广西13家国有林场桉树资源变化分析

为实现桉树资源高质量发展,根据2003—2020年森林资源调查数据,对广西13家国有林场(高峰、七坡、树木园、东门、派阳山、钦廉、博白、六万、维都、三门江、黄冕、大桂山、雅长)桉树资源变化情况进行分析。结果表明:2003—2020年,桉树人工林面积从57782.4 hm^(2)增加到100126.75 hm^(2),蓄积从1631700 m^(3)增加到8556100 m^(3);单位面积蓄积量从21.66 m^(3)•hm^(−2)上升到85.5 m^(3)•hm^(−2);单位面积年均生长量从6.1 m^(3)•hm^(−2)•年^(−1)上升到24.7 m^(3)•hm^(−2)•年^(−1)。至2020年,在13家林场中场内桉树人工林面积达10000 hm^(2)以上有3家,5000~10000 hm^(2)的有6家,5000 hm^(2)以下的有4家;桉树人工林蓄积量1000000m^(3)以上的有2家,500000~1000000m^(3)的有7家,500000 m^(3)以下的有4家;单位面积蓄积量100 m^(3)•hm^(−2)•年^(−1)以上的有6家,80~100 m^(3)•hm^(−2)•年^(−1)的有3家,80 m^(3)•hm^(−2)•年^(−1)以下的有4家;单位面积年均生长量超过30.0 m^(3)•hm^(−2)的有1家,年均生长量25~30 m^(3)•hm^(−2)•年^(−1)的有4家,年均生长量20~24.9 m^(3)•hm^(−2)•年^(−1)的有6家,年均生长量小于20.0 m^(3)•hm^(−2)•年^(−1)的有2家。针对当前桉树资源经营管理中存在的突出问题,提出加强抚育管理、科学合理调整主伐年龄、加强自然灾害防控等建议。

卧龙自然保护区珙桐林下资源调查初报

为了解卧龙自然保护区珙桐林下乔木、灌木和草本的资源情况,2021年2月至11月,采用设置样方的形式进行珙桐调查,综合参考文献,本次调查发现珙桐林中乔木层物种48种、灌木层物种34种和草本层物种56种,研究其种类及隶属科、属,分析珙桐天然林与日本落叶松人工林林下群落生态、优势属种间的差异,以期为保护野生珙桐资源提供基础信息和科学依据。

基于距离相关系数和Catboost方法的森林蓄积量估测

【目的】探讨采用Landsat-8遥感影像数据,基于距离相关系数特征选择的Catboost模型在森林蓄积量估测中的潜力和适应性,为森林蓄积量的估测方法再增加一种可能性,也能为“双碳”目标的实现提供理论支撑。【方法】以浙江省龙泉市为研究区域,使用多源数据,包括Landsat-8卫星影像数据、森林资源二调数据和数字高程模型的数据,整个过程使用十字折交叉验证法对模型检验。首先使用基于距离相关系数的方法筛选特征因子,在不区分树种的情况下,分别利用K最近邻算法(KNN)、装袋算法(Bagging)、决策树梯度提升算法(LGBM)、梯度增强集成分类器算法(Catboost)4种方法建立蓄积量估测模型。之后再选取样本数据中数量比较大的杉木、针叶混交林、马尾松3种优势树种,分别使用Catboost方法进行蓄积量估测,再按权求和与未区分树种情况下的估测结果进行比较。【结果】Catboost方法表现优势明显,优于K最近邻算法(KNN)、装袋算法(Bagging)以及决策树梯度提升算法(LGBM),其模型的精确度达到了81.43%,建模估测的精确度达到了76.74%,并且与3种不同优势树种按权求和的结果对比,Catboost法的建模精确度差别不大,但是估测的精确度提高了1.01%。【结论】基于距离相关系数特征选择方法结合Catboost模型在森林蓄积量估测中效果表现更好,并且尽管区分树种和不区分树种的情况下模型的估测能力差距比较小,但是区分树种情况下还是略有提高,这为测量区域森林蓄积量提供了一种新的思路。

几种林场总体森林蓄积量密度均值估计方法的比较评价

【目的】以林场或县森林资源总体为调查对象,及时、准确地调查监测总体平均每公顷蓄积量,对上级(如市、省)部门开展森林资源宏观管理、生态保护价值评价、森林碳储量计量、领导干部任期绩效考核等工作都有重要支撑作用。将卫星、无人机等多源遥感数据作为辅助数据,采用较少抽样调查样地数据,实现总体参数有效估测的新方法,已成为国内外重要的研究方向,但目前,国内尚无多种现有估计方法的比较评价研究。为了促进新一代遥感技术在森林资源调查业务中的应用,提高我国森林资源天空地一体化调查监测技术水平,亟需对现有林场或县总体参数估测方法进行比较评价研究。【方法】以内蒙古旺业甸实验林场主要人工林树种为总体,基于2019年在林场获取的无人机激光雷达(LiDAR)抽样数据、Sentinel-2A多光谱数据(全覆盖)和少量样地数据,针对样地(p)、样地-卫星(ps)、样地-抽样无人机LiDAR(pl)以及样地-抽样无人机LiDAR-卫星(pls)4种模式,利用适合这4种模式的概率抽样法(DB)、模型辅助法(MA)、模型法(MD)和混合法(HY)4类共5种估测方法(DBp、MDps、MAps、HYpl以及MDpls)对总体森林蓄积量密度均值(MSVD)进行估计与对比分析。【结果】(1)DBp、MDps、MAps、HYpl、MDpls5种方法估测的MSVD分别为212.54、202.09、202.38、210.07以及208.96 m3/hm2,精度分别为90.44%、91.54%、91.69%、96.35%和96.45%,方差依次减小。(2)其他4种方法相对于MDpls方法的估计效率(RE)均大于1(REDBp,MDpls=5.39,REMDps,MDpls=3.82,REMAps,MDpls=3.69,REHYpl,MDpls=1.07);HYpl相对于MDpls的RE略大于1,但几倍于其他3种方法(REDBp,HYpl=5.02,REMAps,HYpl=3.43,REMDps,HYpl=3.56)。(3)包含LiDAR数据的HYpl与MDpls方法相对于包含Sentinel-2A数据的MDps与MAps方法均为正效率(REMAps,HYpl=3.43,REMDps,HYpl=3.56,REMDps,MDpls=3.82,REMAps,MDpls=3.69);MDps与MAps方法之间的RE接近1,但MAps的效率微高于MDps(REMDps,MAps=1.04)。【结论】和只利用样地数据的估计方法相比,将遥感数据作为辅助变量建立估测模型,无论是采用对蓄积量不够敏感的林场全覆盖Sentinel-2A多光谱遥感数据,还是采用对蓄积量很敏感的抽样式获取的LiDAR数据,都可有效提高林场总体MSVD的估测精度。涉及遥感数据应用的4种方法,估计精度最高的为MDpls,其次为HYpl,这2种方法都包含了LiDAR遥感抽样观测数据的应用,都是适应于林场总体MSVD估计的年度监测方法。可实现天空地3种观测数据协同应用的MDpls估测精度和相对效率最高,可作为林场森林蓄积量年度监测的首选方法。

浙江省森林资源年度监测技术方法探讨

森林资源年度更新是林业部门的重要工作内容,主要介绍了浙江省森林资源年度更新的主要内容,并对年度更新的技术路线和技术方法进行研究,从加强技术人员的业务能力培训、加强软件开发力度、提升数据准确度方面提出提升森林资源更新质量的措施。

森林督查技术方法与效果探析——以广西国有三门江林场森林督查为例

基于分析森林督查的内容和意义,总结森林督查技术方法,通过利用森林督查软件和相应设备,对现地森林情况进行验证核实,确定图斑变化情况,判读违法违规采伐林木、改变林地用途等行为,以便更好地进行森林资源管理工作,形成森林资源管理和森林督查“一张图”。有条件的林场打造专业性技术队伍,充分利用森林督查技术方法,提高图纸勾绘精度,做好外业验证核实,提高森林督查的效果。

基于拉绳传感器的单株立木树高提取方法

【目的】开发一种伸缩式测高仪,以解决基于三角函数原理设计的测高仪器测量落点范围受限的问题,以及实现垂直生长和倾斜生长立木树高精确测量。【方法】基于拉绳传感器测高原理,以光电编码器、无刷直流电机、卷盘和钢绳为主要结构,研发了伸缩式测高仪。以皮尺为测量伐倒木树高为真值,利用伸缩式测高仪、布鲁莱斯测高器和森林罗盘仪,分别测量了20株垂直生长样木和11株倾斜生长样木树高精度结果,比较各仪器测高的准确度、方差和t检验结果;用4种仪器分别连续6次测量8号样木(垂直生长样木)和26号样木树高(倾斜生长样木),比较各仪器测高的精密度。【结果】结果显示:伸缩式测高仪测量垂直生长林木树高和倾斜生长林木树高的精准度分别为0.034和0.028 m,方差分别为5.60和9.94,精密度分别为0.028和0.015 m。布鲁莱斯测高器测量垂直生长林木树高和倾斜生长林木树高的精准度分别为0.154和0.267 m,方差分别为5.76和10.00,精密度分别为0.150和0.125 m。森林罗盘仪测量垂直生长林木树高和倾斜生长林木树高的精准度分别为0.059和0.183 m,方差分别为5.66和10.02,精密度分别为0.056和0.066 m。【结论】伸缩式测高仪各项测量精度结果要优于布鲁莱斯测高器和森林罗盘仪,不仅解决外业调查与内业录入脱节的问题,还能够有效满足国家森林资源连续清查和森林资源规划设计调查等项目对立木测高的要求。

高光谱遥感森林资源监测原理与应用

高光谱遥感技术作为当前遥感领域的研究热点之一,凭借其出色的光谱识别能力和近似连续的地物光谱信息探测技术,在森林结构参数获取、树种精细识别、森林病虫害监测和森林火灾识别中的应用取得了显著成果。介绍了高光谱成像技术的发展及原理,阐述了近年来高光谱遥感技术在森林资源监测中的应用现状,最后对高光谱遥感技术在森林资源监测中未来发展方向进行了总结与展望,以期为高光谱遥感技术在林业中的应用寻找新的突破方向。

2000—2021年广西森林资源数量与质量动态分析

2000—2021年,广西森林资源数量发生了巨大变化。森林面积从981.91万hm~2增加到1486.37万hm~2,森林蓄积从37076万m^(3)增加到97822万m^(3),森林覆盖率从41.32%上升到62.55%,林地利用率从71.84%上升到92.11%,年均单位面积生长量从4.09 m^(3)·hm^(-2)上升到7.97 m^(3)·hm^(-2),平均单位面积蓄积量从48.80 m^(3)·hm^(-2)上升到84.25 m^(3)·hm^(-2)。森林年生长量从4018.17万m^(3)增加到9137.0万m^(3),年度木材产量从1637.06万m^(3)增加到3899.58万m^(3)。根据2000—2021年历次广西森林资源连续清查及监测结果,采用层次分析法从森林起源、森林结构、森林产能、森林健康、森林价值5个方面37项指标对森林资源进行了质量评价,结果表明2000—2021年森林质量从及格等级上升到良好等级。对森林质量提升原因进行了系统分析,认为政策驱动、市场引领、加大投入、科技支撑、科学管理是提升森林质量的重要因素。为提升广西森林资源质量和实现高质量发展,提出了调整林种结构、树种结构、龄组结构、加强幼林抚育管理、适当调减森林采伐量等对策措施。

基于Landsat8卫星光谱与纹理信息的森林蓄积量估算

以福建省将乐县国有林场为研究对象,通过外业实地调查得到样地蓄积量:以Landsat 8卫星遥感图像为数据源,对遥感图像进行处理,获取多光谱影像的波段光谱值、植被指数和波段组合值,并筛选出全色波段的最优纹理生成窗口与纹理特征;通过多元回归分析方法,分别建立仅以光谱因子为自变量和结合光谱信息和纹理特征的蓄积量估测模型,并比较两者之间的精度。实验结果表明:光谱因子的多元线性回归方程的相关系数为0.853,联合光谱和纹理特征因子反演的多元回归方程的相关系数为0.926。同时利用检验数据,得出模型的预测精度:光谱因子蓄积量的估算方程精度为79.81%,联合反演蓄积量的估算方程精度为85.98%。研究表明:引入纹理特征后蓄积量的预测精度得到一定程度的提高,利用Landsat 8全色波段的纹理特征进行蓄积量估测具有良好的应用前景。

基于森林清查资料的乔木林生物量估算方法的比较

利用广东、江西、贵州、陕西、吉林和北京6省市第六、第七次森林资源连续清查的资料,应用IPCC法、转换因子连续函数法和加权生物量回归模型法,从计算原理过程、方法特点、模型的可验证和可重复性以及2期生物量增长的稳定性等方面对3种估算乔木林生物量的方法进行比较。结果表明:对于总生物量,可变BEF2的IPCC法估算结果偏大,固定BEF2的IPCC法估算结果偏小,转换因子连续函数法和加权生物量回归模型法的估算结果较为适宜;对于转换因子,同一树种在不同的区域间,加权生物量回归模型法最为稳定;各个树种7次清查的转换因子,IPCC法和加权生物量回归模型法比较稳定,转换因子连续函数法波动较大;对于2期生物量增长率,可变BEF2的IPCC法和固定BEF2的IPCC法结果接近,比较稳定,转换因子连续函数法波动很大。

基于森林清查资料的中国森林植被碳储量

利用第七次全国森林资源连续清查数据,以回归模型估计法作为乔木林生物量的主要计算方法,以树种含碳率作为生物量转换为碳储量的系数,从单木归并到样地,从样地加权平均至省级区域,估算乔木林碳储量;以加权平均转换系数估算疏林地、散生木和四旁树的碳储量,以模型法估算竹林、灌木林的碳储量。结果表明:中国森林植被碳储量主要集中在西南和东北两大区;乔木林是中国森林植被碳储量的主体;人工林碳储量在中国乔木林碳储量中比例超过15%;阔叶树的碳储量和碳密度均大于针叶树。

辽宁省国家级公益林成效监测与评价研究

国家级公益林是实行最严格保护的森林,是发挥生态保护功能的主体,是维系国土生态安全的基石。采用辽宁省森林资源管理“一张图”、第九次全国森林资源连续清查以及中国科学院modis等数据,从权属、生态区位、起源、林种、龄组、树种结构、群落结构以及植被覆盖、植被生长状况、森林质量、森林生态系统服务功能等方面分析辽宁省国家级公益林的分布、结构、质量以及生态价值,总结辽宁省国家级公益林现状,分析国家级公益林管理中存在的问题,以及国家级公益林区划中存在的局限性,提出对国家级公益林分布及布局进行调整,提升国家级公益林质量等建议。

基于森林资源二类调查数据的森林碳储量和固碳潜力评估——以西藏自治区扎囊县为例

基于森林资源二类调查数据,运用生物量转换因子法和单位面积平均生物量法,估算西藏自治区扎囊县森林生物量,再乘以含碳系数估算森林碳储量。根据生物群落演替的顶级理论和空间代替时间法,以成熟林碳储量作为森林生物量碳容量参照,应用森林生物量碳容量与当前(或某一年)森林碳储量的差值估算森林固碳潜力。结果表明,扎囊县森林植被碳储量为768751.91 t。灌木林是青藏高原的原生植被,碳储量占森林碳储量的84%,发挥着重要的固碳作用。扎囊县森林资源以发挥生态防护功能为主要目的,有利于森林自然生长积累碳储量,防护林面积和碳储量占森林面积和碳储量比例均高达99%。乔木林碳储量按起源以人工林为主,占91%;按树种以柳树和杨树为主,占90%;在龄组方面,中龄林、近熟林和成熟林碳储量较大,占88%。随着龄组增大,从幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林到过熟林,碳密度依次增大,从1.17 t/hm2到55.67 t/hm2。乔木幼龄林、中龄林和近熟林在乔木林面积中占88%,但是碳密度远低于乔木成熟林的平均碳密度40.28 t/hm2。随着乔木林从幼龄林逐步成长为成熟林,碳储量将显著增大。乔木林固碳潜力为251782.90 t,是乔木林碳储量的2.21倍。宜林地、无立木林地、未成林造林地和苗圃地固碳潜力与面积大小正相关,固碳潜力为365947.81 t。相应的措施可以进一步提高森林碳汇:封山(沙)育林等措施促进灌木林资源发展,稳定并提高灌木林面积和覆盖度;全面提升森林经营管理水平,提高森林资源质量;继续推进重点林业工程建设,因地制宜开展人工造林和封山育林,提升森林资源培育水平,确保人工造林成效。

基于机载LiDAR数据的林木冠层投影面积与体积测量

机载激光雷达系统能够采集反映林木三维结构的点云,利用点云分类及林木冠层投影面积和体积计算方法获得林木信息。通过不规则三角网法和平面拟合过滤算法分别提取地面和建筑物点云,并将建筑物点云过滤得到林木点云,将树冠点云投影到x-y平面,采用角度法搜索边界,提取林木点云边缘,并在与其相对应的CCD影像上显示。利用任意多边形面积算法计算各个连通区域的面积,将它们求和得到冠层投影面积,通过台体的体积计算得到冠层体积。在研究区域随机选出10个外业样地进行传统的人工测量,实验结果表明,基于Li DAR的激光测量与人工测量测得的投影面积和体积的相关系数分别为0.957和0.944。本文提出的方法准确有效,为高精度定量估算林木冠层生物量提供了依据。

八种亚热带森林类型乔木层地上生物量分配模型

以我国亚热带的8种森林类型的乔木层为研究对象，采用幂函数模型和多项 logit模型分别构建各森林类型的材积-生物量转换模型和林木器官生物量比例模型。结果表明：材积-生物量转换模型的拟合结果表现为除常绿阔叶林外，其他森林类型的材积与生物量均显著相关（R2＞0.5，P ＜0.001），预测残差随自变量的增大而升高，均方根误差为6.520～23.123 t·hm -2，抽样精度检验结果显示，材积-生物量转换模型的预测精度为31.14%～91.79%，除常绿阔叶林以外，其他森林类型的模型预测精度均达到70%以上；林木器官生物量比例模型的拟合结果表现为除常绿阔叶林外实测值与预测值的相关性均显著（P ＜0.05），预测残差随自变量的增大而减小；干、皮、枝和叶生物量比例模型的均方根误差均不超过0.1，分别为0.031～0.085，0.005～0.041，0.029～0.103和0.016～0.083，各林木器官比例的预测精度分别达到91.04%～96.14%，62.71%～94.48%，63.70%～94.47%和-8.86%～83.92%；各森林类型（除常绿阔叶林外）的乔木层地上材积-生物量模型和林木器官生物量比例模型的可行性较高，所得模型参数也可为亚热带森林生物量分配研究提供参考。

黑龙江省落叶松人工林碳储量动态研究

基于36株碳密度测定样木肇Ⅱ5期黑龙江省森林资清查数据（1986～2005），利用非线性度量误差模型来估计黑龙江省落叶松人工林的碳储量动态变化。结果表明：黑龙江省人工落叶松不同器官碳密度在456．7—479．0mg·g^-1之间，不同器官碳密度差异显著，各器官碳密度由高到低为：树叶〉树枝〉树干〉树根。不同林龄落叶松人工林树干、树根树枝和树叶的碳储量分配比例分别稳定在：66．75％～68．92％、21．59％-22．62％、5．99％～8．16％和2．47％～3．50％。其中，树根和树枝含碳量比重随林分年龄增加而增加，树干和树叶含碳量比重随林分年龄增大而减小。1986-2005年黑龙江省落叶松人工林碳储量总体呈增长趋势，2000年时达最大，为30．38t·hm^-2，在此期间，平均每年以1．21t·hm^-2的速度增加。2005年黑龙江省不同区域落叶松人工林碳储量在25．43—34．35t·hm^-2之间，各区域碳储量由高到低依次为：小兴安岭南坡〉完达山地区〉张广才岭东坡〉张广才岭西坡〉小兴安岭北坡。

基于时间序列MODIS EVI数据的森林生长异常监测

利用遥感技术,基于时间序列的MODIS数据对2004—2006年东北三省的林区进行森林生长异常监测。首先利用MODIS数据时间分辨率高的特点,采用Savitzky-Golay滤波函数平滑8天合成的EVI,计算生长季面积和年EVI曲线熵值,两指标联合得到3年间变化量大的像素点,定义为森林生长异常点;然后抽取异常点的时间序列曲线进行分析,并结合森林灾害事件进行比较验证。结果表明:异常点曲线的熵值明显大于正常年,生长季峰值低,并且在生长旺季会出现峰值突然持续下降或双峰等异常现象,这与该区域森林生长异常发生时的植被反射率表征一致,说明用该法对森林生长异常进行监测是基本可行的。

红松中幼混交林的动态预测(Ⅰ)──裸地栽植红松的动态模拟

采用了SPACE模型模拟了小兴安岭南坡人工栽植红松的动态过程。在给定初始条件后，模拟了自然演替和实行采伐控制的林分断面积、径阶、年龄和采伐收益200a的变化。根据预测的结果，自然演替的人工林经80a便形成绝对的红松纯林，而经过动态采伐控制可在40a进入混交状态，在80a后形成稳定的混交林状态，相应带来一定的收益，形成的林分稳定。对人工林进行适当经营，可使红松尽早进入稳定的针阔混交林状态，达到可持续经营并发挥最佳的生态效益。

资源三号遥感卫星影像的生物量反演研究

研究了北京市森林生物量遥感估测模型的构建和合理性判断。建立森林生物量模型所需的各种数据,包括2012年的资源三号卫星影像数据和实测样地调查数据。采用9格法提取的遥感影像信息,其中影像的纹理因子作为建模因子之一,与光谱因子、地形因子一起与实地样地数据建立生物量模型,进行生物量反演,通过精度分析,分别建立整个北京市针叶林和阔叶林的森林生物量反演模型,其相关系数分别为0.82、0.71,拟合估测精度分别为76.75%、80.02%,为提高林业调查的效率与精度提供一种方法。