长丰林场森林年伐量计算确定过程与合理性分析

根据长丰林场森林资源现状,按照森林类别、经营类型、林种、龄组、生长量、消耗量、郁闭度、主伐年龄、采伐方式等,分析采取相应的计算式,合理确定森林年伐量,实现森林长期经营、永续利用、可持续发展。     

浙江乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统服务价值评估

  目的  乌岩岭国家级自然保护区能够提供多功能的生态服务,对保护和改善泰顺县和温州市的生态环境起着至关重要的作用。  方法  以乌岩岭国家级自然保护区为研究区,通过实地调查,参照LY/T 1721?2008《森林生态系统评估规范》的方法,定量评估了乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统生态服务的物质量和价值量。  结果  2017年乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统生态服务的总价值量为100.24×108元·a?1,单位面积森林生态服务价值为3.92×105元·hm?2·a?1。乌岩岭国家级自然保护区森林生态系统服务价值所占比例从大到小依次为保育土壤、涵养水源、积累营养物质、固碳释氧、生物多样性保护、净化大气环境。可见,保育土壤、涵养水源和积累营养物质是乌岩岭森林生态系统主要的服务,三者比例之和高达91.92%,占有重要地位。乌岩岭国家级自然保护区不同森林类型生态系统服务价值从大到小依次为常绿阔叶林、杉木Cunninghamia lanceolata林、竹林、马尾松Pinus massoniana林、针阔混交林、柳杉Cryptomeria fortunei林、经济林。常绿阔叶林对乌岩岭森林生态系统服务价值贡献在50%以上,占据绝对地位。  结论  乌岩岭国家级自然保护区常绿阔叶林的单位面积生态服务价值远远高于其他林分,因此通过把针叶林改造成阔叶林等林相改造技术,提高林分质量,优化生态系统结构,进而增加生态系统服务的产出和价值。表5参27     

基于FORECAST模型的长白落叶松人工林经营措施对长期生产力的影响

为了对东北地区东部落叶松人工林的多代经营提供指导,以黑龙江省孟家岗林场的长白落叶松人工林为对象,采用森林生态系统经营管理模型FORECAST,从轮伐期长度、林地枯落物的管理和采伐剩余物的处理方面,评价不同经营措施下落叶松人工林的生物量、养分动态和长期生产力。结果表明:常规森林利用方式下维持落叶松人工林长期生产力的轮伐期应大于35 a;落叶松林地枯落物的保留可以显著提高各种轮伐期长度时的林地生产力,短轮伐期时作用效果尤为明显;全面保留采伐剩余物可以维持不同轮伐期条件下落叶松人工用材林的长期生产力。      

浙江省天然针阔混交林非空间结构分布特征与生产力相关性

  目的  研究浙江省针阔混交林非空间结构分布特征与生产力的相关性,为提升浙江省针阔混交林经营水平和森林质量提供理论依据和技术支持。  方法  以1999、2004、2009年共3期森林资源连续清查数据中的天然针阔混交林样地和样木数据为研究材料,提取胸径、树高、材积和针叶树种的非空间结构因子与单位面积蓄积量,对各时期的非空间结构分布形态进行函数建模,探究变化特征。采用生物量换算因子连续函数法进行生物量和生产力的估算,再进行非空间结构与生产力的偏相关分析。  结果  各时期森林非空间结构因子在形态上存在规律性的分布特征。非空间结构因子与生产力间呈正相关趋势。1999?2009年,浙江省针阔混交林针叶树种比例逐期上升,生产力第1期(1.39 t·hm?2·a?1)高于第2期(1.15 t·hm?2·a?1)。胸径、树高、单株材积均值呈近似正态分布。  结论  在针阔混交林的经营管理中,为保证林分处于高生产力的状态,要优先考虑针阔混交的比例。针叶树种比例应维持在50%以上,针叶树种比例偏低的混交林要进行人为干预。胸径若低于10.00 cm要加强抚育,高于12.00 cm应及时进行采伐。单株材积均值应维持在0.040~0.070 m3·株?1,树高在7.00~10.00 m。图6表5参34     

森林经营方案的编制--以建平县白山林场为例

本文针对建平县白山林场开展森林经营的需求,结合森林资源现状,对林场资源作出了正确的评价分析,构建了合理的森林经营类型和措施,编制了有效的森林经营方案。根据《森林经营技术规程》(DB 21/706—2009),生态公益林采用下层抚育法,蓄积采伐强度不超过25%,对油松实行生态疏伐;商品林视林地立地条件,合理控制皆伐面积,采伐面积坡度≤5°不超过30 hm2,坡度6°～15°不超过20 hm2。     

江西省石城县降雨径流对森林质量的响应

  目的  分析江西省石城县域降雨径流和森林质量年代变化特征及规律,研究降雨-径流-森林之间的关系,为定量监测和科学评价南方红壤丘陵区水土流失与生态环境状况提供依据。  方法  根据石城县域1989?2018年的天然降雨、径流序列数据以及不同年代遥感影像图,采用小波分析、遥感监督解译及森林质量等级判定等方法。  结果  ①石城县域降雨径流随着年际变化表现出缓慢下降趋势,但下降趋势不显著;②森林质量指数随着解析年份的增加整体呈上升?下降?上升趋势;③森林质量提升具有显著滞洪作用;④建立石城县域小波模型,径流深与降雨量呈正相关,与森林质量指数呈负相关。  结论  森林质量的提升会加强森林涵养水源能力和森林滞洪作用。图4表5参27     

基于MODIS时间序列数据的竹林地上生物量估算

  目的  基于浙江省中分辨率成像光谱仪(MODIS)时间序列数据,对浙江省竹林地上生物量进行估算,为竹林碳汇遥感监测提供参考。  方法  以MODIS叶面积指数(LAI)、增强型植被指数(EVI)和比值指数(RVI)时间序列数据为变量,利用随机森林模型筛选变量,采用支持向量回归(SVR)模型估算研究区竹林地上生物量。  结果  随机森林模型共筛选出43个对竹林地上生物量影响最大的变量;基于43个变量,采用radial核函数构建的SVR模型预测能力最强,模型训练精度和测试精度分别为0.76和0.72,均方根误差分别为5.15和8.03 Mg·hm?2。浙江省全省竹林地上生物量均值为7.85 Mg·hm?2,总地上生物量为3.31×107 Mg;浙江省竹林地上生物量在各市具有明显的差异性,其中,湖州市、杭州市、金华市、绍兴市和宁波市的竹林地上生物量均值均大于全省均值,湖州市竹林地上生物量均值最大,为13.56 Mg·hm?2,舟山市地上生物量均值最小,为5.72 Mg·hm?2。  结论  耦合了MODIS LAI、EVI、RVI时间序列数据的SVR模型可实现浙江省竹林地上生物量较高精度的估算。图3表1参31     

林场级森林林木碳储量估测方法研究

为了研究林场级森林林木生物量和碳储量的信息,以海南省岛东林场为例,采用系统(等距)抽样方式对该场 林木资源进行抽样调查。选择政府间气候变化专门委员会(IPCC)制定的方法对不同龄组、不同类型森林的林木生 物量和碳储量进行估算。结果显示:林场森林林木碳储量大,达53.00 万t,但单位面积上的碳汇能力低,仅为 54.35 t/ hm2 ;不同类型林分各个生长阶段(龄组)的单位面积碳储量不尽相同,其中木麻黄成熟林最高,为141.08 t/ hm2 。以上结果表明,当前短周期人工林皆伐作业模式下的森林林木生物量积累不足,造成岛东林场碳汇能力较 低。当前经营方式不能满足应对全球气候变化为目的的多功能森林经营的要求,需要寻找一种新的经营方式来改 变这一现状。      

面向县级森林经营规划编制的辅助程序设计与应用

  目的  为维护国家生态安全,全面提升森林质量,原国家林业局于2018年下发《县级森林经营规划编制规范》,首次要求全国各县市开展县级森林经营规划编制工作,将县级森林经营规划作为未来三十多年县级森林经营的指导文件。由于县级森林经营规划编制专业性强、工作量大、时间要求短,因此,开发辅助程序对优质高效完成县级森林经营规划编制具有重要的实践意义。  方法  基于MATLAB 2014a平台,依据原国家林业局《县级森林经营规划编制规范》,采用MATLAB语言,开发县级森林经营规划编制辅助程序。  结果  县级森林经营规划编制辅助程序包含森林经理调查数据预处理、森林经营类型组织、森林作业法设计、森林经营区划分、森林经营投资估算、森林经营规划数据库导出、文本与绘图编辑等功能模块,并将该辅助程序用于广东省封开县、海丰县、高州市、化州市、信宜市和佛山顺德区6个县级森林经营规划编制中,实现森林经营类型组织、森林作业法设计、森林经营区划分等功能模块高效快速处理技术,满足编制规划基本需求。  结论  辅助程序界面友好,安全稳定,扩展性强,大大提高了县级森林经营规划编制质量和效率。辅助程序部分功能也可用于森林经营方案编制和其他有关林业调查规划设计。      

联合GF-1和GF-3影像的森林地上生物量反演

  目的  探索高分（GF）光学、合成孔径雷达（SAR）数据及其联合数据在森林地上生物量（AGB）及其组成部分反演中的可行性。  方法  以云南省昆明市宜良县小哨林区的云南松为研究对象，结合实地调查数据，以GF-1光学数据和GF-3 SAR数据作为数据源，提取光学数据常用的植被指数和纹理特征，SAR数据的各极化后向散射系数、纹理特征以及极化分解等参数，利用KNN-FIFS方法分别进行森林AGB及其分量的反演；然后采用留一交叉验证法对反演结果进行精度评价，并在此基础上绘制森林AGB及其分量空间分布图。  结果  联合GF-1和GF-3数据反演森林AGB及其分量的精度最高，R2均超过了0.710，RMSEr的值在22% ~ 27%之间，其中树叶的反演精度最优，模型的R2为0.714，RMSE为10.270 t/hm2，RMSEr为24.58%；除树叶生物量外，森林AGB和其他分量仅采用GF-1提取的特征进行反演时，精度均优于采用GF-3特征的反演结果。  结论  联合GF-1光学数据和GF-3全极化SAR可以实现一定程度的互补，提高森林AGB及其分量的反演精度，此外KNN-FIFS方法在低生物量水平的云南松纯林的AGB及其分量的反演中具有一定的鲁棒性，且KNN-FIFS优选的重要参数多为SAR和光学的纹理特征。      

基于机载激光雷达点云的桉树林分蓄积量估算模型构建

【目的】通过2018年1—2月广西国有高峰林场机载激光雷达数据及地面调查数据,采用参数方法和非参数方法建立回归模型,反演桉Eucalyptus树人工林森林蓄积量。【方法】通过点云提取点云高度参数、点云密度参数、林分郁闭度等点云特征变量,采用参数方法 (逐步回归、偏最小二乘回归)和非参数方法 (随机森林回归、支持向量机回归)进行林分蓄积量构建,通过与样地实测数据对比,进行模型回归预测性能评估,进而选择出表现最优蓄积量反演模型。【结果】采用留一法对以上4种模型进行验证,结果显示：逐步回归模型R²为0.85、均方根误差(RMSE)为23.93 m³·hm^-2、平均绝对误差(MAE)为18.18 m³·hm^-2;偏最小二乘回归模型R²为0.81、RMSE为26.52 m³·hm^-2、MAE为19.94 m³·hm^-2;核函数为RBF的支持向量回归模型R²为...     

间伐和施肥对杉木成熟林生长和材种结构的影响

  目的  分析不同间伐保留密度及不同氮、磷肥施用量对杉木Cunninghamia lanceolata成熟林生长和材种结构的影响,为高效培育大径材杉木提供理论依据。  方法  选择27年生立地指数大于22的杉木人工林,采用正交试验设置9块标准地,间伐保留密度设为300、600和825株·hm?2,氮肥施用量设为0、100、200 g·株?1,磷肥施用量设为0、250、500 g·株?1。  结果  间伐保留密度过大会限制杉木成熟林胸径增加,间伐保留密度过小会降低林分蓄积量,间伐和施肥均能有效促进单株材积增长,较高氮肥施用量能够促进杉木胸径、树高和平均单株材积的生长,氮、磷肥混合施用能够更有效地增加林分蓄积量的积累。间伐保留密度及氮、磷肥施用量3个因素均显著影响杉木成熟林大径材出材量 (P＜0.05),间伐保留密度和磷肥施用量对杉木成熟林大径材出材率具有显著影响 (P＜0.05),而氮肥施用量的影响较小。在立地指数为22条件下,能够使杉木成熟林大径材出材量和出材率最高的处理为间伐保留密度825株·hm?2、氮肥施用量200 g·株?1、磷肥施用量250 g·株?1。  结论  高立地指数下,杉木成熟林大径材培育过程中,保留适宜的间伐密度,并增施氮肥和磷肥,能有效促进杉木大径材出材率和出材量。图6表4参27     

基于机载P波段全极化SAR数据的森林地上生物量估测

【目的】森林生物量的空间精准量化对了解陆地碳储量、碳收支、碳平衡,以及揭示森林碳储量与全球气候变化的影响过程具有重要意义。P波段波长较长,在森林中具有更高的穿透能力,研究机载P波段SAR数据提高森林地上生物量(AGB)估测精度的可行性。【方法】以机载P波段全极化合成孔径雷达(SAR)数据和高精度激光雷达(LiDAR)数据估测的森林AGB抽样点为基础,提取20个极化SAR特征,并分别与森林AGB变化作敏感性响应情况分析。采用多元线性回归模型(MLR)、K近邻方法 (KNN)、支持向量回归(SVR)和随机森林(RF)4种估测方法,探究机载P波段SAR数据的森林AGB估测精度。【结果】在较低森林AGB(均值约45 t·hm^-2)的森林覆盖区中,P波段的同极化后向散射系数、Freeman-Durden和Yamaguchi分解中的表面和二次散射分量对森林AGB变化敏感;此外H-A-ALPHA极化分解的散射角(alpha)、拓展极化参数极化辨别率参数(PDR)也对森林AGB变化敏感。4种方法估测的森林AGB相对误差均约30%,其中MLR估测结果精度最低,估测精度为63.55%...     

生物质炭基尿素和普通尿素对毛竹林土壤氧化亚氮通量的影响

【目的】探索生物质炭基尿素和普通尿素的施用对毛竹Phyllostachys edulis林土壤氧化亚氮(N₂O)通量与环境因子的影响效应与作用机制,为研发减缓土壤N₂O排放的施肥技术提供科学依据。【方法】2018年9月至2019年9月,在杭州市临安区青山镇亚热带典型毛竹林样地布置野外控制试验。试验设5个处理：对照(不施肥)、低水平尿素(100 kg·hm^-2)、高水平尿素(300 kg·hm^-2)、低水平炭基尿素(100 kg·hm^-2)和高水平炭基尿素(300 kg·hm^-2)。采用静态箱—气相色谱法测定毛竹林土壤N₂O排放速率,分析在上述施肥处理下土壤N₂O通量、温度、含水量、氮素形态及相关酶活性的动态变化规律。【结果】低水平尿素和高水平尿素处理使毛竹林土壤N₂O的年累积排放通量增加了17.3%和36.0%,而低水平炭基尿素和高水平炭基尿素处理分别使其降低了3.1%和16.9%。尿素和炭...     

松阳县典型中轻度污染耕地镉输入输出平衡研究

  目的  为准确了解浙江省丽水市松阳县农田土壤中镉(Cd)污染来源并制定修复对策。  方法  2017?2019年,以浙江省丽水市松阳县典型耕地为研究对象,通过采集当地的投入品和农作物,连续3 a监测重金属Cd的输入和输出量。  结果  2017?2019年,研究区肥料与大气沉降是Cd的主要农业污染来源,占比分别为49.78%和40.16%、50.20%和39.14%、34.04%和48.09%;投入品每年Cd的总输入量分别占土壤Cd总量的0.18%、0.17%和0.14%。水稻Oryza sativa、油菜Brassica napus与茶Camellia sinensis的Cd年总输出量分别为2 820.00、2 706.00和2 629.50 mg·hm?2·a?1,年平均输出量为2 718.50 mg·hm?2·a?1,年平均输出量总体较为平稳。2017?2019年间Cd年输入量和输出量均逐年降低,但Cd年输出量均大于Cd年输入量,其原因可能是Cd在植物中出现了富集。  结论  该地区Cd的农业污染来源主要为肥料和大气沉降,环境及农投品整体属于清洁水平,但大气沉降量有上升的趋势,因此需对该区域继续实施长期监测;植物的年输出量均大于投入品的输入量,因此需避免秸秆直接还田,并及时修复当地受污染的土壤以及种植的植物。图1表5参25     

元江干热河谷稀树灌草丛生态系统土壤呼吸动态特征

  目的  土壤呼吸对大气中二氧化碳浓度有重要的调节作用。萨王纳生态系统土壤呼吸是全球温室气体主要排放源之一,但是其排放特征与主要影响因子尚不清楚。  方法  以元江干热河谷(萨王纳)稀树灌草丛生态系统为对象,利用静态箱法,从2014年6月到2015年6月对元江土壤呼吸进行测量,研究了元江干热河谷稀树灌草丛生态系统土壤呼吸动态特征及其影响因子。  结果  元江干热河谷稀树灌草丛生态系统土壤温度、水分和呼吸速率具有明显的季节变化,雨季高于干季。土壤呼吸速率与土壤温度和土壤湿度分别呈指数和抛物线关系,土壤5和10 cm处温度Q₁₀分别为1.73和1.98,小于全球均值2.0,采用10 cm土壤温度能更好地模拟土壤呼吸。通过土壤温度、湿度与土壤呼吸双因子拟合分析得出元江萨王纳生态系统的土壤呼吸主要受到水分条件的制约;生态系统土壤呼吸年排放量为4.20 t·hm?2·a?1,其中雨季2.71 t·hm?2,占全年碳排放总量的64.5 %,干季的二氧化碳排放量为1.49 t·hm?2,占全年碳排放总量的35.5 %。全球萨王纳生态系统土壤呼吸均值为8.16 t·hm?2·a?1。  结论  元江土壤呼吸总量在全球萨王纳生态系统中处于较低位置,主要是因为元江萨王纳生态系统降水量较全球萨王纳低,而降水量与萨王纳地区土壤呼吸呈极显著正相关关系(R2=0.61,P＜0.001)。图4表1参72     

模拟氮沉降和磷添加对杉木林土壤呼吸的影响

  目的  模拟氮沉降和磷添加对杉木Cunninghamia lanceolata林土壤呼吸的影响,对调控杉木林土壤碳循环提供科学依据。  方法  以10年生杉木林为研究对象,共设置9个处理水平[对照(ck)、低氮(N₃₀:30 kg·hm?2·a?1)、高氮(N₆₀:60 kg·hm?2·a?1)、低磷(P₂₀:20 mg·kg?1)、高磷(P₄₀:40 mg·kg?1)、低氮低磷(N₃₀+P₂₀)、低氮高磷(N₃₀+P₄₀)、高氮低磷(N₆₀+P₂₀)、高氮高磷(N₆₀+P₄₀)],探讨了大气氮沉降和磷添加对杉木林土壤呼吸的影响。  结果  施加氮磷没有改变杉木林土壤呼吸的季节性变化。单独施氮促进了杉木林土壤呼吸作用,高氮水平(N₆₀)对土壤呼吸的促进最显著(P＜0.05);单独施磷促进了杉木林土壤呼吸作用,高磷水平(P₄₀)对土壤呼吸的促进最显著(P＜0.05);氮磷复合作用下低氮高磷(N₃₀+P₄₀)对杉木林土壤呼吸的促进作用最为显著(P＜0.05)。相关分析发现:土壤呼吸速率与土壤温度呈极显著正相关(P＜0.01),与土壤湿度呈极显著负相关(P＜0.01),低氮低磷水平下(N₃₀+P₂₀)土壤温度敏感性系数(Q₁₀)高于对照。  结论  氮沉降和磷添加均对杉木林土壤呼吸有促进作用,氮磷复合作用下对杉木林土壤呼吸的促进作用更为显著,其中高氮低磷的促进作用最为显著。图1表2参46     

乐昌含笑种源不同林龄生长变异及早期选择

【目的】研究乐昌含笑Michelia chapensis主要生长性状的遗传变异规律及幼林期与近成熟林期主要性状的相关性,探析乐昌含笑种源早期选择的适宜林龄。【方法】利用种植于广东省韶关市国有曲江林场和九曲水林场的乐昌含笑种源试验林多个年度的观测数据,采用方差分析、遗传参数估算、相关分析及聚类分析等方法,对胸径、树高及材积生长性状在林龄为3、6、11、14 a的遗传变异模式进行分析,并确定早期选择的适宜林龄范围。【结果】种源试验林的保存率在林龄为11～14 a有较明显下降;各林龄的树高、胸径、单株材积在种源间存在极显著差异(P<0.01);种源效应对生长性状的影响随林龄的增大而逐渐增强或趋于平稳;各林龄的树高、胸径、单株材积的种源遗传力为0.69～0.90;林龄为3、6、11 a时的树高、胸径、单株材积分别与林龄14 a的单株材积间存在极显著(P<0.01)的表型相关和遗传相关;综合指标法和单指标法对参试种源分类评价表明：所得丰产型Ⅰ类种源的分类结果较一致,但单指标法更简便;以林龄为14 a时入选的丰产型Ⅰ类种源为参考时,单指标法的早期选择风险更低,在林龄为3、6 a时开展早...