深度学习方法下GEDI数据的天然云杉林地上生物量反演

森林作为陆地最大碳库,对人类的生活与发展至关重要,精准掌握森林资源动态变化并对其进行现代化可持续发展已成为当下研究热点。本文以天山山脉的天然云杉林为研究对象,利用地面实测数据、直升机机载激光雷达点云数据以及全球生态系统动态调查激光雷达(Global Ecosystem Dynamics Investigation,GEDI)数据,构建多源融合数据框架,通过使用AutoKeras框架下的深度学习算法,实现GEDI数据的多个相对高度百分位数(Relative Height Percentile,RH)与其光斑内地上生物量的回归模型预测,验证GEDI数据在较大范围的地上生物量反演方面的可行性,主要结论如下:(1)GEDI数据用于森林地上生物量估测研究具有较高可行性,通过自动化深度学习算法,训练集、验证集、整体数据的决定系数(Coefficient of Determination,R2)分别为0.69、0.63和0.67,平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)分为3.73 mg·hm^(-2)、4.22 mg·hm^(-2)和3.89 mg·hm^(-2),具有较高的预测精度。(2)直升机激光雷达作为GEDI数据估算地上生物量的中间技术,整个研究区内的单木识别准确率高于0.75。最终本次研究通过多模态数据融合,定量化描述研究区单木基础结构参数的同时,验证GEDI数据在获取森林地上生物量方面的潜力,也为相近区域大面积的森林碳源汇、生物量、蓄积量估算、森林管理与经营、生物多样性保护等多个项目研究提供理论基础,具有一定的指导意义和基础数据支撑作用。

天山中部天然云杉林凋落物层水文生态功能研究

选取了4种不同郁闭度天然云杉林分,通过对凋落物层的蓄积量、最大持水量、最大持水率、吸水速率及有效拦蓄量进行测定分析,研究了其水文生态功能。结果表明:郁闭度为0.8的云杉林分凋落物层蓄积量最大为21.99 t/hm2,而郁闭度为0.2的云杉林分凋落物层蓄积量最小仅为10.20 t/hm2,4种林分凋落物蓄积量变化总体趋势表现为:随着林分郁闭度的不断增大凋落物蓄积量也不断增大;同一郁闭度处林分凋落物不同层次的蓄积量也存在一定的差异性,表现为:半分解层>未分解层。吸水过程中,总体趋势表现为:未分解层与半分解层持水量的变化均较缓慢,但半分解层要比未分解层更为平缓。4种林分未分解层持水量大小顺序为:0.8>0.6>0.4>0.2,半分解层持水量大小顺序为:0.6>0.2>0.8>0.4。

天山中部不同郁闭度天然云杉林立地土壤养分的比较研究

对天山中部4种不同郁闭度天然云杉林立地土壤养分进行了分析,结果表明,4种郁闭度之间和不同土层土壤养分含量具有一定的相关性。具体表现为郁闭度较大的云杉林立地土壤养分含量总体高于郁闭度小的云杉林。在土壤剖面上,pH值与土层深度没有显著的相关性,而有机质、全氮、全磷、速效养分等指标则随着土层深度的增加而不断降低,与土层深度呈明显负相关。表层与其余土层养分含量差别较大,土壤养分"表聚"现象明显。

隆务河流域天然云杉林东方拟齿小蠹生物学特性观察

东方拟齿小蠹Pseudips orientalis(Wood&Yin)是隆务河流域天然林区危害云杉Picea spp.林的优势虫种之一,在青海省黄南州麦秀林区和同仁县西卜沙林区危害比较严重,致使天然云杉林成片死亡,造成严重的生态和经济损失。2007年至2010年对东方拟齿小蠹生物学特性进行了观察研究。结果表明,东方拟齿小蠹在当地1 a发生1代,以成虫在林内枯枝落叶层下越冬。每年的5月中下旬和7月底至8月初出现2次成虫扬飞高峰期。第1高峰期为越冬代成虫,第2高峰期为子代新成虫。成虫体长3.5～4.4 mm。圆柱形,深红褐色至黑褐色。翅盘陡立,两侧各有3个齿。母坑道从交配室向左右曲折延伸(形如八卦图案),每个卵室有3～5个卵。

“三江源”麦秀核心保护区天然云杉林香格里拉齿小蠹生物学特性初步观察

香格里拉齿小蠹是隆务河上游天然林区危害云杉林的优势危害种之一,在黄南州麦秀林区和同仁县西卜沙林区以团状危害为主,致使天然云杉林大量死亡,造成严重的生态和经济损失。2008年-2010年对香格里拉齿小蠹生物学特性进行了观察和研究。

黑条木小蠹生物学特性初步观察

2006年-2010年对黑条木小蠹生物学特性进行了观察和研究。结果表明,黑条木小蠹在本地一年发生一代,以成虫在土壤下越冬。每年的4月中下旬成虫扬飞。成虫体长2.7-3.5mm。圆柱形,头部和前胸背板黑色,鞘翅底面褐色,有5条黑色纵带,带形长而宽阔。