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林草资源研究 2023年第5期 40-47页

作者：王小涵何潇史景宁河北农业大学经济管理学院河北保定071000 中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091

探讨气候变化背景下华北落叶松木材碳汇复合经营的最优轮伐期以及林地期望值影响因素,为服务“碳中和”战略的人工林多目标经营与决策提供理论依据。以华北地区4个省份的落叶松人工林为研究对象,利用第六次至第八次森林资源连续清查的10... 详细信息

探讨气候变化背景下华北落叶松木材碳汇复合经营的最优轮伐期以及林地期望值影响因素,为服务“碳中和”战略的人工林多目标经营与决策提供理论依据。以华北地区4个省份的落叶松人工林为研究对象,利用第六次至第八次森林资源连续清查的108块固定样地调查数据,基于弗斯曼模型在3种气候情景下定量分析木材价格、碳汇价格和贴现率对最优轮伐期与林地期望值的影响。结果表明:1)当前气候条件下,华北落叶松兼顾木材碳汇收益复合经营的最优轮伐期为27 a,碳排放浓度增加会缩短最优轮伐期并降低林地期望值;2)木材价格变动不会改变最优轮伐期,碳汇价格的上涨可以延长最优轮伐期,每吨碳汇价格增长100元,最优轮伐期延长1 a;3)贴现率增加会导致最优轮伐期缩短和林地期望值下降。在当前全球气候稳定性发生改变的背景下,有必要建立包含气候因子的最优轮伐期模型,从而减少未来人工林碳汇经营决策中的不确定性。

关键词：华北落叶松气候变化最优轮伐期林业碳汇

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两种典型中亚热带单优群落林木高径比特征

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林业科学研究 2024年第6期37卷 121-127页

作者：严铭海王少杰黄清麟张纪元王金池庄崇洋郑群瑞中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 福建省林业科学研究院福建福州350012 国家林业和草原局产业发展规划院北京100010 国际竹藤中心北京100102 国家林业和草原局中南调查规划院湖南长沙410014 福建农林大学林学院福建福州350002 建瓯万木林省级自然保护区管理处福建建瓯353105

[目的]揭示只能划分两个亚层的两种典型中亚热带单优群落林木高径比特征,验证其是否与可以划分3个亚层的典型中亚热带天然阔叶林的一致。[方法]在三明格氏栲省级自然保护区内200多年生格氏栲单优群落中设置2个50 m×50 m的样地以及... 详细信息

[目的]揭示只能划分两个亚层的两种典型中亚热带单优群落林木高径比特征,验证其是否与可以划分3个亚层的典型中亚热带天然阔叶林的一致。[方法]在三明格氏栲省级自然保护区内200多年生格氏栲单优群落中设置2个50 m×50 m的样地以及在建瓯万木林省级自然保护区内50多年生米槠单优群落中设置1个20 m×60 m的样地,运用Mann-Whitney U检验、偏度和峰度指标、正态分布函数、Weibull函数、Spearman秩相关系数、指数函数和双曲线函数分析只能划分两个亚层的中亚热带单优群落林木高径比特征。[结果]只能划分两个亚层的格氏栲和米槠单优群落各林层林木高径比随亚层高度升高而减小,受光层与非受光层之间的林木高径比平均值均有极显著差异(p<0.01),有必要分亚层来分析单优群落林木高径比特征;运用正态分布函数拟合各林层林木高径比分布的结果基本通过卡方检验,各林层林木高径比分布为右偏,各林层林木高径比分布基本呈正态分布;各林层林木高径比与胸径呈现极显著负相关且相关系数较高,相关系数绝对值的排序依次为:受光层(0.849~0.936)>全林分(0.741~0.881)>非受光层(0.484~0.550),各林层林木高径比与树高的关系有所差异且相关系数绝对值相对较低,各林层林木高径比特征可以采用各林层林木高径比与胸径的关系曲线来表达。[结论]只能划分两个亚层的两种典型中亚热带单优群落林木高径比特征与可以划分3个亚层的典型中亚热带天然阔叶林的基本一致,反映出中亚热带天然阔叶林林木高径比特征具有相同的规律性。

关键词：中亚热带单优群落格氏栲米槠林木高径比

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坡垒相对叶绿素含量与图像特征的非线性分析及估测

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森林与环境学报 2023年第3期43卷 295-302页

作者：袁莹白前石蒙蒙王雪峰王鹏冯启武中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 青海省南北山绿化服务中心青海西宁810028 都兰林晟防沙治沙有限责任公司青海海西816100

为探讨濒危树种坡垒叶绿素含量与图像特征之间的非线性关系,研究用图像颜色和纹理特征估测坡垒叶绿素含量的可行性,从而为坡垒叶绿素含量的图像无损监测提供参考。以2年生坡垒为研究对象,获取坡垒冠层相对叶绿素含量(SPAD值)和可见光红-... 详细信息

为探讨濒危树种坡垒叶绿素含量与图像特征之间的非线性关系,研究用图像颜色和纹理特征估测坡垒叶绿素含量的可行性,从而为坡垒叶绿素含量的图像无损监测提供参考。以2年生坡垒为研究对象,获取坡垒冠层相对叶绿素含量(SPAD值)和可见光红-绿-蓝图像,采用广义可加模型(GAM)探究图像颜色和纹理特征与坡垒SPAD值的非线性相关性,并用基于Lasso算法筛选后的无多重共线性多图像特征构建多元线性回归模型、GAM、随机森林模型和XGBoost回归模型以估测SPAD值。结果表明:22个图像颜色纹理特征中与坡垒SPAD值线性相关最强的特征为相关标准差,呈正相关,非线性相关最强的特征为熵均值,呈反“J”形负相关;Lasso算法能够有效去除多图像特征之间存在的严重共线性,筛选后保留的15个图像特征方差膨胀因子值均低于10;利用多图像颜色和纹理特征估测SPAD值,经过交叉验证表明,XGBoost回归模型检验精度最高,决定系数、平均绝对误差和均方根误差分别为0.757、2.682和3.242。因此,坡垒图像颜色和纹理特征与SPAD值具有一定的非线性相关性,基于具有非线性解释能力的XGBoost回归模型的图像估测法可作为坡垒叶绿素含量估测的优选方法。

关键词：坡垒叶绿素含量图像估测法广义可加模型非线性关系

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中亚热带典型天然阔叶林主要树种林木高径比特征

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森林与环境学报 2022年第4期42卷 409-417页

作者：严铭海王金池黄清麟庄崇洋郑群瑞卓鸣秀中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 福建农林大学林学院福建福州350002 建瓯万木林省级自然保护区管理处福建建瓯353105

为揭示结构复杂、复层、异龄、多树种混交的中亚热带典型天然阔叶林主要树种的林木高径比特征,同时为中亚热带人工阔叶林、半天然林和天然阔叶林可持续经营提供主要阔叶树种林木高径比的典型参照,以建瓯万木林省级自然保护区内的中亚热... 详细信息

为揭示结构复杂、复层、异龄、多树种混交的中亚热带典型天然阔叶林主要树种的林木高径比特征,同时为中亚热带人工阔叶林、半天然林和天然阔叶林可持续经营提供主要阔叶树种林木高径比的典型参照,以建瓯万木林省级自然保护区内的中亚热带典型天然阔叶林14种主要树种为研究对象,运用Mann-Whitney U检验、Spearman秩相关系数、指数函数和双曲线函数分析主要树种各林层(包括3个亚层和全林)的林木高径比特征。结果表明,中亚热带天然阔叶林主要树种林木高径比平均值、最大值随亚层升高而减小,且平均值在各亚层之间总体上均有显著(P<0.05)或极显著差异(P<0.01);主要树种各林层林木高径比与胸径总体上均呈现极显著负相关(P<0.01)且相关系数较高,其中,第Ⅰ、Ⅱ亚层的相关系数明显高于全林和第Ⅲ亚层,相关系数绝对值第Ⅰ亚层为0.8061~0.8953,第Ⅱ亚层为0.7882~0.9643,第Ⅲ亚层为0.4190~0.8091,全林为0.4190~0.8489;指数函数和双曲线函数拟合第Ⅰ、Ⅱ亚层林木高径比与胸径关系的效果均较好,而拟合全林和第Ⅲ亚层的效果均相对较差;指数函数拟合全林和第Ⅲ亚层林木高径比与胸径关系的决定系数(R^(2))相对较高,均方根误差(E_(rms))和平均绝对误差(E_(ma))相对较小,而双曲线函数拟合第Ⅰ、Ⅱ亚层的R^(2)相对较高,E_(rms)和E_(ma)相对较小。主要树种各亚层林木高径比不是常数,会因所属亚层和胸径的不同而变化;主要树种各林层林木高径比与胸径关系曲线拟合是有意义且必要的,双曲线函数能更好地描述主要树种第Ⅰ、Ⅱ亚层林木高径比与胸径的关系,指数函数能更好地描述主要树种全林和第Ⅲ亚层林木高径比与胸径的关系;各树种林木高径比特征需要且可以采用各树种各林层林木高径比与胸径关系曲线表达。

关键词：中亚热带天然阔叶林阔叶树种林层林木高径比指数函数双曲线函数

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中国代表性森林经营技术模式对比研究

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森林工程 2019年第4期35卷 32-38页

作者：胡雪凡张会儒张晓红中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091

森林经营是林业发展永恒的主题,对比研究中国代表性的森林经营技术模式,为了解这些模式的实践应用情况和因地制宜的选择适应性的技术模式提供参考。采用文献分析法,系统论述中国自二十世纪五六十年代以来涌现的技术模式以及实践应用现状... 详细信息

森林经营是林业发展永恒的主题,对比研究中国代表性的森林经营技术模式,为了解这些模式的实践应用情况和因地制宜的选择适应性的技术模式提供参考。采用文献分析法,系统论述中国自二十世纪五六十年代以来涌现的技术模式以及实践应用现状,包括法正林、检查法、采伐强度控制、森林生态采伐、结构化经营及近自然经营等经营技术模式。从理论来源、核心思想、技术体系、优缺点以及应用情况等方面进行对比分析,得出不同森林经营模式的适用情况,提出我国森林经营模式发展的一些思考和建议。森林多功能的需求是当前森林经营面临的挑战,同时也是难得的机遇。生态采伐、结构化经营和近自然经营这3种模式均属于森林多功能经营的代表性技术模式,未来探索发挥森林多种功能的森林经营模式将成为森林经营研究的重要任务。

关键词：森林经营技术模式强度控制生态采伐结构化经营近自然经营检查法

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秦岭林区红桦天然林直径分布建模与差异分析

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西北林学院学报 2023年第6期38卷 153-161页

作者：牛永红孙帅超黄宏超陈书军曹田健西北农林科技大学林学院陕西杨陵712100 生态仿真优化实验室陕西杨陵712100 福建农林大学林学院福建福州350002 中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091

林分直径分布是研究林分结构的基础。根据秦岭火地塘、旬阳坝、黄柏塬3个林区181块红桦天然次生林样地数据,采用三参数Weibull概率密度函数构建秦岭红桦天然次生林直径分布模型,并对矩估计法和混合估计法2种参数预估方法,以及极大似然... 详细信息

林分直径分布是研究林分结构的基础。根据秦岭火地塘、旬阳坝、黄柏塬3个林区181块红桦天然次生林样地数据,采用三参数Weibull概率密度函数构建秦岭红桦天然次生林直径分布模型,并对矩估计法和混合估计法2种参数预估方法,以及极大似然估计法(MLE)、累积分布函数法(CDF)和修正的累积分布函数法(MCDF)3种模型拟合方法进行比较评价。在此基础上,进一步探究影响红桦天然林直径分布差异的主要因素。结果表明,混合估计法在预测模型参数上优于矩估计法,CDF拟合的直径分布模型精度表现优于MLE和MCDF。平均直径和林分密度对秦岭林区红桦直径分布影响显著。平均直径越大,林分密度越小的红桦林分直径结构越接近正态分布,呈倒钟形;平均直径越小,林分密度越大的红桦林分直径结构呈右偏或倒J形分布。研究结果证明了秦岭林区红桦天然林采用混合估计法预测参数并结合CDF进行拟合的直径分布模型估计效果最好。

关键词：红桦次生林直径结构 Weibull分布参数回收法

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R程序包ForestStatTool在林学单木和林分因子统计中的应用

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北京林业大学学报 2024年第10期46卷 125-135页

作者：何潇雷相东周超凡段光爽周梦丽史景宁林木资源高效生产全国重点实验室国家林业和草原局森林经营与生长模拟实验室中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 信阳师范大学数学与统计学院河南信阳464000 河南农业大学林学院河南郑州450046 河北农业大学经济管理学院河北保定071000

【目的】为了实现林学中单木和林分指标的快速、准确计算,开发了通用的R包ForestStatTool,并通过具体示例介绍其在单木和林分因子统计计算中的应用。【方法】在R语言环境中,编写了12个实用函数,涵盖重复标签处理、重复坐标处理、样地分... 详细信息

【目的】为了实现林学中单木和林分指标的快速、准确计算,开发了通用的R包ForestStatTool,并通过具体示例介绍其在单木和林分因子统计计算中的应用。【方法】在R语言环境中,编写了12个实用函数,涵盖重复标签处理、重复坐标处理、样地分割、空间结构指标计算、竞争指标计算、生物多样性指标计算和林分因子统计这7大类。以北京十三陵林场的侧柏纯林0.06 hm2圆形样地和吉林省汪清林业局金沟岭林场的云冷杉针阔混交林1 hm2方形大样地的数据为例,介绍了ForestStatTool包的主要功能及使用方法。【结果】ForestStatTool包通过分析各类样地数据,成功计算了林木的空间结构、竞争指数和生物多样性等指标。结果表明:ForestStatTool包可有效识别林木的空间分布特征,量化林木的竞争压力,并揭示了林分结构和多样性分布的特征;还能够满足大样地和复杂林分的快速统计分析需求,适用于多种林业应用场景。【结论】ForestStatTool包可方便、快速、准确地完成样地数据检查与预处理,并完成林学单木和林分因子的相关统计计算。ForestStatTool包可应用于森林经理、森林培育、森林生态等领域。

关键词：数据分析统计 R程序包 ForestStatTool 单木因子林分因子样地调查数据

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基于机载LiDAR的高郁闭度华北落叶松林单木识别

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浙江农林大学学报 2022年第4期39卷 800-806页

作者：陈思宇刘宪钊王懿祥梁丹浙江农林大学环境与资源学院浙江杭州311300 浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江杭州311300 浙江农林大学浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室浙江杭州311300 中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091

【目的】高郁闭度华北落叶松林Larix principis-rupprechtii林木树冠交叉重叠,传统的基于高分辨影像的单木识别方法识别精度不高。利用机载LiDAR三维点云数据可提高高郁闭度华北落叶松林的单木识别精度。【方法】在点云数据预处理基础上... 详细信息

【目的】高郁闭度华北落叶松林Larix principis-rupprechtii林木树冠交叉重叠,传统的基于高分辨影像的单木识别方法识别精度不高。利用机载LiDAR三维点云数据可提高高郁闭度华北落叶松林的单木识别精度。【方法】在点云数据预处理基础上,提出基于点云空间特征的高斯核函数改进的均值漂移单木位置识别方法 (MSP),比较并分析MSP法与基于点云空间特征的区域生长点云分割方法 (RGP)、基于冠层高度模型的局部最大值单木位置识别方法 (LMC)和基于冠层模型的多尺度分割单木位置识别方法 (MSC)的单木识别效果。【结果】4种方法单木位置识别精度从大到小依次为MSP(89.30%)、LMC (85.60%)、RGP (77.50%)和MSC (70.00%),MSP的漏分误差和错分误差最小,分别为8.7%和8.0%,平均单木冠幅提取精度为90.18%。【结论】提出的MSP法对高郁闭度华北落叶松林单木位置识别具有较好的适用性,利用机载LiDAR可为提取华北落叶松林森林结构参数提供新的途径。图3表3参28。

关键词：单木位置识别机载LiDAR 高郁闭度均值漂移华北落叶松

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中国森林资源质量现状与提升对策

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陆地生态系统与保护学报 2024年第5期4卷 46-54页

作者：张会儒雷相东符利勇刘宪钊张晓红杨璐中国林业科学研究院资源信息研究所林木资源高效生产全国重点实验室国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 中国林业科学研究院华北林业实验中心北京102300 国家林业和草原局国际合作交流中心北京100714

分析了我国森林资源质量现状,总结了我国森林可持续经营的重要进展,剖析了我国森林可持续经营存在的问题,提出了加强森林可持续经营、提升森林资源质量的对策建议。主要结论为:近20年来,我国实施了多项林业生态和国土绿化工程,森林资源... 详细信息

分析了我国森林资源质量现状,总结了我国森林可持续经营的重要进展,剖析了我国森林可持续经营存在的问题,提出了加强森林可持续经营、提升森林资源质量的对策建议。主要结论为:近20年来,我国实施了多项林业生态和国土绿化工程,森林资源得到了恢复性增长。据2021年林草生态综合监测评价结果,我国森林面积2.31亿hm^(2),森林蓄积量194.93亿m^(3),森林覆盖率达到24.02%,但是生产力低、功能不强的局面仍然没有改变。我国乔木林每公顷蓄积量、生物量、生态服务价值分别为95.02m3、91.84t、6.1万元,远低于林业发达国家的水平。我国在森林可持续经营标准指标、管理政策、计划制度和技术研究与应用等方面取得了显著进展,但还存在实践和认识落后、经营制度不完善、人才队伍匮乏、科技投入不足、基础设施落后等亟待解决的问题。未来,应从树立现代森林经营理念、建立以森林经营方案为核心的经营制度体系、完善森林可持续经营政策机制、打造面向基层的森林可持续经营队伍、建立长期稳定的森林可持续经营科技创新支持机制、加强基础设施和装备的现代化等6个方面,采取切实可行的战略部署和举措,促进森林可持续经营,提升森林资源质量,为生态文明和美丽中国建设奠定坚实的绿色基底。

关键词：森林资源质量森林可持续经营经营现状对策建议

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雄安新区土地利用变化及其对生态质量的影响

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浙江农林大学学报 2023年第5期40卷 1102-1110页

作者：潘婷王懿祥刘宪钊徐成立刘志军浙江农林大学环境与资源学院浙江杭州311300 浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江杭州311300 浙江农林大学浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室浙江杭州311300 中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 中国雄安集团生态建设投资有限公司河北保定071699

【目的】研究雄安新区建区前后土地利用变化和生态质量动态变化,以期为雄安新区各行业建设和管理提供理论依据和数据支撑。【方法】以雄安新区3个县为研究区,基于2000、2017和2020年3期土地利用数据,利用遥感生态指数(remote sensing ec... 详细信息

【目的】研究雄安新区建区前后土地利用变化和生态质量动态变化,以期为雄安新区各行业建设和管理提供理论依据和数据支撑。【方法】以雄安新区3个县为研究区,基于2000、2017和2020年3期土地利用数据,利用遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI)模型评价生态质量的时空变化特征,研究土地利用变化对生态质量的影响,探讨土地利用变化的生态效应。【结果】①传统城镇化建设阶段(2000—2017年)土地利用类型主要由耕地向建设用地和未利用地转移,新区建设阶段(2017—2020年)土地利用类型主要由耕地和未利用地向林地转移;②2000—2017年雄安新区RSEI均值从0.62下降至0.57,生态质量总体有所退化;2020年RSEI均值增加至0.59,生态质量轻微改善;③土地利用与生态质量的分布和变化在空间上基本一致,林地、耕地面积的增减对生态质量的变化影响显著。在当前建设水平和1 km空间尺度下,未利用地转耕地面积比每增加10%,则生态质量改善的面积比约增加13%;未利用地转林地面积比每增加10%,则生态质量改善的面积比约增加7%。【结论】雄安新区应维护林地和耕地质量和数量,改善雄安新区生态质量,从而有效促进雄安新区可持续健康发展。

关键词：雄安新区土地利用变化生态质量遥感生态指数城镇化

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