近地面激光雷达点云密度对森林冠层结构参数提取准确性的影响

基于激光雷达技术获取冠层结构为森林生态学研究增加了新的维度。搭载于多旋翼无人机的近地面激光雷达相比于固定翼有人机的机载激光雷达,能够更加灵活高效地获取森林群落样地高密度点云。但在实际操作中,往往出现局部低密度点云数据,影响了冠层结构参数提取的准确性。使用4块森林动态样地的近地面激光雷达点云数据;利用航带分解方法分析各样地低密度样方成因;采用点云抽稀模拟算法计算并拟合偏差曲线,对比不同样地、参数和取样尺度间的点云密度对冠层结构参数提取准确性的影响;根据偏差曲线计算各条件下保证参数提取准确性的最低点云密度。结果发现：1)低密度区域主要受地形或(和)近地面遥感设计规划的影响。地形复杂的测区(西双版纳和古田山样地),遥感规划难度大,整体难以获取高密度点云(在30点/m²左右),容易在沟谷和高海拔处出现低密度样方。平坦测区(长白山两块样地)虽可获取高密度点云(均超过150点/m²),但欠佳的遥感规划设计导致长白山1测区北部出现1hm²低密度区域。2)冠层参数提取准确性随点云密度减少而迅速降低,呈负指数幂函数关系。这一变化趋势在不同...     

地形和历史干扰对西双版纳勐仑地区热带森林林冠高度结构的影响

以机载激光雷达为研究手段,结合1981和2021年的全色照片,利用多元回归树的方法对云南西双版纳国家级自然保护区勐仑子保护区的热带森林林冠高度结构及其与环境因子间的关系进行探讨。结果表明：勐仑子保护区西片森林可根据林冠高度结构差异而分为7类,其中包括热带季节雨林、季风常绿阔叶林、次生林和河漫滩林;潜在辐射强度、海拔、地形垂直曲率、坡度以及1981和2021年影像亮度平均值是影响林冠高度结构聚类的主要因子。以番龙眼为主要优势种的热带季节雨林在沟谷和低地地段占有最大的分布范围,而山脊和干扰迹地上则以短刺锥为优势种的季风常绿阔叶林为主。次生林地段林冠表面极为平整,结构上明显区别于天然林,30多年前的轮歇农业活动至今仍对森林外貌有着明显影响。     

木本植物萌生更新研究进展

萌生是植物营养繁殖的方式之一.本文综述了萌生与实生这2种更新方式的差异、植物萌生能力的测定、影响植物萌生能力的因素以及萌生指数在生态系统评估中的意义.与实生相比,萌生具有抗干扰能力强、幼年期生长迅速等优点,因而它在植被演替的前期阶段发挥着明显的促进作用;而当干扰强度较低、种间竞争关系稳定时,物种更倾向于采取实生更新的策略.植物的萌生具有较大的不确定性.影响植物萌生的内在因素主要包括残桩高度、萌枝长出的位置、根的生物量与长度等;环境因素主要包括干扰方式和程度、光照、养分资源的可利用性等.从理论上讲,在一个稳定的、健康的森林生态系统中,其萌生指数应该有一个最佳值范围.     

西双版纳热带季节雨林的树种组成和群落结构动态

研究了西双版纳热带季节雨林1 hm2(hectare)动态监测样地1993年与2007年之间树种组成和群落结构的变化。对样地中胸径≥5 cm的乔木进行了每木调查。目前其树种组成的热带分布科、属所占比例分别为91%和94%,具有较高比例的热带植物区系性质。在1993年与2007年两次调查之间,树种数量由145种增至179种,仅有1到2个个体的稀有树种所占比例从54%降为51.1%。从森林的垂直结构来看,A、B、C三层的个体死亡率分别为12.8%、12.9%和19.0%,各层树木的增长率分别为-8.5%、-1.4%和44.8%。与此相对应,C层小径级的树木所占比例有较大提高。虽然小径级的树木在种类和数量上比例增大,但个体数量和种类组成相对稳定的A、B层优势树种变化不大,维持了群落结构的稳定性。14 a间,群落中新增加的具有先锋性质的树种不超过5个。1993年时,A、B两层尚有先锋树种存在,2007年已经从A、B两层中退出。因此,从14 a间树种组成和群落结构的变化来看,虽然具有树木的死亡和增补,但其物种成分和群落结构的总体格局没有明显的变化,处于动态平衡过程中。     

云南哀牢山中山湿性常绿阔叶林20 hm~2动态样地的物种组成与群落结构

中山湿性常绿阔叶林是分布在我国亚热带气候区的一种山地森林植被。为监测此类森林的动态过程,按照Centre for Tropical Forest Science的建设标准,于2014年在云南省景东县徐家坝附近的中山湿性常绿阔叶林中建立了一块20 hm~2的森林动态样地,测量并记录了样地中所有胸径(DBH)≥1 cm的树木直径及其分枝的直径,并对其挂牌标记、定位和鉴定,分析了其物种组成和群落结构。结果显示:样地内共有DBH≥1 cm的木本植物独立个体44 168株,隶属于36科63属104种。重要值最大的前3个科依次是壳斗科、茶科和樟科。在属的水平上,热带区系成分占总属数的46.0%,温带区系成分占38.1%。重要值≥1的物种有22个,占总个体数的84.6%。重要值最大的3个种依次是蒙自连蕊茶(Camellia forrestii)、云南越桔(Vaccinium duclouxii)和多花山矾(Symplocos ramosissima)。胸高断面积之和排名前4名的物种为硬斗柯(Lithocarpus hancei)、木果柯(L.xylocarpus)、变色锥(Castanopsis wattii)和南洋木荷(Schima noronhae),它们同时也是该群落林冠层的优势树种。样地内所有个体的径级分布呈倒"J"型,群落有充足的增补个体,如蒙自连蕊茶和多花山矾等。稀有种(个体数少于20的物种)共计49种,占总物种数的47.1%。常绿木本植物在样地内分别占总重要值、总多度和总胸高断面积的94.7%、96.2%和94.0%,优势明显。     

光谱多样性在植物多样性监测与评估中的应用

光谱多样性是一种基于植物反射电磁辐射光谱的生物多样性维度, 反映了不同波段光谱反射率在植物种内与种间个体之间的变异程度。由于植物反射光谱特征的差异可以综合地反映植物间生化组分和形态特征的差异, 光谱多样性成为植物多样性监测和评估的重要技术手段。该文介绍了光谱多样性的概念及其生态学意义, 比对了多源、多平台光谱数据各自的技术优势和局限性, 并概述了基于光谱多样性的植物多样性监测和评估方法及其应用, 探讨了光谱多样性整合不同维度生物多样性的能力, 展望了光谱多样性在生物多样性研究中的发展前景。光谱多样性能在多空间尺度服务于植物多样性的监测与评估, 特别是依托基于无人机技术的近地面遥感, 可以实现精细尺度植物多样性的监测与评估, 在生物多样性的保护和管理中具有广阔的应用前景。     

基于无人机激光雷达遥感的亚热带常绿阔叶林群落垂直结构分析

森林植被高度与树木分布格局是植物群落重要结构特征,也是计算森林生物量分布的重要参数。传统的森林群落调查方法耗费大量人力物力难以进行较大尺度的群落结构测量,而一般的遥感影像也难以获得精确的地形信息及垂直结构。近年来激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)技术快速发展,能够较好的进行植被三维特征的提取并被广泛应用于森林生态系统检测模拟。且随着无人机低空摄影技术的发展催生的无人机激光雷达(UAV-Lidar)更增加了激光雷达的灵活性以及获取较大范围植被冠层信息的能力。而受限于激光的穿透性以及不同植被类型郁闭度的影响,该技术的应用多局限于在针叶林群落的垂直结构研究,而在常绿阔叶林的研究中应用较少。为探究现有无人机激光雷达设备及垂直结构提取分析技术应用于常绿阔叶林的可行性,利用无人机载激光雷达遥感技术对哀牢山中山湿性常绿阔叶林3块面积1hm²的样地进行基于数字表面模型以及数字地表高程模型做差得到树冠高度模型测量的植被冠层高度、基于局部最大值法进行单木位置提取并使用Clark-Evans最近邻体分析方法进行样地内高大乔木分布格局的计算。分...     

香格里拉普达措国家公园长苞冷杉种群空间分布格局及关联性

植物种群不同发育阶段的空间分布格局及关联性能够反映植物种群的现状和发展趋势,并揭示其背后潜在的生态过程.本研究以云南省香格里拉普达措国家公园亚高山寒温性针叶林1 hm2永久固定监测样地内的优势种长苞冷杉(Abies georgei)为对象,分析其种群径级结构,并采用Ripley L函数探究其不同发育阶段空间分布格局及相...     

西双版纳热带森林树种幼苗的组成、空间分布和旱季存活

林下树种幼苗是森林生态系统的一个重要组成部分, 在森林的自然更新过程中发挥着重要作用。于2007年10月底在西双版纳20 hm²热带森林动态监测样地内设置了450个幼苗样方(1 m²), 对样方内的树种幼苗(胸径＜1 cm)进行了调查, 并观测了当年的实生苗(H≤30 cm)在2007~2008年旱季期间的存活变化。结果表明, 该区森林林下树种幼苗的组成比较丰富, 但个体数在物种间的分布极为不均匀。除4.17%的幼苗个体未鉴定外, 调查到的已知树种幼苗共计6 367株, 隶属于49科116属161种, 并且Simpson、Shannon-Wiener和Pielou指数分别达到了0.69、2.29和0.45。个体数少于5株的幼苗贡献了50.31%的物种数; 在1 m²的样方尺度上, 幼苗密度和种丰富度两者的平均值分别为(14.15±0.72)株·m^-2和(3.73±0.10)种·m^-2(Means±SE, n=450); 优势幼苗为望天树(Parashorea chinensis)、短刺锥(Castanopsis echidnocarpa)和假海桐(Pittosporopsis kerrii)等, 它们的空间分布格局与地形、海拔和母树分布三者之间存在着密切的相关性; 旱季期间, 幼苗的死亡比例较大(26.49%), 主要集中在优势幼苗。幼苗在干旱胁迫环境下的死亡格局表现出了明显的种间差异: 香花木姜子(Litsea panamanja)和望天树两优势幼苗的死亡率分别为62.65%和35.87%, 而假海桐和蚁花(Mezzettiopsis creaghii)等7种优势幼苗的死亡率较低(＜ 9%), 除望天树等13种优势幼苗外, 其余692株幼苗(共129种)仅死亡了10.40%, 而且有91种幼苗均没有发生死亡。幼苗间的存活差异有待于从种子大小、幼苗的形态和生理特性及其所在空间位置的生境特征等多方面开展深入的研究。