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遥感学报 2025年第1期29卷 49-69页

作者：黄子豪杜华强李雪建毛方杰浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州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杭州311300 浙江农林大学环境与资源学院杭州311300

土地利用/覆盖变化(LUCC)是影响陆地生态系统碳收支平衡的直接驱动因素,其对全球变暖的影响仅次于化石燃料和工业排放。森林是陆地生态系统中最大的碳库,在应对全球气候变化和实现碳中和目标中具有重要的作用。目前,有限的LUCC数据导致L... 详细信息

土地利用/覆盖变化(LUCC)是影响陆地生态系统碳收支平衡的直接驱动因素,其对全球变暖的影响仅次于化石燃料和工业排放。森林是陆地生态系统中最大的碳库,在应对全球气候变化和实现碳中和目标中具有重要的作用。目前,有限的LUCC数据导致LUCC对碳排放的影响大大低估,同时缺乏未来气候背景下的LUCC时空分布,引起了森林碳循环对LUCC的响应研究面临诸多不确定性。如何模拟LUCC,分析LUCC对森林生态系统碳循环的影响是国内外研究的热点。本文系统归纳了国内外LUCC时空模拟方法、森林碳收支估算方法和LUCC对森林碳循环影响研究进展,并列举分析不同LUCC时空模拟、森林碳收支估算模型的优势、适用性、存在的问题。通过文献综述,指出以遥感数据为基础,模拟LUCC并驱动生态系统过程模型,实现森林生态系统碳循环时空精准模拟,是今后碳循环研究的发展趋势之一。

关键词：土地利用/覆盖变化时空模拟模型森林碳循环模型碳中和遥感

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小尺度森林生态产品总值评估——以泰顺县司前畲族镇为例

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生态学报 2025年第3期45卷 1406-1416页

作者：李同欣陈俊昊竹京玲曾鹿敏严一博胡澳王懿祥浙江农林大学环境与资源学院杭州311300 省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300 浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室杭州311300

对小尺度森林生态产品总值进行精细评估,能够揭示不同森林生态系统之间的生态服务价值差异,有利于特定地段的森林生态产品价值转化。以浙江省温州市泰顺县司前畲族镇为试点区域,在浙江省《生态系统生产总值(GEP)核算技术规范陆域生态系... 详细信息

对小尺度森林生态产品总值进行精细评估,能够揭示不同森林生态系统之间的生态服务价值差异,有利于特定地段的森林生态产品价值转化。以浙江省温州市泰顺县司前畲族镇为试点区域,在浙江省《生态系统生产总值(GEP)核算技术规范陆域生态系统》标准的核算框架和指标体系的基础上,提出了小班尺度的水源涵养、土壤保持、洪水调蓄、气候调节、固碳释氧等核算方法,收集了森林资源一张图、气象、空气质量、水质监测等数据,基于GIS技术以小班为核算空间单元,利用林分信息开展森林生态产品价值评估。结果显示,2021年司前畲族镇的森林生态产品总值为36.58亿元,平均价值为20.86万元/hm^(2)。其中生态系统调节服务价值最大,占总价值的97.6%,供给产品和文化服务价值相对较低。生态产品价值表现为气候调节>土壤保持>洪水调蓄>水源涵养>直接供给产品>固碳释氧>生态旅游>水环境净化>空气净化,评估结果显示了司前畲族镇森林生态产品的数量和质量,生态服务价值可观,为当地政府进行生态补偿和“两山”转化提供参考依据。

关键词：生态产品价值 GEP核算小班森林质量

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基于随机森林模型的毛竹林CO_2通量模拟及其影响因子

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林业科学 2018年第8期54卷 1-12页

作者：陈亮周国模杜华强刘玉莉毛方杰徐小军李雪建崔璐李阳光朱迪恩浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室浙江农林大学环境与资源学院临安311300

【目的】探究环境因子对毛竹林CO_2通量的影响,为亚热带典型森林碳循环模拟提供技术和理论支撑。【方法】基于浙江省安吉县山川乡2011—2014年毛竹林通量塔观测数据,采用随机森林模型对毛竹林CO_2通量进行模拟,以均方根误差(RMSE)、决... 详细信息

【目的】探究环境因子对毛竹林CO_2通量的影响,为亚热带典型森林碳循环模拟提供技术和理论支撑。【方法】基于浙江省安吉县山川乡2011—2014年毛竹林通量塔观测数据,采用随机森林模型对毛竹林CO_2通量进行模拟,以均方根误差(RMSE)、决定系数(R^2)和林氏调和系数(LCCC)3个指标评价模型精度,并通过计算环境因子重要性得分来分析环境因子对毛竹林CO_2通量的影响。【结果】随机森林模型能以较高精度模拟毛竹林CO_2通量,但由于2013年7和8月发生极端高温干旱,模型难以刻画这种短时、剧烈的干扰,最终导致测试阶段模型精度(R^2=0.845 5,RMSE=0.437 7 mg·m^(-2)s^(-1),LCCC=0.914 1)低于训练阶段模型精度(R^2=0.961 5,RMSE=0.005 4 mg·m^(-2)s^(-1),LCCC=0.980 1);十折交叉验证表明,随机森林模型拟合效果稳定,且模型内部参数设置合理,模型误差主要来自于输入数据;在月尺度上,环境因子对毛竹林CO_2通量影响的重要性得分表现为光合有效辐射PAR(63.332)>土壤5 cm深处温度T_S(29.932)>空气相对湿度R_H(25.839)>大气温度T_A(25.581)>空气CO_2浓度C_(CO_2)(25.095)>饱和水汽压差VPD(24.123)>风速W_S(23.504)>生态系统有效能量A_E(19.323)>土壤热通量Q_S(18.502),PAR对毛竹林CO_2通量变化影响最大,PAR、T_S和VPD对毛竹林CO_2通量的影响较显著(P<0.05),这3个因子是影响月尺度上毛竹林CO_2通量变化的主导因子。【结论】随机森林模型能以较高精度拟合毛竹林CO_2通量;在相关环境因子中,光合有效辐射、土壤5 cm深处温度和饱合水汽压差对毛竹林CO_2通量影响的贡献最显著,这3个因子对毛竹林CO_2通量月尺度上的变化具有控制作用。

关键词：毛竹林涡度相关技术法通量塔 CO2通量随机森林模型环境因子安吉县

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碱溶分光光度法测定植硅体碳含量

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分析化学 2014年第9期42卷 1389-1390页

作者：杨杰李永夫黄张婷姜培坤项婷婷应雨骐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

1引言近年来,植硅体碳作为一种了解全球气候变化潜力的稳定型有机碳已被科学工作者广泛研究[1,2]。为进一步对植硅体碳进行深入研究,开发出快速准确检验植硅体中有机碳含量的新方法变得尤为迫切。目前,植硅体碳的测定方法主要有Elementa... 详细信息

1引言近年来,植硅体碳作为一种了解全球气候变化潜力的稳定型有机碳已被科学工作者广泛研究[1,2]。为进一步对植硅体碳进行深入研究,开发出快速准确检验植硅体中有机碳含量的新方法变得尤为迫切。目前,植硅体碳的测定方法主要有Elementar Vario MAX CNS分析仪法和酸溶法[3,4],前者需要高温条件及特定仪器,难于适应大批样品低损耗、快速经济检测的需求;后者存在环境污染的风险,同时也对操作人员具有一定的安全隐患,本实验建立了强碱快速溶解植硅

关键词： Phytolith Phytolith-occluded carbon Alkali dissolution Spectrophotometry

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基于Mann-Whitney非参数检验和SVM的竹类高光谱识别

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光谱学与光谱分析 2011年第11期31卷 3010-3013页

作者：陈永刚丁丽霞葛宏立张茂震胡芸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环境科技学院浙江临安311300

以毛竹、雷竹和孝顺竹野外高光谱数据为基础,在非参数统计理论和模式识别的基础上,提出了利用Mann-Whitney非参数检验筛选竹类间最佳特征区分波段及利用支持向量机识别竹类的问题。研究结果表明:(1)毛竹与雷竹之间的最佳区分波段为503～... 详细信息

以毛竹、雷竹和孝顺竹野外高光谱数据为基础,在非参数统计理论和模式识别的基础上,提出了利用Mann-Whitney非参数检验筛选竹类间最佳特征区分波段及利用支持向量机识别竹类的问题。研究结果表明:(1)毛竹与雷竹之间的最佳区分波段为503～655,689～732,757～1 000,1 038～1 084,1 238～1 311,1 404～1 591,1 682～1 800,1 856～1 904和1 923～2 500nm,毛竹与孝顺竹之间的最佳区分波段为350～386,731～1 430,1 584～1 687,1 796～1 873nm,雷竹与孝顺竹之间的最佳区分波段为355～356,498～662,689～745和1 344～2 500nm;利用Mann-Whitney非参数检验方法可以分别消除30.0%,57.7%和35.8%的无效区分波段。(2)在最佳区分波段内,利用支持向量机的SMO算法进行高光谱竹类识别,模型精度分别为98.4%,93.5%和95.1%,模型泛化精度分别为93.3%,90.0%和86.7%,表明此方法可有效区分和识别竹亚科中的不同竹类。

关键词： Mann-Whitney检验高光谱 SVM 竹亚科

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基于均值置信区间带的高光谱特征波段选择与树种识别

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光谱学与光谱分析 2011年第9期31卷 2462-2466页

作者：陈永刚丁丽霞葛宏立张茂震胡芸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环境科技学院浙江临安311300

以柏木、雷竹和无患子野外高光谱数据为基础,在统计学理论和实践分析的基础上,提出了利用均值置信区间带筛选树种间最佳特征区分波段及利用Manhattan距离和Min-Max区间相似度识别树种的问题。研究结果表明:(1)柏木与雷竹之间的最佳区分... 详细信息

以柏木、雷竹和无患子野外高光谱数据为基础,在统计学理论和实践分析的基础上,提出了利用均值置信区间带筛选树种间最佳特征区分波段及利用Manhattan距离和Min-Max区间相似度识别树种的问题。研究结果表明:(1)柏木与雷竹之间的最佳区分波段为358～386,452～1 145和1 314～2 500 nm,柏木与无患子之间的最佳区分波段为350～446,497～527,553～1 330,1 355～2 400和2 436～2 500 nm,雷竹与无患子之间的最佳区分波段为434～555,580～1 903,1 914～2 089,2 172～2 457和2 475～2 500 nm;(2)在最佳区分波段内,同种树种间的Manhattan距离远小于异种树种间的Manhattan距离,同种树种间的Min～Max区间相似度远大于异种树种间的Min～Max区间相似度,Manhattan距离和Min～Max区间相似度可以有效区分和识别不同类型的树种。

关键词：置信区间高光谱 Manhattan距离 Min^Max区间相似度

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有机无机肥长期配施对毛竹林土壤固碳和固氮微生物的影响

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林业科学 2022年第7期58卷 82-92页

作者：刘彩霞陈俊辉秦华梁辰飞徐秋芳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农林大学环境与资源学院临安311300

【目的】探讨毛竹林长期有机无机肥配施对土壤固碳和固氮微生物群落结构的影响,以期为我国竹林土壤肥力维持和提高提供理论依据。【方法】采集毛竹林集约经营6年(IM6)、10年(IM10)、15年(IM15)、20年(IM20)的表层(0-20 cm)和亚表层(20-4... 详细信息

【目的】探讨毛竹林长期有机无机肥配施对土壤固碳和固氮微生物群落结构的影响,以期为我国竹林土壤肥力维持和提高提供理论依据。【方法】采集毛竹林集约经营6年(IM6)、10年(IM10)、15年(IM15)、20年(IM20)的表层(0-20 cm)和亚表层(20-40 cm)土壤,以立地条件相同且未施肥毛竹林为对照(CK),采用荧光定量PCR(qPCR)、末端限制性片段长度多态分析(T-RFLP)和克隆文库,进行冗余分析(RDA)。【结果】1)不同经营年限土壤pH值稳定在5.0-5.5,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)和速效钾(AP)含量波动较大,但与CK相比,经营20后土壤养分含量均显著上升(P<0.05)。2)与CK相比,表层土壤固碳基因cbbL丰度在IM6时显著降低(P<0.05),IM20时土壤cbbL基因丰度恢复至CK水平;而各经营年限的土壤固氮基因nifH丰度显著低于CK(P<0.05)并持续下降。固碳和固氮微生物Shannon指数和均匀度指数在IM10显著下降(P<0.05),IM20时显著提高(P<0.05)。毛竹林各经营年限固碳微生物群落结构与CK差异显著,而固氮微生物的IM20群落结构与CK相似。3)系统发育分析表明,固碳微生物的优势菌群主要是变形菌门的慢生根瘤菌、百分红螺菌、运动硫黄球菌、美叶葡萄球菌、菊苣中根瘤菌、Starkeya novella;固氮微生物优势菌群主要是根瘤菌。4)固碳微生物群落结构与土壤AP和NH_(4)^(+)-N含量以及δ^(13) C变化显著相关,固氮微生物群落结构与土壤AP、AK、SOC、NO_(3)^(-)-N、C∶N和AN变化显著相关(P<0.05)。【结论】毛竹林长期配施有机无机肥,提高了土壤养分含量,且未造成土壤酸化,对改善土壤养分具有积极作用,土壤养分变化是驱动毛竹林土壤中固碳和固氮微生物丰度、多样性和群落结构变化的重要原因。

关键词：毛竹林有机无机配施固碳微生物固氮微生物

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铁皮石斛多糖含量的高光谱反演研究

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光谱学与光谱分析 2014年第6期34卷 1645-1648页

作者：张银涛葛宏立孙贞邹红玉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临安311300 浙江农林大学天目学院浙江临安311300

铁皮石斛是我国传统的中草药,多糖含量是衡量其品质优劣的一个重要指标。主要研究铁皮石斛多糖含量与光谱间的关系,旨在寻找铁皮石斛多糖含量的无损检测方法。研究方法:实验材料选自不同处理铁皮石斛组培苗和不同生长阶段的驯化苗。其... 详细信息

铁皮石斛是我国传统的中草药,多糖含量是衡量其品质优劣的一个重要指标。主要研究铁皮石斛多糖含量与光谱间的关系,旨在寻找铁皮石斛多糖含量的无损检测方法。研究方法:实验材料选自不同处理铁皮石斛组培苗和不同生长阶段的驯化苗。其中36个样本作为建模样本建立模型,11个样本作为检验样本对模型进行检验。分别采用偏最小二乘回归法和因子分析法建立样本光谱与多糖含量间的关系。结果表明:(1)光谱一阶微分与多糖含量的相关性优于光谱反射率,其中对多糖含量较敏感的波段主要集中在可见光区域。(2)偏最小二乘回归法的模型决定系数最高,但其预测能力较差。因子分析法模型具有较好预测能力,基于光谱反射率因子分析模型和基于光谱一阶微分因子分析模型的相对分析误差分别为2.269和2.305。

关键词：铁皮石斛多糖高光谱偏最小二乘回归

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基于叶片高光谱特性分析的树种识别

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光谱学与光谱分析 2010年第7期30卷 1825-1829页

作者：王志辉丁丽霞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环境科技学院浙江临安311300

高光谱遥感技术的出现将为解决森林树种的精细识别难题提供有效的途径。利用高光谱遥感技术进行树种鉴别时,光谱特征的选择及提取是个非常重要的过程。与多光谱数据相比,高光谱数据具有波段多、数据量大、冗余度大等特点。该文利用光谱... 详细信息

高光谱遥感技术的出现将为解决森林树种的精细识别难题提供有效的途径。利用高光谱遥感技术进行树种鉴别时,光谱特征的选择及提取是个非常重要的过程。与多光谱数据相比,高光谱数据具有波段多、数据量大、冗余度大等特点。该文利用光谱微分法对原始光谱数据进行处理,分析不同树种原始光谱、光谱一阶微分和光谱二阶微分曲线图,从中选择差异较大的波段用于鉴别不同树种。最后利用欧氏距离对所选择的波段进行检验识别不同树种的效果,检验的结果显示选择的波段能有效地区分不同树种。区分不同树种的有效波段大都位于近红外波段,并且差异最大的波段也是近红外波段,其分别为1 657～1 666和1 868～1 877 nm。

关键词：树种高光谱光谱微分欧氏距离

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中国亚热带4种林分类型凋落叶分解过程中^(13)C NMR波谱特征

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林业科学 2017年第6期53卷 127-134页

作者：赵培平姜培坤孟赐福何珊琼浙江农林大学环境与资源学院临安311300 浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室临安311300

【目的】旨在揭示不同结构碳组分在凋落叶分解过程中的作用机制。【方法】以浙江省临安玲珑山毛竹人工林、马尾松天然次生林、杉木人工林和青冈天然次生林凋落叶为研究材料,采用常规化学分析方法与固态13C核磁共振技术探讨其分解过程中... 详细信息

【目的】旨在揭示不同结构碳组分在凋落叶分解过程中的作用机制。【方法】以浙江省临安玲珑山毛竹人工林、马尾松天然次生林、杉木人工林和青冈天然次生林凋落叶为研究材料,采用常规化学分析方法与固态13C核磁共振技术探讨其分解过程中的全C和全N含量及不同形态C化合物相对含量的变化。【结果】经12个月的分解,4种林分凋落叶的质量损失率表现为青冈天然次生林(53.80%)>马尾松天然次生林(52.69%)>杉木人工林(48.31%)>毛竹人工林(41.17%);在分解过程中,凋落叶中的N含量逐渐升高,C含量和C/N比逐渐降低,烷氧碳的相对含量显著减少(9.34%~15.48%,P<0.05),而芳香碳和羰基碳分别增加25.14%~37.37%和0.75~2.08倍(P<0.05);凋落叶中的C含量与凋落叶质量残存率之间,C/N比与凋落叶质量残存率之间均极显著正相关(r=0.901 0~0.984 0,P<0.01),而N含量与凋落叶质量残存率极显著负相关(r=-0.921 1^-0.983 1,P<0.01),凋落叶中的烷氧碳相对含量与凋落叶质量残存率呈极显著正相关(r=0.808 2~0.962 2,P<0.01),芳香碳相对含量与凋落叶质量残存率间、羰基碳相对含量与凋落叶质量残存率间均极显著负相关(r=-0.779 9^-0.936 6,P<0.01),除马尾松人工林外,其他林分凋落叶的烷基碳相对含量与凋落叶质量残存率均无显著相关性。【结论】4种林分凋落叶中,青冈天然次生林凋落叶降解最快;在有机碳中,烷氧碳、芳香碳和羰基碳在凋落叶降解过程中起着决定性的作用;13C NMR波谱技术更利于监测凋落叶分解过程中不同结构碳组分的变化,从而更深刻认识凋落叶的分解机制。

关键词：林分类型基质质量凋落叶质量损失率 ^13C NMR

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