检索结果-内蒙古大学图书馆

森林工程 2022年第6期38卷 9-18页

作者：王迪赵颖慧东北林业大学林学院哈尔滨150040 森林生态系统可持续经营教育部重点实验室(东北林业大学) 哈尔滨150040

为探讨不同特征筛选方法及估测模型对天然次生林郁闭度估测的影响,以帽儿山实验林场63块(0.09 hm^(2))样地为研究区域,使用机载激光雷达(Airborne Laser Scanning, ALS)数据提取特征,采用3种特征筛选方法(Pearson相关性分析、随机森林(R... 详细信息

为探讨不同特征筛选方法及估测模型对天然次生林郁闭度估测的影响,以帽儿山实验林场63块(0.09 hm^(2))样地为研究区域,使用机载激光雷达(Airborne Laser Scanning, ALS)数据提取特征,采用3种特征筛选方法(Pearson相关性分析、随机森林(Random Forest, RF)和Boruta算法)和3种模型(偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression, PLSR)、随机森林回归(Random Forest Regression, RFR)和支持向量回归(Support Vector Regression, SVR))估测郁闭度,以2种测定方法(鱼眼照片和样点法)进行精度评价及方差分析(analysis of variance, ANOVA)。研究结果表明,PLSR估测精度最高,SVR最低;以RF和Boruta算法筛选后的估测精度高于Pearson相关性分析,其中Boruta算法特征筛选后的PLSR模型估测精度最高(R^(2)=0.451 1,RMSE=0.067 5);鱼眼照片和样点法的变量筛选和鱼眼照片法的模型对郁闭度均无显著影响,样点法中的估测模型对郁闭度有显著影响。此研究表明PLSR估测精度优于其他模型,样点法的估测模型对郁闭度有显著影响。ALS可有效地估测天然次生林的郁闭度,为大范围估测森林郁闭度提供依据。

关键词：机载激光雷达郁闭度特征筛选估测模型鱼眼照片

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ICESat-2/ATLAS数据地面高程及植被冠层高度反演精度验证

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森林工程 2023年第3期39卷 1-11页

作者：张丛凯于颖东北林业大学林学院哈尔滨150040 森林生态系统可持续经营教育部重点实验室(东北林业大学) 哈尔滨150040

为验证新一代冰、云和陆地高程卫星ICESat-2/ATLAS陆地与植被高程产品(Land and Vegetation Height)ATL08数据地面高程和植被冠层高度的反演精度,以ICESat-2/ATLAS ATL08产品为研究对象,以黑龙江省帽儿山国家森林公园为研究区域,以高精... 详细信息

为验证新一代冰、云和陆地高程卫星ICESat-2/ATLAS陆地与植被高程产品(Land and Vegetation Height)ATL08数据地面高程和植被冠层高度的反演精度,以ICESat-2/ATLAS ATL08产品为研究对象,以黑龙江省帽儿山国家森林公园为研究区域,以高精度机载激光雷达数据及样地实测数据为参考,分析不同波束强度、时间、坡度及植被覆盖度下地面高程和植被冠层高度反演精度差异。研究表明,1)对地面高程来说,ATL08强波束的反演精度均方根误差(RMSE)为1.9 m,平均绝对误差(MAE)为1.1 m,弱波束的精度RMSE为4.1 m,MAE为2.0 m;2)对植被冠层高度来说,以高精度机载激光雷达数据提取冠层高度为参考,强波束的反演精度RMSE为2.7 m,MAE为2.3 m,弱波束RMSE为5.4 m,MAE为3.7 m。以样地实测树高数据为参考,夜间所有波束精度RMSE为1.8 m,MAE为1.6 m;3)随着坡度从0°增加到20°以上,地面高程反演精度的RMSE从2.3 m增大到7.7 m,植被冠高反演的RMSE从3.8 m增大到10.4 m;4)中低植被覆盖度范围(0%~80%)内,ATL08产品能较好地测量出地面高程,RMSE均小于1 m。高植被覆盖度(80%~100%)区域反演精度RMSE为3.5 m。在中等植被覆盖范围(40%~80%)内,ATL08产品能较为准确地测量出植被冠层高度,RMSE为2.6 m。植被覆盖度过高(80%~100%)或者过低(0%~40%),其精度都会下降,RMSE为4.6 m和3.3 m。ATL08数据反演地面高程和植被冠层高度的精度强波束优于弱波束,夜晚波束优于白天波束,夜晚强波束精度最高。随着坡度的增加,不同波束的地面高程和植被冠高反演误差均逐渐增大,坡度越大误差越大。地面高程反演在中低植被覆盖度情况下较为准确,植被冠层高度反演精度在中等植被覆盖度情况下达到最高。

关键词： ICESat-2 ATL08 地面高程植被冠层高度精度验证

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多时相PolInSAR数据土地覆盖类型分类研究

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森林工程 2022年第5期38卷 10-17页

作者：程腾辉范文义吴国明东北林业大学林学院哈尔滨150040 森林生态系统可持续经营教育部重点实验室(东北林业大学) 哈尔滨150040

以河北省塞罕坝机械林场2020年L波段全极化ALOS-2为数据源,主要对落叶松林、阔叶林和针叶混交林等进行分类,比较多时相极化分解结合干涉相干性、单时相极化分解和单时相极化分解结合干涉相干性3种方案对7种地物的分类精度。具体方法如下... 详细信息

以河北省塞罕坝机械林场2020年L波段全极化ALOS-2为数据源,主要对落叶松林、阔叶林和针叶混交林等进行分类,比较多时相极化分解结合干涉相干性、单时相极化分解和单时相极化分解结合干涉相干性3种方案对7种地物的分类精度。具体方法如下:(1)计算每个时相全极化数据的12个极化分解方法(81个极化分解特征);(2)将后向散射系数和干涉相干性分别结合筛选到的极化分解特征得到3种分类方案,结合随机森林分类器按重要性筛选参与分类的特征;(3)确定研究区内土地覆盖类型的最佳分类方案。研究结果表明,同一时相,按照筛选特征的重要性增加参与分类的特征,总体分类精度先增加然后趋于稳定;时相信息可以提高极化SAR影像极化分解分类精度,总体分类精度和Kappa系数分别由87.33%、0.851 0提高到90.41%、0.887 5;结合随机森林分类器进行特征筛选,获得5个时相的102个分类特征,得到最佳分类精度(总体分类精度达93.84%,Kappa系数为0.927 6)。多时相干涉相干性结合多时相极化分解可以有效提高土地覆盖类型的识别精度,也可为林分类型的快速识别提供参考。

关键词：极化分解随机森林 SAR 多时相干涉相干性

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兴安落叶松可加性树干削度和树皮厚度联立方程组研建

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林业科学 2020年第12期56卷 60-66页

作者：许延丽何培辛士冬姜立春东北林业大学林学院森林生态系统可持续经营教育部重点实验室哈尔滨150040 黑龙江科技大学矿业工程学院哈尔滨150022

【目的】研建兴安落叶松可加性树干削度和树皮厚度模型系统,为一致性估算兴安落叶松树干带皮、去皮材积和树皮材积提供参考。【方法】运用Kozak(2004)模型和多元回归技术构建兴安落叶松树干带皮直径(DOB)、去皮直径(DIB)和树皮厚度(BT)... 详细信息

【目的】研建兴安落叶松可加性树干削度和树皮厚度模型系统,为一致性估算兴安落叶松树干带皮、去皮材积和树皮材积提供参考。【方法】运用Kozak(2004)模型和多元回归技术构建兴安落叶松树干带皮直径(DOB)、去皮直径(DIB)和树皮厚度(BT)模型,并与以往构建的树干削度和树皮厚度模型进行比较。基于所构建的单模型,采用单模型估计、总量控制方法及2种逻辑关系变形和总量分解法分别研建可加性树干削度和树皮厚度模型系统。利用SAS软件PROC MODEL的SUR(似乎不相关回归)方法拟合各可加性模型系统,不同可加性方法使用赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)、均方根误差(RMSE)和调整决定系数(R2a)4个指标进行评价,采用平均误差(ME)、平均误差绝对值(MAE)、总体相对误差(TRE)和平均相对误差绝对值(MAPE)4个指标对模型进行独立检验。【结果】1)运用Kozak(2004)模型和多元回归技术构建的兴安落叶松树干带皮直径、去皮直径和树皮厚度模型优于其他模型,且条件数(CN)均小于30,不存在多重共线性,可用于构建最优模型系统;2)5种可加性方法拟合结果对比表明,采用总量控制方法的各评价指标综合表现最优,且独立检验与拟合结果基本一致。【结论】基于总量控制方法的最优模型系统在拟合、检验兴安落叶松树干带皮直径、去皮直径、树皮厚度和残差分布等方面表现出一致性,推荐其作为兴安落叶松材积和树皮材积的一致性预测模型系统。

关键词：可加性联立方程组削度方程树皮厚度兴安落叶松

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基于TLS辅助的长白落叶松一级枝条生物量模型构建

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南京林业大学学报（自然科学版） 2023年第2期47卷 130-140页

作者：唐依人贾炜玮王帆孙毓蔓张颖东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学森林生态系统可持续经营教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150040

【目的】探究利用地基激光雷达(terrestrial laser scanning,TLS)点云数据估测枝条生物量的可行性,构建预测长白落叶松(黄花落叶松)枝条生物量的最优模型。【方法】以利用孟家岗林场26株长白落叶松点云数据提取出的733个一级枝条的特征... 详细信息

【目的】探究利用地基激光雷达(terrestrial laser scanning,TLS)点云数据估测枝条生物量的可行性,构建预测长白落叶松(黄花落叶松)枝条生物量的最优模型。【方法】以利用孟家岗林场26株长白落叶松点云数据提取出的733个一级枝条的特征因子[枝长(LBL)、弦长(LBCL)、基径(dB)、着枝角度(AB)、弓高(HBAH)、枝条基部断面积(SBAB)、相对着枝深度(dRDINC)]和对应的实测数据为数据源,分别建立枝条水平上的一级枝条生物量基础模型,通过对比基础模型之间的差异来分析利用TLS数据建立枝条生物量模型的可行性。最后利用TLS数据分别对比基础模型、混合效应模型和随机森林模型的预测效果。【结果】基础模型中最终选定的自变量为SBAB和LBCL。利用TLS数据建立的枝条生物量基础模型具有更好的预测精度。对比3种模型预测能力结果显示,随机森林模型无论在训练集还是测试集上都表现出最好的效果,具体顺序为:随机森林模型>混合效应模型>基础模型。其中随机森林模型的决定系数(R2)相较于混合模型和基础模型分别提高了1.32%和4.89%,均方根误差(RMSE)分别降低了11.23%和13.60%。【结论】基于TLS利用随机森林算法能够准确对枝条生物量进行估测,不仅为随机森林算法在林分生长模型上的应用奠定了一定的实践基础,也为TLS在树冠结构研究中的应用提供了重要的参考价值。

关键词：长白落叶松(黄花落叶松) 点云数据枝条特征因子枝条生物量混合模型随机森林

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基于TLS的红松树冠半径提取及其外轮廓模型构建

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南京林业大学学报（自然科学版） 2023年第1期47卷 13-22页

作者：王帆贾炜玮唐依人李丹丹东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学森林生态系统可持续经营教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150040

【目的】探究基于地基激光雷达(Terrestrial Laser Scanning, TLS)点云数据提取人工林中红松不同树冠深度处最大树冠半径(crown radius,RC)的精度,建立基于TLS点云数据的树冠外轮廓模型,为基于TLS点云数据研究树冠结构奠定实践基础。【... 详细信息

【目的】探究基于地基激光雷达(Terrestrial Laser Scanning, TLS)点云数据提取人工林中红松不同树冠深度处最大树冠半径(crown radius,RC)的精度,建立基于TLS点云数据的树冠外轮廓模型,为基于TLS点云数据研究树冠结构奠定实践基础。【方法】以30株人工林红松解析木的TLS的点云数据以及实测枝条因子为数据源,采用点云分层投影法提取不同树冠深度处的最大树冠半径,并与根据30株解析木各轮最大枝条计算出的半径对比进行精度分析。最后,基于TLS所提取的树冠半径进行红松树冠外轮廓模型的构建。【结果】最大树冠半径总提取精度为86.17%,不同树冠深度处提取精度存在差异,提取效果最好的相对冠深范围为0.15~1.00,精度均在90%左右;提取效果最差的相对冠深范围为0~0.15,精度为60.27%~75.79%。3种常用的树冠外轮廓模型(单分子式、二次抛物线、3参数Weibull方程)均具有较好的拟合效果。3参数Weibull方程为最优模型,对最优模型再参数化后引入的变量为胸径(DBH)和高径比(HD),拟合效果明显提高。【结论】基于TLS点云数据,采用点云分层投影法提取树冠半径的精度满足模型建立的要求,因此利用TLS数据可以近似代替实测数据进行树冠外轮廓模型的研究。

关键词：地基激光雷达点云数据树冠半径树冠外轮廓模型红松

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镉、锌复合胁迫对银中杨化学防御的影响

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北京林业大学学报 2019年第6期41卷 96-101页

作者：王月月董效文姜礅狄贵秋王沫刘晓霞孟昭军严善春东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学森林生态系统可持续经营教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150040

【目的】探究镉(Cd)、锌(Zn)复合胁迫对银中杨化学防御的影响。【方法】本实验将3种含量的Cd(0.5、1.5、2.5 mg/kg)和Zn(300、500、700 mg/kg),采用正交实验设计(3×3)分别复合施加到1年生银中杨生长的土壤中,在胁迫30、40和50 d后... 详细信息

【目的】探究镉(Cd)、锌(Zn)复合胁迫对银中杨化学防御的影响。【方法】本实验将3种含量的Cd(0.5、1.5、2.5 mg/kg)和Zn(300、500、700 mg/kg),采用正交实验设计(3×3)分别复合施加到1年生银中杨生长的土壤中,在胁迫30、40和50 d后,分析各组银中杨叶片中的防御蛋白活性以及次生代谢物质的含量。【结果】在Cd、Zn复合胁迫下,银中杨叶片中防御蛋白活性以及次生代谢物质的含量均随Cd和Zn含量的增加而降低,且高含量Cd、Zn复合胁迫下的防御蛋白的活性和次生代谢物质的含量均显著低于中低含量复合胁迫(P <0.05)。其中,在Cd、Zn中高含量复合胁迫下,30、40和50 d后,苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、胰蛋白酶抑制剂(TI)、胰凝乳蛋白酶抑制剂(CI)活性、黄酮和木质素含量,与对照组差异显著(P <0.05);在Cd、Zn低含量复合胁迫下,30、40 d后的黄酮含量以及50 d后的PAL活性,也显著低于对照组(P <0.05)。【结论】Cd和Zn复合胁迫会抑制银中杨叶片内的化学防御水平,且抑制效果呈一定的浓度和时间效应。

关键词：复合重金属胁迫银中杨镉锌化学防御

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帽儿山干扰系列次生林碳密度恢复

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生态学报 2023年第21期43卷 8793-8802页

作者：蔺佳玮张全智王传宽东北林业大学生态研究中心哈尔滨150040 森林生态系统可持续经营教育部重点实验室哈尔滨150040 东北林业大学林学院哈尔滨150040

干扰作为森林恢复和生态演替的重要影响因子,通过其改变植被群落的组成和微环境,进而影响森林生态系统碳动态及固碳潜力。针对帽儿山地区阔叶红松原始林不同时期皆伐后形成的次生林干扰系列,包括林木采伐一次(NS,林龄56a)、采伐两次(MS... 详细信息

干扰作为森林恢复和生态演替的重要影响因子,通过其改变植被群落的组成和微环境,进而影响森林生态系统碳动态及固碳潜力。针对帽儿山地区阔叶红松原始林不同时期皆伐后形成的次生林干扰系列,包括林木采伐一次(NS,林龄56a)、采伐两次(MS,林龄25a)和采伐两次且扰动表层土壤(YD,林龄15a)的次生林,采用森林清查和异速生长方程结合的方法,旨在量化干扰方式对温带森林恢复进程中生态系统碳密度及分配格局的影响。结果表明:YD、MS和NS的0—50 cm各层次土壤有机碳含量的波动范围依次分别为10.46—29.27 mg/g、6.37—108.40 mg/g、5.21—114.34 mg/g;且随土层的加深土壤有机碳含量显著降低。表层土壤(0—20 cm)有机碳含量在各干扰处理间存在显著差异(P<0.01),而深层土壤有机碳含量差异不显著;土壤有机碳含量与容重呈显著负相关关系。表层土壤有机碳密度占土壤总有机碳密度(0—100 cm)的50%以上,YD的表层土壤有机碳密度(30.91 t/hm^2)显著低于MS(54.09 t/hm^2)和NS(55.14 t/hm^2)。三种干扰处理的植被碳密度、土壤有机碳密度和生态系统碳密度的波动范围依次分别为45.63—98.97 t/hm^2、62.09—91.67 t/hm^2、107.72—181.26 t/hm^2。植被碳密度随林龄呈上升趋势,而各演替时期树种碳密度变化趋势不一致,其中,先锋树种((37.47±2.64) t/hm^2)和灌木种((0.85±0.48) t/hm^2)的碳密度在各林型间差异不显著,而后期种的碳密度则存在差异显著性,其波动范围为4.05—62.48 t/hm^2。植被碳密度年均增长量(MAI)随林龄呈下降趋势,由YD的3.04 t hm^(-2) a^(-1)降低到NS的1.77 t hm^(-2) a^(-1);该趋势主要归咎于先锋种随演替进程而发生的变化,而后期种和灌木种的贡献无显著差异。这些研究结果表明:对东北温带森林土壤的中长期扰动改变其微环境和容重,导致表层有机碳释放;而仅对地上植被采伐干扰对土壤有机碳无显著影响。植被恢复过程中,先锋种促进短期的碳固定,而演替后期种决定了植被碳密度和碳汇潜力。研究为东北温带森林生态系统碳固持及其经营的评价和估测提供数据支持和理论依据。

关键词：土壤扰动土壤有机碳碳密度温带次生林森林恢复碳汇碳分配

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林分、土壤及空间因子对谷地云冷杉林叶面积指数空间异质性的影响

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植物生态学报 2019年第4期43卷 342-351页

作者：杨焕莹宋建达周焘金光泽姜峰刘志理东北林业大学林学院哈尔滨150040 东北林业大学生态研究中心哈尔滨150040 东北林业大学森林生态系统可持续经营教育部重点实验室哈尔滨150040

叶面积指数(LAI)的空间异质性对研究植物的生长状况、分布格局及其对气候变化的响应机制至关重要,然而关于不同因素对解释LAI空间变异相对贡献率的报道尚少。该研究依托小兴安岭9.12 hm^2 (380 m×240 m)谷地云冷杉林固定样地,采用L... 详细信息

叶面积指数(LAI)的空间异质性对研究植物的生长状况、分布格局及其对气候变化的响应机制至关重要,然而关于不同因素对解释LAI空间变异相对贡献率的报道尚少。该研究依托小兴安岭9.12 hm^2 (380 m×240 m)谷地云冷杉林固定样地,采用LAI-2200植物冠层分析仪测定了228个小样方(20m×20m)的LAI,基于地统计学方法分析了LAI的空间异质性;测定了每个小样方的28个林分因子和10个土壤因子,利用主轴邻距法(PCNM)量化了空间因子,并采用方差分解的方法解析了林分、土壤、空间因子及其相互作用对LAI空间变异的相对贡献率。结果表明:LAI在37 m尺度内具有强烈的空间自相关,且在不同方向上LAI呈现相异的空间格局;3种因子及其相互作用共同解释了LAI空间变异的50.4%,其中空间因子的贡献率最大,单独解释了LAI空间变异的25.5%;中等树(5cm<胸径≤10cm)的密度和主要树种(冷杉(Abiesnephrolepis)和云杉(Piceaspp.))的胸高断面积均与LAI显著正相关,质量含水率与LAI显著负相关。总体来看,空间自相关对小兴安岭谷地云冷杉林LAI空间异质性的决定作用明显强于林分因子和土壤因子。

关键词：谷地云冷杉林叶面积指数空间异质性地统计学分析

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试验林火干扰下大兴安岭北部落叶松林土壤含水率的时空变化

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北京林业大学学报 2020年第8期42卷 94-101页

作者：张韫于悦崔晓阳王海淇东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040 森林生态系统可持续经营教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150040

【目的】跟踪量化轻、中、重度火干扰下兴安落叶松林土壤含水率,定点分析其时空变化规律与火烧强度干扰差异,深入探讨其形成机制;旨在清楚地认识高寒区火干扰森林生态系统恢复初期土壤水分变化对植被恢复的影响力,并为其调控提供参考。... 详细信息

【目的】跟踪量化轻、中、重度火干扰下兴安落叶松林土壤含水率,定点分析其时空变化规律与火烧强度干扰差异,深入探讨其形成机制;旨在清楚地认识高寒区火干扰森林生态系统恢复初期土壤水分变化对植被恢复的影响力,并为其调控提供参考。【方法】采用网格法确定固定点位并实施林火干扰试验,根据火烧强度等级划分轻、中、重度火烧区,烘干法跟踪监测火烧前、火烧后、翌年融雪季后、翌年生长季土壤含水率。【结果】林火干扰后:(1)轻、中、重度火烧区土壤含水率立即下降,春旱时段进一步大幅下降,生长季迅速回升;(2)生长季前重度火烧区土壤含水率显著低于轻、中度火烧区,生长季火烧强度干扰差异消失;(3)生长季前,土壤含水率及其相对变化率的空间格局与火烧强度空间格局极显著负相关。【结论】寒温带针叶林火干扰生态系统恢复初期,春旱时段重度火烧迹地土壤含水率可能限制植被更新和再生,应加强集水保水技术调控。

关键词：兴安落叶松林火烧强度土壤含水率时空变化

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