检索结果-内蒙古大学图书馆

东北林业大学学报 2022年第6期50卷 46-51页

作者：王甜王雪峰袁莹刘嘉政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

在海南省文昌市的生态站选择生长良好的2年生幼龄沉香(Aquilaria sinensis)进行盆栽试验,土壤为风干滨海沙壤土、氮源为尿素(氮质量分数为46.4%),采用根部埋施法;试验设计不施氮(为对照)、低氮(施氮5 g·m^(-2)·a^(-1))、中氮... 详细信息

在海南省文昌市的生态站选择生长良好的2年生幼龄沉香(Aquilaria sinensis)进行盆栽试验,土壤为风干滨海沙壤土、氮源为尿素(氮质量分数为46.4%),采用根部埋施法;试验设计不施氮(为对照)、低氮(施氮5 g·m^(-2)·a^(-1))、中氮(施氮10 g·m^(-2)·a^(-1))、高氮(施氮20 g·m^(-2)·a^(-1))4个胁迫梯度,每个施氮量种植15棵沉香;每2个月进行1次补肥,施肥量与初始施入量一致,其他营养元素不再施加;数据采集时间为2019年7—11月份,每隔2个月使用红外和普通相机进行图像、养分数据获取,数据总量为120个。以幼龄沉香可见光-近红外5个波段的图像为例,提出一种分割高效且模型精度较高的无损营养诊断的图像方法,分析不同施氮量对盆栽沉香生长的影响、探索实现沉香生长过程中对氮素需求的机器智能判定。结果表明:(1)模糊局部信息C均值聚类算法(FLICM)对可见光-近红外波段图像分割效果良好,为信息丰富的多波段噪声图像准确分割提供了参考;(2)根系生物量在不同施氮量的变异系数最大,植株氮素质量分数的变异系数最小;低氮时地上部分生物量、氮累积量、植株氮素质量分数,均显著小于中氮时、高氮时;低氮、中氮、高氮时,氮素吸收效率、氮效率均显著大于对照组。(3)随着植株氮质量分数增加,可见光吸收增大,叶片反射率减小;红边波段(RE)、近红外波段(NIR),图像灰度值、调整三角指数(MTVR)、改进红边比值植被指数(MSRIRE)与氮素营养指标相关性较好,其中红边波段、近红外波段、调整三角指数随氮素质量分数的增加呈现先增加后减少趋势,在中氮时达到最大值,而改进红边比值植被指数趋势相反。(4)粒子群-随机森林融合模型(PSO-RF)对幼树全氮质量分数的估测取得了最优效果,训练集决定系数为0.984、均方根误差为5.127,有效地实现了对胁迫程度的识别,验证了粒子群优化算法(PSO)对优化随机森林(RF)模型的可行性,进一步提升了模型精度。

关键词：沉香幼树氮素氮累积无损营养诊断多波段噪声图像分割

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基于混合效应模型及生存分析方法的落叶松云冷杉林单木生存模型研究

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北京林业大学学报 2022年第1期44卷 1-8页

作者：李春明张会儒王卓晖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 长白山森工集团有限公司汪清林业分公司吉林汪清133200

【目的】准确预测林木的生存和枯损是森林生长收获模型系统中十分重要的组成部分。构建基于混合效应模型和生存分析方法相结合的林木生存模型,能够提高林木枯损模型的精度。【方法】以吉林省汪清林业局20块落叶松云冷杉林样地数据为例,... 详细信息

【目的】准确预测林木的生存和枯损是森林生长收获模型系统中十分重要的组成部分。构建基于混合效应模型和生存分析方法相结合的林木生存模型,能够提高林木枯损模型的精度。【方法】以吉林省汪清林业局20块落叶松云冷杉林样地数据为例,基于生存分析方法中常用的6个时间参数分布回归模型(指数分布、Weibull分布、对数正态分布、对数Logistic分布、Gompertz分布及Gamma分布),把林分因子和立地因子作为协变量加入到模型中去,构建林木生存模型。并在此基础上考虑样地的随机效应,并与传统模型的模拟效果进行比较。【结果】研究结果表明,随着单木初始胸径的增加,其枯损的风险降低,生存率提高;随着单木大于对象木断面积值的增加,其枯损的风险增加,生存率降低;随着林分密度的增加,林木枯损的概率增加,生存率降低;立地因子对林木的生存没有显著影响;6个参数分布回归模型中,Weibull分布的模拟精度最高。与固定效应模型相比,Weibull分布模型在考虑样地水平随机效应后,模型的模拟精度获得明显的提高,并且达到极显著程度。【结论】在森林经营中,要提高林木的生存率,需采取科学合理的经营方法和经营时间,避免使林分的密度过大。

关键词：混合效应模型生存分析方法随机效应生存时间落叶松云冷杉林

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基于随机森林模型的东北三省乔木林生物质碳储量预测

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林业科学 2022年第4期58卷 40-50页

作者：田惠玲朱建华何潇陈新云简尊吉李宸宇郭学媛黄国胜肖文发中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林生态环境重点实验室北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 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实验室北京100091 国家林业和草原局调查规划设计院北京100714

【目的】利用全国森林资源清查固定样地连续监测数据,通过机器学习算法构建基于多因子的森林生长模型,提高森林生长和固碳量的模拟精度,预测东北三省乔木林未来碳汇潜力,探索乔木林碳汇的潜在分布,为准确定位我国东北森林在增汇减排中... 详细信息

【目的】利用全国森林资源清查固定样地连续监测数据,通过机器学习算法构建基于多因子的森林生长模型,提高森林生长和固碳量的模拟精度,预测东北三省乔木林未来碳汇潜力,探索乔木林碳汇的潜在分布,为准确定位我国东北森林在增汇减排中的作用以及科学制定国家“碳中和”行动路径和目标管理提供科学指导。【方法】利用1999—2018年4次全国森林资源连续清查固定样地监测数据,结合区域气候、土壤、林分和地形因子,采用随机森林模型构建区域主要优势树种(组)的生长-消耗模型,运用未来气候情景与未来乔木林面积扩增情景,预测东北三省2015—2060年间乔木林生物质碳储量变化与碳汇潜力。【结果】东北三省乔木林生物质碳储量2060年可达3393.15 TgC,比2015年增加1895.23 TgC,2015—2060年间年碳汇量为42.12 TgC·a-1,其中天然林是主体。辽宁省、吉林省和黑龙江省乔木林生物质碳储量分别由2015年的139.19、463.58和895.15 TgC增至2060年的328.95、915.83和2148.37 TgC,乔木林平均生物质碳密度分别由2015年的32.71、59.75和45.11 MgC·hm-2增至2060年的75.20、109.32和85.24 MgC·hm-2。2015—2060年间辽宁省、吉林省和黑龙江省乔木林生物质年碳汇量分别为4.22、10.05和27.85 TgC·a-1。【结论】本研究构建的随机森林模型表现效果较好,能够用于东北三省未来乔木林碳储量预测。2015—2060年东北三省乔木林生物质碳储量将增加1895.23 TgC,未来仍具有较大碳汇潜力。黑龙江省的碳汇潜力最大,年碳汇量达27.85 TgC·a-1,是未来重要的碳增汇区域;辽宁省的碳汇潜力较弱,年碳汇量仅为4.22 TgC·a-1。加强中、幼龄林经营管理,适度更新成、过熟林,有助于提升东北三省乔木林碳汇功能,发挥我国东北森林在增汇减排以及实现区域“碳中和”目标中的作用。

关键词：生长-消耗模型随机森林模型森林资源清查多变量生物质碳储量

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杉木三维模型各方向枝下高分布研究

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南京林业大学学报(自然科学版) 2022年第1期46卷 81-87页

作者：崔泽宇张怀清左袁青杨廷栋刘洋张京王林龙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中国林业科学研究院林业科技信息研究所

【目的】通过分析实测枝下高分布方向与空间竞争强度的关系,解决基于传统林学研究调查数据所构建的林木三维模型对不同方向枝下高分布差异难以直观表达,林木三维模型多态性表现不足的问题。【方法】以江西省新余市分宜县亚热带林业实验... 详细信息

【目的】通过分析实测枝下高分布方向与空间竞争强度的关系,解决基于传统林学研究调查数据所构建的林木三维模型对不同方向枝下高分布差异难以直观表达,林木三维模型多态性表现不足的问题。【方法】以江西省新余市分宜县亚热带林业实验中心山下林场8块杉木临时样地为数据源,以已有枝下高模型为理论基础,将空间分析方法缓冲区构建与林分空间结构单元构建结合,构建对林木造成直接影响的水平空间结构参数与垂直空间结构参数,分析空间结构参数与枝下高相关性,并以此计算各方向空间竞争强度,建立空间竞争强度与实测枝下高的分布关系,再按照枝下高模型求解剩余方向枝下高,最终按照实测数据与分析计算结果加载分枝、主干模型,构建林木三维模型。【结果】所选模型变量包括林木属性与空间结构参数,原始模型决定系数为0.720,消除树高影响的调整后实测枝下高与水平空间结构参数相关系数为0.410、与垂直空间结构参数相关系数为0.782,且均呈正相关;将各自相关系数为权重计算对应方向空间竞争强度,将最小竞争强度方向空间结构参数代入模型,拟合结果决定系数为0.790,相比原始模型拟合精度有所提高;将实测枝下高分配到竞争强度最小的方向,根据模型可对其他方向枝下高进行估算。【结论】以杉木为例,通过空间竞争强度判别枝下高分布,在提高已有数据利用率、减小外业工作强度的基础上,可直观表现林木不同方向枝下高分布的差异性,增强了林木三维模型的多态性表达。

关键词：杉木枝下高空间竞争强度可视化模拟三维模型多态性

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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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广东省森林土壤养分异质性析因

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北京林业大学学报 2021年第2期43卷 90-101页

作者：刘晓彤李海奎曹磊张逸如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】分析不同环境因子对森林土壤养分的影响,探讨造成森林土壤养分异质性的原因,为森林经营和森林立地质量评价提供依据。【方法】基于广东省全国森林资源清查土壤调查数据,以有机质(OM)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)为因变... 详细信息

【目的】分析不同环境因子对森林土壤养分的影响,探讨造成森林土壤养分异质性的原因,为森林经营和森林立地质量评价提供依据。【方法】基于广东省全国森林资源清查土壤调查数据,以有机质(OM)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)为因变量,以地理因子、地形因子、土壤因子和林分因子四大类20个变量(10个定性因子,10个定量因子)为自变量,基于一般线性模型,采用向后剔除法筛选主效应因子,引入定性和定量因子交互,分析森林土壤养分的影响因子及影响程度。定量因子进行多元线性回归分析,定性因子通过多重比较分析水平间的差异。【结果】(1)对土壤养分影响较大的环境因子包括3个地理因子(经度、纬度和流域)、3个地形因子(海拔、坡位和坡度级)、4个林分因子(林下植被盖度、平均胸径、平均年龄、优势树种)。(2)影响因子对不同土壤养分的解释程度不一。AN的解释程度较高,均在0.30以上;OM和AK的解释程度在0.25以上;AP的解释程度较低,在0.20以上。交互作用显著提高了土壤养分的解释程度,平均增加0.141。其中AN提高到接近0.50,OM和AK分别超过0.45和0.40,最低的AP超过0.30。(3)通过多重比较分析,优势树种、流域、坡位不同土壤养分的不同水平间存在显著性差异。【结论】影响广东省森林土壤异质性的因素包括地理因子、地形因子和林分因子。不同土壤养分的影响因子并不完全相同,纬度、流域、海拔、坡位、成土母岩、平均胸径、平均年龄和优势树种8个因子对大多数土壤养分因子有影响。土壤养分中,OM和AN的解释程度较高,AP和AK的解释程度较低。交互作用显著提高了影响因子对土壤养分的解释程度。本研究提出的含定性因子的主效应筛选方法和引入一阶定性因子和定量因子交互,可以显著提高土壤养分的解释程度,对类似问题的解决有参考价值。

关键词：土壤养分异质性影响因子向后剔除法定性定量交互

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林分和地形因子对崇礼冬奥核心区森林地表可燃物载量的影响

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林业科学 2022年第10期58卷 59-66页

作者：张状宗树琴闫星蓉张浩黄宏超翟跃琴符利勇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 河北省张家口市崇礼区林业和草原局张家口075000 山西农业大学林学院晋中030801

【目的】建立林分因子和地形因子与森林地表可燃物载量之间的回归关系,对崇礼冬奥核心区华北落叶松林和白桦林森林地表可燃物载量进行估计,为研究区森林防火和可燃物管理提供科学依据。【方法】2021年在研究区设置63块华北落叶松林和白... 详细信息

【目的】建立林分因子和地形因子与森林地表可燃物载量之间的回归关系,对崇礼冬奥核心区华北落叶松林和白桦林森林地表可燃物载量进行估计,为研究区森林防火和可燃物管理提供科学依据。【方法】2021年在研究区设置63块华北落叶松林和白桦林实测样地,调查森林地表可燃物载量(灌木、草本、枯枝落叶和腐殖质的鲜质量和干质量)、林分因子(胸径、树高、冠幅等)和地形因子(坡度、海拔、土层厚度)。对森林地表可燃物数据进行处理、分析,以林分因子和地形因子为自变量、以森林地表可燃物总载量为因变量进行相关性分析,利用逐步筛选法,选择合适的模型形式。对因子进行逐步回归,筛选相关性强的因子,最终选用年龄、林分密度、植被盖度和海拔估算华北落叶松林森林地表可燃物总载量,选用林分密度、坡度和海拔估算白桦林森林地表可燃物总载量。并对崇礼冬奥核心区林地小班的森林地表可燃物载量进行预测。【结果】华北落叶松林森林地表可燃物总载量高于白桦林且差异显著(P<0.05)。相关性分析表明,林分因子的平均树高、平均胸径和郁闭度与森林地表可燃物总载量显著相关(P<0.05);地形因子的坡度和土层厚度与森林地表可燃物总载量显著相关(P<0.05)。由森林地表可燃物载量模型的构建可知,林龄、林分密度、植被盖度和海拔可用来估算华北落叶松林森林地表可燃物载量;林分密度、坡度和海拔可用来估算白桦林的森林地表可燃物总载量。2种森林类型森林地表可燃物载量预测模型的R2均大于0.6,P均小于0.01,检验指标显示模型具有较好的估测精度。【结论】华北落叶松林的可燃物载量大于白桦林,华北落叶松林更易发生森林火灾。不同森林类型森林地表可燃物载量的影响因子也不同,在进行可燃物管理时,要因地制宜选择不同的可燃物管理方法及调控措施。研究数据来源于崇礼冬奥核心区,森林地表可燃物载量模型只适用于崇礼冬奥核心区,对其他地区具有一定参考价值。模型选用的变量多为易得的调查因子,具有很好的实用性。

关键词：可燃物载量相关分析冬奥会线性回归

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长白山北坡云冷杉阔叶混交林的物种多度格局

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林业科学 2021年第5期57卷 93-107页

作者：郭跃东张会儒卢军王卓晖中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 山西农业大学太谷030801 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 吉林省汪清林业局汪清133200

【目的】研究长白山北坡云冷杉阔叶混交过伐林乔木层物种多度格局,阐明过伐林群落冠层结构维持的生态过程,探讨生境异质性、密度依赖、种间关联、扩散限制、更新限制和物种分化在针阔混交林群落装配中的作用,为揭示过伐林恢复过程中的... 详细信息

【目的】研究长白山北坡云冷杉阔叶混交过伐林乔木层物种多度格局,阐明过伐林群落冠层结构维持的生态过程,探讨生境异质性、密度依赖、种间关联、扩散限制、更新限制和物种分化在针阔混交林群落装配中的作用,为揭示过伐林恢复过程中的物种多度分布机制提供理论指导。【方法】采用经验统计模型、生态位模型、群落中性理论模型以及复合生态位模型,对长白山北坡12块云冷杉阔叶混交过伐林样地进行物种多度格局分析。【结果】经验统计模型中对数正态模型和泊松对数正态模型拟合效果最佳,对数级数模型拟合效果较差,对数级数模型参数T和对数正态模型参数λ可作为表征群落多样性的重要参数;生态位模型中断棍模型拟合效果最佳,其次是生态位重叠模型和几何级数模型,再次为Zipf模型和Zipf-Mandelbrot模型,最后为随机分配模型和优势优先模型;复合生态位模型拟合效果较传统生态位模型有较大提高,复合模型可能在群落丰富种和稀有种呈现竞争等级多度分布时拟合效果最佳;以胸高断面积为指标的物种多度分布拟合与以个体数为指标的经验统计模型和生态位模型物种多度分布拟合表现基本一致,而在群落中性理论模型和复合模型拟合表现方面有一定差异,可能与稀有种断面积比重较大有关。【结论】复合模型可能成为连接经验模型、生态位模型和中性理论模型的纽带,为研究物种多度格局提供数学途径和思路。云冷杉阔叶混交过伐林群落物种等级多度分布某种程度上是生态位过程和随机干扰生态过程共同作用的结果。

关键词：物种多度关系模型复合模型联合中性理论模型生态位模型随机分配模型

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气候变化背景下华北落叶松人工林最优轮伐期的经济分析

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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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东北主要天然次生林干扰与演替规律

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林业科学研究 2021年第4期34卷 175-183页

作者：周超凡张会儒卢军张晓红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

对东北地区兴安落叶松林、阔叶红松林和山地云冷杉林三大地带性顶级群落衍生出的主要次生林的生态演替过程规律,以及干扰在次生林演替过程中的作用影响进行了综述。结果显示人为干扰对次生林演替的作用有利有弊,但大部分的自然干扰不利... 详细信息

对东北地区兴安落叶松林、阔叶红松林和山地云冷杉林三大地带性顶级群落衍生出的主要次生林的生态演替过程规律,以及干扰在次生林演替过程中的作用影响进行了综述。结果显示人为干扰对次生林演替的作用有利有弊,但大部分的自然干扰不利于次生林进展演替,利用好采伐、补植和火烧等人为干扰可以有效地促进次生林的演替进程,次生林演替全周期经营和复杂的自然干扰对东北次生林演替的作用机制是未来进一步的研究重点。

关键词：东北地区天然次生林演替干扰森林经营

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