基于标记控制分水岭算法的树冠高程模型分割

树冠高程模型是树冠表面模型和数字高层模型的差值,是森林资源调查的重要数据源。笔者提出利用标记控制分水岭算法进行树冠高程模型分割的方法,首先用高斯滤波平滑树冠高程模型,对树冠边缘做初步检测,然后利用形态学重构方法进行树冠形状确认,在此基础上进行二值图像的距离变换和h-minima变换,并标记树冠顶部,最后对实验数据进行分水岭分割,实现单株木树冠边缘勾勒。误差分析表明,该方法能有效提高分割正确率,当结构元素和h-minima变换中的参数分别等于3、1.5时,树冠分割正确率为78.5%。     

结合植被指数与纹理特征的玉米冠层FAPAR遥感估算研究

光合有效辐射吸收比率（fraction of absorbed photosynthetically active radiation,FAPAR）是反映作物产量的重要参数之一。无人机遥感能够快速无损地获取高分辨率植被冠层光谱信息,已成为进行物理化参数反演的重要手段。以不同播期玉米为研究对象,基于无人机搭载多光谱传感器,提取植被指数与植被纹理特征,使用偏最小二乘（partial least squares regression,PLSR）方法将二者结合反演玉米FAPAR,并与传统单独使用植被指数或植被纹理特征反演植被FAPAR的方法进行比较。结果表明：使用传统方法单独利用植被指数反演FAPAR（验证RMSE最低为7.33×10^-2,rRMSE最低为8.66%）的效果比单独利用纹理特征反演FAPAR（验证RMSE最低为9.50×10^-2,rRMSE最低为11.23%）的精度更高;使用PLSR方法单独利用植被指数或纹理特征估算FAPAR的效果比传统方法精度更高（植被指数与纹理特征的验证RMSE最低分别为6.77×10^-2和5.24×10^-2,rRMSE最低分别为8.01%和6.19%）;使用PLSR方法将植被指数与纹理特征相结合估算FAPAR（验证RMSE最低为4.72×10^-2,rRMSE最低为5.57%）的效果比单独使用植被指数或纹理特征估算FAPAR的精度更高。综上,使用PLSR方法将植被指数和植被纹理特征相结合来反演玉米冠层FAPAR可行,为作物FAPAR遥感反演研究提供了新的思路。     

基于无人机机载激光雷达估算黄河三角洲孤岛刺槐林地上生物量

研究旨在利用无人机机载激光雷达数据来计算黄河三角洲孤岛林场刺槐地上生物量。以黄河三角洲孤岛林场刺槐林为研究对象,利用无人机机载激光雷达数据,采用分水岭分割算法从单木尺度提取孤岛林场刺槐的树高和冠幅;然后利用背包移动雷达数据提取8 个样方单株刺槐胸径;再结合异速生长方程,从单木尺度计算8 个样方的刺槐地上生物量。为了验证结果,用野外实测树高和胸径验证雷达数据中提取的单木结构参数;最后利用无人机机载激光雷达提取的树高和冠幅及两者的对数与乘积的对数形式,构建估算刺槐地上生物量模型,对模型估算过程中存在不确定性进行讨论,获得孤岛林场生物量分布图,并且结合前人研究的孤岛刺槐健康状况进行分析。结果表明：（1）基于分水岭分割算法能较精确地从无人机机载激光雷达数据中提取刺槐的单木结构参数。（2）树高与冠幅乘积的对数模型估算效果（R2=0.82,RMSE=3.66 kg/株）优于非对数模型（R2=0.58,RMSE=6.73 kg/株）,也优于两者对数的模型（R2=0.76,MSE=4.52 kg/株）。（3）模型构建过程中有一定的不确定性,这种不确定性主要来自单木识别过程。（4）刺槐地上生物量高低与其健康状况有很强的相关性。     

黄河三角洲孤岛刺槐林地上生物量的估算——基于无人机机载激光雷达

研究旨在利用无人机机载激光雷达数据来计算黄河三角洲孤岛林场刺槐地上生物量。以黄河三角洲孤岛林场刺槐林为研究对象,利用无人机机载激光雷达数据,采用分水岭分割算法从单木尺度提取孤岛林场刺槐的树高和冠幅;然后利用背包移动雷达数据提取8个样方单株刺槐胸径;再结合异速生长方程,从单木尺度计算8个样方的刺槐地上生物量。为了验证结果,用野外实测树高和胸径验证雷达数据中提取的单木结构参数;最后利用无人机机载激光雷达提取的树高和冠幅及两者的对数与乘积的对数形式,构建估算刺槐地上生物量模型,对模型估算过程中存在不确定性进行讨论,获得孤岛林场生物量分布图,并且结合前人研究的孤岛刺槐健康状况进行分析。结果表明:(1)基于分水岭分割算法能较精确地从无人机机载激光雷达数据中提取刺槐的单木结构参数。(2)树高与冠幅乘积的对数模型估算效果(R2=0.82,RMSE=3.66 kg/株)优于非对数模型(R2=0.58,RMSE=6.73 kg/株),也优于两者对数的模型(R2=0.76,RMSE=4.52 kg/株)。(3)模型构建过程中有一定的不确定性,这种不确定性主要来自单木识别过程。(4)刺槐地上生物量高低与其健康状况有很强的相关性。     

间伐对樟树人工林径级结构变化及生长影响

樟树是中国南方重要的用材树种和绿化树种，目前营造的樟树人工林普遍存在林分生长参差不齐、生长较慢、出材率不高等问题。改善樟树人工林林分结构，提高林分生产力，培育樟树大径材已经成为目前樟树人工林培育和改造的主要任务。以16年生的樟树人工林为研究对象，建立9个20 m×30 m的固定样地，按照样地内立木总株数开展强度间伐(间伐40%)、轻度间伐(间伐20%)和对照组(不间伐)3组间伐试验，伐取解析木分析樟树人工林生长过程，探讨间伐前后樟树林分径级结构的动态变化情况。结果表明：(1)轻度间伐与强度间伐的试验样地，间伐生长2年后年，平均单株胸径年增长量分别为1.18 cm、1.42 cm，显著高于对照组和间伐前；间伐后各试验样地树高生长差异不显著，年增量均为0.5 m左右，但冠幅生长则显示出显著差异，强度间伐样地的单株平均冠幅达3.8 m，高出对照组31%。(2)分析3组样地的林分径级结构发现，样地内的被压木生长势明显不足，大约有25%的下层林分(胸径小于12 cm)胸径基本没有增长；而强度间伐样地胸径20 cm以上的林木数量大幅度增加，达到了420株/hm²，样地内占比4...     

长白山云冷杉林倒木贮量及倒木对更新的影响

文章对长白山云冷杉林云冷杉原始林与云冷杉过伐林内倒木的贮量,以及倒木对更新的影响等进行了研究.结果表明,云冷杉原始林内倒木贮量为241.7 m3/hm2,云冷杉过伐林内倒木贮量为66.9m3/hm2.两种林型内倒术上幼苗结构均随级别增大而减少.云冷杉原始林Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ级倒木株数占到96%,倒木贮量随级别的增大而增加,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ级倒木贮量占到97.2%;云冷杉过伐林只有Ⅲ级与Ⅴ级存在倒木,Ⅴ级倒木株数占79.4%,贮量占70.8%.倒术上幼苗主要集中在大头端以及倒木中部,小头端幼苗数量较少.     

利用面向对象的技术进行树冠信息提取研究

［研究目的］为了研究如何利用遥感数据进行京津风沙源工程区的林木长势现状监测。［方法］利用位于工程区内的北京市延庆县张山营镇某实验地的0.6米分辨率的QuickBird遥感数据,对该区的树冠信息进行了提取。具体是首先对快鸟数据进行正射校正、图像融合、图像增强,从而减少噪音;然后在易康软件中利用面向对象的技术进行树冠信息的提取工作研究;最后将生成的树冠分布图直接以矢量数据输出,这样便可以在ArcGIS中实现冠幅的统计分析。［结果］发现监测的最低精度为68.49%,最高精度为96.01%,监测的平均精度达到了80.02%.［结论］该方法满足遥感监测精度要求。在对工程小班冠幅进行提取过程中,监测到的林木保存率最高为74.10%,最低为50.86%,平均保存率为62.38%。为遥感数据辅助开展京津风沙源工程监测提供了科学依据。     

基于冠层光谱的早籼稻籽粒粗蛋白含量估测

利用2019年长江中下游早籼稻早中熟组种质资源为材料,分析主要生育期冠层光谱反射率与籽粒粗蛋白含量的关系,筛选出可用于早籼稻籽粒粗蛋白含量预测的敏感生育期和敏感波长,建立了基于敏感波长和光谱参数的籽粒粗蛋白的一元线性、多元线性、指数和多项式预测模型,用决定系数（R ²）、均方根误差（RMSE）和相对误差（RE）对模型精度进行评价,以期找到估测早籼稻籽粒粗蛋白含量的最适模型。研究发现,在孕穗期514、580、638和695nm波长处冠层一阶微分光谱反射率与籽粒粗蛋白含量相关性达到极显著水平;在基于敏感波长的估测模型中,四元线性模型估测效果最佳,其建模集R ²、RMSE和RE分别为0.566、0.342%和2.874%,验证集R ²、RMSE和RE分别为0.518、0.154%和1.303%;在基于光谱参数构建的估测模型中,DSI(R′₅₁₄和R′₆₃₈)为自变量构建的多项式模型估测效果较优,其建模集R ²、RMSE和RE分别为0.638、0.312%和2.639%,验证集R ²、RMSE和RE分别为0.581、0.230%和2.307%。     

地面资料稀缺区域的农田土壤水分微波与光学遥感协同反演方法研究

[目的] [方法]大尺度区域范围的地表粗糙度因子难以获取是微波反演土壤水分的难点所在。对此,从协同微波和光学遥感数据在土壤水分监测中的优势以提高土壤水分反演精度的角度出发,进行了地表粗糙度参数稀缺区域的大范围农田土壤水分遥感反演方法研究,即利用高分三号和Landsat8光学遥感数据,通过水云模型消除植被对雷达后向散射系数的影响,获取土壤直接后散射系数,然后结合入射角、PDI、TVDI和NDWI指数共同作为模型输入参数分别建立了HH和HV两种极化方式下的土壤水分反演模型。[结果]采用相关系数(R2)、一致性指数(IA)和均方根误差(RMSE),对两种模型应用于江汉平原农田土壤水分反演的实验结果进行了对比分析,结果显示HH极化方式下的土壤水分反演精度整体上优于HV极化方式(HH极化方式R2=0.6864,IA=0.8895,RMSE=6.979%)。[结论]在空间分布上,温度较高和植被覆盖较低区域,土壤水分含量较低,如钟祥市的北部、江陵县的东北部、荆门市的东部、仙桃市的西部和天门市的西北部;温度较低和植被覆盖较高区域,土壤水分较高,如监利县以及天门市的南部。     

应用FY-3 MERSI数据反演地表温度

地表温度是反映土壤—植被—大气系统能量流动与物质交换的重要参数,是地球观测类卫星数据反演地面参数的主要内容之一。气象卫星为快速获取大范围辐射面瞬时温度提供了重要手段,其中FY-3 MERSI在保留了极轨气象卫星高时间分辨率观测的基础上,其远红外波段空间分辨率提高到了250 m,提高了温度反演的空间精度。应用FY-3 MERSI第5通道长波辐射观测数据,并结合1 km分辨率高光谱数据,获取反演地温所需的2个重要参数——大气水汽含量及地表比辐射率,实现了地表温度反演。反演算法利用两通道比值法得到大气透过率,并计算出大气水汽含量;应用NDVI阈值方法获得地表比辐射率;根据FY3 MERSI通道特点改进和构造了各参数反演算法;并利用热红外通道数据,使用单通道算法反演地表温度。通过对辽宁地区3个时次的地表温度反演,并与MODIS分裂窗地表温度算法进行了比较分析。结果表明温度精度达到了预期水平,空间精度有显著提高。     

硫包衣尿素在夏玉米上的应用效果研究

为了了解硫包衣尿素在夏玉米上的应用效果,充分的发挥肥料作用,通过田间试验,研究了硫包衣尿素和普通尿素不同用量、不同施肥方法（普通尿素为基肥＋1次追肥;硫包衣尿素为一次性基施）对夏玉米出生长、产量、氮肥表观利用效率等的影响。结果表明：硫包衣尿素以等氮量或减量30%采取一次性施肥的方式,夏玉米的生长和产量与普通尿素当地习惯施肥无显著差异,其产量分别达到了10789.17 kg/hm2、10595.11 kg/hm2;在夏玉米上应用硫包衣尿素可显著提高肥料的利用效率和农学效率,其中硫包衣尿素减量30%处理氮肥表观利用率和生产率分别达到了42.59%和20.74kg/kg。硫包衣尿素以一次性基施的施肥方式替代普通尿素基肥加追肥是可行的,能达到省工、节肥、增效的目的。     

“桂裕”牌育苗营养基质对西瓜生长的影响

为推广“桂裕”专用型育苗营养基质在西瓜育苗上的应用,于2011年研究3种基质对西瓜苗期生长及产量和品种的影响。结果表明,“桂裕”基质处理的各项指标均优于山东和习惯处理,（1）茎粗：桂裕处理在嫁接前为3.26 mm,比山东处理粗2.11%和极显著比习惯粗12.03%,移栽期茎粗为4.97 mm仍比山东处理粗2.26%和显著比习惯粗9.23%;（2）一级侧根数：桂裕、山东和习惯分别为9条/株、8条/株、7条/株;（3）主根长：桂裕处理为8.6 cm,分别比山东和习惯长0.7 cm和1.0 cm;（4）单瓜重：桂裕处理为5.46 kg,显著比山东和习惯的重5.60%;（5）产量：桂裕处理达32825 kg/hm2,分别比山东和习惯的增产6.06%和11.08%;（6）纯收入：桂裕处理为33390元/hm2,分别比山东和习惯多2295元/hm2和3855元/hm2;（7）糖度：桂裕处理为11.8°与其他处理相当。因此,“桂裕”育苗营养基质可以作为西瓜的育苗基质进行推广应用,且幼苗的茎粗、一级侧根数及主根长可作为评判移栽后西瓜产量的指标。     

水肥调控对宁夏旱砂地枣树生长发育的影响

以种植在宁夏中卫市香山干旱山区压砂地的3年生‘同心圆枣’树（行间套种西瓜,每公顷产量12000 kg~13500 kg）为试材,研究了保水剂+补水补肥对土壤含水量、坐果率、产量、品质、水分利用率和树体营养生长的影响,试验结果表明：每株施30 g~60 g保水剂,并在枣树生长期补水补肥2次,使整个生育期40 cm处土壤含水量绝对值提高了2.14%,单叶面积增加了4.1%~50.5%,叶绿素含量增加了44.9%（与放任生长的树相比）,坐果率提高了9.5%~27.8%,单株坐果量提高了29.5%~33.2%,单株产量提高了37.9%~51.1%,平均单果重增加了0.5 g~2.1 g,水分利用率提高了33.3%~46.7%,果实固酸比增加了23.0%~41.8%、维生素C含量略有增加,新枣头粗度和主干增粗率也略有增加。     

窄冠福建柏人工林生长过程分析

为了解窄冠福建柏人工林生长特征及规律,制定其有效经营措施,采用树干解析法及Richards方程对三明市沙县窄冠福建柏的树高、胸径和材积的生长过程进行分析。结果表明：窄冠福建柏人工林在整个生长过程中,树高连年生长量有4个波峰,其中8年生时达到生长高峰,为0.85 m/a,平均生长量与连年生长量在第16年首次相交;胸径连年生长量出现2次峰值,分别为0.76 cm/a（第8年）和2.44 cm/a（第24年）,平均生长量与连年生长量在28年生时相交,胸径快速生长期0—28年的生长量为26.08 cm,占总生长量的87.81%;材积连年生长量在26年生时达到最大值,为0.0354 m³,至32年生时,窄冠福建柏人工林仍未达到数量成熟。Richards方程拟合窄冠福建柏树高、胸径和材积的生长过程效果均较好,相应的生长方程为：H=22.47×(1－e^-5.28)^1.66,R=0.9832;D=1326.49×(1－e^-2.13)^1.45,R=0.9291;V=3.89×(1－e^-2.51)^3.90,R=0.9979。窄冠福建柏生长率总体呈下降趋势,树高、胸径和材积三者生长率在0—10年内降幅较大,依次为45.31%、81.86%和52.4%,而10—32年,树高、胸径和材积的年平均生长率降幅均较小,分别为0.47%、0.74%和1.47%。研究结果可为窄冠福建柏营林生产实践提供科学依据。     

氮沉降对湿地松林土壤呼吸的影响

为了阐明湿地松林土壤呼吸对氮沉降响应的变化规律以及氮沉降是否改变土壤呼吸温度敏感性系数,运用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统测定模拟氮沉降4种不同处理水平[0、5、15、30 g/(m2?a)]下湿地松林(Pinus elliottii)的土壤呼吸速率及土壤温、湿度。结果表明：湿地松林土壤胡须呈明显季节变化,7月最高,1月最低。各处理土壤呼吸年累积量为：对照(CK)[5.28±1.02 t/(hm2?a)]、低氮[LN 4.51±0.64 t/(hm2?a)]、中氮[LN 4.66±0.51 t/(hm2?a)]和高氮[HN 4.20±0.43 t/(hm2?a)]。全年对照处理土壤呼吸速率平均值为CK[1.44±0.28 μmol/(m2?s)]比各氮沉降处理LN[1.20±0.17μmol/(m2?s)]、MN[1.24±0.13μmol/(m2?s)]、HN[1.11±0.11μmol/(m2?s)]高16.6%、13.8%、22.9%。土壤呼吸速率与10 cm土壤温度呈显著相关正指数关系(P<0.01),相关性指数(R2)在0.6049~0.7557之间,湿地松林在各处理氮沉降下温度敏感性系数分别为LN(1.72)、MN(1.75)、HN(1.79)同对照(2.35)相比有降低趋势。土壤呼吸与5 cm土壤湿度之间呈二次方程关系,但相关性不显著(P>0.05)。研究表明,氮沉降是影响湿地松林CO2通量的一个重要因子。     

华南双季水稻机械种植方式的物质生产和积累特性

为了探明华南双季水稻机械种植方式的物质生产和积累特性,为水稻生产机械种植的推广提供理论依据。大田试验采用单因素随机区组排列,设置了5种种植方式：人工移栽（P1）为对照,以及机插秧（P2）、宽窄行精量穴直播（P3）、宽行窄株精量穴直播（P4）和同步开沟起垄施肥精量穴直播（P5）4种机械种植方式。结果表明：早晚稻P5产量均最高（7.33、7.03 t/hm2）,抽穗后,早晚稻P5的物质积累量均是最高（16.57、13.92 t/hm2）,各机械种植方式早晚季物质积累量较对照（P1）物质积累量有增有减,但无显著差异;成熟期早晚稻的叶面积指数和光合势均以P5的最高,分别为5.32、4.74和122.07×104 (m2?d)/hm2、163.63×104 (m2?d)/hm2;早稻P5群体生长率最高（37.30 g/(m2?d)）,晚稻P2群体生长率最高（14.92 g/(m2?d)）;各机械种植方式的叶面积指数、光合势以及群体生长率较对照（P1）有增有减,极少部分达到了显著水平。械种植方式具有一定的增产稳产优势,归因于物质生产和积累方面指标的综合优势,以P5效果最显著。     

柳州市短周期桉树人工林生态系统碳储量研究

通过野外调查和实验室材料分析,对广西柳州市短周期桉树(Eucalyptus sp.)人工林生态系统碳含量、碳储量进行了研究。结果表明：2年、3年、4年桉树人工林的林下植被含碳率分别为41.9%、41.1%、40.85%,彼此间差异未达到显著水平（P<0.05）。桉树人工林枯落物含碳率表现为：2年>4年>3年。0~60 cm土层含碳率变化幅度为0.32~0.65%。4年桉树人工林碳储量分别是2年、3年的2.16、1.18倍。桉树乔木层碳储量表现出随林龄的增加而加大的趋势。3年、4年桉树林乔木碳储量占总碳储量的比例分别为38.61%、57.42%,在生态系统总碳储量中贡献率较高。2年、3年、4年桉树人工林林下植被碳储量分别占其总碳储量的0.86%、2.69%、1.49%,枯落物碳储量分别占其总碳储量的8.55%、3.98%、2.62%。林下植被和枯落物碳汇贡献率较低。2年、3年、4年桉树人工林壤碳储量分别为37.54、46.92、39.2 t/hm2,彼此间无显著差异,桉树人工林0~20 cm碳储量占了整个土壤碳储量的41.2%,20~40 cm碳储量占整个土壤碳储量的31.88%,可见0~40 cm土壤碳储量成为土壤的主体。乔木和土壤碳储量成为短周期桉树人工林重要的碳储存库,本研究为本地区提供了短周期桉树人工林生态系统碳储量数据。     

不同沼肥用量对番茄产量和品质的影响

摘 要 本研究于2010-2011年进行,通过沼肥田间试验,研究了不同沼肥施用量对番茄株高、单株结果数、果实成熟率、成熟单果质量、产量和品质的影响。结果表明：随着沼肥用量的增加,番茄的株高、单株结果数均有明显改善,但番茄果实成熟率以及成熟果实平均单果质量却呈现先增加后降低。在T4(沼肥52500 kg·hm-2+磷酸二铵300 kg·hm-2)处理时番茄产量达到最高,为84375 kg·hm-2。番茄中Vc、可溶性总糖的含量在随着沼肥用量增加而呈现单峰曲线变化,最高值均出现在T5(沼肥60000 kg·hm-2+磷酸二铵300 kg·hm-2)处理,分别为127.37 mg·kg-1和6.03%。番茄中硝酸盐的含量却随着沼肥用量的增加呈明显上升的趋势。     

宁远河流域森林景观格局分析

为了揭示宁远河流域森林景观特征和存在的问题,以2010年海南省森林资源二类调查数据为基础,应用ARCGIS 9.2和FRAGSTATS 3.3软件,通过多种指数从景观组成结构与斑块分布状况、斑块特征、景观异质性和景观要素空间关系4个方面进行分析。结果表明：宁远河流域森林景观的面积和斑块数分别占景观总面积和总斑块数的85.05%和83.39%,为主要的景观类型;景观要素斑块类型面积排序为：阔叶混(42949.05 hm2)>橡胶(14678.66 hm2)>非林地(14378.50 hm2)>槟榔(4236.73 hm2)>芒果(3857.55 hm2)>松类(1872.70 hm2)>桉树类(1713.98 hm2)>相思类(1655.16 hm2)>其他经济林(402.63 hm2)>阔叶类(377.95 hm2)>竹类(27.68 hm2),阔叶混、橡胶、槟榔和芒果在森林景观中占绝对优势,各个类型斑块分布不均匀;整体景观的斑块彼此邻近,空间分布较均衡,破碎化程度低;竹类景观受人为干扰因素最大。