透光分层疏透度测定及其在次生林结构研究中的应用

次生林是中国森林的主体 ,对其进行合理的经营无疑对中国天然林资源保护及国家生态安全建设具有重大意义 .次生林的结构 (尤其是垂直结构 )是该林种合理经营的重要因素 .本文在以往研究的基础上 ,引入了分层疏透度的概念 ,并以透光分层疏透度表征林分的垂直结构 ;详细介绍了应用全天照片测定透光分层疏透度的方法与步骤 。

林带冬季相立木疏透度及其设计方法的研究

研究林带冬季相结构设计方法是针对我国北方干旱沙区气候和风沙活动特点，为沙区新垦绿洲防护林体系建设服务的。用随机概率法推导曹新孙立木疏透度与疏透度之间的近似数值关系，得知立木疏透度最佳值为３．３；根据生物器官间生长量的相关性提出林带冬季相结构设计方法，测算了新疆杨、沙枣等六个常用防护林树种的设计参数。

林带疏透度数字化测度方法的改进及其应用研究

在大量野外调查基础上 ,用数码相机拍摄林带相片 ,采用CIAS软件测定林带疏透度 ,对已有“数字图像处理法”进行了改进 ,并对疏透度的变化规律进行了深入研究 .结果表明 ,用改进的数字化方法测定林带的疏透度 ,比用光学相机所进行的“数字图像处理法”精度高 ,更经济、简捷 ;林带疏透度 β与相对枝下高x(枝下高 /林带平均高 )的关系无叶期可表达为 β =1.0 6 81x0 .4 3 0 4 (r =0 .976 3,r0 .0 1=0 .40 73) ;有叶期可表达为 β =0 .6 72x0 .4 69(r =0 .985 1,r0 .0 1=0 .40 73) (0≤β≤ 1) ;β随着林龄a呈抛物线式变化 ,β =0 0 0 0 9a2 - 0 .0 36 4a +0 .6 82 8(0≤β≤ 1) ;提出的林带断面疏透度 β0 是定量反映林带断面结构的定量评价指标 ,同时可作为评价林带结构的辅助指标 ;提出混交林带的疏透度计算式 β =(β1n1+β2 n2 ) / (n1+n2 ) ;在相同配置不同树种的纯杨、柳、榆林带结构以杨树林带结构较好 ,柳树林带结构次之 ,疏透度值 βPPP<βSSS<βUUU;在树种相同、配置不同时 ,品字形优于矩形 ;杨柳榆的混交林带中杨榆株间。

林带疏透度模型及其应用

在应用数字图象处理法测定东北西部典型杨树林带疏透度的基础上，采用逐步回归分析和推理方法分别构筑了疏透度与林带结构因子相关的主导因子模型和因配置方式和树种而异的机理模型，并阐述了两种模型在林带结构调控中的作用．

不同行道树绿化带疏透度对降低交通噪音效果的对比

运用Photoshop软件对数码相机拍摄的行道树绿化带相片进行处理并测定其疏透度,然后分析其与降低交通噪音效果的相关关系。结果表明:福州市杨桥中路、五四路、八一七路、上下店路、工业路、北江滨大道的行道树绿化带疏透度值分别为0.683,0.752,0.600,0.767,0.909,0.787;不同行道树疏透度由大到小依次为:樟树(幼年)、木棉、羊蹄甲、芒果、榕树和樟树(成年);相关分析结果表明各行道树A层的疏透度与降低噪音效果具有显著的负相关关系。研究为行道树的合理配置提供重要的理论依据和实际参考价值。

农田防护林林带疏透度数字化测定方法及其应用

疏透度不仅是评价防护林林带结构的定量化指标和表征林带结构的重要特征参数,同时也是区别林带结构优劣的最主要指标之一。通过运用“数码相机”与“遥感图像处理软件”(ENVI)相结合的林带疏透度数字化测定方法,表明其是一种操作程序简便,实用性强,能够快速、准确地测定林带相片疏透度的方法。得出将该方法应用于新疆克拉玛依农业综合开发区农田防护林疏透度的测定,通过逐步回归分析得出,林带疏透度(β)与林带行数(N)和树木株距×行距(Q)之间存在显著的相关关系。

数字图像处理法确定林带疏透度随机误差研究

在分析以数字图像处理为测定法确定林带疏透度误差来源的基础上,对其中的随机误差进行研究,结果表明:林带整体疏透度的机误方差小于其冠部和干部的较大者;所研究的各类型林带各部位疏透度随机误差均遵从正态分布;林带整体疏透度随机误差的分布与树种和带内配置无关;北京杨、双阳快杨和其它类杂交杨的矩形或品字形配置林带各自冠部与干部疏透度机误方差之间无显著差异,而乡土杨林带干部的显著大于冠部的。本文还分别各类型林带的各部位确定了由林带疏透度测定值估计其总体实际值的随机误差限,并讨论了在测定林带疏透度过程中据该误差限计算样本量和划定测定范围的应用意义。最后总结提出:以增加测定同一林带不同样段像片数限定随机误差,通过模型计算订正疏透度测定值中的投影误差和影缩误差确定林带疏透度是建立完善的“数字图像处理法确定林带疏透度”新方法的可行途径。

林带冬季相疏透度与透风系数的换算

为得到较为准确的林带冬季相疏透度与透风系数换算公式,利用阻力形成的物理机制推导不同行数圆柱体栅栏的疏透度与透风系数近似换算公式,揭示不同行数林带防风效应物理机制的一致性和数值差异规律。结果表明,疏透度β相同的林带,行数越少透风系数α越小,防风效果越好。以几何相似程度接近为原则,给出林带冬季相透风系数α与疏透度β的近似换算关系:单行林带为α=β0.7,2行林带为α=β0.6,多行林带为α=β0.55,比忽略行数和季相的影响而采用宽高比近于1的林带实验模拟公式α=β0.4更符合实际,有助于准确理解和运用防风效应原理进行林带和林网的结构设计。

绿洲-荒漠过渡带防风固沙林疏透度的数字化测定及应用

为更准确、快速的定量测定林带疏透度,运用数码相机FUJIFILM FinePix S5000和图像处理软件Photo-shop7.0相结合的方法对林带疏透度进行了数字化测定,并将其应用于新疆准噶尔盆地南缘绿洲-荒漠过渡带防风固沙林疏透度的分析。结果表明:在误差范围为0.01-0.06时,结合数码相机利用Photoshop软件对疏透度进行数字化测定能够达到较高的精度;林带疏透度与平均枝下高、平均冠高(或平均高度)和冠层面积存在极显著关系(r2=0.968,p=0.000),冠部疏透度与胸高断面积存在极显著关系(r2=0.658,p=0.000),故林业上可利用林带疏透度和冠部疏透度与其它结构因子的主导因子模型对过渡带防风固沙林的疏透度进行调整,使其对绿洲发挥更好的防护效应。

林带防护特征与疏透度关系的研究

根据防护特征与疏透度建立的林带数学模型,在营造和营林上用人为能够控制的防护特征各因子对防护林带进行调节经营,使其达到期望的疏透度。模型不仅能对现有林带的疏透度进行预报,还能对最适疏透度的最优组合方案进行选择。在防护特征诸因子中,以林带结构对疏透度的影响最大,其余依次是株行距、树种、行数、横断面形状、枝下高和带高。

数字图像处理法确定林带疏透度投影误差和影缩误差研究

继“数字图像处理法确定林带疏透度随机误差研究”之后,研究了数字图像处理法确定林带疏透度的投影误差和影缩误差。文中阐述了在林带像片上离像主点越近投影误差绝对值越小而影缩误差与在像片上的位置无关的规律;揭示了像片疏透度中的投影误差绝对值与照像机焦距和摄影距离均呈负相关的原理;分别建立了矩形、品字形和斜线等3种主要配置类型林带干部像片疏透度中投影误差和影缩误差模型;综合对诸误差研究的结论,提出了从测定样本量的确定和野外摄影到室内测定直至误差计算的尽量缩小、限制诸误差,订正林带干部像片疏透度中投影误差和影缩误差,最终实现按已知或既定界限值的准确度确定林带疏透度的一整套技术措施。

水田防护林疏透度及其影响因子分析

对吉林省西部10种典型水田防护林配置的林带结构因子进行调查,分析了不同林带的疏透度差异性并确定了各因子与有叶期疏透度(β有叶期)和无叶期疏透度(β无叶期)的相关性,建立了疏透度与主要林带主要影响因子的回归方程。结果表明:吉林省西部水田防护林林带分为3类:Ⅰ(1、5、7、10)、Ⅱ(2、9)、Ⅲ(3、4、6、8),其β有叶期和β无叶期值范围分别在0.2~0.28和0.5~0.6、0.4~0.5和0.8~0.85、0.3~0.4和0.6~0.8之间;胸径、树高、冠幅、枝下高、株行距和行数等因子与β有叶期和β无叶期存在相关性;并且其相应的最适范围分别为22.8~27.7 cm、15.6~17.9 m、4.5 m×3.5 m^5.4 m×4.2 m、6.6~7.1 m、1.8~4.3 m和3~4行。

农田林网主林带透风系数和疏透度关系探讨

根据测定农田林网主林带透风系数(o_o)和疏透度(p)35组数据,经统计分析并建立7个数学模型,其中最优数学模型为::o=0.5025—1.6964自+8.4139日~2—8.07089~3。

疏透度对农田防护林阻风效能的影响研究

主要利用PC-2F型多通道自计式遥测风速风向仪对农田防护林带迎风面和背风面风速进行观测,分析不同疏透度下林带不同距离的阻风效果,研究疏透度对农田防护林阻风效能的影响,并且探讨林带栽植密度及配置方式对于林带疏透度的影响。

基于图像处理技术的树木疏透度确定方法研究

如何确定树木的疏透度一直是研究的热点,应用现有的方法确定疏透度时多需要人工干预。文中提出了确定单株树木疏透度的新方法,该方法基于图像处理技术对树木的照片进行识别即可确定树木的疏透度。选取九里香六年苗、八年苗(Murraya exotica)和豆瓣黄杨(Buxus sinica)三株与真实树木外观相似的树苗作为实验材料,利用数码相机拍摄不同风速下的树木照片,再应用图像处理技术中阈值法以及分水岭算法对照片进行处理,从像素的层面通过计算获得单株树木疏透度。将运用文中方法所得到的树木疏透度与前人运用图像处理工具Photoshop所获得的疏透度相比较,结果表明:三株树木在各风速状态下的疏透度差异在2%~8%之间。文中提出的基于图像处理的树木疏透度确定方法精度比较高,而且该方法具备不需要人工干预、操作简单的优势;同时发现三株树木的疏透度均随风速增加而增大。

基于图像处理的疏透度测定及结构关系研究

为快速、准确地测定防风林林带疏透度,建立林带疏透度与林带结构因子间的关系模型,为防风林建设及调整提供合理化意见。使用图像处理技术对获取的防风林林带照片进行自动识别,通过Otsu算法自动将树木实体区域和孔隙区域分割,从而测定林带疏透度。并采用相关性分析和逐步线性回归法建立疏透度与林带结构因子间的关系模型。结果表明,采用Otsu算法测定林带疏透度的方法与图像处理软件(Photoshop)测定结果无明显差异,该方法操作简单、效率高,能够快速、准确测定防风林林带疏透度。防风林疏透度与林带行数、棵数、枝下比例、株行距、密度存在显著性相关关系,构建疏透度与林带行数、密度间的关系模型:β=-0.0601N-0.0658ρ+0.8109(R^2=0.9613,P=0.00029)。根据建立的防风林林带疏透度与林带结构因子间的关系模型,可对防风林的建设提供科学合理化的指导,使其发挥更好的防护效应。

小黑杨、樟子松林带造林密度和疏透度关系的研究

本文通过对小黑杨、樟子松的高、径、侧枝生长规律的分析,确定了林带造林密度和林带疏透度变化规律。编制了疏透度表,为农田防护林科学设计、营造和经营管理提供了依据。

不同疏透度的柠条带防风效果研究

中国干旱、半干旱地区受到风蚀荒漠化的威胁,土壤风蚀现象严重,对国民经济和社会发展造成了危害。植被的落叶期是土壤风蚀严重的季节,为探究落叶期不同疏透度下灌木林带的空气动力学特征,合理配置林带结构,修复荒漠草原土壤风蚀灾害,利用风蚀风洞开展模拟试验,以“一行一带”的柠条带为研究对象,设计不同疏透度的林带模型,分析不同疏透度的林带在6、9、12 m/s三种不同中心风速下带后的风速廓线、防风效能,揭示落叶期不同结构林带空气流场特征和防风效果。结果表明,不同疏透度的灌木林带对空气流场垂直结构产生了不同影响:同种中心风速下,植被疏透度数值越小,风速廓线发生变异的带后距离越近,且变异程度越大;同种疏透度下,中心风速越大,风速廓线发生变异的程度越大。柠条带后的防风效果为:疏透度35%林带>疏透度45%林带>疏透度60%林带。

风洞模拟“攀援植物-围栏”复合沙障不同疏透度下的防风效果

为探索受风蚀影响围封区域的新型治理技术措施,本研究对不同疏透度(β)“攀援植物-围栏”复合沙障的防风作用进行了风洞模拟试验。分别在6、8和10 m·s^(-1)净风条件下对模型A(网围栏,β:96%~98%)与4种复合沙障[模型B(无叶期,β:59%~64%)、模型C(无叶期,β:50%~55%)、模型D(有叶期,β:40%~45%)、模型E(有叶期,β:30%~35%)]进行试验。结果表明:1)不同类型复合沙障流场结构均呈“减-增-减”的变化趋势,障体背风侧存在风影减速区,网围栏前后流场结构一致,不存在减速区。2)不同风速条件下,无叶期复合沙障(模型B、模型C)在10 m·s^(-1)风速下近地表平均防风效能最低,分别为18.55%与18.38%,有叶期复合沙障(模型D、模型E)则在6 m·s^(-1)风速下最低,分别为44.03%与45.42%,有叶期复合沙障防风效应随风速的增大而增强,无叶期复合沙障则相反。3)综合分析表明,当障体疏透度为59%~64%时便可产生防风效果,复合沙障防风效果优于网围栏,障体有叶期防风效果优于无叶期,可测范围内无叶期复合沙障防护距离为0.6H~15H(H表示障体高度,1H=15 cm),有叶期复合沙障防护距离为0H~15H,复合沙障防风效果与疏透度呈反比。因而,“攀援植物-围栏”复合沙障可以提高围封区域的防风效果,降低风力作用下的地表物质流失。

不同树种的农田防护林疏透度的季相变化研究

通过对甘南县音河乡农田防护林带的主要树种有(盛) 叶期与无(枯) 叶期的疏透度观测, 得出落叶的杨树林带, 落叶松林带有、无叶期的疏透度变化较大, 变化率大于100% ;常绿的樟子松林带盛、枯叶期的疏透度变化较小, 变化率不到15% 。研究结果表明了“以松改杨”的农田林网优化的必要性和可行性。