黄沙林场人工马尾松林分碳储量及经济价值估算

以松溪县黄沙林场人工马尾松林分为研究对象,在不同生长阶段的马尾松林分内设置标准地,调查生物量和碳储量并对其经济价值进行估算.结果表明:黄沙林场人工马尾松林分平均碳储量为110.22t/hm2,总碳储量为478024.14t;按照造林成本法对碳储量的经济价值进行估算,其经济价值为162.90元/t,总经济价值为7787.0835万元.     

基于热暗点植被指数的马尾松林叶面积指数反演分析

为了减少单一角度卫星遥感与传统植被指数在LAI反演过程中的误差，提升马尾松林LAI反演精度，以福建省龙岩市长汀县河田镇马尾松林为研究对象，获取多角度无人机影像和马尾松林LAI实测数据。根据研究区不同波段热暗点指数、植被指数与实测LAI的相关关系，优化热暗点植被指数构建马尾松林LAI反演模型。结果表明，基于红光波段反射率计算的热暗点比值指数HDRI-r（R²=0.398）是研究区马尾松林LAI反演的重要辅助参数；将HDRI-r引入表征研究区冠层结构的传统植被指数NDVI、GNDVI、RVI、MSAVI、NRI、SIPI、VARI，构建的热暗点植被指数NHDRI与实测马尾松林LAI相关性最高，R²为0.406 5；引入热暗点信息的植被指数（NHDRI、GNHDRI、RHDRI、MSAHDRI、NRHDRI、SIPHDRI、VAHDRI）与实测LAI的拟合R²均>0.37，相较于对应的传统植被指数，R²分别提高了82%、333%、295%、161%、1 409%、380%、192%，热暗点信息与传统植被指数的结合能够缓解植被冠层光饱和现象，有效提高马尾松林LAI反演精度；研究区马尾松林LAI范围为0.11~4.28 m²/m²，总体水平偏低，与当地马尾松林以枝叶稀疏、矮小的“老头松”为主的实际情况相符。     

基于Landsat 8的深圳市森林碳储量遥感反演研究

以2014年Landsat 8遥感影像为数据源,研究了深圳市森林碳储量遥感反演模型的构建及其空间分布情况,对城市生态系统碳循环研究具有重要意义。采用分层随机抽样的方式布设168个样地,结合外业样地数据,从遥感影像中提取31个植被指数作为自变量,分别构建了多元线性回归模型、Logistic回归模型和Radical Basis Function(RBF)径向基函数神经网络模型,进而估算该地区的森林碳储量并比较分析。结果表明,RBF神经网络模型的估算精度最高,决定系数最大且均方根误差最小,分别为0.829t·hm~(-2)和9.131t·hm~(-2);Logistic回归模型估算精度次之,决定系数和均方根误差分别为0.523t·hm~(-2)和11.821t·hm~(-2);多元线性回归模型估算精度最低,决定系数最小,均方根误差最大,分别为0.438t·hm~(-2)和12.870t·hm~(-2)。可见,RBF神经网络模型能更好地模拟森林碳储量与各个因子之间的关系。研究区森林碳储量的空间分布特点表现为东南沿海部分碳储量大,中西部城市经济开发区碳储量小,与实际森林分布基本一致。     

马尾松林地土壤有机碳遥感估测

采用卡萨生物圈(CASA)模型的遥感间接估算法对长汀县河田镇马尾松林地土壤有机碳进行模型构建。结果表明:结合多种植被指数构建的综合植被指数(ICV),缓解了归一化植被指数(INDV)在植被净第一性生产力(NPP)反演的饱和现象及高估现象,拟合精度比归一化植被指数提高了17.4%,说明综合植被指数在研究区土壤有机碳(SOC)的估算上有更高的契合度;运用综合植被指数构建的随机森林回归模型,对土壤有机碳预测综合精度(R^2=0.597 2,RMSE=1.76,RM=94.85%)比其他回归模型高,适用于研究区SOC的估算。     

基于加拿大CBM-CFS3模型的江西庐山森林碳储特征研究

基于2009年庐山森林资源二类调查小班数据库和一类调查样地调查数据,利用CBM-CFS3模型的估算功能,估算江西庐山2009年森林生态系统碳储量。结果显示:庐山森林生态系统碳储量为6.4 T g(T=106t,t=106g),各主要森林类型之间因森林面积大小不同其碳储量差距很大;其中马尾松碳储量最大,占总碳储量的41.64%,国外松最小为2.18%。庐山森林生态系统平均碳密度为262.55 t/hm2,其中混交林碳密度最大为365.95 t/hm2,杉木碳密度最小为194.96 t/hm2。利用一类样地数据和平均生物量法得到庐山森林生态系统生物量碳密度为32.87 t/hm2,与模型计算结果 31.86 t/hm2基本一致。庐山总生物量碳库碳储量占庐山生态系统碳储量的12.47%,死有机质(DOM)碳库占比为87.53%,土壤碳库在整个生态系统中占有很大的比例为66.30%。     

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%。     

红壤侵蚀地马尾松林恢复后土壤有机碳库动态

运用RothC(version 26.3)模型,并结合“时空代换法”对长汀河田红壤侵蚀退化地马尾松人工恢复后林地表层(0-20cm)土壤有机碳库的动态变化进行了反演和预测,研究结果表明:RothC 26.3模型的模拟结果能够较好地反映红壤侵蚀地植被恢复过程中土壤有机碳的变化趋势;RothC 26.3模型适用于中亚热带季风气候条件下马尾松林地土壤碳库的动态模拟;侵蚀退化地在马尾松林建植后,林地表层土壤碳吸存速率以非线性的形式上升,并在15-25a时间内达到最大,马尾松恢复后前30a林地土壤平均碳吸存速率约为0.385 tC·hm-2· a-1,自马尾松建植后演替至当地顶级群落(次生林)全过程中平均碳吸存速率约0.156 tC·hm-2·a-1;根据模拟结果得到的拟合方程,计算得到研究区红壤侵蚀退化地的碳饱和容量约为36.85 tC/hm2,固碳潜力约为33.26 tC/hm2.     

原始阔叶红松林碳素储量及空间分布

运用森林生态学典型样地法设立标准地并获取野外数据,采用重铬酸钾-硫酸氧化湿烧法测定了植物、土壤中的碳。对阔叶红松林两个类型碳素密度及储量的比较结果表明:阔叶红松林主要树种不同器官中碳素密度变化范围为0.3316~0.5032g·g-1;枫桦红松林生态系统总的碳储量为456.03t·hm-2,其中生物碳储量为55.13t·hm-2,土壤碳储量为400.89t·hm-2;椴树红松林生态系统的碳储量为321.80t·hm-2,其中生物碳储量为101.77t·hm-2,土壤碳储量为220.03t·hm-2;阔叶红松林有机碳年净固定量为3.61t·hm-2·a-1。     

桉树林取代马尾松林对森林生态系统碳贮量的影响

以广西钦州市钦南区巨尾桉人工林(10a)和马尾松天然林(15～20a)为研究对象,采用平均木法和样方收获法测定林分生物量,分别样地采集植物和土壤样品,采用重铬酸钾-水合加热法测定碳含量,探讨桉树林取代马尾松林对森林生态系统碳含量、碳贮量及其分配规律的影响.结果表明:巨尾桉植株的碳含量(经各器官生物量加权)平均为47.32%,比马尾松(50.17%)的低5.7%.巨尾桉人工林生态系统总碳贮量为123.086t/hm2,是马尾松天然林(88.238t/hm2)的1.40倍;其植被(含凋落物)生物量和碳贮量分别为115.082t/hm2和53.712t/hm2,依次是马尾松天然林(生物量40.686t/hm2和碳贮量19.421t/hm2)的2.83倍和2.77倍,差异极显著(p<0.01).两种森林植被碳贮量的差异与其生物量的差异相一致,表明桉树人工林取代马尾松天然林可以提高森林植被生产力及其固碳能力.     

柳州市马尾松、杉木、桉树人工林碳储量及其分配

对广西柳州市杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)和桉树(Eucalyptus sp.)人工林生态系统碳含量、碳储量进行了研究,结果表明:不同发育阶段马尾松、杉木、桉树人工林林下植被含碳率变化幅度为40.06％～47.71％,枯落物含碳率为35.81％～44.71％.0～～60 cm土层含碳率变化幅度为0.32％～ 1.26％,0～20 cm土层含碳率表现为杉木＞马尾松＞桉树.马尾松、杉木、桉树人工林生态系统碳储量分别为180.7、124.8、68.5 t/hm2,马尾松和桉树人工林生态系统碳储量均表现为随林龄的增加而增加.马尾松、杉木、桉树人工林乔木碳储量分别为122.54、54.8、32.29 t/hm2,分别占其总碳储量的67.8％、43.91％、49.01％.马尾松、杉木、桉树人工林下植被碳储量表现为马尾松＞桉树＞杉木.马尾松、杉木、桉树人工林枯落物碳储量分别占其总碳储量的3.21％、3.73％、5.11％.马尾松、杉木、桉树人工林土壤碳储量分别为54.06、67.33、41.22 t/hm2,0～20 cm土层碳储量成为土壤的主体,马尾松0～.20 cm土层碳储量占其土壤总碳储量的48.6％,杉木占44.7％,桉树为41.37％.     

遥感影像的空间分辨率对提取崩岗精度的影响

从0.6 m Quick Bird、2.5 m ALOS、10.0 m ALOS遥感影像中分别提取崩岗的特征数据,分析遥感影像的分辨率对崩岗数据精度的影响。结果表明:从0.6 m Quick Bird能容易地提取崩岗数据,且重现性较好,从2.5 m ALOS能提取崩岗数据,但重现性不强,从10.0 m ALOS无法提取崩岗。从0.6 m Quick Bird和2.5 m ALOS提取的崩岗,数量基本一致,但位置不一致、边界不重合、形状差别很大,从2.5m ALOS提取的崩岗周长平均减少20.83%,占58.33%的崩岗面积减少了,平均减少19.78%。因此,可断定0.6 m Quick Bird能反映崩岗的实际情况,2.5 m ALOS能较好地反映崩岗的实际情况,10.0 m ALOS完全不能提取崩岗数据。但高精度遥感影像的获取比较困难,且价格较贵。     

基于林业清查资料的桂西北植被碳空间分布及其变化特征

基于2005-2010年林业资源清查数据,采用材积源生物量法,运用地理信息系统技术,估算和分析了桂西北植被碳密度及其储量的空间分布及其变化。结果显示:(1) 研究区域从2005年到2010年呈现碳汇变化趋势,植被碳储量由4.19×10⁴t增加到4.27×10⁴t(增幅为1.84%),植被碳密度从29.04t/hm²增加到29.57 t/hm²。(2) 从治理措施、林种起源方式及林种类型来看,自然保护区的植被碳密度最大,超过40 t/hm²。2005-2010年,人工植苗、直播、飞播和萌生方式植被碳密度增加,退耕还林工程的植被碳密度均呈明显增长(增加3.00 t/hm²),所有林种碳密度都呈不同程度的增长。 (3)植被碳密度空间分布上,大致表现为西部高、中东部低,北部高、南部低。西部区植被碳密度均值超过40 t/hm²,中东部区植被碳密度均值低于25 t/hm²。植被碳密度变化在空间分布上表现为无论是非喀斯特区还是喀斯特区的植被碳密度都有增长趋势,其中有7个县市植被碳密度升级为更高等级。研究表明,随着退耕还林、生态移民等治理措施的实施,区域植被碳密度显著增加,生态环境好转。     

基于高分辨率遥感影像的森林地上生物量估算

以南京市紫金山林区为研究区,利用e-Cognition面向对象分类方法,基于光谱和空间信息融合后的IKONOS影像提取单木树冠阳性冠幅(PoCA, Positive crown area)信息,并结合野外实测的样方生物量数据,分别建立了针叶林和阔叶林地上生物量 (AGB, Aboveground Biomass)的遥感估算模型,并利用实测森林生物量数据对模型进行了验证。结果表明,基于遥感影像提取的PoCA与实测AGB存在较好的非线性相关关系,所建针叶林AGB估算模型的可靠性优于阔叶林模型。对建模样本而言,估算的针叶林和阔叶林AGB与观测数据比较的R2分别为0.62 (P<0.01,n=9) 和0.56(P<0.01,n=16)。验证表明,所建AGB估算模型的可靠性较好,估算的针叶林和阔叶林AGB与观测数据比较的R2分别为0.55(P<0.01,n=6) 和0.52(P<0.01,n=10),但当AGB较低时,模型结果偏高,AGB较低时,模型结果偏低。研究说明通过高分辨率遥感数据的融合、提取树冠信息进行生物量估算是可行性的。     

城市森林碳汇及其抵消能源碳排放效果——以广州为例

城市森林及其管理相关政策作为减少CO₂排放的有效策略得到了较为广泛的关注。采用材积源生物量方程与净初级生产力方法来定量分析了广州市城市森林碳储量和碳固定量,根据化石能源使用量及其碳排放因子核算了广州城市能源碳排放,最后评估了城市森林碳抵消效果。结果显示广州市城市森林碳储量为654.42×10⁴t,平均碳密度为28.81 t/hm²,而森林碳固定量为658732 t/a,平均固碳率为2.90 t·hm^-2·a^-1。2005-2010年广州市年均能源碳排放则达到2907.41×10⁴t。广州城市森林碳储量约为城市年均能源碳排放的22.51%,其通过碳固定年均能够抵消年均碳排放的2.27%,不过从城市森林综合效益来看其仍是城市低碳发展重要举措之一。分析了林型组成和林龄结构对于广州森林碳储量和碳固定量的影响,并从森林管理角度为城市森林碳汇提升提出建议。这些结果和讨论有助于评估城市森林碳汇在抵消碳排放中所起的效果。     

北长山岛森林乔木层碳储量及其影响因子

人工林是庙岛群岛典型的陆地生态系统的组成部分,对维护海岛地区生态环境具有重要作用。采用现有生物量相对生长方程和样地调查数据相结合的方法,以庙岛群岛中北长山岛为研究区,对海岛黑松纯林与黑松×刺槐混交林两种林型的碳储量进行了估算,并分析了土壤质地及其理化性质对海岛乔木层碳储量的影响。结果表明:黑松乔木层平均碳储量为84.00 t/hm²,接近于世界平均水平(86.00 t/hm²);黑松×刺槐混交林乔木层平均碳储量为29.60 t/hm²,高于山东省乔木层的平均碳储量(27.62 t/hm²)。应用因子分析法研究影响乔木层碳储量的主要因子,结果表明:土壤质地、pH值、含水量及含盐量是影响海岛乔木碳储量重要的影响因子。北长山岛土壤全氮、总磷、土壤有机质、碳氮比等其他理化性质对乔木层碳储量影响不是非常明显。     

基于TM数据提取竹林遥感信息的方法

利用LandSat5-TM对竹林遥感信息提取方法进行了研究:将归一化植被指数NDVI、结构效应指数CVI、综合效应指数MVI以及主成分变换的前3个分量PCA1、PCA2、PCA3与TM数据的6个波段(除第六波段)合成一个具有12波段的新数据;在最佳波段组合的基础上,结合地形图、土地利用图和野外调查数据,采用光谱特征模型、支持向量机、光谱角填图以及最大似然法对竹林信息进行了提取。研究表明:叶冠结构指数、综合指数、主成分变换等新波段对竹林信息提取很有帮助;与支持向量机、光谱角填图和最大似然法3种监督分类方法相比,基于光谱特征模型的竹林遥感信息提取方法具有一定的适应性,在保证竹林分类精度的同时,其他植被类型的分类精度也能得到满意的结果。     

基于RS与GIS的东至县梅城林场森林景观格局动态分析

以安徽省东至县梅城林场1999、2002和2006年同期LandsatETM+遥感图像为主要数据源,辅以该林场森林资源二类清查数据、1:1万小班地形图、1:2.5万林相图及小班调查卡片,利用Erdas9.0对遥感图像进行波段组合、几何校正、图像融合等预处理,选用非监督分类方法进行了不同时期森林景观分类,形成森林景观影像专题图,并将其输入FRAGSTATS景观分析软件,计算各类森林景观指数,分析对比梅城林场不同时期森林景观格局动态变化,为森林景观规划提供依据。结果表明,1999至2006年间梅城林场森林景观破碎程度逐渐降低,但仍以马尾松和杉木林为优势森林景观;阔叶林和针阔混交林面积呈上升趋势;森林景观斑块的形状较为规则和简单;森林景观连通度增加。     

我国南亚热带几种人工林生态系统碳氮储量

以我国南亚热带格木(Erythrophleumfordii)、红椎(Castnopsis hystrix)和马尾松(Pinus massoniana)人工林为研究对象,对其碳氮储量及分配格局进行研究.结果表明,不同树种体内碳的分布与器官年龄的关系不明显,而氮的分布与年龄的关系则较为密切,表现为幼嫩器官中的氮含量大于老化器官,而老化器官的C/N比值大于幼嫩器官.格木人工林生态系统内各组分的氮含量均高于其他两种人工林生态系统,并且3种人工林生态系统碳氮在土壤表层具有明显的富集作用.格木、红椎和马尾松人工林碳储量分别为236.22、267.84、200.57 t/hm2,氮储量分别为17.91、12.38、10.59 t/hm2.乔木层碳储量分别占42.57％、36.31％和40.28％,0-100 cm土壤碳储量分别占55.77％、62.52％和57.83％;氮储量则是土壤占绝对优势,分别为92.00％、93.72％和95.53％.说明3种人工林生态系统碳氮储量主要分布在土壤中,且红椎人工林生态系统具有较高的固碳能力.