林冠开阔度对GNSSRTK在森林中定位可用性及初始化时间的影响

RTK是高精度的实时卫星定位技术,但由于林冠对信号的遮挡,GPS RTK技术在林下很少应用,而采用双星定位系统的GNSS RTK则有较为广阔的应用前景。以冀北山地杨桦次生林为例,采用GPS+GLONASS双星系统进行RTK定位,通过全天空照片测定林冠开阔度,探讨林冠开阔度对GNSS RTK定位可用性及初始化时间的影响。结果表明:全天空照片能较好地描绘GNSS定位的森林环境,且卫星多位于中等高度角,林冠开阔度是反映森林中定位环境条件的适合指标。采用双星GNSS系统,有足够的卫星数满足定位要求,林冠开阔度与共用卫星数呈显著的线性正相关关系;92.3%的PDOP值小于4,卫星有良好的空间几何分布;森林环境对信噪比有较大影响,信噪比与开阔度呈显著的正相关关系。林冠开阔度在0.25以上时,反映定位可用性的各指标均较好。随着林冠开阔度增大,RTK定位所需的平均初始化时间变短。从观测时间长短与测量效率分析,15 min是适宜的时间限值。

辽东山区长白落叶松叶面积指数和林冠开阔度的月动态

利用外带鱼眼镜头的数码相机获得长白落叶松(Larix olgensis)林型的半球面影像,用Gap Light Analyzer软件处理分析后获得叶面积指数、林冠开阔度和林下光照因子等一系列参数,揭示了辽东山区长白落叶松的叶面积指数和林冠开阔度的月动态特征。结果表明,长白落叶松随着生长季的到来叶面积指数呈快速增长的趋势,最大值出现在6月份,7—9月份开始缓慢下降,10月份下降显著,最小值在春季4月份;林冠开阔度随着生长季的到来而下降,其最小值出现在6月份,之后开始缓慢增加,10月份骤然增加,最大值在春季4月份。叶面积指数和林冠开阔度相关显著,并且呈现指数回归的关系。

暖温带地区3种森林群落叶面积指数和林冠开阔度的季节动态

以辽东栎(Quercus liaotungensis)为主的落叶阔叶林、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林和油松(Pinust abulaeformis)林是暖温带林区具有代表性的森林群落类型。该研究应用国内外流行的半球图方法,通过对这3种森林群落叶面积指数和林冠开阔度的测定和综合比较,分析了叶面积指数和林冠开阔度的季节动态,揭示了暖温带地区不同类型森林群落叶面积指数和林冠开阔度的特征。研究结果表明,落叶阔叶林(优势种为辽东栎、棘皮桦(Betula dahurica)和五角枫(Acer mono))和华北落叶松林两种落叶森林群落的叶面积指数值均随生长季的到来而呈现增长的趋势,最大值出现在8月;林冠开阔度值随着生长季的到来而下降,最大值出现在11月。落叶阔叶林的叶面积指数和林冠开阔度的季节动态较之华北落叶松林明显。油松是常绿树种,其群落叶面积指数和林冠开阔度的变化程度均不明显,但林冠开阔度的变化趋势也是与叶面积指数的变化趋势相反。通过计算得出叶面积指数和林冠开阔度相关显著,并且呈现指数回归的关系。此研究结果为以遥感途径获取暖温带地区叶面积指数提供了地面校正依据,为研究该地区植被林冠的异质性及其造成的影响,以及进一步对该地区林分、景观和区域尺度上碳、水分和通量等方面的模拟提供了基础数据。

3种不同林型下蕨类多样性和林冠开阔度的关系

光照和水分对林下植物的分布具有重要作用,浅根系的地生蕨类植物对光照和水分比较敏感,可以作为林下生境变化的指针。研究选取热带雨林、喀斯特森林以及人工橡胶林3种不同的林型,研究林冠开阔度对地生蕨类生物多样性的影响。采用2.5 m×1 m的样方,每个样方10 m的间距比较地生蕨类生物多样性。结果显示,热带雨林和喀斯特森林具有类似的地生蕨类多样性(2.52±1.68,2.47±0.68),两者的多样性指数明显高于人工橡胶林(1.47±0.72,P<0.000 1)。但是热带雨林具有更多的个体总数(2 769)和更高的物种丰富度(3.29±0.04),而同样指标喀斯特森林(319,2.94±0.05)和人工橡胶林(175,2.39±0.09)则相对较低。另外,随着林冠开阔度增加,地生蕨类多样性和丰富度急剧降低。地生蕨类的分布状态取决于上层的林冠开阔度,光照对地生蕨类的生物多样性具有决定性的影响,相对较弱的地表根系缺乏足够的吸水能力,不足以应付强光照带来的蒸腾损失。因此绝大多数的地生蕨类植物在林下空地间采取了避退策略。由于相对较低的林冠开阔度,使得喀斯特森林保存了相对较高的林下生物多样性,它具有重要的生态价值而必须加以保护。