检索结果-内蒙古大学图书馆

1990—2020年黑龙江省植被覆盖度的时空变化趋势及驱动力

应用生态学报 2023年第5期34卷 1320-1330页

作者：赵楠赵颖慧邹海凤白晓红甄贞东北林业大学林学院哈尔滨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 黑龙江精臻科技发展有限公司哈尔滨150090

植被覆盖度(FVC)作为表征植被生长状况与生态系统变化的定量指标,其时空变化趋势及驱动力是全球及区域生态环境的重要研究内容。本研究基于GEE云计算平台,应用像元二分模型对黑龙江省1990—2020年FVC进行估测,并通过Mann-Kendall突变检... 详细信息

植被覆盖度(FVC)作为表征植被生长状况与生态系统变化的定量指标,其时空变化趋势及驱动力是全球及区域生态环境的重要研究内容。本研究基于GEE云计算平台,应用像元二分模型对黑龙江省1990—2020年FVC进行估测,并通过Mann-Kendall突变检验、Sen趋势分析、Mann-Kendall显著性检验、相关性分析及结构方程模型,分析FVC的时空变化趋势及驱动力。结果表明:基于像元二分模型法计算研究区FVC具有较高精度(R^(2)>0.7、均方根误差<0.1、相对均方根误差<14%)。1990—2020年,黑龙江省年均FVC为0.79,呈波动上升趋势(0.72~0.85),年均增长0.4%,市级行政区年均FVC也呈不同程度的增长。黑龙江省以极高FVC类型为主,其面积占比逐渐增加。FVC呈增加趋势的面积占比为67.4%,呈减小趋势的面积占比为26.2%,其余保持不变。人为活动因子对年均FVC的相关性高于生长季月平均气象因子对年均FVC的相关性。人为活动因子是黑龙江省FVC变化的主要驱动因子,其次为土地利用类型,而生长季月平均气象因子对FVC变化的总影响为负。本研究结果可为黑龙江省长时间植被覆盖监测与驱动力分析提供技术支撑,也为生态环境的恢复与保护、相关土地利用政策的制定提供了依据。

关键词：植被覆盖度像元二分模型 Mann-Kendall突变检验 Sen趋势分析 Mann-Kendall显著性检验结构方程模型

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基于多源LiDAR的阔叶红松林林分空间结构特征分析

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中南林业科技大学学报 2023年第8期43卷 36-50页

作者：黄露波甄贞赵颖慧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】以阔叶红松林为例,以多源LiDAR点云数据为切入点,探索无破坏性地分析林分空间结构特征,为阔叶红松林林分空间调整优化提出建议,以促进林分更新演替。【方法】以东北林业大学帽儿山实验林场1块100 m×100 m的阔叶红松林样地... 详细信息

【目的】以阔叶红松林为例,以多源LiDAR点云数据为切入点,探索无破坏性地分析林分空间结构特征,为阔叶红松林林分空间调整优化提出建议,以促进林分更新演替。【方法】以东北林业大学帽儿山实验林场1块100 m×100 m的阔叶红松林样地的无人机激光雷达(Unmanned aerial vehicle LiDAR,UAV-LiDAR)、地基激光雷达(Terrestrial laser scanning,TLS)和野外调查数据为数据源,融合UAV-LiDAR和TLS数据后进行单木分割和单木参数提取(包括单木位置、胸径、冠幅、树之间的夹角和距离等),计算和统计样地空间结构参数(包括角尺度、大小比数、混交度和密集度)和频率分布,采用Origin 2018软件建立结构参数的多元分布图并进行分析。【结果】在林分密度为1269株/hm^(2)的阔叶红松林分中,基于融合后的UAV-LiDAR和TLS数据单木分割精度为F=0.70;阔叶红松林林分空间结构结构特征为林内林木大多处于随机分布、中庸状态,呈高度密集、中度及以上混交状态,林木大小分化均匀;林木间竞争激烈,对象木树冠多与周围3~4株相邻木树冠相连;阔叶红松林中林木存在不合理分布的组合,频率值为0.40%、0.75%和3.50%。【结论】利用融合LiDAR数据提取参数并计算林分空间结构参数,较传统方法可实现无破坏性的林分空间结构特征分析;林分空间结构参数的多元分布可以展示了林分内部空间结构特征,可以准确地获取不合理结构组合从而进行林分结构调整优化。

关键词：激光雷达数据单木参数林分空间结构多元分布

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基于UAV-LiDAR和误差变量回归的落叶松人工林单木参数估测

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中南林业科技大学学报 2023年第7期43卷 52-64页

作者：许天一甄贞赵颖慧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】以人工落叶松为例,探索基于无人机激光雷达(Unmanned aerial vehicle LiDAR,UAVLiDAR)点云的单木探测提取树高的误差对胸径反演的影响并校准,实现单木参数(胸径、树高)的准确度量,为大尺度高效便捷估测单木参数提供新的思路。... 详细信息

【目的】以人工落叶松为例,探索基于无人机激光雷达(Unmanned aerial vehicle LiDAR,UAVLiDAR)点云的单木探测提取树高的误差对胸径反演的影响并校准,实现单木参数(胸径、树高)的准确度量,为大尺度高效便捷估测单木参数提供新的思路。【方法】以东北林业大学帽儿山实验林场13块4个龄组(幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林)的落叶松人工林样地UAV-LiDAR数据及野外调查数据为数据源,基于UAVLiDAR点云的单木探测提取的树高,分别以普通最小二乘法(Ordinary least squares,OLS)和3种误差变量回归(标准主轴(Standard major axis,SMA)、远程主轴(Ranged major axis,RMA)和极大似然估计(Maximum likelihood estimate,MLE))构建胸径-树高模型,研究探测误差对各龄组人工落叶松胸径反演的影响并校准。【结果】利用UAV-LiDAR点云的单木探测提取4个龄组树高的相对均方根误差(rRMSE),误差范围为3.41%~5.14%;在胸径-树高模型预测方面,3种误差变量回归均优于OLS,RMA预测效果最好,4个龄组反演单木胸径的rRMSE降低了2.21%~3.58%。【结论】当满足模型假设时,误差变量回归比OLS在预测响应变量方面表现更好,是估计无偏的模型系数的理想方法,本研究中RMA方法表现最好;本研究所构建的人工落叶松胸径反演模型具有较高的预估精度,各项误差均保持在合理范围内,可实现应用UAV-LiDAR高效便捷地估测大尺度森林单木参数的目的,可在实践中推广。

关键词：无人机激光雷达误差变量回归树高胸径落叶松

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不同火灾强度下兴安落叶松林土壤抗剪强度变化及影响因素

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中南林业科技大学学报 2024年第10期44卷 36-45,73页

作者：胡同欣耿庆烨李光新石林孙龙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】揭示火灾引起的土壤抗剪强度和理化性质变化以及对土壤侵蚀过程的响应,以便林区管理者更有效地对那些易受火灾干扰的区域进行火后的规划与管理。【方法】选取大兴安岭森林生态系统中的典型兴安落叶松Larix gmelinii纯林林地土壤... 详细信息

【目的】揭示火灾引起的土壤抗剪强度和理化性质变化以及对土壤侵蚀过程的响应,以便林区管理者更有效地对那些易受火灾干扰的区域进行火后的规划与管理。【方法】选取大兴安岭森林生态系统中的典型兴安落叶松Larix gmelinii纯林林地土壤,以未火烧样地(CK)为对照,经过调查后选取发生过轻度火烧的林地(L)和发生过重度火烧的林地(H)作为不同处理样地,测定各处理样地中土壤的抗剪强度和土壤理化性质,并挖取土壤剖面。【结果】1)单因素分析结果表明,与未火烧对照样地相比,重度火烧样地土壤内聚力显著增加了17.32%,内摩擦角显著增加了29.28%,轻度火烧样地较未火烧样地无显著变化;2)Mantel分析结果表明,土壤容重、孔隙、含水率和有机质是影响轻度火烧和重度火烧土壤抗剪强度大小的主要因素;3)随机森林结果表明,不同火烧强度下土壤理化性质对土壤内聚力与内摩擦角影响贡献度不同。对照样地土壤内聚力:含水率(P<0.05)>有机质(P<0.05)>容重>孔隙度,对照样地土壤内摩擦角:含水率(P<0.001)>容重(P<0.05)>有机质>孔隙度,轻度火烧样地土壤内聚力:孔隙(P<0.001)>容重(P<0.001)>含水率>有机质,轻度火烧样地土壤内摩擦角:容重(P<0.001)>含水率(P<0.05)>有机质>孔隙度,重度火烧样地土壤内聚力:含水率(P<0.001)>孔隙度>有机质>容重,重度火烧样地土壤内摩擦角:容重(P<0.001)>孔隙度(P<0.001)>含水率>有机质。【结论】重度火灾导致土壤侵蚀量激增,从而引起土层分布发生变化;轻度火灾未导致土壤侵蚀量激增,且土层分布没有发生显著变化。

关键词：火灾抗剪强度侵蚀大兴安岭

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基于疤痕大小建立节子体积预测模型

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中南林业科技大学学报 2024年第4期44卷 66-74页

作者：李泽霖贾炜玮纪鑫妍郭昊天赵阳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】以黑龙江省林口林业局、东京城林业局林场29块标准地中49株人工红松共计1207个节子数据为研究对象,并以其相关的数据为基础,构建节子体积预测模型,通过人工红松树干内部节子体积的分布规律分析,实现无破坏性地评价木材质量,为... 详细信息

【目的】以黑龙江省林口林业局、东京城林业局林场29块标准地中49株人工红松共计1207个节子数据为研究对象,并以其相关的数据为基础,构建节子体积预测模型,通过人工红松树干内部节子体积的分布规律分析,实现无破坏性地评价木材质量,为科学合理地利用木材提供参考。【方法】首先通过剖析法收集相关数据,查阅相关文献,建立基础模型;在构建混合模型时,引入样木与样地水平的随机效应,通过比较赤池信息准则AIC、贝叶斯信息准则BIC等评价指标,选出拟合效果最佳的混合模型;构建双水平嵌套混合模型时,将样木水平嵌套于样地水平中,根据拟合评价指标,得出最优的双水平嵌套混合模型。【结果】3种模型中,单水平混合模型与双水平嵌套混合模型的拟合精度均大于基础模型,AIC、BIC等评价指标显示,双水平嵌套混合模型在对节子属性的拟合效果更优于单水平混合效应模型。检验结果显示,基础模型的预测精度大于90%,两种混合模型的预测精度均在98%以上,说明构建的模型能够对节子体积进行较好地预测。【结论】基于双水平嵌套混合模型,不仅能实现无破坏性地预估节子体积,还能更加准确地体现人工红松树干内部节子体积的分布规律。实现无破坏性地评价木材质量,为科学合理地利用木材提供参考,进而提高经济收益。

关键词：红松人工林节子体积疤痕面积混合模型

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长白落叶松-水曲柳混交林冠幅预测模型

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北京林业大学学报 2020年第7期42卷 23-32页

作者：贺梦莹董利虎李凤日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黑龙江哈尔滨150040 吉林省林业调查规划院吉林长春130022

【目的】基于黑龙江省尚志市帽儿山林场和一面坡林场长白落叶松-水曲柳混交林24块标准地的3164株长白落叶松样木及3574株水曲柳样木的数据,分别构建了长白落叶松和水曲柳的冠幅模型。【方法】通过分析不同混交方式林分内长白落叶松和水... 详细信息

【目的】基于黑龙江省尚志市帽儿山林场和一面坡林场长白落叶松-水曲柳混交林24块标准地的3164株长白落叶松样木及3574株水曲柳样木的数据,分别构建了长白落叶松和水曲柳的冠幅模型。【方法】通过分析不同混交方式林分内长白落叶松和水曲柳冠幅的变化规律及其与林木竞争因子的关系,从6种常用的线性和非线性基础冠幅模型中选取最优模型,并将混交比例Si和树木在混交带内位置P作为哑变量,加入其他树木变量和林分变量,分别构建长白落叶松和水曲柳的冠幅模型,并对所构建的模型进行评价。【结果】长白落叶松和水曲柳冠幅在不同混交比例Si和混交带不同位置P下差异显著;冠幅与DDH(林木胸径与林分优势木胸径之比)和HDH(林木树高与林分优势高之比)成正相关,与大于对象木的胸高断面积之和(BAL)成负相关,与距离无关的竞争因子可以反映树木的竞争压力,对冠幅具有影响;长白落叶松冠幅与冠长率(CR)成正相关,与高径比(HD)成负相关;水曲柳冠幅与水曲柳优势木平均高(H0Fra)成正相关,与高径比(HD)成负相关。包含混交比例哑变量Si和混交带位置哑变量P的长白落叶松和水曲柳冠幅模型拟合冠幅(CW)的Ra2分别为0.5642和0.5459,加入树木变量和林分变量后长白落叶松和水曲柳冠幅模型拟合CW的Ra2分别为0.6745和0.5896。【结论】包含混交带位置哑变量P、混交比例哑变量Si、树木变量(CR和HD)、林分变量(H0Fra)的长白落叶松和水曲柳冠幅模型具有较好的拟合效果及预测精度。因此,本研究所构建的冠幅模型可以很好地预测混交林内长白落叶松和水曲柳的冠幅,为进一步研究混交林树木树冠结构奠定了基础。

关键词：混交林长白落叶松水曲柳竞争冠幅模型

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火干扰和黑炭输入对油松林生长季土壤甲烷通量的影响

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中南林业科技大学学报 2024年第7期44卷 10-20页

作者：胡同欣王玉崧窦旭孙奥博于澄韩宇孙龙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】火干扰作为森林生态系统中一个重要的扰动因子,对森林土壤性质及结构都会产生剧烈作用,而森林土壤又是大气CH_(4)最重要的汇,因此火干扰对森林土壤CH_(4)通量的影响是不可忽视的。同时在林火发生后由于植被的不完全燃烧也会产... 详细信息

【目的】火干扰作为森林生态系统中一个重要的扰动因子,对森林土壤性质及结构都会产生剧烈作用,而森林土壤又是大气CH_(4)最重要的汇,因此火干扰对森林土壤CH_(4)通量的影响是不可忽视的。同时在林火发生后由于植被的不完全燃烧也会产生大量黑炭。黑炭是一种具有多孔结构的芳香化合物,进入土壤后可以影响土壤孔隙度、pH等理化性质从而改变土壤结构,因此常被用作土壤改良剂减少农田土壤CH_(4)的排放,但对于火后黑炭输入是否可以影响森林土壤CH_(4)通量及其影响因素尚不明确。【方法】以沈阳棋盘山地区油松林作为研究对象,探究火干扰和黑炭输入后土壤CH_(4)的动态变化及其影响因素。【结果】1)火干扰会增加油松林生长季土壤CH_(4)通量,其中重度火烧样地土壤CH_(4)通量显著高于对照样地及轻度火烧样地。2)黑炭输入会降低油松林生长季土壤CH_(4)通量,且随着黑炭输入量的增加,土壤CH_(4)通量降低的幅度也会增加。3)火干扰强度对土壤CH_(4)通量具有直接的极显著正向作用,解释了46.9%(P<0.001);黑炭输入对土壤CH_(4)通量具有直接的显著负向作用,解释了8.8%(P<0.05);MBC和MBN对土壤具有直接的极显著正向作用,分别解释了29.0%、49.3%(P<0.001)。【结论】火干扰会显著增加土壤CH_(4)通量,黑炭输入可以在一定程度上减缓火干扰对土壤CH_(4)通量的影响,并且火干扰和黑炭输入主要通过改变微生物生物量影响土壤CH_(4)通量。研究为如何降低火后温室气体排放,从而改善火烧迹地的生态环境以及火后林下管理提供了理论依据。

关键词：甲烷火干扰黑炭微生物生物量

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干形数据采样方法对树干削度方程构建的影响

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中南林业科技大学学报 2023年第10期43卷 70-79页

作者：张兹鹏何培杨翔玮姜立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】基于落叶松15个点的直径-树高干形数据,比较树干不同采样方法对曾伟生(1997)、Bi(2000)和Max&Burkhart(1976)削度模型预测精度的影响。【方法】以大兴安岭343株落叶松干形数据为研究对象,设计了30种数据采样方法,使用留一... 详细信息

【目的】基于落叶松15个点的直径-树高干形数据,比较树干不同采样方法对曾伟生(1997)、Bi(2000)和Max&Burkhart(1976)削度模型预测精度的影响。【方法】以大兴安岭343株落叶松干形数据为研究对象,设计了30种数据采样方法,使用留一交叉验证法对基于原始数据和不同采样数据的模型进行检验,选用确定系数(R2)、平均绝对误差(MAB)、均方根误差(RMSE)和相对误差(MPB)作为检验的评价指标,并求出以上4个指标的平均相对排序值。使用Tukey多重比较法对基于不同采样数据的模型进行成对比较,分析当拟合数据改变的情况下各削度模型在预测落叶松直径时是否有显著差异。最后为了直观地表示不同采样数据对削度模型的影响,从落叶松数据中分别随机抽取一株大树和一株小树进行树干模拟。【结果】1)相对于使用原始数据时的模型,基于一部分采样方法的模型检验精度有略微提高,其中使用第27种方法时,曾伟生模型的精度最高;使用第26种方法时,Bi的模型精度最高;使用第9种方法时,Max&Burkhart的模型精度最高;2)Tukey多重比较结果表明,基于原始数据和基于3种最优采样方法的削度模型在预测落叶松直径时,模型两两之间均没有显著差异;3)通过对落叶松小树和大树的树干进行模拟发现,使用原始数据时的削度模型,与使用最优采样数据时的削度模型,对树干的模拟效果几乎相同。【结论】针对不同的削度模型,其最适用的采样方法也不同。当使用曾伟生的模型对大兴安岭落叶松树干削度预测时可以选择方法 27中7个点的直径-树高数据进行拟合,即将树干分成7个区分段进行干形测量;当使用Bi的模型时可以选择方法 26中的7个区分段进行干形测量;当使用Max&Burkhart的模型时可以选择方法 9中的10个区分段进行干形测量;当同时考虑这3个模型时,可以选择方法 20中的8个区分段进行干形测量,此时3个模型对落叶松树干不同位置处直径的预测精度均会略有提高。

关键词：落叶松采样方法干形削度方程留一交叉验证

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近40年帽儿山林场森林景观格局的动态变化及影响因素

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中南林业科技大学学报 2023年第5期43卷 73-85页

作者：谷云鹏董灵波刘兆刚陈莹王涛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】研究帽儿山林场森林景观格局的动态演变,分析其变化规律和驱动因素,进一步提出合理有效的改进措施,为森林可持续经营提供指导。【方法】以1983、1993、2004、2016年共4期二类调查数据为基础,采用面积转移矩阵、景观格局指数及... 详细信息

【目的】研究帽儿山林场森林景观格局的动态演变,分析其变化规律和驱动因素,进一步提出合理有效的改进措施,为森林可持续经营提供指导。【方法】以1983、1993、2004、2016年共4期二类调查数据为基础,采用面积转移矩阵、景观格局指数及结构方程模型等方法对帽儿山林场森林景观的动态变化及影响因素进行分析。【结果】1)2016年有林地占区域总面积的86.77%,是林场景观的基底,有林地景观以软阔叶混交林、硬阔叶混交林为主;有林地景观面积总体呈现上升的趋势,1983—1993年间有林地景观面积减少了378.6 hm^(2),1993—2004、2004—2016年间面积分别增加了1 730.8 hm^(2)和499.4 hm^(2);由于自然环境和人为干扰的影响,有林地中各类植被也发生了不同程度的变化,相比1983年,2016年软阔叶混交林面积减少了1 183.20 hm^(2),杨树林面积增加了1 618.89 hm^(2),硬阔叶混交林面积增加了1 457.07 hm^(2),针阔叶混交林面积增加了767.87 hm^(2)。2)增加的有林地主要来自耕地(1 280.84 hm^(2))、造林地(1 050.46 hm^(2))、疏林地(779.14 hm^(2))和未利用地(619.30 hm^(2)),其中耕地转入的面积最大。3)景观水平上斑块数量、斑块密度、斑块形状指数、香农多样性指数和香农均匀度指数均降低,斑块结合指数和最大斑块指数增加,说明景观破碎度降低,分布趋于聚集。4)从第Ⅰ阶段到第Ⅲ阶段,结构方程模型中自然因素(坡度、坡位和海拔)的总影响分别是0.319 6、0.168 5和0.109 2,距离因素(距道路、河流和居民点的距离)的总影响分别是0.271 2、0.222 6和0.201 0,经营措施的总影响分别是0.280 0、0.030 0和0.020 0,距离因素对森林景观的影响显著且稳定,自然因素和经营措施前期影响显著,后两期影响逐渐减弱。【结论】有林地景观面积平稳增加,景观分布更加聚集的同时景观多样性降低,自然和距离因素对森林景观影响显著,人为因素促进了森林的正向演替。

关键词：景观格局动态演变驱动因素结构方程模型

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基于集合卡尔曼滤波的帽儿山森林多源LAI产品重建及融合校正方法

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浙江农林大学学报 2024年第4期41卷 841-849页

作者：包塔娜范文义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】现有叶面积指数(LAI)产品大多存在分辨率低、数据异常和精度低等问题,难以满足某些应用需求。因此,本研究提出一种多源LAI数据的融合方法,以减少不同来源数据的差异并提高产品精度。【方法】以帽儿山实验林场的阔叶林和针叶林... 详细信息

【目的】现有叶面积指数(LAI)产品大多存在分辨率低、数据异常和精度低等问题,难以满足某些应用需求。因此,本研究提出一种多源LAI数据的融合方法,以减少不同来源数据的差异并提高产品精度。【方法】以帽儿山实验林场的阔叶林和针叶林区域为研究区,基于2017年的MODIS、VIIRS和PROBA-V的LAI产品,利用多年LAI数据作为先验知识建立LAI背景库修正低质量数据,对3种LAI数据集进行混合像元分解的降尺度处理,基于Sentinel-2反射率产品耦合集合卡尔曼滤波(EnKF)算法、LAI动态模型和辐射传输模型进行数据同化,最后对同化后的3种LAI数据进行赋权融合,使用实测数据进行精度评价。【结果】在阔叶林,同化后的MODIS、VIIRS和PROBA-V LAI与实测数据的相关系数分别为0.59、0.56和0.62,比原始数据提升了0.57、0.52和0.57;均方根误差分别为0.37、0.31和0.14,比原始数据减小了1.23、1.69和1.06。在针叶林,同化后的MODIS、VIIRS和PROBA-V LAI与实测数据的相关系数分别为0.59、0.49和0.56,比原始数据提升了0.52、0.30和0.40;均方根误差分别为0.24、0.28和0.19,比原始数据减小了1.22、0.67和1.35。通过融合方法,阔叶林LAI和针叶林LAI的相关系数分别为0.83和0.76,比同化后数据的相关性更高;均方根误差分别为0.15和0.13,比同化后数据的误差更小。【结论】通过数据同化提升了3种LAI产品精度,融合后LAI较同化后单一LAI具有更高的精度和可靠性。

关键词：叶面积指数(LAI) MODIS VIIRS PROBA-V 重建集合卡尔曼滤波(EnKF) 数据融合

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