基于易测林木因子的林下太阳辐射模拟(Ⅱ)——林下直射辐射模拟

作     者：杜昕 董雪 谷会岩 李玉博 陈祥伟 

作者机构：森林生态系统可持续经营教育部重点实验室东北森林资源培育国家林业和草原局重点实验室东北林业大学林学院 黑龙江凉水森林生态系统国家野外科学观测研究站 中国科学院大学网络安全学院 中国科学院信息工程研究所 

出 版 物：《南京林业大学学报(自然科学版)》 (Journal of Nanjing Forestry University(Natural Sciences Edition))

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：科技基础资源调查专项(2021FY100702) 林业公益性行业科研专项(201404303) 

主　　题：太阳辐射 直射透射率 尺度化加权直射荫蔽度 加权进界邻体直射荫蔽度 

摘      要：【目的】为论证基于易测林木因子模拟林下辐射方法体系中，尺度化加权直射荫蔽度与加权进界邻体直射荫蔽度两种林下直射辐射成分测度指数的模拟准确性；寻求基于简单、易测林木因子较为合理、准确估算林下任意点位直射辐射的模型结构特征。【方法】基于阔叶红松林林分调查信息建立林分体素模型，进而模拟阔叶红松林下直射透射率。将模拟的阔叶红松林下直射透射率作为验证标准，分别以爬山算法对尺度化加权直射荫蔽度与加权进界邻体直射荫蔽度中的各项参数进行寻优；以林下直射透射率与参数寻优后的尺度化加权直射荫蔽度、加权进界邻体直射荫蔽度间的Pearson、Spearman相关系数及线性回归决定系数为指标，评价尺度化加权直射荫蔽度、加权进界邻体直射荫蔽度对林下直射辐射的模拟性能。【结果】尺度化加权直射荫蔽度在最小邻体林木选取尺度rmin与最大邻体林木选取尺度rmax分别取6.332 m与13.609 m时与阔叶红松林下直射透射率间具有最高的线性回归拟合精度，此时其对应的校正系数为10.440，与林下直射透射率间的Pearson、Spearman相关系数及线性回归决定系数分别为-0.581、-0.645及0.338；同时，加权进界邻体直射荫蔽度在最大邻体林木选取临界值Tmax与最小邻体林木选取临界值Tmin分别为1.965与0.502时与阔叶红松林下直射透射率间的线性回归拟合精度最高，此时其对应校正系数为17.465，与林下直射透射率间的Pearson、Spearman相关系数及线性回归决定系数分别为-0.738与-0.695与0.545。【结论】尺度化加权直射荫蔽度与加权进界邻体直射荫蔽度均能较好地反映林下直射辐射，其中以加权进界邻体直射荫蔽度表现效果更优。在构建基于林木因子的林下直射辐射模拟模型时，应以合理地选取潜在影响林下直射辐射的邻体林木作为重点；同时，应寻求能合理表达不同时刻林下直射辐射状态的简单方式。