森林冠层多角度高光谱观测系统的实现与分析

为了进一步理解遥感观测中地表目标物二向性反射特性产生的影响,增强定量反演植被结构和生理参数的能力, 以江西千烟洲通量站为基地建立了多角度高光谱观测系统。此系统主要由UniSpec-DC双通道光谱仪、Pan-Tilt Unit 可水平垂直旋转的云台、电脑、电力供应系统、软件控制系统,以及数据转换器等配件组成。获得的光谱数据经白板校正、暗电流校正、超量程数据插补、异常数据删除、缺失角度插补等预处理后可用于冠层反射率和植被指数的计算与定量分析。多角度高光谱观测系统观测的辐照度与通量观测的光合有效辐射(PAR)具有较好的一致性(R² = 0.961 4, P<0.001)。利用2013年7月观测得到的光谱和通量数据计算得到光化学反射指数(PRI)与光能利用率(LUE),二者表现出明显的对数关系(R² = 0.514 2, P<0.001)。分析认为,多角度高光谱遥感是定量研究森林生态系统的重要手段,也是进一步理解航空航天遥感与样地观测尺度问题的有效方法。     

基于RF模型的高分辨率遥感影像分类评价

以QuickBird高分辨率遥感影像为主要数据源,采用多尺度影像分割方法提取地物对象的光谱、纹理和形状特征;在此基础上,构建基于随机森林（RF）方法的遥感影像分类模型,分析和评价特征变量对模型重要性与稳定性的影响。结果表明:1研究区最优分割尺度参数为70、形状因子0.2、色彩因子0.8,同时构建研究区乔木、灌木和草地等8个景观类型的光谱、纹理和形状等32个特征变量信息;2选择5 000棵树和1个节点变量构建的RF分类模型的总体精度为0.94,Kappa系数为0.93,OOB（Out of Bag）数据泛化误差为6.01%;3通过分析特征变量的重要性发现,Ratio_la₁和Ratio_la₂等光谱特征的重要性值明显比形状特征和纹理特征的高;4基于平均下降精度,选择16个变量构建RF模型时总体精度达到0.94,Kappa系数0.93;5基于基尼指数构建的RF模型,在19个变量时总体精度和Kappa系数达到峰值。相比较而言,基于平均下降精度构建的RF较稳定。     

竹阔混交林阔叶树下土壤养分对毛竹生长的影响

在浙江省龙游县和庙山坞自然保护区研究了竹阔混交林阔叶树周围土壤养分空间分布及其与毛竹生长的相关性.结果表明:(1)竹阔混交林中阔叶树周围全竹、新竹平均胸径及新竹数存在带内差异和树种间差异,毛竹生长随距阔叶树基干距离增加而增加;(2)阔叶树周围不同环形带内土壤养分含量分布存在明显差异,且这种差异与其周围毛竹生长分布趋势一致;(3)不同阔叶树周围相同环形带内土壤养分存在显著差异,除了有机磷外其他养分均达显著或极显著水平;(4)阔叶树周围对新竹生长影响的各土壤因子从大到小依次为:全磷、速效氮、全氮、速效磷、有机碳、速效钾;(5)新竹平均胸径与阔叶树周围各土壤养分因子相关性可达显著水平,新竹平均胸径与全氮、全磷呈显著正相关,而与速效钾和C/N呈显著负相关,与各土壤参数交互因子相关不显著.     

长白山区次生林恢复过程中天然更新的动态

以长白山区天然次生林为研究对象,采用空间代替时间的方法,分别对不同年度进行择代后形成的天然次生林进行群落学调查,分析择伐后28年恢复期间高度小于3m的幼苗幼树的天然更新过程及特点。结果表明,恢复初期更新幼苗幼树的树种出现比率较低,随着次生林恢复时间的增加,更新幼苗幼树的树种出现比率超过75％,且15年后变化相对较小;次生林内更新幼苗幼树的分布密度随着恢复时间的增加呈增加的趋势,恢复15年时分布密度达7500株／hm^2,此后分布密度的变化相对较小;在次生林内幼苗幼树主要是集中分布在距最近立木1．5～3．5m的范围内,随着次生林恢复时间的增加,幼树的分布范围相对靠近立木,幼苗的分布范围则相对远离立木。     

退耕雷竹林水土保持功能影响因素的灰色关联分析

为了探讨雷竹林水土保持功能的主要影响因子,在对江西万年县退耕雷竹林水土保持功能的14个影响因子进行监测的基础上,应用灰色关联分析法进行了分析。结果表明:影响退耕雷竹林水土保持功能发挥的关键因素是林分平均胸径,其次是土壤体积含水量和土壤团聚体含量(0.25 mm)。     

中国南方岩溶地区脆弱的生态环境及石漠化过程

中国南方岩溶地区分布有面积广泛的碳酸盐岩,发育多种岩溶地貌。由于该地区的特殊地质、水文、气候等自然因子的影响,其岩溶生态环境非常脆弱,环境容量低,敏感度高,抗干扰能力弱。当人类对森林进行破坏使森林的“生物泵”作用消失后,引发出一系列的生态问题：岩溶生态环境开始恶化,植被走向逆向演替等。最后出现大面积的石山,发生石漠化现象。可见,森林在岩溶生态系统中的作用是十分重要的,是影响岩溶生态系统的关键因子。     

贵州云台山喀斯特森林生态系统苔藓植物群落生物量研究

采用收获法对贵州云台山喀斯特森林苔藓群落生物量进行测定。结果表明:苔藓群落总生物量为0.067 t/hm2,其中石生苔藓群落为0.039 t/hm2,钙质土苔藓群落为0.019 t/hm2,木生苔藓群落为0.009 t/hm2。     

基于i-Tree模型的城市小区行道树生态效益评价

【目的】通过行道树生态经济价值分析,了解城市森林中树木发挥的各类生态效益,为校园行道树种植规划以及道路的合理分布提供参考。【方法】调查南京林业大学校园5个区域行道树树种组成、胸径和树高结构以及树木类型,共取得2 350株立木资料,分析研究校园行道树结构组成,并运用i-Tree模型对对校园行道树进行定量的森林效益评估,包括节能效益、净化空气效益、吸收二氧化碳效益、截留雨水效益和美学效益5个方面,并将效益值转化为相应的经济价值。【结果】研究区行道树属于31科49属54种,树木种类多为落叶阔叶型乔木,其中樱花、二球悬铃木、马褂木、樟树和银杏的数量最多; 以胸径为≥8～46 cm的树种为主,其中胸径为≥8～15 cm的441株,占18.77%; ≥15～30 cm的1 132株,占48.17%; ≥30～46 cm的507株,占21.57%。通过i-Tree模型对南京林业大学行道树的总生态效益评估可得,研究区主要道路上的2 350株行道树年创造总效益值为1 023 101.29元,其中校园行道树的美学效益最高,占总效益的65.67%; 其次是截留雨水效益,占总效益的17.05%,节能效益占总效益的13.02%; 减少CO₂效益与改善空气质量效益比分别占总效益的2.65%、1.61%。各个区域中,教学区为行道树主要种植区,效益最高,占总效益的43.62%; 其次是居民区,占总效益的19.43%; 行政区、活动区和生活区分别占总效益的15.17%、11.21%和10.56%。不同的树种在各生态效益上的贡献率不同,二球悬铃木、银杏、马褂木、樟树的总生态效益贡献率最高,占总量的比例分别为21.97%、18.09%、14.50%、8.57%,共占生态总效益的63.13%,超过了总效益的一半。【结论】研究区总树种类型丰富,多样性高,但在活动区缺少高大乔木。生活区节能效益和改善空气质量效益低,建议种植枫杨、七叶树等树种。居民区水杉、银杏和二球悬铃木树种分布均匀度最高,所得到的单株效益和总效益均为各区首位。行政区尽管面积和道路长度最小,但杨树种植多区域单株效益较高,区域截留雨水效益最高。     

林火干扰对广东马尾松林土壤有机碳密度及其活性有机碳的影响

【目的】森林在全球碳循环中发挥着重要作用。林火干扰是全球生物地球化学循环的关键驱动因子,影响植被结构变化及森林演替方向,从而对森林生态系统土壤有机碳密度及碳周转产生重要作用,进而影响森林碳循环与碳平衡。笔者定量研究林火干扰对森林生态系统土壤有机碳密度及其活性有机碳的影响,科学阐明林火干扰对森林生态系统土壤有机碳的影响机制,为火烧迹地恢复与森林碳减排增汇提供参考。【方法】以广东省佛冈马尾松林为研究对象,采用相邻样地比较法、化学分析法,在森林生态系统水平上,定量测定不同林火干扰强度对土壤有机碳密度、土壤活性有机碳含量和细根生物量的影响,对林火干扰后土壤有机碳密度的变化进行定量研究,探讨林火干扰对土壤有机碳密度以及活性有机碳的影响机制,深入分析森林生态系统土壤有机碳的循环与分配过程。【结果】林火干扰对马尾松林的土壤有机碳密度、活性有机碳含量和细根生物量均有影响,不同林火干扰强度下土壤有机碳密度与土壤活性有机碳含量变化趋势均表现为对照>轻度林火干扰>中度林火干扰>重度林火干扰。轻度林火干扰对土壤有机碳密度的影响差异不显著(P>0.05),而中度和重度林火干扰则显著降低土壤有机碳密度(P<0.05)。林火干扰的马尾松林土壤细根生物量均低于对照样地,变化趋势为重度林火干扰>中度林火干扰>轻度林火干扰,轻度林火干扰只显著降低土壤表层细根生物量(P<0.05),而中度和重度林火干扰显著降低了土壤表层和浅层细根生物量(P<0.05)。【结论】林火干扰减小了土壤有机碳密度,减少幅度随土壤剖面深度增加而逐渐变小。轻度林火干扰仅显著降低了表层土壤有机碳密度,而中度和重度林火干扰显著降低了土壤表层和浅层土壤有机碳密度,进而导致土壤有机碳密度显著变化。林火干扰对土壤活性有机碳含量产生了影响。林火干扰后马尾松林4种土壤活性有机碳含量均呈下降趋势,但仅中度和重度林火干扰差异显著。活性有机碳含量各组分随林火干扰强度增加沿土壤剖面递减的幅度呈现一定差异,重度林火干扰后的递减趋势最强。此外,林火干扰还降低了马尾松林土壤细根生物量。     

低密度造林对杉木生长、形质和材种结构的影响

[目的]对江西大岗山地区低密度杉木人工林自然稀疏进程、林木生长进程、形质特征、材种结构和经济效益动态变化特征进行调查分析,为杉木低密度造林调控管理提供科学依据.[方法]以2 500株/hm2传统造林密度为对照,对设立在江西省分宜县初植密度为1 111、1 667株/hm2的2种低密度杉木试验林生长发育规律进行了 25 ...