉树人工林乔木层碳储量最大平均生长量分别是落叶松人工林的1.23、1.40、1.97和4.65倍。年均气温每下降1℃，杨树林、马尾松林、桉树林和落叶松林乔木层碳储量年均生长量分别降低7.6%、4.5...     

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。     

竞争和气候及其交互作用对杉木人工林胸径生长的影响

【目的】构建包含竞争指标和气候因子的胸径生长模型,分析竞争和气候及其交互作用对杉木人工林胸径生长的影响,为气候变化背景下模拟抚育间伐、择伐后保留木的生长变化奠定基础,为森林适应性经营中科学合理地对杉木人工林进行间伐、择伐提供依据。【方法】基于江西省赣州市南康区、崇义县和上犹县杉木人工林固定样地数据,采用潜在生长量修正法构建胸径生长模型。利用分位数回归模拟潜在生长量,运用7个环境因子(5个气候因子:调查间隔期的平均温度、最高温度、最低温度、降水量和大于5℃的积温; 2个地形因子:海拔和坡度)反映立地质量对潜在生长量的影响,依据参数显著性和方差膨胀因子确定可作为自变量的环境因子。采用指数函数形式构建修正函数,修正函数的竞争因子包括3个林分密度指标和3个单木竞争指标(2个与距离无关的竞争指标和1个与距离有关的竞争指标),筛选出最优竞争因子后考虑其与5个气候因子间的交互作用对估计精度的影响。通过模型评价,选出估计精度最高的模型添加样地水平随机效应参数,用于分析竞争和气候及其交互作用对杉木人工林胸径生长的影响。使用平均绝对误差(MAE)、平均相对误差绝对值(RMAE)和平均预估误差(MPE)评价模型估计精度。【结果】海拔、调查间隔期的最低温度和降水量对杉木人工林胸径潜在生长量具有显著影响。胸径20 cm时,潜在生长量达到最大值,调查间隔期的最低温度和降水量对潜在生长量最大值呈正向影响,而海拔则呈负向影响。对比各竞争指标构建的胸径生长模型估计精度发现,含与距离无关的竞争指标的生长模型估计精度最高,其次是含与距离有关的竞争指标的生长模型。鉴于气候和竞争的交互作用可提升模型估计精度,对比只在修正函数中考虑竞争因子的模型,考虑交互作用的生长模型MAE降低0.60%～18.69%,MPE降低0.12%～9.72%。竞争因子选用大于对象木的断面积之和,对应的气候因子选用平均温度、最高温度和最低温度进行交互作用的模型估计精度最好,以其作为基础模型并添加样地水平随机效应参数构建最终胸径生长模型,模型估计精度较好,MAE为0.071 1 cm、RMAE为20.37%、MPE为4.90%。基于最终模型发现,除承受竞争压力很小和竞争压力较大的林木外,温度变化可加剧竞争对胸径潜在生长量的修正效应。【结论】分位数回归对胸径潜在生长量的模拟效果较好,气候和竞争的交互作用也可提升模型估计精度,如果建模区域气候变化较大,构建单木生长模型时,建议在模型中考虑气候和竞争的交互作用。     

广西花山喀斯特峰丛洼地风景林林内景观质量

在广西花山喀斯特峰丛洼地内,采集了32个有代表性的风景林林内景观资料,采用SBE法评判景观美景度,运用多元数量化理论Ⅰ模型建立了美景度与15个景观要素之间的关系模型。结果表明:花山风景区喀斯特峰丛洼地风景林林内景观质量在洼地及林缘质量较高,坡地中部、山顶和下部质量一般,存在一定的提升空间;影响林内景观质量的主要因素是林分密度、枯落物、林木排列、林木大小变异、林下层高度和平均树高;美景度值高的林分具有以下一个或几个组合特征,林分密度较小,树体高大,林木大小变异极其明显,林木排列整齐,林下层高度较低且能够覆盖凋落物。研究结果为喀斯特风景林及生态公益林景观质量提升和科学经营提供了建议及理论依据。     

森林生长收获模型发展中存在的问题及相关建议

森林生长收获模型能比较准确地预估森林的生长速度并反映林木各个器官(枝、叶、根、干等)之间生物量的关系, 是掌握林分结构及生长动态变化规律的有效途径, 在林分生长量和收获量预估、生物量与碳储量计算、森林生态系统内部结构分析、森林多功能监测与评价等方面均具有广泛应用。文中简述森林生长收获模型的发展现状, 分析其发展中存在的主要问题, 并针对这些问题提出了发展森林生长收获模型的有关建议, 以期为相关研究提供借鉴与参考。     

湖南省楠木次生林收获表的研制

【目的】利用湖南省森林资源连续清查样地中楠木数据,编制楠木次生林主要收获表,为林分生长收获预估、鉴定经营效果及制定营林措施提供科学依据。【方法】采用主要生长方程对楠木次生林平均胸径、断面积生长规律进行拟合,以计算平均提升系数的方法将现实林分提升至标准林分状态,利用Reineke模型为基础,加入林分类型效应构建湖南楠木次生林自稀疏混合效应模型,对比Reineke模型和自稀疏混合效应模型拟合结果,筛选拟合效果较好的模型来反映林分自稀疏规律。根据林分各调查因子间相互关系,编制出湖南楠木次生林现实收获表、正常收获表。【结果】修正Weibull方程对各指数级林分平均胸径生长规律的拟合效果最好,12、15指数级林分断面生长规律拟合效果最好的分别是修正Weibull方程和Logistic方程,模型χ2检验显示各指数级林分平均胸径、断面积均有χ2χ02.05,加入林分类型效应的自稀疏混合效应模型AIC、BIC值均比基础模型小,残差分布范围较小且相对均匀,相关系数R2由基础模型的0.681提升为0.796,模型拟合效果较好。【结论】生长方程拟合理论值与林木实际生长情况相符,自稀疏混合效应模型可很好地反映林分自稀疏规律,所编制的楠木次生林收获表精度较高,可为科学制定楠木次生林经营方案提供技术支持。     

华北落叶松人工林林分枯损株数随机效应预测模型

【目的】构建能够准确预测华北落叶松林分枯死木的计数模型,探究影响华北落叶松林中林木枯死数量的主要原因,为冬奥会核心区的华北落叶松人工林科学经营与管理提供决策依据。【方法】以张家口市崇礼冬奥核心区45块华北落叶松人工林样地为研究对象,构建华北落叶松林分枯死数量Poisson回归模型、负二项回归模型、零膨胀Poisson回归模型和零膨胀负二项回归模型、Hurdle-Poisson回归模型、Hurdle负二项回归模型,根据AIC值选出最优计数模型。基于最优计数模型,考虑不同随机效应水平和作用在截距和协变量上的随机参数,根据模型收敛情况和AIC值确定最优的随机效应水平和随机参数组合,构建最优林分枯死数量混合效应模型。【结果】林分平均直径、林分优势木平均高、林龄、林分断面积和林分胸径Gini系数为影响林分枯死的林分因子,立地因子对林分枯死的影响并不大。未考虑零膨胀现象时,负二项回归模型拟合效果优于Poisson回归模型;考虑零膨胀现象后,Hurdle-Poisson回归模型拟合效果优于零膨胀Poisson回归模型。最终几种考虑零值过多的计数模型的拟合精度表现为：Hurdle负二项回归模型(HNB...     

北京市主要森林类型蓄积量生物量碳储量模型研建

林分水平的蓄积量、生物量和碳储量模型,是开展森林资源规划设计调查的计量基础。基于北京市2016年森林资源连续清查的1 425个乔木林样地数据,分别利用非线性独立回归估计、误差变量联立方程组和含哑变量的误差变量联立方程组方法,建立了油松林、侧柏林、栎树林、桦木林、榆树林、刺槐林、杨树林、其他硬阔林、其他软阔林、乔木经济林等10种主要森林类型的林分蓄积量、生物量和碳储量模型。结果显示:10种主要森林类型的蓄积量、生物量和碳储量模型的确定系数(R~2)都在0.93以上,总体相对误差(TRE)和平均系统误差(ASE)都在±3%以内且多数趋近于0,平均预估误差(MPE)都在5%以内,平均百分标准误差(MPSE)都在15%以内。结果表明:不同森林类型的蓄积量主要取决于林分断面积和平均高,生物量主要取决于蓄积量和林分平均高;含哑变量的非线性误差变量联立方程组方法,是建立林分水平三储量(森林蓄积量、生物量和碳储量)模型系统的可行方法;所建北京市10种主要森林类型的蓄积量、生物量和碳储量模型,其预估精度达到相关技术规定要求,可以在实践中推广试用;为进一步提高模型的准确度,可采用基于二元模型计算的蓄积量和生物量样地数据对所建模型进行修正。     

基于无人机影像的天山云杉林伐后更新地林分密度估测研究

【目的】林分密度是影响森林生态系统结构和功能的主要因素,是森林资源调查的一项重要指标,对林木生长发育有着十分重要的影响。基于无人机影像,以实现提取不同郁闭度的林分密度,旨在为天然林保护工程实施后山区森林资源更新恢复评价提供技术支撑。【方法】以新疆农业大学实习林场伐后更新的天然林为研究对象,以天山云杉Picea schrenkiana var.tianshanica纯林为主,基于无人机影像,利用面向对象多尺度分割方法提取了低、中、高3种不同郁闭度林分的天山云杉冠幅信息,进而估算林分密度,提出了采用平均冠幅法估测高郁闭度林分冠层遮挡区域林木株数的方法。【结果】采用面向对象方法对新疆农业大学实习林场伐后更新的天山云杉树冠边缘信息提取精度较高,提取的林分密度与实测结果相近。其中低、中郁闭度林分中林分密度提取精度分别为0.9868和0.9333,高郁闭度林分中林分密度提取精度相对较低,为0.7657。【结论】总体来看,该方法用于研究区天山云杉林伐后更新地林分密度估测是可行的,采用树冠平均冠幅法能够快速准确地提取伐后更新造林地的林分密度。     

结合地统计学与Landsat 8影像的乔木林地上碳储量估算

【目的】探究Landsat 8多光谱影像结合地统计学方法估算乔木林地上碳储量的可行性和适用性,为应用Landsat 8多光谱影像结合地统计学方法估算区域森林参数提供参考。【方法】以浙江省内的一景Landsat 8多光谱影像覆盖的范围为研究区,以乔木林地上碳储量为研究对象。通过外业调查获取专项调查数据,并采用生物量转换因子和树种含碳率参数,计算得到乔木林地上碳储量数据。基于Landsat 8多光谱影像和DEM数据,提取植被指数、纹理特征、主成分变换因子、缨帽变换因子和地形因子,采用皮尔森相关系数法和方差膨胀因子法对这些因子进行优选,生成用于建模的自变量集。分别采用稳健估计和协同克里格插值法构建乔木林地上碳储量模型,并对所构建的模型精度进行对比分析。【结果】本实验所提取的因子经皮尔森相关系数法筛选后,得到22个自变量因子,经方差膨胀因子法优选后,共有7个自变量因子(比值植被指数、非线性植被指数、海拔、第2波段的平均值纹理、第4波段的相关性纹理、第7波段的平均值纹理、第7波段的方差纹理)用于建模。协同克里格插值法构建模型的决定系数(R2)为0.45、均方根误差(RMSE)为9.88 t·hm-2、平均绝对偏差(MAE)为7.75 t·hm-2、总预报偏差的相对误差(RE)为0.24%,其拟合精度优于稳健估计法(R2=0.42,RMSE=10.15t·hm-2,MAE=8.03 t·hm-2,RE=0.27%)。本文所采用的皮尔森相关系数法结合方差膨胀因子法可有效地考虑变量间的相关性及共线性问题,可以在一定程度上提高所构建模型的稳定性,所采用的协同克里格插值法考虑了变量的空间分布特征,与传统的统计模型相比具有较好的应用优势。【结论】本研究为应用Landsat 8多光谱影像结合协同克里格插值法快速估算森林碳储量及其他森林参数提供了新的途径。     

基于林分内部状态与邻域环境的油松林稳定性评价

【目的】构建林分内部状态与邻域环境相结合的林分稳定性综合评价方法,为林分经营和可持续管理提供理论依据。【方法】在北京、陕西、甘肃和山西等油松分布较广且具有代表性的区域设置油松林固定样地,使用全站仪对样地内胸高直径大于5 cm的林木进行每木定位,调查林分组成、结构、更新特征和相邻环境类型,采用单位圆法分析林分内部状态特征;基于林分空间结构分析"结构单元"原理,定义邻域环境指数(NEI)。将林分内部状态与邻域环境评价方法整合,提出林分稳定性综合评价方法,并应用该方法评价不同类型油松林的稳定性。【结果】林分内部状态单位圆分析结果表明,甘肃小陇山天然油松林内部状态最好,其次为山西运城中条山天然油松林、陕西铜川玉华宫天然油松林、山西太原东山人工油松林和北京九龙山人工油松林,林分内部状态值(FIS)分别为0.605、0.515、0.479、0.453和0.311;甘肃小陇山天然油松林NEI最高(0.75),其次为陕西铜川玉华宫天然油松林(0.40),山西运城中条山天然油松林和北京九龙山人工油松林NEI均为0.25,山西太原东山人工油松林为负效应(-0.25)。林分稳定性综合评价指数(FCS)天然林高于人工林,其中,甘肃小陇山天然油松林的稳定性最高(0.653),山西太原东山人工油松林的稳定性最差(0.235),其他林分类型的稳定性介于二者之间。【结论】基于林分内部状态与邻域环境的林分稳定性综合评价方法既可表达林分内部状态特征的差异,也可体现邻域环境对林分稳定性的影响,并能够明确反映出天然林林分稳定性高于人工林的一般规律,评价结果更加清晰、直观,为林分稳定性评价提供了一种新思路,对森林可持续经营具有一定指导意义。