基于遥感技术的珠三角6类林分的蒸散比研究(英文)

对珠江三角洲六类主要林分(区域)的蒸散发比进行了研究,6类林分包括桉树林、果树林、针阔混交林、灌木林、针叶、混交林、阔叶混交林。同时对基于Priestley-Taylor扩展模型的物理机制进行分析与推理,发现可以通过MODIS和TM热红外数据计算的地温值来评估较大区域上的蒸散发能力,并结合2008~2009年的晴空数据进行计算分析。结果表明珠三角6类林分(区域)的蒸散发作用相当,桉树林并非耗水量最大的林种。     

Forest Evapotranspiration in Pearl River Delta based on Remote Sensing Technology

对珠江三角洲六类主要林分（区域）的蒸散发比进行了研究,6类林分包括桉树林、果树林、针阔混交林、灌木林、针叶、混交林、阔叶混交林。同时对基于 Priestley-Taylor扩展模型的物理机制进行分析与推理,发现可以通过 MODIS和 TM热红外数据计算的地温值来评估较大区域上的蒸散发能力,并结合2008~2009年的晴空数据进行计算分析。结果表明珠三角6类林分（区域）的蒸散发作用相当,桉树林并非耗水量最大的林种。     

上海地区陆面蒸散发估算的研究

本文介绍了一种计算陆面蒸散发的气候学方法。应用波契特(Bouche)区域蒸散发互补关系概念，建立陆面蒸散发互补关系模型，以上海地区11个气象站的资料输入，计算了各站的年、季、月陆面蒸散发量，并分析了蒸散发量时、空分布特征。     

用主成分法进行林分及相关因子光谱特征研究

以1997年底、1998年初广东省12景美国LANDSAT TM数据为信息源,以地理信息系统(GIS)为平台,马尾松林、杉木林、桉树林、软阔叶林、硬阔叶林、其他阔叶林、针叶混交林、针阔混交林为研究对象,通过主成分分析,探讨TM光谱值及其比值项对林分及其相关因子的解释作用．结果表明,第4主分量均反映与林分蓄积有关的平均树高、平均胸径、龄组、郁闭度等信息,大部分林分的第1、2、3主分量均由波段光谱值及其比值项来反映其信息,其他主分量表示的信息因林分而异．     

遥感蒸散发在无测站资料地区洪水模拟中的应用

利用遥感蒸散发资料和半分布式水文模型,解决传统集总式水文模型在大尺度流域无实测蒸散发资料和下垫面不均匀条件洪水模拟精度不高问题。以三江平原七星河流域为研究区域,利用集合卡尔曼滤波(EnKF)根据参证站(宝清站)实测蒸发数据对七星河流域遥感蒸散发数据作同化处理,将同化后遥感蒸散发数据输入半分布式水文模型中作洪水模拟。结果表明,遥感蒸散发数据可为无地面蒸发测站地区提供有效蒸散发数据,半分布式水文模型分析七星河流域下垫面不均匀特征,可满足洪水预报要求。     

全天候区域地表蒸散发反演——以黑河流域为例

【目的】蒸散发是生物圈、岩石圈、水圈、冰雪圈和大气圈中水分循环和能量传输的重要控制因素。为克服区域尺度方法的主观性和站点尺度方法难以反映气象因子空间异质性的局限,文章以中国境内黑河流域为研究区域,使用2012年6月1日至9月15日的MODIS数据与CLDAS格网气象数据探索区域尺度全天候蒸散发遥感反演。【方法】该文利用逐像元地表温度—植被指数特征空间方法和Penman-Monteith公式分别估算晴空像元和有云像元的地表蒸散发,实现了区域尺度全天候蒸散发遥感反演。在分析研究区CLDAS气象数据的精度基础之上,利用MODIS数据反演的短波辐射来替代CLDAS气象数据中的短波辐射,作为全天候地表蒸散发的输入参数。最后,利用黑河流域4个不同站点实测的地表蒸散发数据对反演值进行验证。【结果】利用MODIS短波辐射代替CLDAS气象数据中的短波辐射,能够显著提高蒸散发的反演精度,4个站点反演值与实测值之间的平均均方根误差为76.3 W/m2。【结论】利用MODIS数据和CLDAS数据可以获得区域尺度的全天候蒸散发。在缺乏短波辐射数据或短波辐射数据精度较低的情况下,利用MODIS数据反演得到的短波辐射作为蒸散发模型的参数输入,能较大地提高蒸散发的反演精度。     

湖南针栎混交林直径分布及演替动向

为揭示湖南省针栎混交林林分结构,了解林分树种更替过程以及指导针栎混交林抚育间伐奠定理论基础,以湖南省5块针栎混交林样地为研究对象,采用偏度和峰度描述栎类林分的直径分布特征,利用正态分布、Weibull分布、Gamma分布以及Logistic分布函数分别对针栎全林分和栎类林分的直径分布进行拟合,同时以林分株数变化动态为依据,分析针栎混交林的演替动向。结果表明:1)5个样地的偏度系数>0,说明栎类直径分布曲线为左偏,林分中中小径阶的栎类林木所占比重较大。除5号样地在2004年的峰度<0外,其余样地的峰度>0,表明栎类直径分布相对比较集中,呈现尖峰态;2)Weibull分布函数和Gamma分布函数更适于拟合针栎全林分和栎类林分的直径分布规律,但在拟合栎类林分的直径分布规律时效果更优;3)针栎混交林分中的栎类比例随着生长时间的延长逐渐增加,而针叶树逐步退化,针栎混交林逐步演替为阔栎混交林。     

基于DEM的区域蒸散发模型改进

为了深入探寻地形对区域蒸散发模型参数的影响程度,简化坡地蒸散发量的估算过程,利用黑河流域气象资料、ASTER数据和DEM数据,建立了平地和坡地瞬时太阳净辐射、气温间的关系,改进了区域蒸散量的估算模型.结果表明:瞬时太阳净辐射和气温受地形的影响较大,改进后的坡地太阳净辐射和气温的估算过程大大简化,区域蒸散发量的模拟精度有所提高.     

桉树林和针阔混交林对土壤理化性质的影响比较

通过比较南亚热带桉树林(第2代和第1代)和针阔混交林(10～11年生和5～7年生)土壤理化指标的差异,探讨了桉树林和针阔混交林对土壤理化性质的影响.结果表明,与桉树1代相比,桉树2代土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和土壤通气性均有不同程度的上升,桉树1代和2代容重与孔隙度间差异不显著,桉树2代有机质、全氮、全磷、全钾和水解氮均有不同程度下降,而土壤pH值、有效磷和速效钾升高.桉树土壤容重、自然含水量、总孔隙度、毛管孔隙度均低于针阔混交林,表明桉树林土壤中有效水的贮存量变小,而土壤非毛管空隙度和土壤通气性高于针阔混交林,表明桉树林接纳降水和减少地表径流能力优于中幼龄针阔混交林.桉树土壤有机质、全氮、全磷和水解氮含量均低于针阔混交林,对土壤有机质消耗量高于针阔混交林.相关性分析表明,土壤有机质与全氮、水解氮和有效磷呈极显著和显著正相关,有机质与全氮和水解氮相关性最高,表明有机质对全氮和水解氮含量具有重要影响.采用主成分分析法进行综合评价可知,土壤肥力表现为针阔林Ⅰ＞针阔林Ⅲ＞桉树林Ⅱ＞桉树林Ⅳ.     

福建柏与马尾松混交造林模式的环境效应与生长分析

在杉木(Cunninghamia lanceolata)采伐迹地分别营造福建柏(Fokienia hodginsii)、马尾松(Pinus massoniana)混交林、纯林,经过13 a经营管理,对不同林分的生长量、生物量、土壤理化性质等进行分析对比.结果显示,福建柏与马尾松混交能提高林分蓄积量、生物量、土壤肥力.13年生混交林的林分蓄积量,比福建柏、马尾松纯林分别提高14.01％和39.19％,林分总生物量分别提高14.20 t· hm-2和33.57 t· hm-2;混交林土壤理化性状比纯林均有不同程度的改善,土壤肥力有所提高.     

海南琼中3种森林枯落物的现存量及持水特性研究

[目的]进行琼中地区3种森林类型（桉树人工林、橡胶林、天然次生林）林下枯落物现存量及持水量特征研究。[方法]以研究区内3种主要森林类型林下枯落物作为调查研究对象,进行林下枯落物采集及现存量计算和枯落物持水量及吸水速率的测定。[结果]结果表明,林下枯落物现存量大小为天然次生林（7．70t／hm^2）〉橡胶林（3．25t/hm^2）〉桉树人工林（2．39t/hm^2）。未分解层最大持水率为桉树人工林（226．8％）〉天然次生林（220．6％）〉橡胶林（183．5％）;半分解层最大持水率顺序为桉树人工林（221．4％）,橡胶林（160．8％）和天然次生林（144．8％）。[结论]天然次生林枯落物层与人工林相比具有更为重要的水文生态意义。     

桂东典型针阔林分凋落物及土壤持水特征

Comparison of water holding capacity of litter layer and soil layer of different forest types Taking Chinese fir pure forest, eucalyptus pure forest, masson pine pure forest, mixed forest of Chinese fir and Phoebe crenata as the research object, the water holding capacity of soil layer and litter layer of four forest types was compared and analyzed by fixed sample monitoring, ring knife sampling and soaking method. The results showed that the water holding capacity of soil layer and litter layer of the four stand types were different; The mixed forest of Cunninghamia lanceolata and Phoebe fortunei in the litter layer has the highest natural water content and the maximum storage capacity, which are 65.86% and 2.62 t/hm2 respectively; The eucalyptus pure forest and the Chinese fir pure forest have the maximum water capacity and the effective storage capacity, which are 4.77 t/hm2 and 2.01 t/hm2 respectively. In terms of total porosity index, the highest total porosity of pure Chinese fir forest is 35.85%, and the soil water holding capacity is the best. The soil layer storage capacity of all forest types accounts for more than 85%, and the effective storage capacity and comprehensive water capacity of pure Chinese fir forest are the largest, with the comprehensive water capacity of 49.56t/hm2,The results showed that the soil layer of typical coniferous and broad-leaved forest in eastern Guangxi is the main body of water conservation, and the litter layer plays an important auxiliary role in improving the water regulation function of soil.     

岷江杂谷脑流域典型天然林和人工林林地水文效应研究

通过野外测定和室内实验分析,研究了岷江杂谷脑流域4种典型天然林和3种人工林地被物和土壤持水特征。结果表明：不同森林植被类型地被物最大持水量存在显著性差异,表现为天然针叶林>天然针阔混交林>中高郁闭度人工针叶林>天然落叶阔叶林>天然常绿/落叶阔叶林>人工天然针阔混交林>低郁闭度人工针叶林;不同森林植被类型0～20 cm土壤饱和持水量差异显著,表现为天然针叶林>天然针阔混交林>人工天然针阔混交林>中高郁闭度人工针叶林>低郁闭度人工针叶林>天然常绿/落叶阔叶林>天然落叶阔叶林;所有森林植被类型土壤水源涵养能力远大于地被物层。人工林与天然林相比,天然林地被物自然含水率和最大持水率分别约为人工林的1.26、1.24倍。在3种人工林中,低郁闭度人工针叶林除自然含水率外,其余地被物水文指标均低于其他2种人工林;中高郁闭度人工针叶林地被物自然含水率、最大持水量和有效拦蓄量最高;人工天然针阔混交林0～20 cm土壤饱和持水量和非毛管持水量最高。鉴于土壤层是区域水源涵养主体,在人工造林时应采取以针叶树种为主,阔叶树种为辅的混交方式,有利于改善林分结构,提高人工林林下植物的多度和丰富度以及地被物和土壤拦蓄降水的能力。     

贡嘎山亚高山森林带蒸散特征模拟研究

蒸散是森林水文循环中最重要的水分输出机制 ,是决定森林水文效应的关键因素 .然而寻求较高精度的蒸散模拟手段 ,尤其是在地形复杂的山区 ,一直是困扰森林水文学家的难点之一 .该文通过对贡嘎山林区的蒸发实验观测 ,利用修正的Penman Monteith公式对地面和冷杉林蒸散进行模拟 ,并与水面实际观测资料进行对比 .结果显示 :控制该区蒸散的主导因子是太阳有效辐射、大气温度和植被类型 ;对三种地表类型 (裸地、灌草、森林 )蒸散模拟的年内变化过程与水面蒸发的实际观测值趋势一致 .利用修正的Penman Monteith公式对贡嘎山森林带蒸散的模拟结果显示 :非生长季节期间 ,森林蒸散低于非森林地面蒸散 ;而在生长季节 ,森林带蒸散要高于非林地的蒸散 ,其变化差异在 - 2 5 %～ 2 5 %之间 ,这些结果完全符合森林的蒸散特征 .因此 ,在对亚高山森林地区的水文过程以及水量平衡进行计算时 ,修正的Penman monteith公式是有效的分析评价工具之一 .     

5种主要森林类型涵养水源能力比较研究

从林冠层、凋落物层及土壤层3个生态作用层次对三峡库区莲峡河小流域5种主要森林类型的涵养水源功能进行了定量研究 结果表明: 林内透雨量、树干径流量与降雨量、降雨强度呈二元线性关系; 林冠截留量与降雨量呈幂函数关系 林冠截留率为16 34%~27 43%, 平均为22 15%, 依次为针阔混交林>马尾松林>针叶混交林>柏木林; 凋落物储量为10 52~21 90t·hm-2, 平均为17 61t·hm-2, 依次为针阔混交林>马尾松林>柏木林>针叶混交林>灌木林; 凋落物最大持水量为2 66~4 19mm, 平均为3 48mm, 依次为柏木林>针叶混交林>针阔混交林>马尾松林>灌木林; 土壤层非毛管蓄水量为34 68~ 44 16 mm, 平均为40 35mm,依次为柏木林>针阔混交林>针叶混交林>马尾松林>灌木林; 各种森林生态系统能够截留的降雨量总量为377 6~494 6t·hm-2, 平均为446 56t·hm-2, 柏木林的涵养水源功能最好, 针阔混交林、针叶混交林、马尾松林次之, 灌木林最小     

基于Rapideye影像的林木地上生物量估测

以石台县为研究地,结合Rapideye高分遥感影像和不同森林类型样地林木地上生物量调查数据,采用Pearson双变量相关分析方法筛选模型变量,分别用多元线性回归和随机森林算法建立不同森林类型的遥感地上生物量估测模型,并进行模型估测精度对比分析。结果表明,叶绿素红边模型(CRM)与叶绿素绿波模型(CGM)2个指数与针叶林、阔叶林生物量在0.01水平上的相关性极显著,且在其多元线性回归模型和随机森林模型中两者均被挑选为建模变量。另外,与生物量相关性较强的纹理特征主要集中的红光波段和红边波段,且仅MEAN、VAR、SM3个滤波对生物量估测贡献较大,可作为建模变量。阔叶林、针叶林和针阔混交林3种森林类型的地上生物量模型估测精度均表现为随机森林模型优于多元线性回归模型。随机森林模型生物估测绝对均方误差在12.8760~36.5363之间,相对均方误差在20.20%~45.95%之间;多元线性回归生物量估测绝对均方误差在22.0425~46.4494之间,相对均方误差在34.58%~58.42%之间。     

利用LiDAR离散点云估测针叶林叶面积指数

通过对小光斑激光雷达离散点云数据进行处理,提取了6个变量参数分别用于估测针叶林叶面积指数,为了提高模型估测精度及弥补单变量模型的不足,在单变量模型的基础上尝试多变量组合共同用于估测森林叶面积指数,经过对比得出单变量模型中OGF模型最好,拟合相关性R=0.897,预测精度p=0.959;多变量预测模型结果差异不大,拟合相关性均＞0.905,估测精度均＞0.957。同时为了验证模型的推广性,对点云数据进行随机稀释操作获得4种不同密度的点云数据,分别用于验证点云密度对OGF模型及OGF与LPI组合模型的影响,结果表明点云密度对模型结果的影响不大,即使在0.125倍点云密度时模型仍能较好的估测针叶林叶面积指数,满足生产需要。     

Sentinel-2A多特征变量反演针叶林地上生物量能力评估

  目的  森林生物量是衡量森林碳储量的关键因子,准确估算生物量对掌握森林现状和森林资源合理利用具有重要意义。欧空局发射Sentinel-2A数据因其丰富的光谱信息和较高的空间分辨率为生物量的反演和监测提供了新的机会。本文旨在评估基于Sentinel-2A的各类特征变量反演针叶林地上生物量的能力以及完成区域尺度的针叶林地上生物量定量估测。  方法  试验以内蒙古赤峰市喀喇沁旗旺业甸林场针叶林为研究对象,以Sentinel-2A为主要数据源,提取了10个波段反射率、20个植被指数和5个生物物理参数共3种类型变量,分别建立基于光谱反射率、植被指数、生物物理参数,以及融合3类变量的多元逐步回归生物量估算模型,同时每组均加入高程因子分析地形对估算精度的影响。  结果  （1）基于多种类型参数建立的模型估算效果最好,模型决定系数达到0.765,均方根误差为39.49 t/hm2;（2）在3组单类型变量模型中,基于植被指数的预测结果最好,说明相比于波段反射率和生物物理参数,植被指数对针叶林地上生物量的估算贡献更大;（3）无论基于何种类型参数建模,高程信息的加入都会提高针叶林地上生物量的估算精度。  结论  基于Sentinel-2A植被指数与地形特征的针叶林地上生物量反演模型较好,可用于区域生物量估算。该研究对区域性森林资源监测的实际应用具有指导意义。      

贡嘎山暗针叶林生态系统林冠截留特征研究

林冠截留能力是反映森林与水关系的一个重要指标.该研究充分考虑林冠结构特征与降雨特性,采用机械布样与林分叶面积指数相结合方法,观测了贡嘎山不同演替阶段的暗针叶林群落林内降雨.结果表明,林内降雨量与林外降雨量线性相关,其回归系数可用来估计林冠蓄水蒸发系数,而截距可以用来估计林冠蓄水容量;林冠截留量与林外降雨量呈幂函数关系.在原有预测季节或生长季林冠截留模型基础上,引入单场降雨平均强度,用叶面积指数修正林冠透水系数,建立新的林冠截留概念模型,能够较好地预测长江上游暗针叶林生态系统单场降雨的林冠截留特征.