中国桉树人工林生物量估算系数及影响要素

【目的】分析中国桉树人工林生物量3个估算系数与林分结构特征、气候因子及地形因子的关系,确定生物量估算系数的主要影响因素,以期为区域尺度准确估算桉树人工林生物量提供科学依据。【方法】收集、整理、筛选中国桉树人工林的相关文献数据,分析桉树人工林生物量3个常见估算系数(生物量转换与扩展系数BCEF、生物量扩展系数BEF和根茎比R)与林分结构特征(林龄、平均胸径、平均树高、林分密度、林分蓄积量)、气候因子(年均气温、年均降水量)和地形因子(海拔)间的关系。【结果】桉树人工林BCEF、BEF和R的平均值分别为0. 658 Mg·m~(-3)、1. 251和0. 190,其对应范围值分别为0. 46～0. 76 Mg·m~(-3)、1. 05～1. 35和0. 04～0. 36; BCEF随平均胸径(r~2=0. 306)增大而先减后增,随平均树高(r~2=0. 366)和林分密度(r~2=0. 430)及林分蓄积量(r~2=0. 405)增大均呈逐渐减小并渐趋稳定的趋势; BEF随林龄(r~2=0. 765)和平均树高(r~2=0. 734)及林分蓄积量(r~2=0. 578)增大均呈逐渐减小并渐趋稳定的趋势,随平均胸径(r~2=0. 644)增大呈先减后增的趋势; R随林龄(r~2=0. 665)、平均树高(r~2=0. 338)、林分密度(r~2=0. 275)和林分蓄积量(r~2=0. 403)增大均呈逐渐减小并渐趋稳定的趋势; BCEF随年均气温(r~2=0. 193)和降水量(r~2=0. 200)增大均呈先减后增的趋势,遵循二次多项式关系; BEF和R随年均气温和降水量的变化未表现出明显的函数关系; 3个生物量估算系数均随海拔升高表现出增大趋势,关系式的拟合精度分别为0. 455、0. 501和0. 314。【结论】林分密度与BCEF的拟合优度较高,林龄与BEF和R的拟合优度较高,林分密度和林龄是生物量估算系数的主要影响因素。地形因子对3个生物量估算系数的影响仅次于林分密度和林龄。气候因子仅对BCEF产生一定影响。在估算区域桉树人工林生物量时应考虑林分结构特征及地形因子引起的生物量估算系数差异。     

基于蓄积的森林生物量估算方法的对比分析

正森林生物量是指一个森林群落在一定时间内积累的有机质总量,是森林生态系统重要的特征数据,因此世界各国越来越重视对森林生物量的监测与研究[1-3],建立的生物量模型众多[4-6]。大尺度森林生物量监测,是以省、流域、国家乃至全球为对象,在估算方法一致的前提下,对多个时间点的森林生物     

闽南湿地松生物量估算模型研究

应用分层切割法测定湿地松人工林地上部分各器官的生物量。分析湿地松各器官生物量与胸径、树高等各因子的相关关系，建立湿地松生物量估测模型。通过对估测模型的比较，选出精度较高的数学模型，对闽南湿地松生物量的估测具一定参考意义。     

桉树壳菜果混交林生长量及生物量分析

对桉树纯林、桉树壳菜果混交林和壳菜果纯林的生长量和生物量进行分析。结果显示,混交林中桉树的树高、胸径、材积、冠幅、枝下高显著高于纯林,相比纯林中桉树分别提高7.06%、8.68%、26.68%、27.90%和11.51%,说明混交林可以在下层壳菜果生长良好的基础上,促进上层桉树生长,并维持较高的枝下高和较小的相对冠长;混交林桉树的树干生物量、树枝生物量和单株总生物量显著大于纯林,各器官生物量占比与纯林较为接近,但表现出树干生物量占比上升,枝、皮、叶占比下降的趋势。     

桉树生理特征与生物量的研究

本文论述了粤西地区8种主要按树:柠檬桉:(E.citriodora)、班皮桉(E.maculata)、刚果12号桉(E.12ABL)、窿缘桉(E.exserta)、雷林1号桉(E.Leizhou No.1)、尾叶桉(E.urophylla)、赤桉(E.camaldulensis)和细叶桉(E.tereticornis)等五年生人工林的光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、叶面积指数和生物量的关系。研究结果说明所有树种7月时的光合速率最高,而赤桉在8种桉树中光合速率最高;桉树是高蒸腾速率的树种,如12月白天消耗水分639克/小时/平方米叶面,3月份的水分利用效率最高,为11.31mgCO_2/g.H_2O,消耗同样水分,3月比12月多生成7倍的干物质。地上部分的生物量尾叶桉最大;为16.8kg/m~2,且蓄积量最大,为5.7475m~3/亩;叶面积指数尾叶桉最大,为5.72;8个树种的平均含水率树干是47.9%,枝桠51.1%,叶子52.4%。     

广西石山灌木生物量估算模型的建立

根据广西全区森林资源分布特点,在桂林、百色、柳州、河池等7市的22个县设置2m×2m的石山灌木样方62个,调查灌木优势种名、株数、平均高、平均地径和平均盖度,采用全部收获法分别获取枝、干、叶、根鲜重。选择地径和高2个因子与各器官生物量拟合,分别建立生物量模型,认为用该模型估算不同地区石山灌木生物量是科学、可行的。     

基于CASA模型的人工植被生物量的估算及特征分析

利用改进的CASA模型,结合Landsat TM遥感影像及气象数据,估算榆林飞播林2010年7月的植被净初级生产力。通过实测植被生物量,验证CASA模型在研究区的估算结果。结果表明:CASA模型适用于榆林飞播林植被净初级生产力估算;CASA模型估算的不同地区NPP区别明显,榆林市横山县与榆阳区交界处的植被NPP值最高,其值介233.21～414.15gC/m2之间;榆林飞播林生态系统属于较低生产力的生态系统;沙柳的NPP水平最高,以柠条+沙柳+沙蒿为播种模式的人工林地生物量最高;除沙柳、花棒和沙蒿外,其他飞播植物生物量与含水量无明显的相关性;不同飞播年代的同种植被生物量与含水量、土壤养分以及气候等因素之间具有密切的相关性。     

川西亚高山针叶林生物量遥感估算模型研究

利用野外实测68个样地的森林生物量数据、TM影像的单波段数据、植被指数数据以及地形数据在内的18个自变量建立了川西亚高山针叶林生物量的回归估算模型。研究表明:在建立的一元线性回归、一元非线性回归和多元线性回归生物量模型中,以多元线性回归模型在森林生物量估算中有较好的精度。     

内蒙古杭锦旗杨柴生物量估算模型研究

选择内蒙古鄂尔多斯市杭锦旗常见的沙地植物杨柴进行生物量及其相关因子研究,构建植株个体的生物量估测模型,并从中筛选出与生物量相关性最显著、拟合度最好的生物量估测模型。结果表明,杨柴的最优生物量回归方程为三次函数方程,判定系数R2的范围为0.311~0.762,SEE值范围在0.187~0.84,F检验达到显著性水平。杨柴以DH为自变量的模型最优,模型为y=-0.236+0.017x+1.50E-06x^3(R^2=0.762,p<0.01)。由于灌木的生长状况具有空间异质性,在其他研究区使用该模型时需要进行精度的检验和校正。     

临安杉木生物量估算模型及其通用性研究

采用多种生物量测算模型对临安区杉木Cunninghamia lanceolata的幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林的单木各器官和全株杉木的生物量进行估算,从而得到多个生物量估算模型和通用性最佳的模型。拟合结果表明,24种生物量模型均能较好的模拟杉木单木生物量,其中以幂函数模型的拟合效果最好,指数函数模型次之,最后是多项式模型;杉木生物量的最优模型是基于幂函数的5个分器官的模型和1个全株模型。研究结果表明,在通用性方面,杉木幼龄林生物量模型效果不佳,近熟林和成熟林模型效果次之,中龄林效果最好,可用于大范围不同龄组杉木生物量的估算。     

桉树相容性可加性立木生物量模型系统研建

桉树是我国南方重要的速生树种,在保障国家木材安全和增强森林碳汇能力方面发挥着重要作用,但目前尚无可靠的立木生物量模型。从我国桉树林的主要分布区广西分别采集了183株和124株代表性样木的地上生物量(含干、皮、枝、叶各个分量)和地下生物量数据,采用最新的综合哑变量方法和误差变量联立方程组方法的联合估计技术,建立了相容性可加性一元和二元立木生物量模型系统。结果表明,地上、地下生物量模型的确定系数R²均在0.95以上,平均预估误差MPE分别在3%和6%以下。通过对3组已发表的桉树地上、地下生物量模型的估计结果进行对比分析,发现仅1组模型能达到相关技术规程的精度要求,另外2组模型的估计结果明显有偏差,其中偏差最大的地下生物量模型其相对误差甚至超出了100%。此次研建的桉树相容性可加性立木生物量模型系统,为准确估计广西乃至全国桉树林的生物量及碳储量提供了计量依据。     

桉树与固氮树种混交对地力及生物量的影响

桉树与大叶相思混交，由于大叶相思的根瘤能固氮，同时产生大量的枯枝落叶，从而明显提高了土壤有机质及氮素水平；速效钾含量也随之提高。造林９年后桉树相思１：１行间混交林与桉树纯林相比，林下０～２０ｃｍ土层土壤中，前者比后者提高：有机质４．３４ｇ／ｋｇ、全氮０．１００ｇ／ｋｇ、速效钾６．８８ｍｇ／ｋｇ；２：１混交林则分别提高２．６０，０．０７５ｇ／ｋｇ和６．３２ｍｇ／ｋｇ；但对速效磷的影响不明显。桉树与黑荆混交，对地力的培肥效果不理想。对林木生长的调查结果表明，桉树与相思混交，在培肥地力的同时，也有利于林分生产力的提高。     

广西桉树人工林物种多样性与生物量关系

对广西东门桉树人工林18个试验小区物种多样性、群落总生物量、乔木层生物量和林下植被生物量进行研究.结果表明:1)桉树人工林物种丰富度与乔木层、灌草层和群落总生物量呈极显著正相关(α=0.001),相关系数分别为0.693 5、0.702 8和0.710 6;2)叶面积指数与物种丰富度和林下植被生物量均表现为极显著正相关(α=0.001),相关系数分别为0.731 0和0.685 6;3)乔木层生物量与土壤有机质、土壤水解N以及物种丰富度与土壤有机质有较强的相关性.相关系数分别为0.641 6、0.620 3和0.635 9,在0.1水平上达到显著;林下植被生物量与9种土壤养分的相关性均较小,相关系数在0.4以下.以上结果表明:桉树人工林物种多样性的增加有利于林分生物量的提高;叶面积指数和土壤有机质在小尺度上的变化对桉树人工林的物种丰富度和生物量影响较大.     

海南桉树人工林土壤水分与林下生物量的相关性

以海南省琼中、昌江、文昌、乐东4个地区桉树人工林为研究对象,对比分析了不同雨量区域的桉林土壤水分、林下生物量以及它们的相关关系。结果表明:琼中、文昌桉树林土壤含水率与林下层生物量之间存在简单的正、负相关,但均未达到显著水平(p>0.05),昌江20⁴0cm土壤含水率与根冠比呈极显著正相关(p<0.01),与凋落物生物量呈显著正相关(p<0.05),040cm土壤含水率与根冠比呈极显著正相关(p<0.01),与凋落物生物量呈显著正相关(p<0.05),0⁶0cm土壤含水率与凋落物存在显著正相关(p<0.05),乐东060cm土壤含水率与凋落物存在显著正相关(p<0.05),乐东0²0cm土壤含水率与活体地下部生物量存在显著正相关(p<0.05),凋落物生物量均与020cm土壤含水率与活体地下部生物量存在显著正相关(p<0.05),凋落物生物量均与0²0cm、2020cm、20⁴0cm、040cm、0⁶0cm土壤含水率呈显著正相关(p<0.05),沿"琼中—昌江—文昌—乐东"一线,桉树林下层生物量随土壤含水量降低而呈"V"变化。     

林地生物量遥感估算模型进展及在竹林碳汇移植前景

从林地生物量的估算方法、遥感估算模型的分类、遥感经验估算模型和遥感经验估算模型的可移植性方面概述了森林碳汇研究中的生物量估算研究进展,分析了在竹林碳汇研究中移植前景。     

基于小批量梯度下降的神经网络模型估算针叶林生物量

探讨了基于小批量梯度下降的B-P神经网络模型,利用MODIS遥感图像、地面调查数据、地形数据以及森林覆盖率,估算天然针叶林地上生物量。在对针叶林地上生物量和遥感数据、地形数据、植被指数以及森林覆盖率进行单因素相关性分析的基础上,采用基于小批量梯度下降的B-P神经网络建立一组不同网络结构的天然针叶林生物量模型,在测试集上筛选出均方误差最小的网络结构,在验证集上用实测地上生物量值对筛选出的模型进行验证,并与多元回归模型比较。结果表明:小批量梯度下降训练算法收敛速度很快,最多不超过100 s,比较适合做大范围的生物量实时反演监测;模型很好地反应了针叶林地上生物量与MODIS遥感图像、地面调查数据、地形数据以及森林覆盖率的定量关系(相关系数R2=0.835),明显地优于传统的多元回归方法(相关系数R2=0.427)。由此可见,基于小批量梯度下降的B-P神经网络模型可以用于天然针叶林结构参数的定量研究,利用基于小批量梯度下降的B-P神经网络模型进行天然针叶林地上生物量实时监测具有一定的应用潜力。     

徐州市森林生物量的估算

利用森林蓄积量推算森林生物量的方法,系统研究了徐州市森林植被的生物量.徐州市森林的总生物量是1 397.81万t,其中,杨树林1 209.07万t,侧柏林52.39万t,银杏林34.04万t,杂木林46.62万t,灌木经济林44.51万t,其他灌木林11.18万t.分析了其特点,为全面核算森林生态效益提供依据.     

森林生物量的估算方法及其研究进展

总结分析生物量模型(包括相对生长关系和生物量-蓄积量模型)和生物量估算参数这2类常用的生物量估算方法,提出今后我国在森林生物量估算领域的研究重点:1)整合经验相对生长方程;2)系统研究生物量估算参数的规律性及其不确定性;3)构建以传统估算方法和3S技术相结合的生物量估算系统.