2D与3D景观指数测定山区植被景观格局变化对比分析

植被和土地覆盖变化是环境变化的一个重要因素,同时也是引起景观和生态系统变化的重要原因。景观指数是定量分析植被和土地覆盖变化的重要研究方法之一。以滇西北高山峡谷区为案例区,比较分析传统2D景观指数和3D景观指数进行植被变化定量测定的差异。研究主要选取了基于斑块面积和周长几个常用指数来进行比较分析。研究结果表明在斑块层次上,除了分维数指数,其他指数的三维方法计算值显著地高于二维方法计算值;在类型层次上,三维的类型面积指数、平均斑块面积指数、平均最小邻近距离指数测定的变化值显著大于二维的相应指数测定变化值,但是二维和三维平均形状指数和分维指数测定的植被斑块的平均形状变化结果没有显著差异;在景观层次,只有三维的平均斑块面积和最小邻近距离指数测定的变化结果显著高于二维的平均面积和最小邻近距离指数测定的变化结果,其它指数如形状指数、分维指数、多样性指数和均一度指数等测定出两个不同时期的植被图格局变化结果均无显著差异,主要由于这些指数是采用面积和周长的对数或者比值计算得出,从而缩小了斑块表面面积与平面面积,表面周长与平面周长之间的差异。总体而言,利用二维景观指数在进行定量分析山区植被格局变化时,往往低估了其类型面积、平均斑块面积、斑块邻近距离等指数变化量,而三维景观指数得到相对较精确的变化值。     

黑龙江不同区域人工红松心边材及树皮削度可加性模型系统构建

基于黑龙江省孟家岗林场、东京城林业局和林口林业局不同林分条件下103株人工红松解析木的2977个圆盘数据,结合林业研究中常见的Kozak(1988)、Muhairwe(1999)、Lee(2003)、Kozak(2004)可变指数削度方程,构建带皮直径、心材直径、边材宽度、树皮厚度的削度方程,并对比选出最优基础模型;采用SAS软件PROC MODEL模块中似乎不相关回归(SUR),建立带皮直径、心材直径、边材宽度和树皮厚度削度方程的可加性模型系统,同时将区域作为哑变量引入模型中,通过调整确定系数(R_adj²)、均方根误差(RMSE)、赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)等模型评价指标,对模型进行综合评价。结果表明: 带皮直径、心材直径、边材宽度和树皮厚度最优基础模型均为Kozak(2004);可加性模型系统在满足各分量与总量可加性的基础上,也得到较好的预测效果,预估精度均达到98%以上,引入哑变量后,可加性模型系统预测能力均有不同程度的提升,尤其心材直径和边材宽度预测能力提升更显著;不同区域带皮直径和树皮厚度削度差异较小,而心材直径、边材宽度的削度存在明显差异。本研究构建的包含哑变量可加性模型系统,不但模型预测精度较高,还满足带皮直径、心材直径、边材宽度和树皮厚度之间的可加性逻辑,为人工红松心边材及树皮材积的准确估测提供了基础。     

城市行道树pH值和电导率与交通环境

对南方１８种觉的城市行道树的树皮ＰＨ值和电导率进行了测定。结果表明,不同的行道树的树皮ＰＨ值和电导率不同。对同一种种来说,靠近汽车道;的行道树的树皮的ＰＨ值泪地靠近人行道的一侧的树皮的ＰＨ值;而导电率表现为离汽车道越近或离工厂的污染源越近,树皮的电导率越高的规律。树皮ＰＨ值和导导率二者可以定性表示交通环境污染的程度。     

不通过髓心的树木圆盘年轮直径测定方法

树干解析是测树学的基础技术,在森林生物量和生产力的测算上起着不可替代的作用。传统树干解析树木直径的测定方法是测量每个圆盘东西、南北两条直径线上每年(或龄阶)的直径,取两个方向同一年(或龄阶)直径的平均数作为测定结果。由于横断面为绝对圆形的树干很少,且髓心常常偏倚,使用传统方法测量的年轮直径往往小于真实直径,造成树木材积与生物量的低估。本研究对传统树干解析圆盘年轮的测定方法进行了改进,提出了不通过髓心的树木圆盘几何直径测定法,并制定了测定规则,以期减少个体测定差异,使测量值最大限度地接近真实值。使用不同方法对圆盘的年轮直径进行了测定,通过比较圆形度、逼近度指数,证明了本方法较传统方法更为准确。本方法原理简明,易于操作,具有较强的实用性,对于提高森林蓄积量和生物量的估算精度具有重要意义。     

长白落叶松人工林心材变化规律

依据黑龙江省孟家岗林场49株人工落叶松1179个圆盘和轮盘数据,分析了心材半径的纵向变化规律.结果表明: 心材半径随树高增高而逐渐减小,与树干外形基本一致,其中去皮半径(XR)、胸径(DBH)及形成层年龄(CA)与心材半径之间关系较显著,利用逐步回归分析建立落叶松心材半径(HR)和面积(HA)模型:HR=b₁+b₂XR²+b₃CA+b₄XR, HA=b₁+b₂DBH·XR+b₃CA+b₄DBH·XR².应用AIC、BIC、对数似然值以及似然比检验等模型评价指标,对利用样地、样木效应拟合的心材半径和面积模型进行比较.当考虑样木效应拟合心材半径和面积模型时,将b₁、b₂、b₃作为混合参数得出的模型最好.混合模型的预测精度高于基本模型.在应用上,总体心材半径和面积可以通过混合模型来预测.采用Beta回归模型模拟了心材比例,模型中各参数均显著,决定系数较高,模型模拟效果较好.     

陕西4个漆树品种外部形态及次生韧皮部结构的比较

采用形态观测和石蜡切片对陕西4个漆树品种的外部形态和树皮次生韧皮部的组织结构进行了比较分析.结果表明:4个漆树品种间在树冠、树高、皮孔形状和排列方式、复叶的小叶数及总叶柄、叶轴和叶脉上的被毛等外部形态性状上差异明显;品种间树皮基本结构相同,次生韧皮部结构和组成相似,其差异主要表现在筛管直径大小、乳汁道直径大小及单位面积内数量、石细胞群大小及单位面积内数量、有/无功能韧皮部厚度之比等方面.     

数字照片在树干解析上的应用

介绍了一种利用摄影测量技术开展树干解析的新方法.通过求算横截面积,换算成理论直径及年轮宽度.此法可以提高测量精度,特别是在树干横截面不规则的情况下,可以提高准确度.选择一个基本圆满的圆盘,直接测量直径和由面积换算比较年轮宽度,二者差异平均为10%,最大达32%.由于图像上直接测量的是面积,树皮的横截面可以更加准确获得,而传统的方法无法克服这个缺点.数字照片还是储存年轮信息的理想形式,便于保存和复查.本法使用的是普通的数码照片,方便适用,是开展森林精密测量简单易行手段.     

不同水肥处理下尾叶桉无性系生长性状研究

以9种水肥处理的31个尾叶桉(Eucalyptus urophylla)无性系为试材,人工控制水肥18个月后对其树高、地径、枝下高、1/4树高直径、2/4树高直径、3/4树高直径和树皮厚性状指标进行测定,分析各性状的变异系数、Duncan多重比较和主成分,同时对优良无性系进行评选。结果显示,尾叶桉无性系生长性状存在较大变异,枝下高的变异系数最大,为50.78%,地径的变异系数最小,为12.46%,表明尾叶桉不同无性系间遗传多样性较丰富。尾叶桉无性系在不同水肥处理下苗木的树高、地径、树皮厚、1/4树高直径、2/4树高直径和3/4树高直径总体上差异显著,所有无性系在处理组合32、33下表现较优。6个性状可以综合为3个主成分,前3个主成分累计贡献率达84%。依据树高、树皮厚和地径的基因型值综合评选表现较好的无性系为30、7、1、29、20和6,平均遗传增益较整体水平分别提高10.73 cm、0.02 mm和0.83 mm,增幅达5.29%、6.38%和2.24%。     

基于beta回归的长白落叶松树干含水率预测模型

为探究人工长白落叶松边材、心材、树皮、树干含水率沿树干的纵向变化规律,本研究结合样地、样木效应,构建了基于beta回归的含水率混合效应模型,采用不限定相对高度(方案Ⅰ)和限定高度在2 m以下(方案Ⅱ)2种抽样方式对模型进行校正。结果表明：边材、树干含水率沿树干向上逐渐增加;心材含水率沿树干向上先略减后增大;树皮含水率沿树干向上先增大后趋于平缓,然后再增加。相对高度、活冠高、林分每公顷胸高断面积、年龄和林分优势高是显著影响长白落叶松木材含水率的因子。方案Ⅰ下,随机抽取2～3个圆盘的含水率测量值来校准模型可以得到稳定的预测精度,树干含水率的平均绝对误差百分比(MAPE)可达7.2%(随机抽取2个),边材、心材、树皮含水率的MAPE可达7.4%、10.5%、10.5%(随机抽取3个);方案Ⅱ下,抽取1.3和2 m圆盘的含水率测量值校准模型最适宜,边材、心材、树皮和树干含水率的MAPE分别达到7.8%、11.0%、10.4%和7.1%。所有beta混合效应回归模型的预测精度都明显优于基础模型。包含样地、样木效应的两水平beta混合效应回归模型可以很好地预测长白落叶松各部位的含水率。     

稳定同位素红外光谱技术测定CO_2同位素校正方法的研究进展

稳定同位素红外光谱(IRIS)技术克服了传统的大气CO_2气瓶采样-同位素质谱(IRMS)技术时间分辨率低且耗时费力的缺点,可以实现高时间分辨率和高精度的大气CO_2碳同位素组成(δ~(13)C)和氧同位素组成(δ~(18)O)的原位连续测定。基于IRIS技术测量CO_2δ~(13)C和δ~(18)O的误差来源主要包括δ~(13)C和δ~(18)O测量值对CO_2浓度变化的非线性响应(浓度依赖性)以及对环境条件变化的敏感性导致的漂移(时间漂移)。如何有效地校正浓度依赖性和时间漂移导致的误差是IRIS仪器应用的前提。该综述阐述了δ~(13)C和δ~(18)O测量值的浓度依赖性产生的理论基础,回顾了浓度依赖性的理论校正和经验方程校正方法和应用;回顾了时间漂移的校正原理、方法和应用;概述了数据溯源至国际标准的原理、方法与应用现状。结合实际情况推荐利用3个或3个以上已知CO_2浓度和δ~(13)C、δ~(18)O真值的CO_2标准气体涵盖待测气体CO_2浓度的浓度依赖性校正,设置适当的校正频率校正时间漂移并进行数据溯源。指出应该加强不同仪器和校正方法的比对研究;采用IRIS技术测定CH_4、N_2O和H_2O同位素组成也可以采取类似的校正方法。