经营单位级的森林多功能监测体系研究

【目的】研究经营单位级的森林多功能监测体系,为森林经营单位及时掌握多功能森林的生长发育状态、内部结构特征、更新演替规律及其与所处环境间的相互关系提供有效手段,进而为其森林多功能经营提供数据支撑和理论指导。【方法】以中国林业科学研究院热带林业试验中心森林为研究对象,从抽样体系设计、样地布设方法、调查因子设置及观测指标数据采集等方面对森林多功能监测技术进行系统介绍和实践操作。【结果】基于1km×1km网格抽样框架,通过二重系统抽样,采用群状圆形样地方式,布设一重样地和二重样地,建立了经营单位级的森林多功能监测体系。实践操作结果表明,采用该监测体系调查一个样地所需费用与我国森林资源连续清查所需费用相当,但工作量仅约为后者的1/3,其中对热带林业实验中心森林蓄积量的抽样精度为94.97%,说明抽样效率较高。【结论】建立的经营单位级森林标多功能该监测体系实用性强,监测效率高,对森林经营单位开展森林多功能经营及森林多功能综合监测具有指导意义。     

基于不同尺度样地的森林面积估算对比分析1）--以鞍山市为例

研究一类调查与二类调查的差异,分析现有森林资源样地调查方式的效率和误差,对比分析调整样地数量和样地面积大小后对市级区域森林面积估算的精度。以鞍山市为研究区,以二类调查小班数据为基础,以现行4 km×8 km样地间隔的标准样地数量为最大样本量,分析了在样方边长分别为25、30、250 m,1、2、3、4 km与样地数量分别为现行数量的1／2、1／3、1／4和1／5等情况下样地估算森林面积总体的精度。结果表明：样地面积越大,像元的混合度越大;现行抽样方式精度较高,误差仅为0．65％;当样地数量为现有样地数量的1／2,样地大小为2 km×2 km时,是较为准确估算鞍山市森林面积值的最佳抽样方式,误差为02．9％;虽然采样率为1／3,边长为3 km和4 km方式的精度更高,但是调查的面积更大。     

全国森林面积和森林蓄积年度出数方法探讨

基于全国第8次森林资源连续清查的41.5万个地面样地数据和全国林地利用保护规划的"一张图"成果数据,采用全国20×20 km2抽样框架设计系统抽样和分层抽样,探讨全国森林资源森林面积、森林蓄积年度出数的基本方法。研究结果表明:(1)虽然采用系统抽样计算得到全国森林面积抽样精度为97.5%,在精度要求之内,但对于各省来说,森林面积的抽样精度较差;(2)对比分析不同抽样方式结果,采用系统抽样和分层抽样的全国森林蓄积量出数的抽样精度均在95%以上,与第8次清查实际数相差低于3%以下,森林资源分布稀少或行政面积小的省精度相对较差。(3)满足国家出数并兼顾省级总体要求,在全国统一框架基础上,优化设计各省地面样地体系,全国共布设24 760个地面样地,约为现行体系样地数量的1/17,每省约为800个样地,大大减少现行体系的地面调查样地,能实现由5年出数向每年出数的转变。(4)全国森林蓄积分层抽样方法,与基于高分辨遥感影像的样地判读方式获取森林面积方法结合,可以实现森林面积和森林蓄积的年度出数,实现森林面积和森林蓄积的年度出数,能有效解决全国森林资源数据的时效性问题,是目前值得推荐使用的可行方法。     

基于遥感和“两区”划定耕地数据的农作物面积估算分层抽样体系研究

【目的 】四川气候多云雨天气,通过全覆盖遥感影像解译来掌握主要农作物种植面积、分布非常困难,采用野外实地抽样调查与遥感影像分类相结合是有效可行的方法。【方法 】文章以遥感和GIS为手段,充分利用“两区”划定耕地基础数据,采用两级空间分层抽样方法和实验最优空间抽样体系的设计来建立长期的野外调查样方。采用空间分析技术、传统抽样方法相结合的两级空间分层抽样技术,在不同研究区内,以误差、变异系数和抽样个数为抽样效率的评价指标,实验和确定不同层的样方大小、抽样方法和抽样比例的最优抽样体系;通过确定的最优抽样体系,反推2022年研究区油菜和小麦面积,验证其精度。【结果 】抽样体系中样方大小为0.5 km×0.5 km、抽样方法为分层顺序抽样方法或分层麦士比抽样方法、抽样个数为25个左右,误差和变异系数较小,为最优抽样体系。【结论 】经验证,用最优抽样体系反推的2022年油菜小麦面积精度均在93%以上,建立了适用于四川省不同区域的最优抽样体系,布设了长久的野外调查样方。     

基于3阶段抽样方法的森林面积估测——以北京市延庆县为例

为了优化我国的森林资源监测体系,以北京市延庆县为估测对象,利用美国森林资源清查方法(3阶抽样方法),在部分改进的基础上,通过设置正六边形抽样框架及群团样地,估测延庆县的森林面积。结果表明:估算出北京市延庆县的森林总面积为1 202.739 km~2,与延庆县政府报告的森林总面积对比,总体精度达到94.22%。分层随机抽样和分层双重抽样下的估计精度分别为99.96%和99.94%,这种面积估测方法具有较好的总体精度和稳定性。     

基于遥感大样地抽样调查的森林面积监测

基于黑龙江森工集团2009年林地“一张图”成果数据,利用2010—2013年多源遥感数据,结合2010年一类清查和二类调查成果及其他林业经营资料,实践了遥感样地判读与地面样地抽样调查相结合的大样地调查方法的应用。结果表明: 1)黑龙江森工集团可系统布设间隔20 km的大样地231个,面积以4 km×4 km为宜,对林地面积估计的总体变动系数为14.41%;2)遥感数据对大样地各地类综合正判率为90.68%,以有林地96.82%最高,且遥感数据分辨率降低会导致地类可判读性的降低,分辨率提高则有利于提高判读精度;3)不同面积大样地对林地、有林地面积监测结果的影响差异不明显,4 km×4 km大样地调查得到2013年林地面积899.53×104 hm2,占土地面积的89.47%,其中有林地面积876.81×104 hm2;4)2010—2013年森林面积净减5.94×104 hm2(年均减少1.48×104 hm2),与封育相比造林更新是促使森林增加的主要途径,毁林开垦、森林采伐和林地征占用是导致森林面积减少的主要因素。研究认为,基于大样地区划调查的森林面积监测方法科学、经济,充分发挥了遥感技术的优势,提高了遥感数据的应用效率,提升了森林资源变化的动态监测能力,应予以推广应用。      

河南森林资源连续清查体系研究

在对河南历次森林资源连续清查研究的基础上,采用统计学理论和简单系统抽样的方法,将河南森林资源连续清查原Ⅰ,Ⅱ副总体合并为一个总体,优化完善了清查体系.新体系样点按4 km×4 km间距布设,总样地数10 355个.2003年复查,抽样调查精度普遍提高.当可靠性为95%时,有林地面积精度达95.617%,活立木蓄积量精度达95.115%,其它抽样精度指标也达到国家森林资源连续清查技术规定的要求.     

几种林场总体森林蓄积量密度均值估计方法的比较评价

【目的】以林场或县森林资源总体为调查对象,及时、准确地调查监测总体平均每公顷蓄积量,对上级(如市、省)部门开展森林资源宏观管理、生态保护价值评价、森林碳储量计量、领导干部任期绩效考核等工作都有重要支撑作用。将卫星、无人机等多源遥感数据作为辅助数据,采用较少抽样调查样地数据,实现总体参数有效估测的新方法,已成为国内外重要的研究方向,但目前,国内尚无多种现有估计方法的比较评价研究。为了促进新一代遥感技术在森林资源调查业务中的应用,提高我国森林资源天空地一体化调查监测技术水平,亟需对现有林场或县总体参数估测方法进行比较评价研究。【方法】以内蒙古旺业甸实验林场主要人工林树种为总体,基于2019年在林场获取的无人机激光雷达(LiDAR)抽样数据、Sentinel-2A多光谱数据(全覆盖)和少量样地数据,针对样地(p)、样地-卫星(ps)、样地-抽样无人机LiDAR(pl)以及样地-抽样无人机LiDAR-卫星(pls)4种模式,利用适合这4种模式的概率抽样法(DB)、模型辅助法(MA)、模型法(MD)和混合法(HY)4类共5种估测方法(DB_p、MD_ps、...     

应用三阶抽样技术和四点群团样地方法对森林资源调查最优样圆尺寸的确定——以北京市延庆区为例

为了优化我国森林资源监测体系,以北京市延庆区为研究区,应用美国FIA三阶抽样技术和四点群团样地方法,通过对不同尺寸的样地方案的抽样总体方差、变动系数、标准误差、绝对误差和估计精度计算,分析四点群团样地的尺寸对单位面积蓄积量的抽样精度的影响,以及限定精度下的最小样地尺寸设计方案。结果表明:最优子样圆方案为半径为7 m,总体精度90%,与二类调查数据相比精度为80%。     

玉屏县第六次森林资源复查情况分析

森林资源连续清查是定期对同一对象重复进行可对比的森林调查,通常以数理统计连续抽样技术和固定样地为基础进行,了解资源的动态变化,用以评价一定时期内人为活动对森林资源的影响,为制定林业发展规划和方针、政策和预测森林资源的发展趋势提供科学依据。通过对玉屏县第六次复查情况数据进行初步分析,初步得出了调查间隔期内森林的生长与消耗量及资源的变化趋势。     

二阶抽样的一个性质

一个具有N_0个单元的有限总体,采用二阶抽样时将N_0个单元划分为N个一阶单元,每个一阶单元包含M个(二阶)单元,即N_0=NM。考虑N_0个单元的所有N_0!/N!(M!)~N种不同的一阶单元划分方法的平均,本文证明二阶抽样的这种平均精度等于简单随机抽样的精度。这表明若一阶单元的划分看作是从N_0!/N!(M!)~N种划分中随机抽得的,则二阶抽样平均来说相当于简单随机抽样。     

基于遥感监测的地面抽样方法研究——以四川水稻播面变化为例

论述了四川省水稻遥感监测地面样方布设的方法,通过分析四川省特殊的地理位置,结合遥感影像,科学合理地探讨了可运行化的地面抽样方法,即采用分层抽样统计与地面典型抽样统计相结合的方法,利用差分GPS(精度为亚米级)建立四川省水稻监测地面样方,提高监测精度,在95%的置信区间里,可以达到90%的准确率,服务于全省水稻播种面积大尺度遥感监测。     

华山松球果螟越冬幼虫调查抽样技术研究

华山松球果螟是危害华山松种实的主要害虫.利用华山松不同方位虫口密度与样地虫口密度回归分析确定华山松球果螟越冬幼虫的最适抽样方位为西面,应用Iwao,Talor,m*-v及La-m回归模型确定序贯抽样方程和最适抽样数,并以La-m模型为例制作华山松球果螟越冬幼虫序贯抽样表.     

Efficacy of Grid and Zone Soil Sampling Approaches for Site-Specific Assessment of Phosphorus,Potassium, pH,and Organic Matter

Within-field variability of plant-available nutrients often results in different fertilizer requirements across a field. There is uncertainty concerning the efficacy of alternative sampling strategies suitable for site-specific management. This study compared various soil sampling approaches for P, K, pH, and organic matter (OM) in eight agricultural fields. Soil samples were collected using an intensive 0.2-ha grid-point procedure, and were used to compare less intensive sampling approaches. The approaches were based on 1.2–1.6-ha grid cells (Grid), soil series of digitized soil survey maps (SSM), soil series of detailed soil survey (1:12,000 scale) maps, elevation zones, and management zones based on various information layers (ZS). The approaches varied in reducing the within-unit soil-test variability and maximizing mean soil-test values across sampling units, but none was superior across all fields and nutrients. All approaches were less efficient for P and K than for pH or OM. The Grid and ZS approach were the most effective across all nutrients and fields. However, the Grid approach was more effective for P, the Grid and ZS approaches were better for K and pH, and the SSM and ZS approaches were better for OM. The ZS approach often resulted in fewer sampling zones than the Grid approach, which implies lower soil testing costs for producers, but required more knowledge and subjective judgement than a Grid approach to adapt it to field-specific conditions.     

3种采样方法对DEM质量影响的定量分析

通过编程实现数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）数据采集的3种方法（随机采样、规则采样和成层随机采样）的算法,并对某一地区格网大小为30cm×30cm的栅格格式的高程数据进行采样,使用多种插值方法对采样数据进行插值,然后计算出偏差值。通过对偏差值的分析,发现这3种采样方法中随机采样较差,规则采样适合于对相对高程要求较高的应用,而成层随机采样适合于对高程总体偏差要求较高的应用。     

几种作物田间试验样本平均数估测的样本容量探究

本试验以大麦、小麦、水稻、大豆、小豆5种作物9个植株群体作为研究对象,通过计算机模拟进行随机抽样,从而获得田间试验连续性数据的样本平均数分析所需的取样容量,研究表明:(1) 作物群体的变异系数因农艺性状而异,而且供试材料间也有一定的差异,根据变异系数的大小可将所研究的农艺性状分为3类.(2)农艺性状的取样容量与样本平均数的变异系数呈幂函数曲线关系:Y=b·N~(-1/2).(3)用直线方程Y=α+βX以tg10°、tg5°为斜率作 Y=b·N~(-1/2)曲线的切线,以切点将曲线分为3部分,即变异系数变化的剧烈区、过渡区和平缓区,取样容量区在过渡区内为宜,变异系数小的农艺性状取样容量为10～20株,变异系数大的农艺性状取样容量为30株左右,综合3类性状取样容量为25株,相当于总体变异系数的20％左右.     

农化研究中一个重要的田间采样分析问题的研讨

经研究发现，农化研究中田间采样分析问题是一个非常重要的问题，对提高研究效果，节省时间、劳力，降低成本有重要作用。笔者提出了解决问题的研究方法与实例。     

应用二阶适应性整群抽样估计害虫密度

在农作物害虫管理中人们需要得到准确的田间数据.本文提出了一种简便的抽样方法——二阶适应性整群抽样.给出了害虫密度的无偏估计,并举例说明.     

土壤养分变异及合理取样数的初步研究

利用地统计学方法、地理信息技术对土壤养分变异及合理取样数做了初步研究.结果表明大部分土壤养分都具有良好的半方差结构及强烈的空间相关性.统计分析结果表明土壤养分变异越大,相应要达到一定精确度的取样数量也会增大,研究区域各种养分变异系数大小及其取样数量的排列顺序基本一致,为速效磷>全氮>碱解氮>有机质>速效钾. 用纯随机取样法初步探讨了研究区域土壤养分合理取样数.速效磷取样以90;置信水平20;相对误差为宜,取样数量为4个;速效钾取样以10;相对误差为宜,取样数量为5个;碱解性氮取样以20;相对误差为宜,取样数量为1个;有机质取样以10;相对误差为宜,取样数量为5个;全氮取样以10;相对误差为宜,取样数量为14个.     

Soil Sampling Techniques for Alabama,USA Grain Fields

Characterizing the spatial variability of nutrients facilitates precision soil sampling. Questions exist regarding the best technique for directed soil sampling based on a priori knowledge of soil and crop patterns. The objective of this study was to evaluate zone delineation techniques for Alabama grain fields to determine which method best minimized the soil test variability. Site one (25.8 ha) and site three (20.0 ha) were located in the Tennessee Valley region, and site two (24.2 ha) was located in the Coastal Plain region of Alabama. Tennessee Valley soils ranged from well drained Rhodic and Typic Paleudults to somewhat poorly drained Aquic Paleudults and Fluventic Dystrudepts. Coastal Plain soils ranged from coarse-loamy Rhodic Kandiudults to loamy Arenic Kandiudults. Soils were sampled by grid soil sampling methods (grid sizes of 0.40 ha and 1 ha) consisting of: (1) twenty composited cores collected randomly throughout each grid (grid-cell sampling) and, (2) six composited cores collected randomly from a 3×3m area at the center of each grid (grid-point sampling). Zones were established from (1) an Order 1 Soil Survey, (2) corn (Zea mays L.) yield maps, and (3) airborne remote sensing images. All soil properties were moderately to strongly spatially dependent as per semivariogram analyses. Differences in grid-point and grid-cell soil test values suggested grid-point sampling does not accurately represent grid values. Zones created by soil survey, yield data, and remote sensing images displayed lower coefficient of variations (%CV) for soil test values than overall field values, suggesting these techniques group soil test variability. However, few differences were observed between the three zone delineation techniques. Results suggest directed sampling using zone delineation techniques outlined in this paper would result in more efficient soil sampling for these Alabama grain fields.