集成高分辨率UAV影像与激光雷达点云的亚热带森林林分特征反演

该研究集成高分辨率无人机(UAV)影像和激光雷达(LiDAR)点云数据估算亚热带天然次生林林分基本特征变量。首先, 基于LiDAR点云和反距离加权插值法构建林下高精度数字高程模型(DEM); 然后利用UAV影像对序列构建植被冠层上层三维点云, 并借助DEM进行高度信息归一化, 提取高度和冠层点云密度相关的特征变量; 最后, 构建预测模型并估算Lorey’s高、林分密度、胸高断面积、蓄积量。结果表明: 联合提取的特征变量与Lorey’s高的敏感性最高, 蓄积量次之, 林分密度和胸高断面积最低; 利用UAV灵活快速的手段获取森林冠层信息, 辅以高精度LiDAR数据获取的地形信息, 两者互补实现一种可重复的快速、廉价和灵活的林分特征的反演方式。     

天然红松球果产量与林分和环境因子的关系

为了分析林分因子和气候因子与天然红松球果产量之间的关系,在凉水自然保护区原始阔叶红松林中分别设置3块面积为50 m×50 m的标准地和3块林缘标准地,调查了标准样地内每株红松的结实量并测定林木因子(胸径、树高、树龄等)与气候因子(温度、相对湿度、降水量等),采用相关分析法确定显著影响因子。结果表明:相同林分条件下,单株球果产量随胸径、树高的减小而增加,胸径与球果产量的拟合度更好;不同林分条件下,单株球果产量与林龄的变化趋势有一定关系,但是不显著;不同年度间平均单株球果产量与球果成熟当年5月份月均温度、当年6月份月均温度、前一年6月份降水量等气候因子相关关系显著。     

凉水自然保护区阔叶红松林林分空间结构特征及其与影响因子关系

根据凉水自然保护区28块典型阔叶红松林样地的5个林分空间结构参数和18个影响因子数据,采用典范对应分析(CCA)方法,对凉水自然保护区阔叶红松林林分空间结构与影响因子间关系进行分析。研究结果表明:(1)研究区域阔叶红松林整体具有较好的林分空间结构,其水平分布格局主要表现为随机分布,树木生长整体处于中庸状态,林木的整体混交程度较高;(2)林分空间结构的CCA排序较好的揭示了该区林分空间结构与影响因子的关系;CCA第一排序轴反映了林龄、坡度、阔叶比和坡向的变化,第二排序轴反映了坡向、土壤有机质和平均胸径的变化,上述6因子的组合是决定林分空间结构特征的主要影响因子;(3)影响林分空间结构的变量中,地形、土壤和林分因子共解释了林分空间结构变化的59.20%,其中纯地形因子占30.68%,纯林分因子占19.01%,纯土壤因子占8.21%,未能解释部分为40.80%。     

马尾松人工林林分密度对林下植被及土壤性质的影响

采用样方调查及取样分析方法,研究广西大青山南亚热带不同密度马尾松人工林林下植被及土壤特征.结果表明:马尾松人工林自然发育14 a后,林分密度从1050 株·hm^-2增加到1800株·hm^-2,林下灌木层物种多样性指数增高.密度为1800 株·hm^-2时,多样性指数最高.当林分密度继续增大到2250 株·hm^-2,灌木层物种多样性指数却呈降低趋势.林下草本物种多样性指数对林分密度变化的响应不敏感;在林分密度影响下,林下灌木生物量与灌木层物种多样性指数变化规律一致.随着林分密度的增大,林下草本生物量呈降低趋势;不同密度马尾松人工林土壤理化特性差异显著(P<0.05).除全K、速效K和速效P外,土壤表层(0～20 cm)养分含量与林下灌木层物种多样性指数变化趋势一致.不同密度林地速效K和速效P含量变化波动较大.密度为2100 株·hm^-2的林分土壤 全P含量较高.中密度(1800 株·hm^-2)林地的土壤持水量和孔隙度均较高,土壤容重较低.     

长白落叶松与日本落叶松的碳储量成熟龄

通过树干解析求得材积连年生长量和平均生长量,运用Vario EL Ⅲ型元素分析仪测定长白落叶松和日本落叶松不同年龄阶段碳百分含量及碳密度,并对两树种的碳储量成熟龄进行了探讨.结果表明：长白落叶松和日本落叶松的材积数量成熟龄分别为48.3年和49.3年;两树种碳密度变化趋势基本一致,长白落叶松最大值出现在30年,日本落叶松出现在35年;日本落叶松连年碳积累量大于长白落叶松,但达到最大值的年龄较晚;日本落叶松的平均碳积累量大于长白落叶松;对两树种的连年碳积累量和平均碳积累量的曲线方程进行拟合,得到长白落叶松和日本落叶松的碳储量成熟龄分别为48.7年和47.7年.     

天然赤松个体生物量的研究

对延边地区不同密度天然赤松林中不同生长势的赤松个体地上部生物量进行了研究.结果表明,不同生长势赤松生物量变化受密度影响的顺序为:优势木<平均木<被压木;各器官生物量分配比例受密度影响的顺序为:干>枝>叶>皮.不同生长势赤松的生物量结构在林分密度达到Ⅲ级时发生显著变化,其中平均木的变化与林分基本相同.不同生长势赤松的生物量垂直分布虽然各具特点,但都表现为:树干和树皮生物量主要分布在6m树高范围内,树枝则集中在6～10m范围,针叶在上、中、下3层林冠中均分,上层林冠的枝叶量受密度影响最小.     

甘南黄河流域4种典型林分土壤C、N、P化学计量特征

土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）是参与植物光合作用和影响生态系统初级生产力的主要元素。甘南高原是黄河流域重要的生态屏障,为了解该区不同林分土壤养分状况的差异,选取该区4种典型林分：云杉林、华北落叶松林、巴山冷杉林以及岷江冷杉糙皮桦混交林为研究对象,研究土壤C、N、P化学计量特征。结果表明：（1）岷江冷杉及糙皮桦混交林土壤C、N含量最高,云杉林土壤N、P含量最低。不同林分间P含量差异显著（P<0.05）,不同土层间C、N含量差异均显著（P<0.05）。（2）云杉林土壤C ： N值显著高于其他林分,岷江冷杉及糙皮桦混交林土壤N ： P及C ： P高于其他林分。（3）海拔、土壤pH、容重与土壤含水量是影响土壤养分的重要因素。土壤C含量与N、P含量均显著相关（P<0.05）。总体来说,不同林分土壤化学计量特征具有显著差异,混交林土壤养分状况较纯林好,未来森林管理和植被建设中,可以通过选择合适的树种和提高树种多样性有效改善森林土壤质量。     

林火干扰对大兴安岭主要林分类型地上生物量预测的影响模拟研究

林火干扰是北方森林最主要的自然干扰之一,对北方森林地上生物量影响是一个长期的过程。因此,在预测地上生物量动态变化时需要考虑林火的影响。运用空间直观景观模型LANDIS PRO,模拟大兴安岭林区林火对不同树种地上生物量预测的影响。选取研究区5种主要树种林分(兴安落叶松、樟子松、云杉、白桦和山杨),以无干扰情景为参考预案,在验证模型模拟结果的基础上,模拟林火在短期(0—50a)、中期(50—150a)和长期(150—300a)对地上生物量的定量化影响,及其对不同立地类型地上生物量的动态变化。结果表明:(1)基于森林调查数据参数化的2000年森林景观模拟结果能够较好地代表2000年真实森林景观,模拟的2010年森林林分密度和胸高断面积与2010年森林调查数据无显著性差异(P0.05),当前林火干扰机制模拟结果能够较好地与样地调查数据匹配,说明林火模拟能够代表当前研究区林火发生情况;(2)与无干扰预案相比,整个模拟时期内景观水平上林火减少了1.7—5.9 t/hm2地上生物量;(3)与无干扰预案相比,林火预案下主要树种生物量在短期、中期和长期变化显著(P0.05);(4)在不同模拟时期,林火显著地改变了地上生物量空间分布,其中以亚高山区地上生物量降低最为明显。研究可为长期森林管理以及森林可持续发展提供参考。     

广东省森林死木碳库特征

基于广东省第8次国家森林资源清查的固定样地调查数据和2016年典型抽样的死木调查数据,利用分树种、分腐朽程度的各个组分相兼容的生物量模型以及相对应的地上、地下部分含碳系数,对广东省森林死木碳库动态进行估算,分析死木种类、林分类型和龄组对死木碳库的影响,量化林分生长特性和自然灾害对死木碳库的贡献。结果表明:2007—2012年间广东省乔木林死木碳库新增碳储量5811.86 Pg,占同期乔木林活立木碳库的2.94%,其中枯倒木多于枯立木;阔叶混交林和马尾松林贡献了近70%的死木碳储量;马尾松、其他软阔、湿地松、阔叶混交林和其他硬阔的死木碳储量占同类森林总活立木碳储量的比例较大,均超过4.00%,桉树和杉木比例最小,均不足1.00%;从龄组看,发生在中龄林的死木碳储量占总死木碳储量比例最大,过熟林最小。与同龄组林分的现存碳储量相比,从幼龄林(2.03%)到过熟林(4.56%)基本呈上升趋势。全省新增死木库碳密度为(0.7612±3.3988)Mg/hm~2。竞争和衰老引起的枯死在林分中普遍存在,占发生死木林分面积的60%以上,但增加到死木碳库的储量不足总量的四分之一,而自然灾害只占发生死木林分面积的10%,对死木碳库的贡献却超过40%。到2016年,2007—2012年间增加到死木库的碳储量下降到785.57 Pg,减少约85%,枯倒木的腐朽程度重于枯立木,不同树种间腐朽程度不一,杉木腐朽程度最低。清林等人为经营活动和死木的腐朽是存量减少的主要原因。     

黔中喀斯特山地不同森林类型的地表径流及影响因素

采用固定样地定位监测方法,于2001-2005年研究了黔中喀斯特山地不同森林类型对地表径流的影响。结果表明,不同林分类型的年地表径流量均值为11.108mm、林分类型间变幅为1.765-22.934mm、年际间变幅为10.553-11.699mm,退耕还林幼林(22.934mm)>针叶林(17.236mm)>针阔混交林(10.770mm)>阔叶林(8.876mm)。不同森林类型年地表径流量的季节变化为夏季>春季>秋季>冬季,同降雨量的季节变化趋势相一致。与同生物气候带、不同生物气候带森林相近类型的径流量规律相似,反映出黔中喀斯特山地森林与其它森林地表径流量规律的相似性。其中喀斯特山地森林中灌木林地表径流量与其它地带性和非地带性森林中灌木林地表径流量变化的相异性又反映出黔中喀斯特山地森林地表径流的特殊性,这种特殊性主要是成土母岩造成的。地表径流系数的季节变化趋势中,退耕还林幼林为夏季>春季>秋季>冬季,针叶林和针阔混交林为夏季>春季>冬季>秋季,灌木林和阔叶林为春季>夏季>冬季>秋季,这种差异与不同林分类型组成树种的生活型有关。旬地表径流量与反映温度和水分的气象指标间的单相关性达显著水平,多元回归方程模拟表明衡量温度的相关指标对地表径流量的贡献率高于降水,这反映了温度对近地气团的控制作用,进而影响区域降水和林地径流量。森林不同层片特征对地表径流量的影响具有互补性和抑制性,受森林群落组成、结构和发育的共同影响。年地表径流量受小生境和林地表层土壤特性的综合影响,地表径流量随坡度的增大而增加、随海拔的升高而降低,与毛管孔隙度和总孔隙度的负相关性达显著水平,多元回归方程模拟发现容重的贡献率达-96.54%。