不同估算树冠生物量方法的比较——以长白落叶松林为例

以长白落叶松人工林为研究对象,应用平均标准木法及枝解析木法调查树冠生物量,并采用标准枝法与枝条模型估算法对估测的树冠生物量进行了比较研究。分析了枝长与枝基径,枝条生物量与枝基径、枝长等各因子的相关关系,建立一级枝长模型及枝条生物量模型。通过对枝条生物量估测模型的比较,结果表明:枝基径与枝条生物量、叶生物量有很高的相关性,幂函数拟合的精度较高,参数估计较稳定;虽然二次多项式模型拟合的相关系数较大,但因参数变动较大,预测不稳定。在树冠生物量模型研究中,基于胸径建立异速生物量模型,相关系数R2值达0.906以上;通过对估测树冠生物量模型的比较,枝条模型估测法优于标准枝法,同时对模型进行F检验,F值达极显著水平,所选枝条生物量模型对长白落叶松树冠生物量的估测具一定参考价值。     

沿海沙质岸黑松人工林生物量的估测数学模型

利用沿海沙质岸黑松人工林生物量调查材料，探讨黑松各器官的生物量与胸径、树高之间的相关关系，运用回归分析的方法，选择不同的回归方程来拟合黑松生物量估测数学模型。经实用性检验，以胸径、树高拟合的黑松生物量估测数学模型均有较高的精度，但以胸径和树高两个因子建立的各器官生物量模型较以胸径单个因子的估测结果更为理想，各地区应根据实际应用情况，合理选择一元或二元估测数学模型。     

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。     

不同林分类型的青冈栎各器官生物量模型

以湖南省青羊湖国有林场青冈栎阔叶混交林和青冈栎针叶混交林2种林分类型的24株青冈栎解析木数据为基础,采用2种常用的模型(w=aD~b,w=a(D~2H)~b)拟合2种林分类型的青冈栎各器官生物量估测模型,并对2种常用模型的预测效果进行方差分析对比,构建不同林分类型下的青冈栎各器官生物量估测模型。结果表明,树叶生物量模型以胸径(D)为单一自变量为宜,树枝和树叶生物量模型以胸径(D)和树高(H)双自变量为宜;不同林分类型下,青冈栎的树叶、树枝生物量模型在0.05水平上存在显著差异,说明区分林分类型构建树叶、树枝生物量模型是必要的。本研究区分林分类型构建的青冈栎各器官生物量模型,模型结构简单,实用性强,可以为青冈栎的生物量估测提高参考。     

杉木生物量优化模型研究

根据湖南省杉木分布特点,本着"布点均匀、选树适中"的原则,在湖南绥宁、资兴等地选取标准地进行50株杉木取样,测定样木树高、冠幅、胸径等指标,记录样地海拔、小地形、坡向、坡位、坡度等因子.根据外业采集数据,在充分考虑各种立地因子对杉木生物量影响的基础上,以胸径(D)和树高(H)(或树冠长L)为自变量,用8种数学回归模型进行拟合,拟合了8种模型的杉木树干、根、叶、枝干等的生物量,从中筛选出杉木生物量最优模型.     

蔡家川流域人工刺槐生物量模型的构建与比较

利用蔡家川流域不同立地条件下48株刺槐样木生物量的实测数据,以胸径、树高、冠幅、冠长及胸径、树高的复合因子为自变量,构建生物量异速生长模型、多元线性模型和相容性生物量模型。采用决定系数(R²)、均方根误差(RMSE)、估计标准误差(SEE)、总相对误差(TRE)、平均相对误差(ARE)和平均百分比误差(MPE)等6个指标对模型进行拟合度和精确度的检验。结果表明:以胸径(DB H)、树高(h)的复合因子构建的生物量模型估测效果较好。3种模型的检验指标均在可接受的范围内,均适用于蔡家川流域刺槐生物量的预测。其中,多元线性模型对树枝、树叶生物量预测效果最佳,预测精度为90.11%和89.72%;相容性生物量模型对总树干、根系和总生物量的预测精度高达91.38%、90.83%、93.90%,并且解决了各器官生物量与总生物量的相容性问题。构建的模型中,相容性生物量模型的估测效果最好,多元线性模型和生物量异速生长模型次之。     

基于遥感信息的森林生物量、碳储量估测技术研究

利用遥感数据结合地面调查建立模型是定量评价森林生物量、碳储量的重要手段、以遥感数据及GIS易于获取的地学因子为主要信息源,应用逐步回归方法选取与森林生物量相关的7个遥感及地学因子为自变量,利用地面样地每木胸径调查数据结合生物量相对生长式获取样地生物量作为因变量,建立多元回归模型用于估测森林生物量．森林碳储量通过森林生物量结合碳转换系数获取、经方差分析检验,模型达到极显著相关水平．研究结果袁明,这一方法是获取较大尺度森林生物量、碳储量及其动态变化监测的有效方法．     

橡胶树生物量估测的数学模型*

依据生物体各部分器官与测树因子之间存在着相对生长规律，以树围（Ｇ）和Ｄ２Ｈ为自变量建立橡胶树树叶、树干、小枝、树根、树头、地上、地下部分及全株生物量估测模型，经综合检验，确认以树围为自变量的模型优于以Ｄ２Ｈ为自变量的模型。并利用此模型对更新橡胶林的生物量进行了估测，同时建立了橡胶树生物量表。     

临沧膏桐种植区灌木群落生物量估测模型研究

以云南省临沧市膏桐种植区的灌木为研究对象,分别以D、H及D2H作为自变量,利用幂函数方程拟合灌木的生物量模型。结果表明,幂函数方程能较好地拟合研究区灌木生物量模型,用D2H复合因子拟合的效果较好,地上部分生物量模型估测效果优于地下部分。根据模型精度检验结果,模型对研究区内总生物量的拟合效果较好,用于研究区总生物量的估测较为准确。     

基于无人机航测数据的森林郁闭度和蓄积量估测

蓄积量是评价森林资源质量或状况的重要指标,为了解决实测郁闭度和蓄积量费时费力以及无法充分利用航测原始数据生成各项数据的问题,以无人机航测数据的点云数据和正射影像为研究数据,利用冠层高度模型提取高程,通过一元线性回归分析估测平均树高和平均胸径模型;使用改进形态学分水岭方法提取树冠个数;通过主成分回归建立郁闭度模型;结合提取与估测的GIS因子,用偏最小二乘法建立蓄积量模型。结果表明:平均树高模型精度为97.34%、平均胸径模型精度为91.27%,改进分水岭提取树冠精度为80.03%,郁闭度模型精度为83.18%,蓄积量模型精度可达88.43%。蓄积量模型的所有特征因子均是通过遥感方法从无人机原始航测数据中提取而来,充分利用了无人机航测数据。实验建立的树高、胸径和郁闭度模型可以有效地估测森林平均树高、胸径及郁闭度,改进后的分水岭算法减少了过分割,蓄积量模型能够有效估测蓄积量,提高了蓄积量提取效率,节省了大量的人力物力。     

西藏自治区冷杉林生物量分布格局及模型研建

基于第八次全国森林资源连续清查实测样地数据,研建了冷杉林生物量密度多元线性和非线性模型,探寻地理因子与林分因子对生物量的协同影响。结果表明:以胸径、郁闭度为自变量构建的模型,其决定系数为0.526,预估精度为93.63%;以林龄、海拔、郁闭度为自变量构建的模型,其决定系数为0.403,预估精度为92.28%。结合西藏森林资源连续清查或森林资源规划设计调查数据,可用于全区尺度上冷杉林生物量的估算;利用林龄、海拔为自变量构建的模型,可用于掌握生物量、碳汇在空间上的分布规律及某一时期内的碳汇量。     

甘肃亚高山云杉人工林地上部分生物量研究

通过对甘肃省白龙江林区沙滩林场的22块云杉人工林标准地进行调查研究,以胸径、树高、D2H分别为自变量拟合建立云杉人工林树干、树冠及地上部分生物量模型。通过假设检验,所拟合的生物量具有统计学意义,方程为W树干=0.146 D2.065,W树冠=0.029 D2.431,W地上=0.155 D2.214。     

近熟杉木人工林的生物量及碳储量研究

通过野外调查和室内分析后得到苍梧县近熟杉木人工林单株生物量的回归模型,树干和树皮以胸径树高为自变量进行回归分析效果较好,而其余器官以及地下部分生物量和总生物量均以胸径为自变量进行回归分析为好。     

基于UAV遥感的单木冠幅提取及胸径估算模型研究

在森林资源调查中冠幅和胸径是重要的测树因子,自动获取冠幅和胸径值可以提高森林资源调查效率。以云南松为研究对象,基于无人机影像自动提取单木冠幅参数,拟合不同密度等级样地的单木冠幅和树冠面积与胸径的关系以估测单株胸径。首先利用标记控制分水岭分割算法对样地冠层高度模型(CHM)中的单株树冠进行分割,获取最大、最小冠幅和树冠面积,并与实测数据进行精度评价,然后将提取冠幅与树冠面积与实测胸径进行拟合,建立不同密度等级样地的一元回归模型和二元回归模型。结果表明:单木树冠分割准确率为86.26%,冠幅相对误差平均值为6.04%,冠幅面积的相对误差平均值为11.23%;在拟合的模型中,冠幅树冠面积-胸径模型的拟合效果最好,决定系数均在0.7以上,该模型验证数据相对误差均不超过5%,符合A类森林资源调查胸径误差值低于5%的要求。提出的基于无人机影像提取冠幅及预测树木胸径的方法较为准确,可推动森林资源调查自动化发展。     

天然麻栎单木地上生物量模型研究

通过对铜陵叶山林场麻栎样木地上生物量调查,以胸径、树高为自变量,地上总生物量、树干、树枝、树叶生物量为因变量,选择相对生长式、幂函数式和多项式为生物量回归模型,拟合各模型参数、相关指数、回归剩余离差,并计算生物量估测误差。结果表明:麻栎树干、树枝、树叶和地上总生物量与胸径、树高存在显著幂函数关系,其方程分别为:树干W=6.571×10-4D1.8473H2.411、树枝W=1.163×10-4D2.9497H1.3223、树叶W=0.0032D1.5148H0.8821、总生物量W=9.354×10-4D2.0825H2.1154。树干与总生物量的预估精度均达90%以上。     

基于无人机影像的森林生物量估测与制图

【目的】森林生物量的精确测定,对于全球气候变化和碳循环研究具有重要的意义。【方法】以东北林业大学城市林业示范基地为研究区域,首先利用无人机平台获取整个研究区域的高分辨率无人机影像;然后在研究区域四种人工林样地中分别选取20 m×20 m的4块建模样方和4块测试样方,通过每木检尺法实测建模样方内林木的树高和胸径数据,建立H-DBH(树高-胸径)估算模型,并结合已有的DBH-SB(胸径-树干生物量)模型得到测试样方的森林生物量数据;在处理后的数字冠层高度模型(DCHM)基础上利用局部最大值法提取树高与树冠中心点位置,建立一种结合无人机影像提取树高与H-SB(树高-树干生物量)经验模型的森林生物量制图方法。【结果】不同样方的H-DBH模型R2均大于0.70,测试样方的总地上生物量平均值为6915.85 kg,总的估测精度为87%。通过ArcGIS软件结合本研究提出的方法快速得到了整个研究区域的地上生物量分布图,估测总地上生物量为4396.18 t。【结论】研究结果可为快速准确的进行森林生物量的估测提供基础数据和技术参考。     

基于树高和树冠因子的立木材积与地上生物量相容模型研究

【目的】无人机机载激光雷达能够准确地测定单木、林分乃至大尺度森林结构参数(树高和树冠因子)。为应用无人机激光雷达技术准确估测森林蓄积量、生物量和碳储量提供计量依据和技术支撑。【方法】以150株实测马尾松生物量样本数据为研究对象,采用非线性回归估计方法和度量误差联立方程组方法,分析立木材积和地上生物量与树高、树冠因子的相关性,并在此基础上研究建立基于树高和树冠因子的立木材积与地上生物量相容模型。【结果】单株材积和地上生物量与树高因子的相关性最为紧密,其次才是树冠因子;基于树高和冠幅因子的二元材积和地上生物量模型预估精度较高,达到92%以上,再考虑冠长因子的三元模型预估精度改进不大;基于树高和冠幅因子的二元立木材积与地上生物量相容模型估计效果更好,相对于一元相容模型系统而言,二元相容模型拟合效果有较大幅度提高,预估精度达到92%以上。【结论】采用度量误差联立方程组方法可以有效解决基于树高和树冠因子的立木材积与地上生物量相容问题,并且预估精度达到92%以上,所建二元立木材积与地上生物量相容模型可为应用激光雷达技术反演森林蓄积量和生物量提供计量依据。     

油松针叶叶量的研究

对油松针叶的年龄结构、针叶量在树冠各轮枝中的分布、针叶叶量与树高、材积生长量的关系,以及修枝对针叶叶量和油松生长量的影响进行了研究,同时应用逐步回归分析方法,在树高、胸径、地径、树龄、冠幅、冠长、冠高比、轮枝数、松枝数、松枝总长度、树高生长量等11个因子中,筛选出与油松针叶叶量关系较密切的树高、胸径、冠幅、冠长、冠高比、松枝数、松枝总长度等7个因子,求出了估测油松针叶叶量的最优回归估测模型,并在林间对此模型进行了估测检验。     

湖南毛竹林生物量模型研究

为准确测算湖南省毛竹碳汇林的固碳能力,促进湖南省毛竹碳汇林业的均衡稳定发展,在湖南省毛竹主产区设置标准样地,并根据胸径、龄阶实测258株毛竹的生物量,用多元回归方法建立毛竹地上部分总生物量及其各器官生物量的一元(以胸径为自变量)、二元(以胸径和龄阶为自变量)模型。通过模型评价与检验,各模型均符合适用精度,具有适宜的预估水平。     

亚热带常绿阔叶林生物量模型及其分析

缺乏阔叶树种生物量模型是影响亚热带常绿阔叶林生物碳库估测精度的重要原因,过去采用其他地区生物量模型估测亚热带常见阔叶林生物碳库,但其是否适用于本地区的阔叶林生物碳库估计仍存在争议。本研究在三明米槠林样地采用标准木结合相对生长方程法建立31株树的生物量模型,收集亚热带其他地区136株阔叶树生物量数据建立亚热带区域生物量模型,并与其他地区生物量模型比较。结果表明:亚热带区域阔叶林生物量模型为ln(AGB)=-1.982+1.209ln(D~2)和ln(AGB)=-2.907+0.932ln(D~2H),树高和胸径关系模型为ln(H)=0.469+1.082ln(d)-0.106ln(D)~2。Chave等建立的以胸径-树高为变量的湿润热带雨林生物量回归模型估算中亚热带森林生物量相对误差小于以胸径为变量建立的模型。Basuki、Brown、Chan、Ketterings和Kenzo等建立的生物量模型对我国中亚热带常绿阔叶林生物量估测精度不高,Ogawa的泰国常绿阔叶天然林生物量回归模型精度最高。该研究表明在利用区域生物量模型来估算中亚热带常绿阔叶林生物碳库应该检验其适用性,特别要考虑到模型的树种样本数量和胸径范围。