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应用生态学报 2021年第4期32卷 1175-1183页

作者：陈科屹张会儒张博何友均中国林业科学研究院林业科技信息研究所北京100091 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 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

为精准获取区域尺度天然次生林的碳储量及其空间分布格局,以吉林省汪清林业局浪溪林场的天然次生林为研究对象,基于165块局级固定样地,以林分因子、地形因子和土壤因子为影响因子,将普通地理加权回归模型(GWR)作为基础,从空间维度、参... 详细信息

为精准获取区域尺度天然次生林的碳储量及其空间分布格局,以吉林省汪清林业局浪溪林场的天然次生林为研究对象,基于165块局级固定样地,以林分因子、地形因子和土壤因子为影响因子,将普通地理加权回归模型(GWR)作为基础,从空间维度、参数异质性特征和残差空间自相关性3个方面进行改进,构建7类拓展模型,即地理海拔加权回归模型(GAWR)、半参数地理加权回归模型(SGWR)、半参数地理海拔加权回归模型(SGAWR)、地理加权回归克里格模型(GWRK)、地理海拔加权回归克里格模型(GAWRK)、半参数地理加权回归克里格模型(SGWRK)和半参数地理海拔加权回归克里格模型(SGAWRK)。运用7类拓展模型对研究区的森林碳储量及其分布情况进行模拟估测,采用决定系数(R2)、均方误差(MSE)和赤池信息准则(AIC)对各种模型的拟合效果进行评价;最后,运用最优回归模型的拟合结果绘制森林碳储量空间分布图,分析研究区森林碳储量的分布规律。结果表明:林分因子和地形因子对天然次生林碳储量产生了较大的影响,其中林分平均胸径是影响最大的变量,两者呈显著正相关;SGWR和SGAWR模型能够进一步降低GWR模型残差的空间自相关性;地理加权回归拓展模型能进一步提升GWR模型的拟合效果。其中,SGWRK模型具有最高的R2和最低的MSE和AIC。将海拔作为空间权重未能有效提高模型的拟合效果;浪溪林场森林总碳储量为205×10^(4)t,碳密度为8.56~145.74 t·hm^(-2),平均值57.98 t·hm^(-2),整体上呈现西北高、东南低,边缘高、内部低的分布格局。通过改进地理加权回归基础模型对参数异质性特征和残差空间自相关性的处理,可以更好地揭示研究区森林碳储量与相关变量间的空间关系,提升模型对区域尺度森林碳储量及其空间分布的估测精度。

关键词：天然次生林碳储量地理加权拓展模型空间分布

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云冷杉天然次生林死木分布格局及空间关联性

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应用生态学报 2021年第8期32卷 2745-2754页

为揭示天然次生林群落演替规律,以吉林省汪清林业局金沟岭林场的云冷杉天然次生林为对象,采用相邻网格法调查样地(100 m×100 m)内每株林木(DBH≥1 cm)的基本特征及坐标位置,研究死木的分布格局及空间关联性。结果表明:死木的径级... 详细信息

为揭示天然次生林群落演替规律,以吉林省汪清林业局金沟岭林场的云冷杉天然次生林为对象,采用相邻网格法调查样地(100 m×100 m)内每株林木(DBH≥1 cm)的基本特征及坐标位置,研究死木的分布格局及空间关联性。结果表明:死木的径级分布呈左偏单峰山状分布,其中枯倒木呈多峰山状分布;各树种的死木株数与该树种的总株数没有必然联系;树种死木株数与树种混交度之间存在显著负指数关系;死木主要在0~8 m尺度上呈聚集分布,随着尺度的增大,逐渐转变为随机分布或均匀分布,以随机分布为主;中(10 cm≤DBH<20 cm)、小径级(1 cm≤DBH<10 cm)死木在8 m以下的小尺度上的聚集分布是造成死木总体在小尺度上呈聚集分布的主要原因。不同径级死木与不同径级活立木的空间关联性差异较大,死木与幼树(1 cm≤DBH<5 cm)的关系较为明显,尤其是大径级死木与幼树在2~25 m尺度上呈显著正关联性;死木与小树(5 cm≤DBH<15 cm)没有明显的关联性;中、小径级死木与中树(15 cm≤DBH<25 cm)在0~3 m尺度上呈正关联性,与大树(DBH≥25 cm)分别在9、11~14 m以及15、42~45 m尺度上呈负关联性。树种在生物学特性、径级分布和空间布局上的差异影响着死木的株数和径级分布;混交程度低的树种可能出现较多的死木;死木空间分布格局随林木径级和研究尺度的大小产生变化;死木与活立木的空间关联性在不同径级和不同尺度上呈现出明显差异。

关键词：分布格局空间关联树种隔离死木云冷杉林

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长白山北坡天然次生林典型建群种的种群结构及动态特征

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生态学报 2021年第13期41卷 5142-5152页

分析长白山林区典型天然次生林的建群种种群结构及动态特征,揭示关键种群的生存现状和发展趋势,以期为研究区的天然林保护与修复提供基础资料和理论依据。基于24块1 hm^(2)的固定样地数据,通过编制种群静态生命表,拟合并绘制种群存活曲... 详细信息

分析长白山林区典型天然次生林的建群种种群结构及动态特征,揭示关键种群的生存现状和发展趋势,以期为研究区的天然林保护与修复提供基础资料和理论依据。基于24块1 hm^(2)的固定样地数据,通过编制种群静态生命表,拟合并绘制种群存活曲线,运用生存分析、种群数量化分析和时间序列分析,定量研究2种典型天然次生林4个建群种的种群结构与动态特征。结果显示,4个种群的存活曲线总体均趋于Deevey-Ⅱ型,但所属亚型有所区别。臭冷杉(Abies nephrolepis)种群死亡率波动较大,在不同龄级出现了多次死亡高峰;鱼鳞云杉(Picea jezoensis ***)和蒙古栎(Quercus mongolica)种群死亡率随龄级增大逐步递增;红松(Pinus koraiensis)种群在各龄级上的死亡率均较高。数量化动态分析表明,4个种群均属于增长型,增长潜力为红松>臭冷杉>鱼鳞云杉>蒙古栎;4个种群受外界干扰的敏感程度均较高,其中红松种群受干扰的概率最大。时间序列预测表明,臭冷杉和红松种群个体数量在未来2、4、6、8个龄级后均呈现不同幅度的增加趋势,增长势态稳定。鱼鳞云杉和蒙古栎种群在幼、中龄级表现出衰退迹象。结论表明,臭冷杉和红松种群的自然更新较好,增长潜力较大,但同时受外界干扰的敏感程度也较高。鱼鳞云杉和蒙古栎种群的自然更新不足,增长潜力小,群落存在偏离稳定状态的风险。建议严格保护臭冷杉和红松种群的生境,适度开展疏伐抚育;改善鱼鳞云杉和蒙古栎种群空间格局,及时实施人工促进天然更新,促进群落进展演替。

关键词：种群结构静态生命表生存分析时间序列预测长白山林区

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基于地理加权回归的天然次生林进界木空间分布模拟

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北京林业大学学报 2021年第2期43卷 1-9页

【目的】研究天然次生林的进界木数量和空间分布格局,分析进界木株数与各个变量间的响应关系,探索应对处理空间非平稳数据的可行办法,构建最优的进界木株数模型形式,以期为天然次生林的生长动态研究提供更为精确的技术手段,从而为指导... 详细信息

【目的】研究天然次生林的进界木数量和空间分布格局,分析进界木株数与各个变量间的响应关系,探索应对处理空间非平稳数据的可行办法,构建最优的进界木株数模型形式,以期为天然次生林的生长动态研究提供更为精确的技术手段,从而为指导天然次生林的森林质量精准提升提供参考依据。【方法】以吉林省汪清林业局塔子沟林场的天然次生林为研究对象,基于106块1997年和2007年两期的局级固定样地,以林分因子、地形因子和土壤因子为影响因子,分别构建常规泊松回归模型(PR)、地理加权泊松回归模型(GWPR)、半参数地理加权泊松回归模型(SGWPR)对研究区的进界木株数和分布情况进行模拟估测;采用决定系数(R2)、均方误差(MSE)和赤池信息准则(AIC)对3种模型的拟合效果进行评价;利用全域和局域Moran’s I对比分析3种模型残差的空间自相关性和局域空间聚集情况;运用半参数地理加权泊松回归模型的拟合结果绘制研究区的进界木空间分布图,分析进界木在研究区的分布规律。【结果】(1)在3种模型中,林分因子和地形因子均对塔子沟天然次生林进界木株数产生较大影响,其中林分平均胸径是影响最大的变量,两者之间呈显著的负相关关系;(2)采用地理加权后的泊松回归模型在拟合效果方面要明显优于常规泊松回归模型,其中半参数地理加权泊松回归模型具有最佳的拟合效果;对于存在偏离期望值较远的强影响点的拟合,该模型表现出极好的效果;(3)采用地理加权后的泊松回归模型具有较好的稳定性,能够大幅度降低模型残差的空间自相关性。相比之下,半参数地理加权泊松回归模型能够最大限度地减少残差呈现相似聚集的空间分布情况;(4)10年后塔子沟林场83%以上的区域,其进界木株数在0~683株/hm^2之间,北部区域的林分进界情况整体要好于南部区域,局部范围出现的极大值主要位于林场东北部的边缘山坡地带。【结论】采取地理加权后的泊松模型能更好地揭示进界木株数与各个变量之间的空间异质性;采用半参数地理加权回归泊松模型能够得到最优的进界木株数模型;在构建进界木株数模型时,并非所有的变量都需要考虑地理加权,应该视具体的研究内容和数据特征而定。

关键词：天然次生林地理加权回归进界木空间异质性

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杉木径向生长动态对气侯的响应

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西北林学院学报 2020年第5期35卷 9-15页

作者：刘亚静孙玉军周来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

为了解南方亚热带季风气候条件下杉木径向生长对气候因子的响应机制,用径向生长测量仪于2017年7月-2019年7月进行监测,用Compertz函数对年内生长过程进行拟合,以21d为窗口将日径向生长量与气候要素每隔1 d进行滑动相关分析。结果表明:(1... 详细信息

为了解南方亚热带季风气候条件下杉木径向生长对气候因子的响应机制,用径向生长测量仪于2017年7月-2019年7月进行监测,用Compertz函数对年内生长过程进行拟合,以21d为窗口将日径向生长量与气候要素每隔1 d进行滑动相关分析。结果表明:(1)杉木的径向生长于3月初开始大幅度增加,11月趋于稳定,其中4月的径向生长累积量最大,而生长速率在5月初达到最大值;(2)径向生长量与生长季开始阶段(3-4月)、结束阶段(9-10月)的降水量呈显著正相关,与相对湿度呈显著正相关,与7-8月平均温度显著负相关。因此在生长季开始阶段适当加大灌溉力度能促进杉木的径向生长。

关键词：杉木径向生长生长季气候响应

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基于Sentinel-1和Sentinel-2数据的杉木林地上生物量估算

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南京林业大学学报(自然科学版) 2020年第3期44卷 149-156页

作者：潘磊孙玉军王轶夫陈丽萍曹元帅国家林业和草原局森林资源与环境管理重点实验室北京林业大学林学院国家林业局华东林业调查规划设计院惠州学院

【目的】雷达和光学遥感数据可以提供不同方面的信息,利用Sentinel-1与Sentinel-2联合估算亚热带地区森林地上生物量,探索光学数据与合成孔径雷达(SAR)数据结合对于提高森林地上生物量估测的优势。【方法】以福建省将乐国有林场杉木林... 详细信息

【目的】雷达和光学遥感数据可以提供不同方面的信息,利用Sentinel-1与Sentinel-2联合估算亚热带地区森林地上生物量,探索光学数据与合成孔径雷达(SAR)数据结合对于提高森林地上生物量估测的优势。【方法】以福建省将乐国有林场杉木林为研究对象,以Sentinel-1 SAR数据和Sentinel-2光学数据为数据源,采用多元线性逐步回归方法进行建模,以决定系数(R~2)、调整决定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)、方差膨胀因子(VIF)为模型评价指标,对比分析Sentinel-2光学数据与Sentinel-2结合Sentinel-1 SAR数据估算森林地上生物量的能力。【结果】基于Sentinel-2光学数据的森林地上生物量估算模型,其调整决定系数(R~2)达到0.501、均方根误差(RMSE)为64.04 Mg/hm~2;Sentinel-2光学数据结合Sentinel-1 SAR数据的森林地上生物量估算模型,其调整决定系数(R~2)达到0.575、均方根误差(RMSE)为59.13 Mg/hm~2,对比Sentinel-2估算模型,该模型精度有明显提高。【结论】Sentinel-2卫星的多光谱数据能够作为估算亚热带地区森林地上生物量的有效数据,加入Sentinel-1 SAR影像的极化纹理信息后,利用Sentinel-1雷达传感器的全天候获取数据能力与Sentinel-2多光谱传感器丰富的光谱波段信息特点,以及两者短重访周期的能力,能够有效提高估算森林地上生物量模型的精度。

关键词：杉木林地上生物量 Sentinel-1 Sentinel-2 纹理估测模型

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基于邻近木的林分结构多样性研究

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北京林业大学学报 2020年第6期42卷 52-58页

作者：白宇杨华温静王全军国家林业和草原局森林资源与环境管理重点实验室(北京林业大学) 北京100083 北京市西山试验林场北京100093 吉林省延吉市汪清林业局吉林延吉133200

【目的】林分是森林生物多样性的重要组成部分,典型多样性指数由于其复杂性或缺乏生态相关性,不能在空间尺度进行分析,因此无法反映物种和空间结构的内部变化。【方法】以吉林省汪清县金沟岭林场的落叶松-云冷杉混交林为例,采用相邻格... 详细信息

【目的】林分是森林生物多样性的重要组成部分,典型多样性指数由于其复杂性或缺乏生态相关性,不能在空间尺度进行分析,因此无法反映物种和空间结构的内部变化。【方法】以吉林省汪清县金沟岭林场的落叶松-云冷杉混交林为例,采用相邻格子法建立了2块60 m×60 m典型样地,对描述邻近木空间单元多样性的新指数——邻近木多样性指数进行评估。【结果】(1)研究区落叶松-云冷杉林直径结构曲线呈多峰的反"J"型曲线,中小径阶林木所占比例较高,大径阶林木较少,径阶株数分布连续且较为合理。(2)落叶松-云冷杉林的物种多样性和林木直径大小多样性高,树种和径阶分布较为均匀,混交程度强,水平结构变异大,林分结构复杂。(3)按3种邻近木多样性指数(物种多样性Hs、按径阶分布的结构多样性Hdcd、按直径变化的结构多样性Sdv)的分析结果与传统的Shannon多样性指数的结果保持一致,对具有相似结构的林分计算时得到了接近的指数值。【结论】邻近木多样性指数可以描述林分多样性及空间结构特征,并反映物种和结构多样性的空间变化,且具有明显的生态意义,可应用于林分结构调整,为森林合理经营提供理论依据。

关键词：邻近木结构多样性空间尺度林分结构

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武汉市环城林带森林碳储量及其动态变化

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水土保持研究 2021年第2期28卷 54-59,66页

作者：陈科屹刘润华张博何友均谢和生中国林业科学研究院林业科技信息研究所北京100091 武汉市林业调查规划设计院有限公司武汉430000 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

为了促进城市森林固碳增汇,提升城市森林生态系统功能和价值,基于武汉市环城林带2008年和2018年的两期森林资源二类调查数据,采用生物量连续转化因子法和含碳系数法,对环城林带的森林碳储量和碳密度进行了估算,对比分析了10 a间的动态... 详细信息

为了促进城市森林固碳增汇,提升城市森林生态系统功能和价值,基于武汉市环城林带2008年和2018年的两期森林资源二类调查数据,采用生物量连续转化因子法和含碳系数法,对环城林带的森林碳储量和碳密度进行了估算,对比分析了10 a间的动态变化。结果表明:(1)10 a间环城林带森林碳储量和碳密度增幅明显,分别由64692.4133 t和27.3897 t/hm^(2)增长到119789.9613 t和47.2434 t/hm^(2)。到2018年,环城林带森林碳储量理论价值约为987.85万元;(2)到2018年,森林碳储量最多的区域为江夏区段,但各区段之间的碳储量差异在缩小。森林碳密度最大的区段已由东西湖区段转变为蔡甸区段;(3)森林碳储量呈现出向少数几个群落类型聚集的趋势,到2018年樟树林已成为环城林带碳储量最多的群落类型;(4)近、成熟林的碳储量和碳密度增幅明显,但是幼龄林依然是环城林带森林碳储量的绝对主体。综上,武汉市环城林带森林碳储量具有较大的增汇潜能,但需要及时开展森林精准抚育,以确保增汇潜能的有效释放并促进碳储量结构平衡。

关键词：碳储量碳密度生物量扩展因子环城林带

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城市绿地致敏指数的改进研究及应用

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北京林业大学学报 2020年第5期42卷 96-105页

作者：闫珂杨华李文芳李云北京林业大学森林资源和环境管理国家林业局重点开放性实验室北京100083 北京市大兴区林业工作站北京102600 国家林业和草原局调查规划设计院北京100714

【目的】城市绿地致敏指数(IUGZA)的构建考虑了绿色空间内植物特有的生物学特性和形态特性,为使该指数应用更广泛,本文对其进行改进研究并探讨该指数的实际应用,可为城市绿地的管理和维护提供理论依据。【方法】基于高斯公式对城市绿地... 详细信息

【目的】城市绿地致敏指数(IUGZA)的构建考虑了绿色空间内植物特有的生物学特性和形态特性,为使该指数应用更广泛,本文对其进行改进研究并探讨该指数的实际应用,可为城市绿地的管理和维护提供理论依据。【方法】基于高斯公式对城市绿地致敏指数进行分析并改进了该指数(I’UGZA),应用指数评估绿地的致敏潜力,并进行不同区域致敏潜力大小对比,探究该指数在绿地致敏潜力评估中的实际应用。同时使用Spearman相关性分析和主成分分析(PCA),分析IUGZA与其他参数(区域面积、植株数量、林木密度、物种丰富度和Shannon-Wiener指数(H’)之间的相关性。【结果】(1)绿地整体的IUGZA值为0.214 1,I’UGZA值为0.219 3,具有低过敏潜力,研究区内生长的植物排放的花粉不会对花粉过敏患者造成高风险。但对研究区进行分区对比时,部分区域的IUGZA值大于0.3,具有高过敏潜力。同时距离致敏性植物346 m范围内可引起敏感人群的过敏症状,距离场源中心1 000 m处I’UGZA值趋近于0,几乎没有致敏影响;(2)绿地种植低致敏性植物较多,占比为65.7%。高致敏性植物有油松、栓皮栎、洋白蜡、毛白杨、臭椿、白桦、白榆、圆柏等植物,主要属于柏科、松科、杨柳科、悬铃木科、豆科、苦木科、榆科、桦木科、壳斗科;(3)主成分分析(PCA)与Spearman相关性分析的结果一致,IUGZA和物种丰富度之间存在显著相关性(P <0.05),与其他参数的相关性不显著。【结论】改进的指数可反映距离绿地空间不同位置的致敏潜力以及对周边环境的致敏影响,是评估城市绿地致敏潜力的有效工具,用于量化绿色空间不同区域空气中花粉排放形成的致敏潜力;可反映每种植物产生的花粉在绿色空间中的贡献大小,进而明确城市绿地中具有高致敏性的植物;还可作为分析绿地区域内植物种类丰富程度的工具。

关键词：城市绿地致敏指数致敏潜力致敏植物致敏花粉

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现代木结构建筑在森林公园中的应用研究

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林产工业 2020年第4期57卷 55-57页

作者：付尧尹晶萍刘晓波国家林业和草原局林产工业规划设计院北京100010 北京林业大学森林资源与环境管理国家林业和草原局重点实验室北京100083

概述了木结构建筑在国内的应用范围,介绍了现代木结构建筑优点,分析了现代木结构建筑在森林公园中,尤其是在国家级森林公园中的应用优势,为森林公园规划设计中采用木结构建筑提供参考。

关键词：木材木结构森林公园优点应用范围

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