基于遥感技术的林业资源调查与评估方法研究

在现代林业资源调查与评估领域,遥感技术展现出显著的应用价值。通过提供覆盖广泛区域的高精度影像资料,这项技术克服了传统调查手段存在的局限性,极大提升了数据收集的速度及评价结果的准确性。本文深入研究了遥感技术应用于森林资源调查的具体案例,重点讨论了包括数据预处理、植被指数分析、分类算法以及变化监测等在内的关键技术。另外,还介绍了如何利用构建的评估模型和整合多源信息来增强遥感技术对于森林资源持续监控与管理的能力。该研究不仅为科学合理地管理森林资源提供了坚实的理论基础和技术支撑,也促进了生态系统保护工作的进一步发展。

基于空间分析的森林公园对游憩者健康的影响研究

以福州国家森林公园为例,结合AHP法、问卷调查法与GIS空间分析法量化评价景观元素、空间特征与健康效益评估状况,利用相关性分析与Johnson-Neyman技术解析三者之间的影响,并对空间特征的调节效应与调节阈值进行评估,揭示其作用逻辑和影响边界。结果表明:1)森林公园景观元素对健康效益评估具有显著影响,植被(0.1213)、自然互动体验(0.0962)、动物(0.0914)是重要指标;2)绿视率、植被覆盖度、归一化植被指数、空间可达性、空间围合度与健康效益评估存在显著相关性,但不同要素之间的影响关系具有差异性;3)森林公园景观元素对健康效益评估产生影响的过程中,空间特征对于局部路径存在显著调节作用,绿视率、植被覆盖度、归一化植被指数和空间围合度的正向调节效应阈值分别为34.489、0.2316、0.1911、0.664。结合森林公园评价和空间特征分析,通过相关性分析与调节效应检验,解析了森林公园景观元素、空间特征与健康效益评估的影响,为健康导向的森林公园景观规划设计提供参考借鉴与实践价值。

基于地理加权随机森林的黑龙江省森林碳储量遥感估测

【目的】构建地理加权随机森林(Geographically weighted random forest,GWRF)模型估算森林碳储量以解决区域尺度范围内森林碳储量估算精度不高的问题,对科学经营管理森林、推动碳循环和碳汇相关研究、实现我国“双碳”目标有重要指导意义。【方法】以黑龙江省小兴安岭、长白山地区森林植被碳储量为研究对象,基于2015年森林资源连续清查数据和Landsat8-OLI影像,采用普通最小二乘(Ordinary least squares,OLS)、随机森林(Random forest,RF)模型、地理加权回归(Geographically weighted regression,GWR)模型以及地理加权随机森林模型分别构建不同林型及总体(不分林型)的森林碳储量估测模型,比较是否区分林分类型时,不同模型预测精度之间的差异,实现对研究区森林碳储量的精准反演。【结果】1)各个模型在区分林型时的预测精度均高于总体(不分林型)情况,以GWRF模型精度最优,其中针叶林精度最高(R^(2)=0.58,RMSE=15.97 t/hm^(2));阔叶林次之(R^(2)=0.46,RMSE=17.66 t/hm^(2));针阔混交林随后(R^(2)=0.45,RMSE=19.51 t/hm^(2));总体(不分林型)最低(R^(2)=0.40,RMSE=20.22 t/hm^(2))。2)4种模型的检验精度GWRF>RF>GWR>OLS。与OLS相比,GWRF在针叶林、阔叶林、针阔混交林和总体(不分林型)中提升的ΔR^(2)分别为0.15、0.09、0.16和0.04;降低的ΔRMSE分别为2.09、1.35、3.47和0.89 t/hm^(2);与RF相比,GWRF提升的ΔR^(2)分别为针叶林0.14、阔叶林0.06、针阔混交林0.04、总体(不分林型)0.02;降低的ΔRMSE分别为针叶林1.95 t/hm^(2)、阔叶林0.86 t/hm^(2)、针阔混交林0.67 t/hm^(2)、总体(不分林型)0.29 t/hm^(2)。3)研究区森林碳储量密度最高预测值为77.08 t/hm^(2),最低值为5.24 t/hm^(2),平均值为41.07 t/hm^(2),总量为552.04 Tg;从空间上看,森林碳储量高值分布在小兴安岭东南部、张广财岭等地区,呈现斑状不均匀性分布。【结论】相比于其他3种模型,GWRF作为局部模型,考虑到空间异质性,在区域尺度范围内估测森林碳储量有较好的应用前景。区分林分类型能提高预测精度,在今后对森林生物量或碳储量的研究中,应考虑区分林分类型建模。本研究的模型和方法有一定适应性,可为森林资源的快速和精准监测提供方法借鉴。

云南省珍稀濒危兰科植物资源初步研究

基于云南省野生兰科植物资源野外调查成果和查阅文献资料,对其保护级别、濒危等级和特有性等进行统计分析,构建了云南省兰科植物珍稀濒危和特有植物名录。结果表明:云南省分布有153属917种兰科植物,纳入《国家重点保护野生植物名录(2021版)》的有179种,纳入《中国生物多样性红色名录·高等植物卷》的有499种,纳入《云南省生物物种红色名录(2017版)》的有509种,纳入《云南省极小种群野生植物保护名录(2021版)》的有11种,中国特有种90种,云南特有种52种。在此基础上提出加强兰科植物多样性的基础研究、加强科普宣教工作、建立完善的保护地体系、启动兰科植物专项保护等建议。

天山云杉球果和针叶性状对海拔梯度的响应特征

【目的】研究天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)球果和针叶性状对海拔梯度的适应机制。【方法】选择天山山脉从东到西处于不同经度位置4个地点的天山云杉林,采集测定不同种群天山云杉球果和针叶性状,采用Tukey's HSD多重比较、相关性及回归分析等方法分析表型和功能性状的分布特征。【结果】天山云杉球果和针叶性状在不同海拔梯度间差异显著;表型可塑性指数在不同海拔梯度存在不同程度差异,天山云杉球果和针叶性状可塑性指数随海拔的上升而变大;55对性状组合中,有34对组合呈极显著相关水平(P<0.01),包括25对组合呈极显著正相关,9对组合呈极显著负相关;天山云杉表型性状整体上随海拔梯度的升高呈显著减小趋势,功能性状整体上随海拔的升高呈曲线变化趋势。【结论】天山北坡海拔因子对天山云杉表型和功能性状的影响显著,天山云杉通过多个性状的相互协调和资源分配适应外部垂直海拔梯度变化的生存环境。

不同立地类型的柏木人工林空间结构分析

为探究不同立地类型柏木人工林的空间结构特征,以四川省梓潼县七曲山国有林场柏木人工纯林为研究对象,将15个柏木人工林标准地划分为不同的立地类型,并基于Voronoi图构建林分空间结构单元,采用角尺度、大小比数、竞争指数、开敞度和林层指数等5个指数分析不同立地类型柏木人工林的空间结构特征。结果表明:根据对优势木平均高影响显著的立地因子(坡度和土壤厚度)可将柏木人工林标准地划分成立地类型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ;3种立地类型的柏木林分以1株中心木与6株近邻木组成的空间结构单元最为常见;立地类型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ柏木人工林的角尺度平均值分别为0.39、0.37、0.38,林分整体空间分布格局呈均匀分布;大小比数平均值分别为0.49、0.50、0.51,大小分化程度相似,生长态势均为中庸;开敞度平均值分别为0.20、0.32、0.30,林分透光条件较差,生长空间不足;林层指数在3种立地类型间存在显著差异(P<0.05),立地类型Ⅲ柏木人工林在垂直方向分层最明显,立地类型Ⅰ垂直结构最简单;竞争指数在3种立地类型间存在极显著差异(P<0.01),立地类型Ⅲ林分空间竞争最激烈,立地类型Ⅰ林分空间竞争最弱。基于研究区柏木人工林现状,可根据林木生长立地类型的不同进行适当的营林活动。

森林可持续经营调整措施初探——以全椒县瓦山国有林场为例

为了科学、合理、有序地经营国有林场森林,充分发挥国有林场森林的生态、经济和社会效益,制定林业生产年度计划,安排组织森林经营活动。本文通过对全椒县瓦山国有林场森林资源数量、质量及经营现状分析和评价,提出了该场目前森林经营中存在的问题,针对其社会、经济、自然条件,探索了该场森林经营调整技术措施,以期为该场及周边相似地区森林可持续经营提供技术指导,促进林业高质量发展。

西宁市林业碳汇高质量发展初探

本文从政策背景、项目实施的有利条件及面临的主要困难等方面进行了深入分析,探索适宜当地林业碳汇高质量发展的有效途径,提出了切实可行的保障措施,旨在助力“双碳”目标如期实现。

森林立地类型划分研究进展

森林立地类型划分是评估森林生态系统生产力及其对生态环境响应的一项基础工作。森林立地类型分类对于提升林业管理效能、促进森林可持续经营、增强森林资源基础具有重要的作用。

数码照相法估算植被盖度

植被盖度是表征生态系统特征的重要参数之一,其准确测度对于分析土壤侵蚀强度、生态环境现状具有重要意义。该文选择黄土高原退耕还林还草区野外测量的25个典型样方,探讨了数码照相法估算植被盖度的模型和方法,提出了中心投影引起的边缘畸变问题和植被信息识别问题的有效解决方案。前者采用控制点几何校正的方法解决,后者基于目视判读、统计汇总红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色的DN(digital number)值分布规律,采用编程方式解决。研究结果表明,植被信息的三基色组成分别符合DNG>DNR>DNB、DNG>DNB>DNR和DNB>DNR>DNG3种规律,非植被信息的三基色构成遵循DNR>DNG>DNB的规律,且采用上述规律,编程得到草地样方的植被盖度精度较高。可见,该文提出的估算植被盖度的数码照相法可移植到数码相机中,具有明显的应用价值。

基于小班尺度的宁远河流域森林健康评价研究

以森林资源二类清查数据为基础,从小班尺度对海南省宁远河流域的1 320个小班、8 797.43hm2的森林资源进行了健康评价研究。结果表明:研究区森林小班的健康状况大都处于健康状态以下,并且以亚健康状态为主,其中处于健康、亚健康、中健康、不健康状态的小班数量百分比分别为11.86%、51.59%、24.87%、11.68%;面积百分比分别为25.36%、54.45%、14.74%、5.45%。说明研究区的森林健康状况非常不理想,急需通过采取有效的经营措施来提高森林健康等级,改善森林健康状况,以达到研究区社会、经济可持续发展的目的。

湖北省森林资源动态变化分析与评价

为科学地进行湖北省森林资源生态效益的监测,合理地评价和经营森林资源,根据中国科学院地理科学与资源研究所提供的中国自然资源数据,以及湖北省林业勘察设计院多次对湖北省森林资源清查的数据,从森林资源面积、蓄积量、组成结构等方面总结分析了34年来森林资源动态变化的原因。研究表明,20世纪60年代中期至80年代中期,林业用地面积和蓄积均呈下降趋势,其后,由于湖北省政府及林业部门的高度重视,实施一系列林业生态保护与可持续发展工程,如"十年绿化湖北"、国家"长防林工程"、"平原绿化工程"等,湖北省森林资源自1985年以来持续稳定增长,为湖北省生态安全的构建发挥了积极的作用。

中国三北防护林工程第二阶段生态效益综合评价

【目的】三北防护林工程第二阶段(2001—2020年)实施以来取得了巨大的生态效益,但局部地区仍然存在问题,甚至出现生态退化。以生态系统结构、质量、服务为核心,综合定量评价工程实施前后生态系统变化,厘清第四期(2001—2010年)和第五期(2011—2020年)工程对生态系统恢复的影响,为后续三北工程的滚动实施提供科学和有针对性的理论依据。【方法】基于“历史动态本底—恢复现状—恢复指数”的生态工程生态效益综合评估方法,以遥感解译反演和模型估算结果为基础,构建生态系统宏观结构变化指数(EMSCI)、质量变化指数(EQCI)、服务功能变化指数(ESCI)和生态系统恢复指数(ERI),全面评估三北防护林工程区生态系统类型结构、质量和关键服务功能的时空格局变化。利用空间叠加分析功能,厘清工程实施期间的生态系统变化过程,定量评价生态系统恢复程度。【结果】1)在三北防护林工程第二阶段,生态系统类型显著变动,整体动态度为12.22%,森林覆盖率持续增加,森林面积占比10.18%,且第四期增量(1.60万km^(2))大于第五期增量(0.69万km^(2))。2)生态系统质量显著改善,平均植被覆盖度和平均植被净初级生产力分别增加了3.77%和82.33 gC·m^(-2) a^(-1),增长率为24.50%和34.96%。生态系统质量持续转好面积占比20.15%。3)与本底期相比,生态系统服务功能全面提升,单位面积水源涵养量增长1.25万m^(3)·km^(-2),单位面积植被固碳量增长134.19 gC·m^(-2) a^(-1),单位面积土壤保持量增长6.76 t·hm^(-2) a^(-1),单位面积防风固沙量增长9.81 t·hm^(-2) a^(-1),分别提升了45.89%、34.96%、74.29%和24.96%。单位面积水蚀模数增加23.88%(因为近年来年均降水量比前期增加,造成侵蚀量和保持量均有所增加),风蚀模数下降25.58 t·hm^(-2) a^(-1),风沙侵蚀危害程度降低46.49%。生态系统服务功能持续转好面积占比15.83%。4)生态系统恢复状况良好,持续转好和保持稳定区域面积占比为21.95%和20.29%。【结论】三北防护林工程区经第二阶段多期连续实施重点生态工程,已取得显著成效。东北华北平原农区、内蒙古高原中部风沙区和黄土高原丘陵沟壑区的生态系统恢复良好,森林覆盖率提高,平均植被覆盖度增加,平均植被净初级生产力提高,单位面积水源涵养量、植被固碳量、土壤保持量和防风固沙量等生态系统服务功能明显转好。但西北荒漠区生态系统仍较脆弱,整体生态系统状况并未得到有效改善。在天山附近、准葛尔盆地、柴达木盆地、南疆盆地固沙农牧区、坝上高原、内蒙古西部荒漠半荒漠草原等生态系统脆弱区域,森林面积增长放缓,草地面积减少,荒漠面积增加,防治草地沙漠化仍为未来工程实施的重点。

基于树影与快鸟图像的单木树高提取

利用黑龙江省塔河地区2008年的快鸟影像,研究了基于高空间分辨率的卫星影像的单木树高提取方法。在试验区内,实测孤立木的树高、胸径和冠幅,并在遥感图像对应位置上一一标记。在对快鸟影像进行裁剪、几何校正等处理的基础上,提取孤立木树冠顶点区域在遥感图像上的灰度值,然后建立灰度值与其树高之间的回归模型,其决定系数达到0.88,并依此计算树高。同时,根据树影长度、太阳方位角和坡度等因子,用几何光学的方法计算单木树高。最后,用地面实测的树高数据对回归模型和几何光学模型估测的树高进行检验。回归模型的平均精度达到85.56%,几何光学模型精度达到80.45%。回归模型优于几何光学模型。证明了采用回归模型方法提取单木树高的有效性和可行性。

黄羊滩人工固沙林防护期分析与评价

风沙危害一直是河北省西北部和首都北京的主要环境问题。＂十五＂以来,京津风沙源治理工程被列为我国六大生态工程之一,成为我国生态建设的重点工程。工程实施过程中建有大量的人工固沙林。作为防护林的一个重要种类,人工固沙林既能大面积地改造自然景观,改善人类生活环境,

帽儿山实验林场森林资源动态变化分析

利用帽儿山林场1958年和2004年森林分布图,应用Arcinfo8.3软件对帽儿山实验林场空间数据和属性数据进行质量分析,探讨了该林场46a来各类土地面积、各类型森林蓄积和龄组结构的动态变化。结果表明:林业用地、有林地、苗圃用地面积增加,疏林地、新植林地及灌木用地面积明显减少,使森林覆盖率从1958年的60.5%提高到85.0%;非林业用地、江河面积随着农耕地、居民用地的增加而减少;森林活立木总蓄积量由88.0万m3增到270.3万m3,净增207.1%。斑块破碎度增加,景观丰富度大大提高。

基于RS和GIS帽儿山林场森林立地分类及质量评价

基于2004年帽儿山森林资源二类调查资料及同步获取的遥感影像图作为数据源,通过对帽儿山实验林场的土壤类型、高程、坡度等各因子的定性和定量分析,利用RS的信息获取技术和GIS信息处理技术建立各分类因子的专题数据库和图形数据库。利用Arcview/Arcgis软件对各分类主导因子及辅助因子的专题图叠置分析,编制了帽儿山林场森林立地类型分布图,并对立地分类结果给予评价。帽儿山实验林场森林立地类型划分包括18类,其中低山缓坡暗棕壤占全部林场面积的67%,丘陵急坡暗棕壤占17%,丘陵缓坡暗棕壤占8%,低山急坡暗棕壤占4%,其它各立地类型所占比例均小于2%。实验林场的立地质量以Ⅱ、Ⅲ地位级为主,表明整个林场整体立地质量处于中等偏好水平。森林立地类型分类及立地质量评价,对了解帽儿山实验林场经营范围内的立地条件,提高造林和经营水平,充分发挥林地生产潜力具有重要意义。

贵州省森林植被碳储量、碳密度及其分布

利用2006年贵州省森林资源二类清查数据,运用优势树种(组)生物量扩展方程以及平均生物量法,结合不同树种的含碳率,估算了贵州省森林植被的碳储量、碳密度,并分析其地域分布特征。结果表明,贵州森林植被总碳储量为177.235 TgC,平均碳密度20.36 MgC·hm^(-2);其中,碳储量依次为:乔木林>灌木林>四旁树>竹林>疏林>散生木。林分碳储量为153.143 TgC,占森林总碳储量的86.41%,林分平均碳密度为23.84 MgC·hm^(-2);林分以针叶林为主,杉木和马尾松的碳储量最高,2种林分碳储量合计71.010 TgC,占林分总碳储量的46.36%,阔叶林碳密度大于针叶林;幼、中龄林的碳储量占林分总碳储量的81.83%,碳密度随年龄增长而增加。全省以黔东南州的碳储量和碳密度最大,黔中部地区碳储量和黔西部地区碳密度为最小,研究认为,气候因素是造成全省碳储量和碳密度分布不均的重要因素。通过对现有森林加强抚育和管理,贵州森林碳储量将大幅提升。

无瓣海桑林根系分布规律的研究

采用全部分层挖取法研究了无瓣海桑林的根系组成及其分布格局 ,结果表明 :无瓣海桑属笋状呼吸根 ,总根量主要的分布范围在 0～ 6 0cm土层中 ,占 90 .75 % ;其中 2 0～ 4 0cm土层的根系量占总根量的一半 ,达 5 1.96 % ,且以粗根最多 ,占 2 9.13% ;根的生物量与地上部分的胸径和树高成幂函数关系 ,相关系数达 0 .899以上。

基于WSN的土壤碳通量测量系统

CO2作为一种最重要的温室气体,其源、汇及通量的精确测量备受关注。土壤呼吸是影响大气CO2浓度变化的一个重要因素,通过土壤呼吸排放到大气中的CO2大约为68PgC·a-1,约占大气CO2总量的10%（Raichetal.,1992;刘绍辉等,1997;高会议等,2009）。但是,目前大范围准确地监测土壤CO2通量仍然面临巨大挑战。