基于无人机多维数据集的森林地上生物量估测模型研究

森林地上生物量（Aboveground biomass,AGB）是评价森林生长情况的重要指标。基于数字航空摄影（Digital aerial photography,DAP）生成的二维和三维数据,分别计算了41个点云高度变量和16个可见光植被指数,利用6种回归算法（随机森林（RF）、袋装树（BT）、支持向量回归（SVR）、Cubist、类别型特征提升（CatBoost）、极端梯度提升（XGBoost））分别构建了单一变量集和综合变量集AGB估测模型,探索了不同变量对于AGB估测模型的贡献。研究结果表明光谱数据集和点云数据集AGB预测模型精度最高分别为Cubist和XGBoost,R2分别为0.5309和0.6395。组合数据集最高精度模型为XGBoost,R2达到0.7601, XGBoost模型具有更高的AGB估测稳定性。研究还表明6种机器学习模型的贡献主要取决于所考虑的回归方法,所选择的特征个数和特征对模型的重要性在不同的模型中并不一致。DOM光谱特征在AGB的估测中具有更高的重要性。总体来说,二维和三维数据的结合能够有效提高森林AGB估测精度,基于无人机倾斜摄影获取的RGB影像能够实现森林AGB的快速无损估计。     

树冠提取技术研究进展

树冠是预估树木生长量的基本参数之一, 树冠的提取在森林资源管理中越来越受到重视, 但准确获得树冠的形状和边缘信息比较困难。目前, 国内外树冠提取研究主要是利用高分辨率影像、航空像片、数码相机影像以及雷达等介质, 以面向对象多尺度分割技术为主, 兼有专家分类、三维扫描、BP神经网络等方法。文中介绍了树冠提取技术的主要方法, 总结了树冠提取技术中存在的问题及发展前景。     

分水岭算法在林业中的应用

随着遥感技术的发展,无人机以及新型遥感数据的出现,越来越多的高分辨率影像被应用于林业资源监测.图像分割作为影像识别应用的基础,大量研究人员在原有的分水岭算法基础上针对不同的区域、背景、目标和研究方向进行了一定的改进,在林木病虫害监测、木材表面缺陷检测、单木冠幅分割、叶片提取等林业领域发展迅速.文中介绍了分水岭算法在林业...     

间伐强度对杉木人工林林下植被和土壤性质的影响

【目的】从发展林下植被、改善群落结构的角度,探讨适合杉木人工林的间伐强度,为提高人工林的稳定性和维护地力、维持人工林的可持续经营提供依据。【方法】2013年对福建省将乐国有林场的杉木人工林采取3种强度间伐:弱度间伐(LT,10%～25%)、中度间伐(MT,25%～35%)和强度间伐(HT,40%～50%),并设置对照样地(CK,未间伐)。于2016年对样地内林木进行每木检尺,调查林下植被物种多样性、盖度、生物量和土壤理化性质。对测定数据进行单因素方差分析,用Tukey法多重比较进行两两差异显著性检验,并对林下植被与土壤理化性质进行Pearson相关分析。【结果】间伐3年后,未间伐、弱度和中度间伐的盖度分别为25.52%、52.81%和58.98%,林下植被均未能形成群落,强度间伐的盖度为100%,林下形成灌木蕨类群落;灌木层物种丰富度、多样性指数、盖度和生物量均随间伐强度增加而增加,均匀度指数随间伐强度的增加而降低;草本层物种丰富度、多样性指数、均匀度指数、盖度和生物量均随间伐强度增加而增加;间伐3年后,弱度、中度、强度间伐林比未间伐林的表层土(0～10 cm)有机质含量分别增加71.41%、39.31%和98.10%,全氮含量分别增加82.76%、51.27%和115.87%,碱解氮含量分别增加49.47%、25.59%和42.22%,有效磷含量分别增加138.29%、112.23%和174.29%,速效钾含量分别增加-16.25%、-24.25%和16.27%,对表层土pH值、全磷含量和土壤物理性质的影响均不显著;灌木的盖度和生物量与土壤的有机质、全氮、全磷和有效磷含量均显著(P<0.05)正相关,此外灌木的盖度还与速效钾含量显著(P<0.05)正相关,草本盖度与土壤理化性质相关性不强,草本生物量与土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮以及有效磷含量显著(P<0.05)正相关,林下植被的盖度和生物量均与土壤pH值和物理性质没有显著相关性。【结论】未间伐的杉木人工林林下植被的物种多样性、盖度和生物量均低,林下植被未能形成群落,缺乏稳定性;间伐能够促进林下植被的发育,增加林下植被生物多样性、盖度和生物量,林下植被能形成群落,可提高维护地力的能力,尤其是强度间伐;建议杉木人工幼龄林进行40%～50%强度的抚育间伐,将郁闭度调整到0.6～0.7较为合理。     

遥感数据结合地统计学方法在林业中的应用

在林业研究中,具有空间属性的林业数据分析、建模和预测越来越受到关注。遥感技术与地统计学方法相结合,提供了大尺度空间格局分析、森林资源动态监测和预测的方法。文中简单介绍了遥感技术与地统计学的方法和特点,从监测与分类、估计与模拟2个方面综述地统计学结合遥感技术在林业中的应用,并针对遥感数据结合地统计学方法在林业研究中存在的问题加以讨论。     

油松人工林皆伐 间伐后天然更新状况调查

油松是华北地区山地造林的重要树种.建国后七沟林场乃至全省营造的油松林,大部分进入中熟林和近熟林阶段.不久的将来,共同面临的就是伐后怎么样更新的问题.然而,多年来由于油松人工林的分布区为温带大陆性气候,干旱少雨,造林成活率不高,给油松林更新带来许多困难.在此情况下,研究油松中、近熟林林冠下或皆伐迹地的人工促进天然更新,不仅对林场大面积油松人工林的更新换代有重要意义,而且对全省乃至华北地区也有指导意义.为此,结合林业生产,七沟林场从1993年开始,先后两次在中熟林分内选择样地,采用皆伐和间伐两种方式伐掉油松林木,同时对皆伐迹地和间伐后林冠下空地采取全面封山措施,以促进油松的天然更新.2000年我们作了全面调查,现将结果总结如下:     

应用型高校生物科学专业个性拓展课程教学改革探讨——以安徽科技学院为例

对地方应用型本科院校生物科学专业个性拓展课程的教学现状进行了分析,提出了该专业个性拓展课程的教学改革目标,探索个性拓展课程的教学改革思路与方法,可为生物科学应用型人才培养奠定基础,为同类院校的生物科学专业人才培养提供一定的借鉴。     

适于FVS的杉木单木模型构建

以福建省将乐国有林场杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林标准地和解析木数据为依托,使用R语言,构建杉木单木胸径-树高模型、冠幅模型、胸径生长量模型(大树、小树)、树高生长量方程(大树)以及材积模型,并计算树皮因子。通过赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)和对数似然值,结合R2值选择最优模型,并对所建模型进行精度检验。结果表明:各模型的预估精度最高的为树皮因子模型,精度达到99.01%,预估精度最低的模型为直径生长量模型,精度为83.54%,其余模型精度均达到95%以上;经t检验,所有模型估计值与实际值差异不显著,模型均可用于森林植被模拟系统。     

基于非线性度量误差的杉木相容性生物量模型

以福建将乐国有林场人工杉木生物量实测数据为基础,利用非线性度量误差模型,建立了地上生物量与干材、干皮、树枝和树叶的相容性方程,并对模型的精度和适用性进行了检验。结果表明：非线性度量误差模型方法有效解决了生物量总量与分量之间的相容性问题,建立的相容性方程拟合效果好,预估精度高,可以较全面、客观地反映各分量之间生物量的分配关系。     

羊肚菌水提物对急性肝损伤的干预作用

研究羊肚菌水提物对CCl4致小鼠急性肝损伤的保护作用。预防给药16d后．采用CCl4复制小鼠急性肝损伤模型，24h后。眼眶取血．测定血清中丙氨酸氨基转移酶（ALT）、超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）以及血清蛋白的变化．观察羊肚菌水提物对急性肝损伤的保护作用。羊肚菌水提物能明显降低模型组的血清转氨酶、肝脂质过氧化物含量抑制蛋白流失及肝脏肿大．说明羊肚菌水提物对小鼠肝脏的化学损伤有显著的保护作用．