检索结果-内蒙古大学图书馆

生态学报 2025年第6期45卷 2780-2797页

作者：王成雨扶欣然李佳怡梁瑞婷文毅孙玉军王轶夫陈玲北京林业大学森林资源和环境管理国家林业和草原局重点实验室北京100083

我国杉木人工林的轮伐期按其经营规程是25—30年,然而多代轮作后立地条件有所改变,有必要针对不同立地条件采用不同的间伐措施,合理调整轮伐期,以期获得最高的林分蓄积量。以江西省吉水县和福田县杉木人工林为研究对象,基于3-PGmix生长... 详细信息

我国杉木人工林的轮伐期按其经营规程是25—30年,然而多代轮作后立地条件有所改变,有必要针对不同立地条件采用不同的间伐措施,合理调整轮伐期,以期获得最高的林分蓄积量。以江西省吉水县和福田县杉木人工林为研究对象,基于3-PGmix生长过程模型,设定了四类不同的立地等级(I、II、III、IV),两次间伐(第一次设为第10年;第二次分别设为第15年的短间隔间伐和第20年的长间隔间伐)以及三种间伐强度(轻度10%、中度20%和重度30%),通过模拟和比较林分年平均最大生长量以及蓄积量,获得不同立地条件下相应合理的间伐措施以及轮伐期。结果表明:(1)在不同的立地等级下,林分年最大平均生长量表现出明显差异,在I类立地等级下高达25.09m^(3)/hm^(2),而IV类立地等级下仅为8.6m^(3)/hm^(2)。(2)未间伐林地在四类立地等级下对应的最优轮伐期分别为17.7年、18.7年、21.6年和25.4年,且与林地蓄积量表现出协同性,即林分蓄积量随着轮伐期的增加而减小。而间伐林分的轮伐期随立地等级的增加而增大,随间伐强度的增加而增加。(3)不同的间伐措施对林地总蓄积量造成的影响在不同的立地条件下表现不同:从林地蓄积量来看,长间隔间伐优于短间隔间伐;对于I类和II类立地等级的林分最优间伐方案是初次和二次间伐分别为20%和30%,III类立地等级的林分最优间伐方案是初次和二次间伐分别为10%和20%;最优间伐方案下,将此三类立地等级对应的最优轮伐期依次设为28.5年、29.4年和30.9年时,可将林分总蓄积量最大化。对于IV类立地等级的林地,应优先考虑改良土壤肥力。本研究的模拟结果能为不同立地条件下的杉木人工林间伐措施以及轮伐期的合理调整提供参考意见,从而助力我国杉木人工林的精细化经营以及森林质量精准提升。

关键词： 3-PGmix过程模型杉木人工林立地等级间伐措施轮伐期蓄积量

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基于特征选择和机器学习的森林蓄积量估算

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北京林业大学学报 2025年第4期47卷 155-167页

作者：赵娅冰彭道黎郭发苗王荫黄静娴北京林业大学森林资源和环境管理国家林草局重点实验室北京100083

【目的】基于多源遥感数据,评估不同特征选择方法和机器学习算法组合构建的森林蓄积量估算模型的准确性,挖掘其协同互补潜力,以期有效提高森林蓄积量的估算精度。【方法】以河北省第九次国家森林资源连续清查数据为基础,结合GF-1、Senti... 详细信息

【目的】基于多源遥感数据,评估不同特征选择方法和机器学习算法组合构建的森林蓄积量估算模型的准确性,挖掘其协同互补潜力,以期有效提高森林蓄积量的估算精度。【方法】以河北省第九次国家森林资源连续清查数据为基础,结合GF-1、Sentinel-2、Sentinel-1和ASTER GDEM 4种遥感数据,采用随机森林变量选择(VSURF)、递归特征消除(RFE)和Boruta 3种特征选择方法,以及支持向量回归(SVR)、K-最近邻(KNN)、随机森林(RF)、分类提升(CatBoost)和极端梯度提升(XGBoost)5种机器学习算法,构建蓄积量模型,并筛选出最优模型。此外,通过方差分析量化数据集、特征选择和机器学习算法这3个因素对森林蓄积量估算的影响。【结果】(1)方差分析结果表明,数据集、特征选择和机器学习算法均对蓄积量估算性能有显著影响。(2)多源遥感数据的结合能有效提高森林蓄积量的估算性能。与其他数据集相比,联合GF-1、Sentinel-2、Sentinel-1和ASTER GDEM数据构建的模型表现出更高的估算精度。从整体来看,Boruta特征选择方法优于VSURF和RFE。CatBoost在建模中的表现优于其他算法(SVR、KNN、RF和XGBoost)。(3)基于GF-1、Sentinel-2、Sentinel-1和ASTER GDEM的组合,使用Boruta特征选择方法和CatBoost机器学习算法构建的估算模型实现了最高的准确性(R^(2)=0.6385,RMSE=13.3053 m^(3)/hm^(2))。【结论】基于多源遥感数据估算保定市森林蓄积量时,结合特征选择和机器学习算法可显著优化模型的估算效果,得到更精准的蓄积量估算结果。研究结果不仅改进了当前应用多源遥感数据估算森林蓄积量的方法,还为大范围森林蓄积量监测提供了新的思路和参考依据。

关键词：森林蓄积量多源遥感数据特征选择机器学习算法集成学习

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气候的时滞效应和人为活动对黄土高原植被的影响

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生态学杂志 2025年

作者：郭发苗彭道黎苏艳芳赵娅冰王荫北京林业大学森林资源和环境管理国家林草局重点实验室东北林业大学园林学院

分析气候变化和人类活动对植被的影响，对于植被恢复与维护生态平衡有重大意义。而气候变量的时滞效应对植被的影响往往被忽视，这将导致低估气候变化对植被变化的影响。本研究分析了2000—2019年黄土高原植被的时空变化，探究了植被变... 详细信息

分析气候变化和人类活动对植被的影响，对于植被恢复与维护生态平衡有重大意义。而气候变量的时滞效应对植被的影响往往被忽视，这将导致低估气候变化对植被变化的影响。本研究分析了2000—2019年黄土高原植被的时空变化，探究了植被变化对气候变化时滞效应的响应，提出考虑气候时滞效应的修正残差分析法，揭示气候变化和人类活动对植被变化的影响。结果表明：2000—2019年，黄土高原植被NDVI明显增加，年增长率为0.048·10 a-1；从空间上看，黄土高原大部分地区植被NDVI都在增加，其中76.6%的地区显著增加；温度对NDVI的变化有明显的时滞效应，最佳滞后时间为1个月，降水无滞后效应；不同土地利用类型的植被时滞效应相同，但相关性有所差异；气候变化和人类活动对NDVI变化的贡献分别为0.01·10 a-1和0.03·10 a-1，其共同作用是近20年来黄土高原NDVI变化的主要原因，面积占比达到了58.3%，人类活动的单独作用大于气候变化。

关键词：植被变化时滞效应残差分析黄土高原

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基于手持激光雷达的人工侧柏纯林冠层空间互补性

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北京林业大学学报 2025年第4期47卷 61-73页

作者：胡蕾刘茜紫耿燕余世有姜俊陈玲北京林业大学国家林业和草原局森林经营工程技术研究中心北京100083 北京林业大学森林资源和环境管理国家林业和草原局重点实验室北京100083

【目的】探讨手持激光雷达在冠层空间互补性研究中的适用性,分析冠层空间互补性的影响因素及其对单木生长量的影响,为优化侧柏纯林的林分结构并提高生产力提供参考。【方法】基于地面实测数据验证手持激光雷达点云数据的精度,评估其在... 详细信息

【目的】探讨手持激光雷达在冠层空间互补性研究中的适用性,分析冠层空间互补性的影响因素及其对单木生长量的影响,为优化侧柏纯林的林分结构并提高生产力提供参考。【方法】基于地面实测数据验证手持激光雷达点云数据的精度,评估其在冠层空间互补性研究中的可行性;以邻域树木性状变异、邻体密度、土壤因子和地形因子为解释变量,运用线性相关分析和全子集回归模型探讨解释变量与冠层空间互补性之间的相关关系;采用结构方程模型解析冠层空间互补性在解释变量影响目标树生长量过程中的中介作用。【结果】(1)手持激光雷达提取的胸径、树高和冠幅与野外实测值呈显著正相关(P<0.001),表明其参数精度适用于冠层空间互补性研究。(2)树冠形状变异(P<0.001)、树冠大小变异(P<0.01)和树木高度变异(P<0.001)对冠层空间互补性具有显著的促进作用;株数密度(P<0.001)同样也具有显著正效应;坡向(P<0.05)与坡度(P<0.05)能显著影响冠层空间互补性;土壤全磷(P<0.05)、全钾(P<0.01)、有效磷(P<0.05)、有效钾(P<0.05)含量和土壤容重(P<0.05)均显著负向影响冠层空间互补性。全子集模型结果表明,邻域树木性状变异和土壤因子为冠层空间互补性变异的主要驱动因素,解释量分别占总解释量的40.75%和31.64%。(3)冠层空间互补性显著促进目标树胸径生长(P<0.01)。结构方程模型结果表明,邻域树木性状变异、邻体密度、土壤和地形因子均可通过冠层空间互补性间接影响目标树生长。【结论】冠层空间互补性在人工侧柏纯林中普遍存在,并受到生物和非生物因子的共同影响,这些因子通过冠层空间互补性间接促进了树木的生长。基于本研究结果,建议在种植侧柏时,应优先选择阴坡且土壤养分丰富的区域;对于已建成的人工侧柏纯林,可通过定期修剪侧柏、增加树木间垂直方向差异的方式促进胸径的生长。

关键词：冠层空间互补性胸径生长量手持激光雷达纯林侧柏

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生态用地与农田和沙地的权衡/协同关系定量解析——以西辽河流域为例

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生态学报 2025年第6期45卷 2838-2850页

作者：段艺璇沈亲高光耀郑桂姿北京林业大学森林资源和环境管理国家林业和草原局重点实验室北京100083 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 诸城市林业发展中心诸城262200

气候变化和人类活动显著改变了生态系统要素及其之间的权衡/协同关系,探究要素之间的关系及其关键影响因子对于指导生态系统管理和应对未来气候变化至关重要。以西辽河流域为研究区,分析1990—2020年生态系统要素的时空变化及生态用地... 详细信息

气候变化和人类活动显著改变了生态系统要素及其之间的权衡/协同关系,探究要素之间的关系及其关键影响因子对于指导生态系统管理和应对未来气候变化至关重要。以西辽河流域为研究区,分析1990—2020年生态系统要素的时空变化及生态用地、农田和沙地景观梯度的演变,应用相关性分析和双变量空间自相关模型刻画生态用地与农田、沙地之间的权衡/协同关系,并通过地理探测器揭示影响生态用地与农田、沙地之间权衡程度变化的关键因子。结果表明:(1)西辽河流域生态用地减少、非生态用地增加,具体表现为生态用地中水体和草地面积分别减少了25.7%和5.2%,非生态用地中农田面积增加了10.2%,生态系统要素之间的转换主要发生在草地、水体和农田之间。生态用地景观梯度在中部逐渐离散,破碎化程度增加;农田景观梯度由东部向西南方向递增和聚集;沙地景观梯度在中部以聚集分布为主。(2)生态用地与农田之间存在显著的权衡关系,权衡区域面积先增加后减少,主要集中在中部和南部平原地区,约占研究区面积的46%;协同区域面积先减少后增加,约占研究区面积的8%,人均GDP和人口密度是影响生态用地与农田权衡关系的重要因子。(3)生态用地与沙地的权衡区域集中在科尔沁沙地和西部山区,权衡区域与协同区域均呈现长期且相对稳定的态势,其权衡面积占比约为研究区域面积的23%,协同区域约占研究区面积的22%。高程和城市化速率是影响生态用地与沙地权衡关系的重要因子。研究结果可以为流域生态系统空间优化和管理提供科学依据。

关键词：生态系统要素景观梯度时空格局权衡/协同关系驱动因子

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将乐林场马尾松树轮宽度对气候变化的响应

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北京林业大学学报 2019年第9期41卷 30-39页

作者：王童孙玉军乔晶晶北京林业大学森林资源和环境管理国家林业局重点实验室

【目的】研究福建将乐地区马尾松年轮宽度对气候变化的响应,为本地区的树木年轮生态学研究提供参考,为当地马尾松的生产、农林业的发展提供数据支撑。【方法】以福建将乐林场采集的80根马尾松树芯为对象,运用ARSTAN程序建立差值年表和... 详细信息

【目的】研究福建将乐地区马尾松年轮宽度对气候变化的响应,为本地区的树木年轮生态学研究提供参考,为当地马尾松的生产、农林业的发展提供数据支撑。【方法】以福建将乐林场采集的80根马尾松树芯为对象,运用ARSTAN程序建立差值年表和标准年表,通过相关函数、响应函数、单年分析等方法研究马尾松径向生长对气候因子变化的响应,并采用响应面函数建立树木径向生长-气候因子关系模型。【结果】马尾松年轮宽度序列对气候变化相当敏感,上一年5月到当年12月的月降水量和月平均气温的响应函数模型可解释年轮宽度变化的57.43%;温度对马尾松径向生长的影响存在一定'滞后性',上一年6月平均气温促进马尾松径向生长;月降水量和月极端最低气温是马尾松抽梢期生长的气候限制因素,当年抽梢期的降水和极端最低气温对马尾松年轮宽度有显著的正效应,其中当年3月份的降水和极端最低气温对马尾松年轮宽度的作用尤为显著;月极端最高气温是马尾松伏旱期径向生长的气候限制因素,其中8月份的气温对马尾松年轮宽度表现出显著的负效应。【结论】该研究地区马尾松生长具有明显的季节性,马尾松年轮宽度序列对气候变化相当敏感。建立的马尾松径向生长-气候因子关系模型R2为51.2%,进一步验证了当年的逐月气候因子对马尾松径向生长的影响,该模型可较好地模拟马尾松树木径向生长对气候的响应。

关键词：马尾松年轮宽度径向生长气候响应

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杉木人工林与年龄无关的优势高生长模型

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南京林业大学学报（自然科学版） 2019年第5期43卷 121-127页

作者：邱思玉曹元帅孙玉军潘磊北京林业大学森林资源和环境管理国家林业局重点实验室

【目的】地位指数法是森林立地质量评价常用的一种方法,优势高又是地位指数模型中重要的参数。本研究以杉木优势高生长为切入点,使用与年龄无关方法建立杉木人工林的优势高生长模型,模拟在林分年龄未知的情况下预测杉木人工林优势高。... 详细信息

【目的】地位指数法是森林立地质量评价常用的一种方法,优势高又是地位指数模型中重要的参数。本研究以杉木优势高生长为切入点,使用与年龄无关方法建立杉木人工林的优势高生长模型,模拟在林分年龄未知的情况下预测杉木人工林优势高。【方法】利用福建省将乐国有林场杉木人工林的65个固定样地连续观测数据,基于Richards方程、Lundqvist-Kolf方程和Hossfeld方程3个树高生长方程,使用与年龄无关的方法建立了9个优势高生长模型。模型检验使用决定系数、平均误差和均方根误差3个统计指标来确定最佳模型。【结果】构建的9个优势高生长模型都具有较好的拟合优度,其中以Hossfeld方程为基础方程,以参数a作为林分因子扩展参数推导而来的模型为最佳模型,而且模型参数年龄差Δt越小,模型预测精度越高。【结论】与年龄无关的地位指数模型能够准确地拟合和预测优势高生长。在异龄林中或林分年龄难以获得时,建议采用与年龄无关的地位指数模型来评估立地质量。

关键词：杉木优势高年龄无关方法生长模型

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长白山红松不同树高处径向生长特征及其对气候的响应

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生态学报 2015年第9期35卷 2978-2984页

作者：张雪高露双丘阳郭静北京林业大学森林资源与环境管理国家林业局重点实验室北京100083

利用长白山红松不同树高(0.3、1.3、4、10、15、20、25 m)处的径向生长资料,分析各树高处径向生长特征,建立红松生长与气候因子的相关关系,以期完善红松种群对气候变化的响应机制。结果表明:(1)红松不同树高处年径向生长量变化趋势基本... 详细信息

利用长白山红松不同树高(0.3、1.3、4、10、15、20、25 m)处的径向生长资料,分析各树高处径向生长特征,建立红松生长与气候因子的相关关系,以期完善红松种群对气候变化的响应机制。结果表明:(1)红松不同树高处年径向生长量变化趋势基本一致,除在1980年前后,20 m处径向生长量出现异常增加外,其他各高度径向生长均出现下降趋势,红松基部和顶端(0.3、1.3m和20 m)处径向生长年际变化更明显。随着树高增加,各处年径向生长率有所降低,0.3m处生长速率最大,且与10 m和15m处径向生长差异显著(P<0.05)。(2)不同树高处径向生长对气候因子的响应存在明显差异,10 m树高是红松径向生长对温度和降水响应差异的分界线。10 m以下红松径向生长主要受到生长季温度的负作用,尤其是4 m处,与当年生长季初期(4月和5月)温度显著负相关(P<0.05)。0.3 m和1.3 m处径向生长分别与上年9月平均温度显著正相关(P<0.05),当年6月平均和最高温度显著负相关(P<0.05)。随着树高上升,降水对径向生长的促进作用增强,而温度对径向生长的作用也发生改变。10 m(含)以上则受到温度和降水的共同作用。10 m处径向生长对气候因子响应最敏感,受到当年生长季高温的抑制作用,还与上年和当年生长季末(9月)降水显著正相关(P<0.05)。15 m处径向生长与上年9月最低温度和降水显著正相关(P<0.05),而与当年5月月平均温度显著负相关(P<0.05)。20 m处径向生长与当年3月月平均、最低和最高温度,当年7月月平均温度以及当年5月降水显著正相关(P<0.05),而与当年1月降水显著负相关(P<0.05)。

关键词：不同树高径向生长温度降水红松

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基于混合效应的长白落叶松一级枝条基径预估模型

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北京林业大学学报 2020年第10期42卷 1-10页

作者：靳晓娟孙玉军潘磊北京林业大学森林资源和环境管理国家林业局重点实验室北京100083

【目的】利用非线性混合效应建模方法构建龄组-单木两水平长白落叶松一级枝条基径模型,为探索不同龄组下枝条基径的生长特点及差异提供理论依据。【方法】对4个基础模型进行改进,通过调整系数(Radj2),均方根误差(RMSE)选择备选模型,在... 详细信息

【目的】利用非线性混合效应建模方法构建龄组-单木两水平长白落叶松一级枝条基径模型,为探索不同龄组下枝条基径的生长特点及差异提供理论依据。【方法】对4个基础模型进行改进,通过调整系数(Radj2),均方根误差(RMSE)选择备选模型,在此基础上构建长白落叶松枝条基径非线性混合效应模型。利用独立数据验证模型拟合结果,用平均绝对误差(MAE)、平均相对误差绝对值(MRAE)评价模型预测能力。并对基础模型与混合模型的预测值进行比较,利用龄组水平的随机参数模拟各龄组枝条基径的分布。【结果】以改进后的Gompertz方程为基础模型,当龄组随机效应作用于参数b、单木随机效应同时作用于参数b、c、d上,随机效应的方差协方差结构为广义正定矩阵,异方差结构为幂函数时,模型的拟合效果最优。混合模型的Radj^2有所提升,RMSE、MAE和MRAE都明显降低。最终模型的Radj^2、RMSE、MAE和MRAE分别为0.6998、4.7684 mm、3.7058 mm和0.3916 mm。混合模型的预测值可体现单木间的差异,枝条基径的分布范围随着龄组的增大逐渐增大,各龄组的枝径生长均有差异。【结论】考虑龄组与单木水平所构建的枝条基径混合效应模型能提高模型的预测精度。利用龄组水平的随机效应参数模拟枝条基径的生长可以反映其规律和差异,也符合树木生理学意义。因此基于龄组与单木两水平所构建的混合效应模型可对不同年龄长白落叶松一级枝枝条基径的生长进行合理的预测。

关键词：长白落叶松人工林一级枝条基径龄组非线性混合效应模型

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不同林龄杉木径向变化及其对气象因子的响应

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南京林业大学学报（自然科学版） 2021年第2期45卷 135-144页

作者：刘亚静周来张博陈丽萍潘磊孙玉军北京林业大学森林资源环境管理国家林业局重点实验室北京100083

【目的】研究树木的生长机制能够为树木年轮学以及重建高分辨率环境演变历史提供重要途径和基础,在高分辨率的基础上分析不同林龄树木径向生长对气候的响应特征,能更好地规划被监测树种在不同林龄的生存策略。【方法】利用带状树干径向... 详细信息

【目的】研究树木的生长机制能够为树木年轮学以及重建高分辨率环境演变历史提供重要途径和基础,在高分辨率的基础上分析不同林龄树木径向生长对气候的响应特征,能更好地规划被监测树种在不同林龄的生存策略。【方法】利用带状树干径向测量仪于2017年7月—2018年7月对福建省将乐国有林场不同林龄的杉木(Cunninghamia lanceolata)进行监测,以最大值法提取日径向生长量,用Gompertz模型对累积径向变化值进行模拟,利用偏相关分析研究不同林龄杉木的年内径向变化特征及其对气象因子的响应。【结果】在生长季,不同林龄杉木的日径向变化都呈现相似的周期性(包括收缩期、膨胀恢复期和生长期3个阶段)。不同林龄的日径向变化程度不同,日振幅随着林龄增加而增大。杉木的年生长期较长,且不同林龄的年生长期随林龄增加逐渐缩短,生长季开始的时间却随着林龄增大而向后推移。幼龄林、中龄林、近熟林生长期分别为:2月初—10月末、2月末—9月末、3月初—7月末,且分别在5月末、5月初、4月末达到生长速率最大值。不同林龄杉木径向生长对于气象因子的敏感性呈下降趋势:幼龄林杉木生长主要受到降水、最低温度、平均温度、平均相对湿度的影响;中龄林杉木生长主要受到降水、最小相对湿度的影响;而在近熟林和成熟林中,气象因子与杉木生长没有显著的相关关系。【结论】在未来气候变化的背景下,气象因子的变化可能会逐渐影响到林龄较小的林分,因此对将乐杉木人工林进行经营时要因地制宜,针对不同林龄的杉木林应采取不同的营林措施。

关键词：杉木径向生长生长季林龄气候因子福建将乐

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