基于径向基网络模型的森林生物量估测

以高黎贡山自然保护区常绿阔叶林为研究对象,选取2006年印度卫星(IRS)数据,包括4个波段数据,并提取6种植被指数,利用DEM提取海拔、坡度、坡向值共13个因子作为模型输入变量,样地生物量为输出变量,利用径向基GRNN模型建立森林生物量估测模型.以降低拟合及预报误差为训练目标,不断调整模型参数(Sp),当Sp为115时,模型最佳.     

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%。     

森林生物量与遥感信息的相关性

利用遥感数据研究森林的生物量,建立遥感信息模型,首先要分析各波段与生物量的相关性.通过建立甘肃省小陇山党川林场中幼林典型样地,并伐树称量,建立模型计算出样地的生物量.对试验区的TM影像进行校正,对应每块样地中心点的GPS测量坐标,获取了样地像元各波段的灰度值,并计算各种植被指数.利用MATLAB软件计算了样地生物量与遥感影像各波段的灰度值、各种植被指数的相关系数.在P<0.05水平上,生物量与TM1、TM2、TM3、TM6成显著的负相关.与归一化植被指数、比值植被指数和绿度成显著的正相关.建立遥感生物量模型应用这些呈显著正、负相关的波段和派生数据.采用逐步回归的方法建立了生物量与植被指数的统计方程,以及生物量与遥感TM影像的各波段灰度值、植被指数的统计方程.但在P<0.05水平上,只有NDVI、RVI两个因子复相关系数不高.     

天山西部云杉林生物量与遥感地学数据相关性分析

[目的]探讨生物量与遥感地学数据之间的相关性为森林植被生物量遥感动态监测研究奠定基础.[方法]以新疆天山云杉林幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林的生物量及其对应环境星数据与其派生数据、气象数据、地形数据之间的相关性进行分析.[结果]分龄级比不分龄级的条件下,生物量与各因子团的相关性都有所提高,尤其是幼龄林、近熟林、成熟林和过熟林体现的较明显.[结论]林分生物量与水热因子中的平均气温、最高气温、最低气温、降水等因子有较高相关性;与地形因子中海拔、坡度具有较高相关性,与遥感因子中B3在0.05的水平上显著,而与其它因子在这个水平上相关不显著.在水热因子中,幼龄林、近熟林生物量与平均气温、最高气温、最低气温有较高相关性,成熟林、过熟林生物量与水热因子中的平均气温有较高相关性;在遥感因子中,幼龄林生物量与遥感因子中B2有较高相关性,中龄林生物量与DVI、EVI有较高相关性,其他龄级生物量与NDVI、RVI有较高相关性;在地形因子中,幼龄林和近熟林生物量与地形因子中的海拔具较高相关性,成熟林和过熟林生物量与地形因子中DEM分级具有较高相关性,中龄林与地形因子相关性不高;在森林特征因子中,过熟林生物量与年龄有较高的相关性,其他龄级相关性不高.     

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。      

杉木人工林平均树高遥感反演模型研究

以湖南攸县黄丰桥国有林场杉木人工林为研究对象,以高分辨率SPOT5影像及1∶10 000地形图为数据源,提取海拔、坡度、坡向、郁闭度,B1(反射率)、B2(反射率)、B3(反射率)、B4(反射率),B1/B4、B2/B4、B3/B1,EVI、NDVI、RVI等14个因子,运用主成分分析法以及岭迹估计法剔除与平均树高相关性小的变量因子,确定影响平均树高估测的主要因子为:B2(反射率)、B4(反射率)、坡向、郁闭度、NDVI。基于最小二乘法建立遥感反演关系模型,用实地调查数据进行模型检验,平均树高估测回归模型的相关系数、决定系数、调整相关系数以及标准估计的误差分别为0.891 0、0.793 0、0.774 0、0.842 2,树高估测模型达到较好的拟合效果,得到杉木人工林的平均树高模型。     

基于遥感信息模型的香格里拉森林生物量估算

森林生物量是陆地生态系统碳循环过程中最主要的参数,森林生物量准确估算是进行森林碳循环和碳储量及变化分析的基础。以香格里拉这一特殊区域为研究区,以野外调查样方数据为基础,利用植被指数、降水、积温、太阳总辐射量、海拔等多个因子,组合成遥感综合因子层、地理综合因子层与水、光、热一同构成变量,建立了研究区丽江云杉Picea likiangensis-长苞冷杉Abies georgei林,川滇高山栎Quercus aquifolioides林,云南松Pinus yunnanensis林,高山松Pinus densata林等4个建群种森林生物量遥感估算模型,并进行了检验。据此模型开展其生物量估算研究,结果表明:研究区4种森林总生物量为1.14亿 t,其中云冷杉林、栎类林、云南松林、高山松林4种森林的生物量分别是0.715亿t,0.14亿t,0.09亿t和0.20亿t;4种森林总的生物量分布在海拔、坡度上都具有明显的规律,在坡向上无明显分布规律。图1表7参10     

秦岭太白山高山灌丛的生物量及其营养元素含量

选取１２个样方,调查了高山灌丛生物量和营养元素含量随海拔、坡向和坡度的变化状况。头花杜鹃、高山柳和草本植物分别在海拔３５００ｍ、３６１０ｍ和３６２０ｍ达到其生物量的最大值;高山植物的根／茎比随海拔升高而增大;西坡高山灌丛的生物量大于南坡;坡度对高山灌丛生物量在各器官中的分配影响较大;海拔高度、坡向和坡度对高山植物营养元素含量的影响不明显。     

影响红皮云杉人工林生物量主导因子的分析

在对黑龙江省绥棱林区不同年龄、不同密度及立地因子调查的基础上分别以红皮云杉平均单株生物量、乔木是生物量和乔木层净第一性生产力为基准变量，选取与之相关性强的年龄、密度、郁闭度、海拔、坡度、坡向、土壤Ａ层厚度、土壤有机质含量为说明变量．用数量化模型Ⅰ分析．获得得分表及相关系数表、并同时考虑８个因子的得分范围进行排序．得出影响生物量的主导因子是年龄和郁闭度．而影响净第一性生产力的是密度和年龄。将得分表中得分值最大的类目取出．获得最佳因子组合。     

基于DEM的土地利用分布与地形因子关系研究——以山西省垣曲县为例

以山西省垣曲县为研究区,基于研究区土地利用现状和DEM数据,利用ArcGIS 10.3对研究区高程、坡度、坡向等地形因子进行提取,将地形特征与土地利用现状叠置分析,得到该地区不同高程、坡度、坡向上的土地类型分布情况.结果表明,土地利用的空间分布与地形因子具有显著相关性.在低海拔、小坡度的无坡向和阳坡地区,土地利用类型多受到人类活动的影响,耕地、园地、居民点及工矿用地多分布于这一地区;高海拔、大坡度的地形对林地、草地的变化影响较大;水域多分布于低海拔、地势平缓地区,受坡向影响不大.     

云南糯扎渡自然保护区植被沿坡度空间分异研究

为了探索糯扎渡自然保护区植被沿坡度的空间分布规律和植被分布、坡度的相关关系,基于数字地形图,使用ArcView和ERDAS软件制作了数字高程模型;基于数字高程模型,使用ArcMap软件提取了植被类型沿平坡、缓坡、斜坡、陡坡、急坡和险坡6个坡度级的分布图层和植被类型按13个海拔带沿6个坡度级分布的图层,并结合植被图制作了植被类型按6个坡度级分布的三维立体植被图。并且,用EXCEL软件统计了9个自然植被类型沿6个坡度级的分布面积和按13个海拔带沿6个坡度级的分布面积,用SPSS统计分析软件计算了坡度与植被分布的相关关系。结果表明:9个自然植被类型在6个坡度级均有分布;6个坡度级中除Ⅰ坡度级优势类型是水域外,其他坡度级的优势植被类型均是季风常绿阔叶林;坡度对季节雨林和暖温性针叶林的分布影响较大,对山地雨林、落叶季雨林和河谷稀树灌木草丛的分布有一定影响,对季风常绿阔叶林和暖热性稀树灌木草丛的分布影响较小,对暖热性针叶林和热性竹林的分布无影响。最后,确定了9个自然植被类型的适生坡度级。     

小兴安岭3种原始红松林的土壤有机碳研究

为阐明小兴安岭3 种原始红松林土壤有机碳变化特征及其影响机制,以沿海拔梯度分布的云冷杉红松林、椴 树红松林和蒙古栎红松林为研究对象,采样分析了土壤总有机碳、易氧化碳、微生物生物量碳含量及土壤理化性 质。结果表明:3 种原始红松林土壤总有机碳、易氧化碳、微生物生物量碳含量均随土层加深而递减;蒙古栎红松林 土壤总有机碳与易氧化碳含量最高,椴树红松林次之(仅10 ~20 cm 土层土壤总有机碳低于云冷杉红松林,但差异 不显著),云冷杉红松林最低,这种趋势(蒙古栎红松林 椴树红松林 云冷杉红松林)同海拔梯度变化一致。不同 林型土壤微生物生物量碳含量的差异在不同土壤层次有所不同,但差异均不显著;2 种活性碳、总有机碳与土壤全 氮、C蛐N 之间为显著(P 0.05)或极显著(P 0.01)正相关,与土壤密度呈极显著负相关(P 0.01)。综上,3 种原 始红松林土壤有机碳含量的差异是森林类型、海拔、土壤环境等因素综合作用的结果。      

大兴安岭过火区不同森林生态系统碳储量的变化

以1987年"5.6"森林大火过火区6种不同森林生态系统类型为研究对象,采用标准木法和收获法,分析不同生态系统在火干扰27 a后的植被碳储量。结果表明:不同森林生态系统类型的植被碳储量存在差异,相同森林群落类型中不同组分的植被碳储量差异也较大,其中乔木层和凋落物层是森林植被碳储量的主要贡献者;6种不同森林生态系统在火烧干扰27 a后的植被碳储量为23.17~54.06 t/hm^2,碳储量由大到小的顺序为兴安落叶松人工林、樟子松次生林、兴安落叶松次生林、樟子松人工林、白桦次生林(沟谷)、白桦次生林(坡中);植被碳储量恢复度从大到小的依次为兴安落叶松人工林、白桦次生林(沟谷)、白桦次生林(坡中)、兴安落叶松次生林、樟子松次生林、樟子松人工林,分别恢复到同林型成熟林分的49%、43%、36%、35%、33%和25%;兴安落叶松人工林碳储量最高,恢复效果最好。不同森林生态系统类型碳储量与其对应的成熟林碳储量的巨大差异,说明随着森林生态系统的恢复将继续积累大量生物量碳,具有潜在碳汇效应。     

喀斯特峰丛洼地土壤剖面微生物特性对植被和坡位的响应

选取广西环江县喀斯特峰丛洼地:草丛(T)、灌丛(S)、原生林(PF)(中坡位)不同植被类型,原生林上、中、下不同坡位,按土壤发生层采集淋溶层(A层,0-10 cm)、过渡层(AB层,20-30 cm,草丛和灌丛;30-50 cm,原生林)、淀积层(B层,70-100cm)样品,研究土壤微生物量碳、氮(Soil microbial biomass carbon (SMBC)、soil microbial biomass nitrogen (SMBN))、微生物碳熵、氮熵(ratio of SMBC to soil organic carbon (qMBC)、ratio of SMBN to soil total nitrogen (qMBN))、土壤基础呼吸(soil basic respiration (SBR))以及代谢熵(microbial metabolic quotient(qCO2))的剖面分异特征及其影响因素.结果表明,植被、土层深度显著影响土壤微生物量及基础呼吸,随植被恢复,SMBC、SMBN、SBR由草丛、灌丛、原生林依次上升,并随土壤发生层位的加深逐渐减少,qCO2在3种植被类型间差异显著:T＞PF＞S;原生林A层SMBC,SMBN在各坡位间均显著高于AB层、B层,SBR在A层由下坡位至上坡位递减,而在AB和B层的上、下坡位间无显著差异,qCO2坡位间无显著差异(P＞0.05);SMBC与SMBN之间存在显著正相关(r=0.825,P＜0.01,n=45),且SMBC、SMBN、SBR分别与有机碳、全氮、碱解氮均呈显著正相关.因此,随植被恢复,土壤质量明显改善,且坡位对A层土壤的影响较AB层和B层更显著,对于维持土壤微生物调节的土壤养分循环功能,调控土壤氮素营养与土壤有机质同等重要,这为合理制订喀斯特生态恢复措施提供了理论依据.     

新疆天山西部云杉生长量变化及其影响因子分析

【目的】计算新疆天山西部云杉生长量,对云杉生长量影响因子进行相关性分析,为监测云杉生长和研究天山森林生态系统提供参考。【方法】根据1996年天山西部8个林场218个样地5682株云杉的实地测量值推算出天山西部云杉的材积经验式和一元材积表;利用GIS和SPSS软件对利用遥感手段提取的生长量影响因子进行相关性分析。【结果】1996~2006年,天山云杉定期生长量为20.487482m3,1996~2006年定期平均生长量为2.048748m3。生长量影响因子相关性分析表明灰度值中的红光波段、近红外波段、绿光波段与云杉生长量显著相关,其次是海拔、NDVI和坡向,相关性最弱的为蓝光波段、短波红外波段和坡度。【结论】在今后的工作中,可根据影响天山云杉生长量的主导因子,并结合GIS手段动态监测云杉生长状况,从而更好地进行天山云杉的研究保护工作。     

毛竹林下植物沿海拔梯度分布的DCCA研究

采用梯度格局法研究毛竹林下植物沿海拔梯度的分布与环境因子之间的关系,对毛竹林下植物的分布和各环境因子进行去趋势典范对应分析(DCCA)。结果表明,灌木层、层间层、草本层的DCCA排序axes1效果和总体效果均为显著,其DCCA前2个排序轴特征值分别占总特征值的65.1%、65.6%、62.6%,排序效果良好;结合环境因子间的相关关系和DCCA排序结果,海拔对毛竹林下植物分布起决定性作用,其次是坡向,而坡度和坡位与林下植物的分布规律间的关系不明显。     

基于TM遥感影像丰宁县森林地上生物量估测研究

利用TM遥感数据以及同期获得的野外调查样地数据,研究了河北省丰宁满族自治县森林地上生物量的遥感估测技术。提取TM遥感影像6个波段反射率及DVI、NDVI、PVI、RVI、VI3、SLAVI和SAVI 7个植被指数,分析了森林样地地上生物量与各个因子间的关系,得出相关系数较小（均小于0.400）;因此采用Stepwise逐步回归法,建立了多元回归模型。结果表明,ρ2、ρ3、ρ4、ρ54波段反射率和有效叶面积植被指数（SLAVI）结合建立的多元回归模型,可用于森林生物量的遥感估测,估测的R2值达0.730,留一交叉验证均方根误差RMSE最小,达33.712。利用2008年的全覆盖TM影像,结合丰宁遥感分类图像,获得了丰宁县2008年森林地上生物量分布图,森林植被总生物量为1.805×107t。     

林地清理方式对杉木马尾松混交林幼林生产力的影响

通过野外调查分析了炼山和劈条带两种林地清理方式对杉木马尾松混交林生产力的影响。结果表明,劈条带处理不同坡位杉木马尾松混交林林下植被总生物量、灌木层生物量及草本层生物量均高于炼山处理;炼山处理杉木马尾松混交林同一坡位杉木和马尾松林分生长及杉木和马尾松地上部分总生物量及单株干、枝和叶等器官生物量均优于劈条带处理;同一林地清理方式不同坡位杉木马尾松混交林中杉木和马尾松生长及干、枝叶生物量均表现为:下坡>中坡>上坡。劈条带处理有利于提高杉木马尾松混交林幼龄期林分生产力,但炼山处理有利于提高杉木马尾松混交林幼龄期林木生长量。