基于LiDAR的亚热带次生林林窗对幼树更新影响分析

以湖南亚热带次生林为研究对象,利用多时相机载激光雷达(Light detection and ranging,Li DAR)和野外调查数据对林窗及幼树进行监测,分析比较林窗对幼树密度分布和树高生长变化的影响。结果表明,林窗大小和位置对幼树密度分布都有显著影响,喜光树种幼树主要集中在小林窗的中心区或大林窗的过渡区,在大林窗中密度最大(647株/hm2),耐荫树种幼树主要集中在林窗的边缘区,在中等林窗中密度最大(941株/hm~2)。林窗大小对幼树树高生长有显著影响,喜光树种和耐荫树种幼树分别在大林窗和中等林窗中树高生长量最大(69.3 cm/a、57.7 cm/a),喜光树种幼树在中心区的树高生长量明显大于其他位置,耐荫树种幼树的树高生长量在位置上的差异不显著。线性混合模型分析显示林窗大小是促进幼树树高生长的最主要因素,幼树树高生长变化在不同林窗中呈聚集性。从幼树密度树高生长情况来看,50~150 m~2林窗较适合促进亚热带次生林的群落演替。     

浅谈檫树栽培技术

1树种介绍檫树(Sassafras tzumu Hemsl.),落叶乔木,又名梓木、檫木,为樟科(Lauraceae)树种。檫树是贵州珍贵树种之一,全省均有分布。一般垂直分布在海拔800～1 800 m,系天然散生林,位于山谷及山坡中下部,与马尾松、杉木、樟树、油茶、毛竹、苦储等树种混生,呈团状分布或单株散生。檫树喜光,不耐蔽荫,喜温暖湿润气候。在土层深厚、疏松、排水良好的酸性红壤或酸性黄壤上生长良好;在土层瘠薄干燥的丘陵区生长不良;迎风的孤山或山顶以及低洼积水地不宜栽植。     

黄土高原中国沙棘克隆种群高度结构动态

为了解黄土高原中国沙棘种群演替规律,以人工林为材料、以高度替代年龄为手段,采用＂空间差异代替时间变化法＂和＂样地编年序列法＂对种群结构类型及其动态进行分析。结果表明：种群高度结构可划分为增长型、稳定型和衰退型,种群结构动态遵循增长型、稳定型、衰退型、恢复型、增长型的顺序变化过程。上述结果与种群年龄结构动态分析一致,两者都揭示了中国沙棘通过林窗更新恢复种群结构稳定性这一特殊而重要的事实。其中,克隆种群结构由增长型经过稳定型发展到衰退型,这一过程符合阳性树种的普遍演替规律。而在衰退型种群中,中国沙棘通过克隆繁殖调节恢复增长型种群结构则体现了克隆植物的特殊性。同时,克隆种群稳定性恢复的实现与克隆植物独有的＂生理整合＂及＂觅养行为＂等优越性密切相关。     

翅果油树(Elaeagnus mollis Diels)简介

属于胡颓子科,渐危种。种仁含油量高,可供食用;花含蜜量大;根系发达,根瘤固氮可改良土壤;叶含氮量较高;材质坚硬。本种既是木本油料植物、密源植物和用材树种,又是干旱地区营造水土保持林的优良树种,故其经济价值较高。生于海拔800-1500米的山坡,多见于阴坡和半阴坡,阳坡也有分布。喜光,抗寒,抗风,耐干旱和贫     

基于竞争指数的水陆交错带枫杨生长模型

为进行河岸流域水陆交错带植被生长的可视化模拟研究,以漓江流域枫杨树种为模拟对象,基于改进的Hegyi简单竞争指数建立了枫杨树种的单木生长模型,通过将直径分布模型和随机算法运用于全林分,利用C#编程语言、3D Max建模工具、Virtools平台等可视化相关技术,实现了漓江流域枫杨树种在不同全氮含量土壤的生长可视化模拟。研究表明,枫杨胸径年生长量与土壤全氮含量呈显著正相关,相关系数为0.749;竞争指数模型改进前和改进后的竞争指数与胸径年增长量均呈显著负相关,相关系数分别为-0.621和-0.657;模拟过程中,拟合2块样地内枫杨径阶分布时误差率分别为6.25%和11.9%,枫杨树高与胸径模型拟合决定系数为0.703,冠幅与胸径模型拟合决定系数为0.612,枫杨胸径生长模型拟合决定系数为0.734。改进的竞争指数模型和随机算法对构建水陆交错带枫杨树种的生长模拟具有较强的适用性和较高的逼真度。该研究为漓江流域植被恢复和演替模拟提供理论依据和参考。     

基于GIS及综合权重法的甘肃黄土高原区山洪灾害风险区划研究

针对甘肃黄土高原区特殊地形地貌特点,通过对山洪灾害形成因素分析,确定将研究区的高程、坡度、汇流累积量、河网密度、年平均降雨量、1 h临界雨量、人口密度、耕地面积占比、人均GDP 9项指标作为山洪灾害主要影响因子,通过危险性和易损性分析建立山洪灾害风险区划模型,运用层次分析法及熵权法综合确定指标权重,利用Arc GIS软件进行空间插值和栅格图层计算完成山洪灾害风险区划图,结果表明:甘肃黄土高原区的山洪灾害风险区划指数按照从高到低划分为5个等级,从西北向东南呈明显递增的分布特征,高风险区主要分布在降雨较多的陇东黄土高原及西南部的临夏州一带、较高风险区主要分布在黄土高原的中南部、中风险区分布于黄土高原的中部一带、较低风险区和低危险区分布在黄土高原的西北部分县(区),最终通过65年历史山洪灾害验证分析,甘肃黄土高原区山洪灾害风险区划结果符合实际情况,可以为山洪灾害风险管理提供支撑。     

黄土高原中部沙棘种质资源调查及选优

本文借鉴其它树种选优经验,制定了"黄土高原中部沙棘种质资源调查及选优方案".把选优同种质资源清查工作结合进行.对该区沙棘分布较为集中,且具代表性的靖边县、黄龙县、陇县的沙棘,进行了全面系统的调查分类及选优,提出了适于陕西省沙棘类型划分的方法,并划分出25个沙棘类型,为沙棘开发利用奠定了基础.共选出适于当地繁殖栽培的优良单株30个.其中有29个丰产优良单株,1个大果型优良单株.     

沙棘与其他水土保持树种光合特征的比较

使用Li-6400Q光合仪对黄土高原水蚀风蚀复合区河北杨、小叶杨、山杏、山桃、柠条、沙棘6树种光合生理生态指标及环境因子进行了测定。结果表明：所测定6种树种光饱和点均较高,较适应当地高光强环境,乔木光补偿点低于灌木,乔木对光能利用率较高。所测定树种净光合速率日变化沙棘呈双峰曲线,其它为单峰型曲线,日进程受自身和环境因素综合或交错控制。气孔导度和胞间CO2浓度日变化规律性明显,乔木的较灌木的高,且日变化相对稳定。所测定树种蒸腾速率日变化节律明显,日平均蒸腾速率沙棘、山杏、山桃较低,而河北杨、小叶杨和柠条的较高。同时测定树种日平均水分利用效率沙棘、山杏、山桃较高,而河北杨、小叶杨和柠条的较低。     

关于加快红松果材林基地建设的对策思考

红松是珍贵经济树种,是我国东北地区主要造林树种之一,生态保护作用和经济价值极高,因而为广大林农青睐。各级政府应加强对营建红松果材林基地建设的支持和重视力度,对营建红松果材林进行科学有效的规划和管理,适地适树、因地制宜,实现红松果材林基地的快速发展,进而做到使林业生态效益、经济效益、社会效益更好地结合在一起,相辅相成共同发展,为广大林农脱贫致富寻求有效途径。     

长叶榧生物学特性及繁育栽培技术研究

经过二十多年对我国特有树种长叶榧的观察研究,终于摸清了该树种分布范围、生长环境,以及开花结果习性和繁育栽培技术,为保护这一特有珍稀树种创造了条件,同时提出了保护措施与开发利用意见。     

基于TVDI的黄土高原干旱时空变化与其影响因素

为探讨黄土高原地区2001—2020年间干旱时空变化特征及其影响因素，利用MODIS增强植被指数(Enhanced vegetation index, EVI)以及地表温度(Land surface temperature, LST)数据，构建温度植被干旱指数(Temperature vegetation dryness index, TVDI)模型，探究黄土高原地区2001—2020年TVDI指数时空动态、变化趋势并利用地理探测器模型分析TVDI空间分异性的驱动因子。结果表明：2001—2020年间黄土高原TVDI空间分布具有较强的空间分异性，总体上呈现从西向东旱情逐渐增加的趋势，黄土高原多年平均TVDI为0.522,整体上处于轻旱状态。从TVDI多年变化趋势上分析，超过64%的区域有干旱加剧的趋势，且存在明显的地域分异规律，黄土高原西北部的内蒙古、宁夏北部以及山西部分地区旱情大多呈加剧趋势，而旱情缓解区域较为集中，多分布于陕西中部、宁夏南部和甘肃北部。各土地利用类型的TVDI年际变化均呈现不同程度上升的趋势且各土地利用类型年均TVDI差异明显，从大到小依次为：未利用地(0.571)...     

黄土丘陵区沙棘水土保持薪炭林土地生产潜力研究

本文对黄土丘陵区主要灌木水土保持薪炭林树种——沙棘(Hippophae rhamnoides Lo)的土地生产潜力进行了研究。应用Thornthwait Memorial模型估算了其土地气候生产潜力，揭示了沙棘在该地区实际存在的气候条件下可能达到的理论产量；实测了当前技术经济管理水平条件下所能达到的最高产量——现实生产潜力，分析了目前林业的现实生产潜力与气候生产潜力之间的差距，预示了其发展前景；从合理利用气候资源和充分发挥土地生产潜力角度，提出了沙棘应为当地水土保持薪炭林优选的灌木树种。其结果对该地区培育坡地水土保持薪炭林具有重要的实践指导意义。     

俄罗斯沙棘优良品种引种试验研究

“三北”地区和黄土高原是中国沙棘亚种的分布中心,现已有大面积人工沙棘林,但其果小、刺多,产果量低,采果难。为此,作者于1997－2006年承担水利部“948”沙棘引进项目,以解决该地区沙棘优良品种缺乏问题。通过8年试验研究,引进俄罗斯大果无刺沙棘优良品种、类型40余种,分别在“三北”和黄土高原地区的7个主要试验基地进行引种试验,从中初步筛选出效果较好的9个优良品种、类型。它们生长发育良好,抗性较强,具高产、优质特性,并已开始利用引进的俄罗斯沙棘与当地中国沙棘杂交,培育出第一代杂交种。在引种选育和对俄罗斯沙棘生物生态学特性进行试验研究的基础上,对其良种的集约栽培和繁育做了试验和示范推广工作,产生了良好的生态、经济效益。通过本项目实施,为做好沙棘引种选育工作提供了良种,这对大面积建造高产、优质人工沙棘林和沙棘果园,加速黄土高原和“三北”地区的环境治理、发展地方经济具重要意义。     

基于GIS的水量平衡模型在黄土高原地区土壤水分模拟中的应用

应用修正后Vrsmarty水量平衡模型对黄土高原地区2001-2010年间的土壤水分变化规律进行模拟。该模型综合考虑了土壤质地、植被类型、蒸发、降水等因素。模拟结果表明:黄土高原地区平均土壤水含量年内呈"正弦"曲线的变化规律,6月份土壤水含量最低为36.9mm,随着雨季到来,10月达到最高为74.3mm,而后逐渐降低。土壤水变化趋势可分为西北和东南两个区。西北区降雨量少,蒸散量大,全年土壤水含量很低,为1～40mm;东南区受降雨和蒸散周期性的变化的影响,土壤水变化周期性明显,秋末最高达200～240mm,夏初最低为60～100mm。全区的年平均降水为435.8mm,从东南向西北逐渐减少。全区年平均参考作物蒸散量为1 072.7mm,呈现出西北和东南偏高,东北和西南偏低的趋势。     

沙棘遗传改良及繁殖栽培研究进展

沙棘是黄土高原及其周边地区的主要造林树种，掌握其遗传改良和繁殖栽培研究进展对沙棘资源建设具有指导意义。由于沙棘是多用途树种，因此其遗传改良涉及多个性状、栽培模式也因造林目的不同而异。近年来，通过以选为主以及选、引、育兼顾的系统遗传改良，获得了许多果实大、产量高、无棘刺的优良品种，同时在良种的繁殖和栽培技术研究方面取得了显著进展。今后，应加强生长性状和雄株的遗传改良、积极开展造林模式以及现有林分改造技术等方面的研究。     

土壤湿度指数在黄土高原的适宜性评价

利用1992—2000年间黄土高原地区逐月降雨量、实测土壤湿度数据,结合GIS遥感技术、相关分析等方法,对基于TU-Wien变化检测算法,从ERS散射计数据反演获取的土壤湿度指数(SWI)或表层土壤湿度(SSM),从点和面2个尺度进行了验证。结果表明,在不同的土地利用、土壤质地和地形条件下,SWI或SSM与降水呈正相关(P<0.01)。时间序列方面,降雨、实测值和SWI或SSM基本上呈现出相同的变化趋势;空间分布上,降水和SWI具有相似的分布特征。在点尺度上,选取的7个站点的SWI与降水呈正相关(P<0.01),SWI和实测值的相关性随土层深度加深而下降,仅在10cm处达到显著水平(P<0.01)。对表层10cm的实测数据而言,降水和SWI的相关性要好于其与实测值的相关性。在黄土高原区域尺度上,SWI或SSM能够较为准确地揭示该地区表层土壤湿度的演变和空间分布特征。有长达20年(1992—2011年)之久的数据积累,并且可以免费及时获取的SWI或SSM,对于大范围实测土壤湿度数据匮乏的黄土高原地区而言,是一种具有较高利用价值的土壤湿度监测数据产品。     

基于改进Linknet网络的黄土高原苹果园精准提取

黄土高原近20年来苹果栽植面积迅猛增加，对区域生态水文和社会经济发展均产生了重要影响。但该区域果园地块小且场景复杂，仅有县/市尺度统计数据，尚无苹果园实际的空间分布信息。为此，本研究建立了无人机低空遥感影像专业数据集。融合迁移学习与深度学习方法，将残差神经网络ResNet34网络迁移到Linknet网络，得到R_34_Linknet网络。将R_34_Linknet网络与5种常用的深度学习语义分割模型SegNet、FCN_8s、DeeplabV3+、UNet和Linknet应用于黄土高原苹果园空间分布提取，表现最好的模型为R_34_Linknet，其在测试集上的调和平均值F₁为87.1%，像素准确度PA为92.3%，均交并比MIoU为81.2%，频权交并比FWIoU为85.7%，平均像素准确度MPA为89.6%。将空间金字塔池化结构（Atrous Spatial Pyramid Pooling，ASPP）与R_34_Linknet网络相结合，扩大网络的感受野，得到R_34_Linknet_ASPP网络；然后对ASPP结构进行改进，得到R_34_Linknet_ASPP+网络。对比三种网络性能，表现最优的为R_34_Linknet_ASPP+，在测试集上F₁为86.3%，PA为94.7%，MIoU为82.7%，FWIoU为89.0%，MPA为92.3%。使用R_34_Linknet_ASPP+在长武县王东沟和白水县通积村提取苹果园面积精度分别为94.22%和95.66%。本研究提出的R_34_Linknet_ASPP+方法提取到的苹果园更加准确，苹果园地块边缘处效果更好，可作为黄土高原苹果园空间分布制图等研究的技术支撑和理论依据。     

榆林市大果沙棘的引种效果

为了解决中国沙棘果实小、产量低、棘刺多等问题,榆林市林业站先后引进大果沙棘品种16个。栽培试验结果表明,大部分品种在引入后生长良好、繁殖正常,没有发现早衰现象或严重的病虫危害,同时保持了果实大、产量高、无刺或刺少等优良特性。其中,果实横径5．06mm～6．51mm、纵径7．46mm～10．33mm,向阳、齐棘1号等9个品种的果实产量达到10000kg／hm2以上,单株平均拥有克隆子株2．0～5．0株,混合种子的生活力达95％。     

黄土高原典型区雨水资源化潜力模拟与评价

为充分利用雨水资源应对黄土高原水土流失和干旱缺水的问题,引入分布式水文模拟技术,构建具有物理成因机制的分布式雨水资源化潜力评估模型,解决雨水资源利用的核心问题--评价当地的雨水资源化潜力。通过研究黄土高原典型区域黄河河口镇至龙门段(河龙区间)的雨水资源情况,定量评估该区域雨水资源化潜力,结果表明:在气候变化和人类活动的双重背景下,20世纪80年代后,黄河流域河龙区间的地表径流量、土壤有效水增量和雨水资源化潜力呈现上升趋势;河龙区间大部分地区雨水资源呈增长趋势,雨水资源可基本满足现有条件下区域植被恢复的用水需求。气候变化对雨水资源化潜力起正影响作用,贡献率为63.4%,土地利用/覆盖变化则为负影响,贡献率为-36.6%。人类活动对区域雨水资源利用的影响不容忽视,应大力发展干旱半干旱区降雨-径流调控技术,提高雨水资源化利用率,以保障区域生态-经济协同可持续发展。     

黄土高原不同水平年旱涝时空分布特征分析

全球气候变暖大背景下,黄土高原总体呈现暖干化趋势,未来干旱还可能会加剧。为了全面了解黄土高原旱涝时空变化特征,为黄土高原应对旱涝灾害提供决策依据,根据黄土高原及周边263个气象站的降水数据划分降水水平年,以标准化降水指数（SPI）为指标,分析了黄土高原地区不同水平年年际及年内旱涝特征。结果显示,黄土高原在丰、平、枯水年均有不同程度的干旱发生。丰水年黄土高原干旱面积占5.7%,雨涝面积占40.9%;平水年干旱面积占12.7%,雨涝面积占19.3%;枯水年干旱面积占44.4%,雨涝面积占17.9%。不同水平年的干旱区域存在差异。不同水平年内春旱较重,丰水年和平水年雨季开始后干旱逐渐缓解,枯水年雨季不能有效缓解春季以来的干旱,且秋涝明显,各水平年年内干旱的时空分布存在显著差异。不同水平年年际和年内旱涝差异大且变化频繁,为了确保黄土高原农业生产旱涝保收,应合理布设小型水利工程与田间灌溉设施。