基于SPOT-7影像的马尾松生物量估测模型研究

森林生物量的定量估算为全球碳储量循环及气候变化研究提供了重要的参考依据。以肇庆市马尾松生物量为研究对象,基于SPOT-7影像数据,提取出单波段、波段比值、纹理特征、地形等因子并进行优选,对优选后的变量因子进行分组,生成光谱特征、纹理特征、光谱和纹理特征相结合的3种自变量集,采用偏最小二乘回归法和3种自变量集构建马尾松生物量估测模型并进行优选。结果显示:基于光谱特征构建的马尾松生物量估测模型的决定系数R2为0.81,均方根误差为15.30 t/hm2,误差平均值为-5.65 t/hm2,总预报偏差的相对误差为9.30%;基于纹理特征构建的马尾松生物量估测模型的决定系数R2为0.84,均方根误差为15.69 t/hm2,误差平均值为-4.73 t/hm2,总预报偏差的相对误差为7.78%;基于光谱和纹理特征相结合构建的马尾松生物量估测模型的决定系数R2为0.83,均方根误差为15.24 t/hm2,误差平均值为-5.27 t/hm2,总预报偏差的相对误差为8.67%。由此可知,基于纹理特征构建的马尾松生物量模型要好于其他两种方法,估算精度更高。     

马尾松生物量和生产力研究进展

马尾松在我国南方亚热带地区广泛种植,是我国主要植树造林树种之一,长期以来产生了巨大的生态和经济效益,在我国林业中有着重要地位。在全球气候变暖这一大背景下,研究马尾松森林生态系统的生物量和生产力具有非常重要的意义。文中从传统方法和遥感技术2个方面介绍了马尾松生物量和生产力的测算方法,分析了林龄、混交造林、立地条件、气候因素和林分密度对马尾松生物量和生产力的影响,并针对目前存在的问题提出未来研究的发展方向,以期为我国马尾松林的可持续经营提供参考。     

马尾松生物量的生长规律

通过分析马尾松单木生物量随年龄的变化过程，提出了马尾松生物量的生长数学模型，确定了它的数量成熟龄，进一步分析了各组份生物量比率的年变化规律。     

长白山林区森林生物量遥感估测模型

采用黑龙江长白山地区TM图像和143块森林资源连续清查固定样地数据及野外调查补充样地数据,选择包括各波段灰度值、不同波段灰度值之间的线性和非线性组合(包括11种植被指数)、纹理信息以及环境因子在内的75个自变量,分别采用逐步回归分析法和偏最小二乘回归法建立黑龙江长白山林区森林生物量遥感估测模型:逐步回归法采用5个自变量所建模型平均拟合精度为76.5%,均方根误差为19.12t·hm-2,样地生物量真实值与预测值相关系数为0.5434;偏最小二乘回归法采用10个自变量所建模型平均拟合精度85.8%,均方根误差9.92t·hm-2,样地生物量真实值与预测值相关系数0.8603,偏最小二乘回归法要优于逐步回归法。利用建立的偏最小二乘回归模型计算得到黑龙江长白山2007生物量等级分布图,采用29个检验样本对反演结果进行检验,计算得到29个样本的平均预测精度为83.73%。     

云冷杉林生物量遥感估测模型研究

利用遥感技术获取森林生态系统生物量是快速获取森林生物量的重要途径.文章以香格里拉县遥感影像图所提取的各植被指数及DEM所提取的地学因子为自变量,以云冷杉林生物量为因变量,建立多元线性回归模型.对模型的精度进行检验,选出最优模型.     

马尾松次生林蓄积量与生物量相关性研究

以湖南省会同县马尾松次生林为研究对象,利用83株解析木的生物量数据以及与之相对应的固定标准地数据,选取了5种回归方程对马尾松林分蓄积量与各组分生物量分别进行回归分析,得到了最优回归相关模型。经过对模型参数的检验与模型的适用性分析,得出该模型对马尾松次生林蓄积量与生物量各组分间的相关系数均达到了90%以上,而且模型对生物量各组分的估计值与实测值的标准差均在误差允许的范围内,说明回归模型精度较高,适用性较强。     

马尾松种群生物量及其密度效应研究

马尾松种群生物量及密度效应研究结果显示,马尾松生物量随生长阶段不同,各组分分配比例存在差异,但主要集中在干材部位。随种群密度增加,生物量呈逻辑斯蒂曲线递减。     

马尾松成熟林单木生物量模型研究

基于福建省漳平市马尾松人工成熟林标准地调查和生物量测定,应用几种常用的单木生物量估测方程,建立马尾松各组份生物量模型,并对模型进行拟合优度与误差分析,从中选用最优估测模型。为科学经营马尾松人工林,最大限度提高经济效益提供理论依据。     

马尾松生物量影响因素的通径分析

林木生物量受多重因素的综合影响,同一树种在不同区域内水热因子的变化也可能会影响树木各器官生物量的分配关系。选择南方150棵马尾松为研究对象,采集样木所在的空间位置(经度、纬度)、年均温度、年均降水、胸径、树高等相关因子,测定树干、树皮、树枝、树叶、树根各器官生物量。运用方差分析、通径分析等方法,分析北亚热带、中亚热带、南亚热带内马尾松各器官生物量与影响因素的关系,利用变异系数探讨了不同气候带马尾松生物量对水热变化敏感程度的器官差异和区域差异。研究结果表明:(1)马尾松各器官生物量对温度升高的敏感程度表现为根最高,叶最低,按大小顺序为根枝皮干叶;各器官生物量对降水增加的敏感程度表现为皮最高,干最低,按大小顺序为皮枝叶根干。(2)马尾松生物量对温度和降水变化的敏感程度的区域差异明显,空间上呈现出北亚热带中亚热带南亚热带,从北往南敏感程度逐渐减小。(3)胸径和树高因子均与各器官生物量存在显著相关关系(P0.05)。胸径对各器官生物量的直接通径系数接近于1(P0.001),树高通过胸径影响生物量的间接通径系数接近于1。     

马尾松人工林生物量间伐效应的研究

对桂中丘陵地区四种密度类型马尾松人工林进行问伐试验，根据伐后５年的定位观测资料，以生物量为指标，对间伐效应进行了比较，结果表明，间伐对马尾松林单株生物量及林分生物量均有明显影响。单株生物云比对照区增大０．２－１．１倍，林分在间伐后生物量积累速率对比照区为快。     

基于不同立地质量的杉木生物量遥感估测

[目的]研究不同立地质量对杉木生物量遥感估测精度的影响,为进一步提高和完善森林生物量遥感监测体系提供一种新的思路和方法。[方法]以2007年建德市森林资源二类调查数据和TM影像为研究材料,采用蓄积量—生物量换算因子连续函数法计算杉木林生物量和地位级法评价立地质量等级,比较杉木立地质量好、中等、差和不分地位等级4种生物量遥感估测模型,并进行精度检验。[结果]表明:(1)以TM遥感影像主成分分析中第一主成分为自变量的模型拟合效果最好,决定系数R2均在0.69以上,最高0.855。(2)利用预留独立样本对模型精度进行验证,不分地位级总体估测精度为87.78%,分立地质量等级好、中、差3种类型总体估测精度分别为97.37%、95.82%、98.23%。分不同立地质量类型可以提高杉木生物量遥感估测精度。[结论]研究结果为森林生物量遥感估测提供一种改进的思路,且为提高森林生物量和碳储量遥感估测精度提供一种参考方法。     

福建省马尾松人工林林分相容性生物量模型研究

以福建省不同树龄、不同立地和不同密度的马尾松人工林为研究对象,设置18块标准地,实测标准木84株;利用SPSS统计分析软件,分别对马尾松人工林林木各分量的生物量进行建模,采用分级控制、比例分配的方法,构建了各分量的相容性生物量模型,并对各种模型进行误差分析,从中挑选最优的估测模型。结果表明:所构造的相容性生物量模型解决了各分量独立模型存在的各分量估计值与总量估计值不等的缺陷,预估精度都高于85%,可用于福建省马尾松人工林林分生物量估测。     

马尾松人工林幼林生产力和生物量的研究

通过对不同种源，不同密度，不同穴规格的３年和４年生马尾松人工林幼林生产力和生物量进行研究的结果表明：不同密度、不同穴规格对马尾松幼林的树高和胸径生长量无显著性影响，不同种源对４年生马尾松幼林的树高和胸径生长量有极显著性影响，对３年生马尾松幼林的树高生长量有极显著性影响，而对胸径生长量只接近于显著性影响，不同种源的马尾松幼林地上部生物量的种源排序与其生长量的种源排序一致。     

基于TM影像的华安县桉树林生物量遥感估测

以华安县桉树林为研究对象,基于最近的2008年20块桉树林固定样地和同期Landsat5 TM影像,选用20个自变量,建立多元线性生物量遥感信息模型,并采用8个检验样本对模型进行检验,总体预估精度达到83.58%,均方误差为1.42t/hm~2,利用建立的多元线性模型反演生成华安县桉树林生物量分布图,估测华安县桉树林总生物量为404 765.316t,公顷生物量为32.344t/hm~2。     

基于BP神经网络模型思茅松天然林生物量遥感估测

以普洱市思茅松天然林为研究对象,以Landsat8 TM影像和DEM(30 m)数据为信息源,结合2006年森林资源二类调查小班数据和2012至2013年样地实测数据,在ENVI下提取14个自变量备选因子(11个遥感因子、3个地形因子),在MATLAB平台下利用BP神经网络模型建立研究区思茅松天然林生物量估测模型。结果表明,利用优选训练算法Ploak-Ribiere,隐含层节点数为9时效果最佳,得到决定系数R2=0.85,均方误差RMSE=14 t/hm2,预估精度P=74.75%。以像元为单位,分块提取思茅松对应的自变量,利用估测模型得到普洱市思茅松天然林总生物量为62 185 871.9 t,单位面积生物量为51.06 t/hm2。     

马尾松、湿地松幼树生物量及养分积累

在福建省政和县杨源乡对相似生境下4年生的马尾松、湿地松幼树生物量和养分积累进行研究,结果表明:除枝生物量为湿地松小于马尾松之外,湿地松幼林的干、皮、叶、主根、侧根生物量均高于马尾松幼林,林分生物量为湿地松大于马尾松;林分不同养分元素的平均含量,C、K、Mg含量为湿地松大于马尾松,N、P、Ca、Fe含量为马尾松大于湿地松;不同部位养分元素含量以叶最大,其次为侧根、枝和皮;不同养分积累量,N、P、Ca的积累量为马尾松大于湿地松,C、K、Mg、Fe的积累量为湿地松大于马尾松。养分利用效率计算表明,湿地松幼林对各养分元素的利用效率高于马尾松,在干物质产出相同的情况下,湿地松幼林从土壤中带走的养分少于马尾松。     

中国南方马尾松立木生物量模型研建

开展全国森林生物量监测和评估,建立适合较大区域范围的通用性立木生物量模型将成为必然趋势。以中国南方马尾松Pinus massoniana立木生物量为对象,对地上生物量和地下生物量通用性模型的建立方法进行了研究。首先,对线性和非线性立木生物量模型进行了对比分析,结果表明非线性模型要优于线性模型;然后,对一元、二元与多元非线性模型的拟合效果进行了对比,结果表明在模型中增加树高、冠幅等因子对预估精度的提高相当有限,仅用胸径作为预估因子的一元模型已经解释了生物量变动的95%以上,可以用于大尺度森林生物量的估计;最后,对地下生物量的估计途径进行了研究,结果表明,在地下生物量实测样本只是地上生物量实测样本的子样本时,合适的做法是利用子样本建立根茎比模型,再结合利用大样本建立的地上生物量模型来联合估计地下生物量。本研究建立的中国南方9省区马尾松地上生物量模型的预估精度达到95%以上,地下生物量模型的预估精度也接近90%,可以用于该区域的马尾松生物量估计。     

浙江舟山地区马尾松地上生物量模型研究

基于浙江舟山地区马尾松标准地的调查和几种常用的树木单株生物量估测模型,选择单个因子和多因子组合,分别对马尾松地上总生物量、树干生物量、树枝生物量和树叶生物量进行建模,并对各种模型进行误差分析,从中挑选最优的估测模型,可以在一定精度保证下,用于该地区马尾松生物量估测。     

不同林龄马尾松生长及生物量分配研究

对渝东重庆石柱林场不同林龄(8a、20 a、30 a)马尾松生长及生物量分配状况研究,结果表明:①马尾松的胸径和树高在幼龄林(8a)和中龄林(20a)生长速度最快,材积量则在成熟期(30a)达到最大.②马尾松各器官生物量和总量随着林龄的增加而增加,树干的生物量增长速度最快,在成熟期最高,达到72.68％.③各林龄马尾松林内,各层次生物量的高低排序都为乔木层、枯落物层、草本层、灌木层;乔木层生物量和林地地上总生物量均随着林龄的增加而增加,并占有绝对的优势;灌木层、草本层和枯落物层占地上部分总生物量比重则逐渐降低.④马尾松林的地上部分各林层的净生产力在中龄林的高低排序都为乔木层、枯落物层、草本层、灌木层,幼龄林和成熟林则表现为乔木层、草本层、枯落物层、灌木层;乔木层生产力在地上总生产力中占绝对比重.     

马尾松人工林幼林生产力和生物量的研究

通过对不同种源、不同密度、不同穴规格的３年和４年生马尾松人工林幼林生产力和生物量进行研究的结果表明：不同密度、不同穴规格对马尾松幼林的树高和胸径生长量无显著性影响；不同种源对４年生马尾松幼林的树高和胸径生长量有极显著性影响；对３年生马尾松幼林的树高生长量有极显著性影响，而对胸径生长量只接近于显著性影响。不同种源的马尾松幼林地上部生物量的种源排序与其生长量的种源排序一致