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PROSPECT5耦合4SAIL模型的亚热带典型森林冠层反射率时间序列模拟

应用生态学报 2017年第8期28卷 2461-2469页

作者：张璐颖李雪建杜华强崔璐毛方杰刘玉莉李阳光朱迪恩省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江临安311300 浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室浙江临安311300 浙江农林大学环境与资源学院浙江临安311300

冠层反射率在森林植被类型精确解译、森林碳同化关键参数如叶面积指数(LAI)、叶绿素等遥感反演等方面具有重要意义.本研究以亚热带毛竹林、雷竹林和常绿落叶阔叶混交林3种典型森林类型为研究对象,通过耦合PROSPECT5和4SAIL模型模拟其冠... 详细信息

冠层反射率在森林植被类型精确解译、森林碳同化关键参数如叶面积指数(LAI)、叶绿素等遥感反演等方面具有重要意义.本研究以亚热带毛竹林、雷竹林和常绿落叶阔叶混交林3种典型森林类型为研究对象,通过耦合PROSPECT5和4SAIL模型模拟其冠层反射率时间序列.首先,对PROSPECT5和4SAIL模型参数进行敏感性分析,探讨模型参数对冠层反射率的影响;其次,利用实测反射率对不敏感参数进行优化,并确定其参数值;最后,耦合PROSPECT5和4SAIL模型模拟3种亚热带森林冠层反射率,并与MODIS反射率进行对比.结果表明:LAI对第1、2、3、5、7波段最敏感,各波段的总敏感指数分别为0.80、0.83、0.94、0.66、0.47;叶绿素含量对第4波段最敏感,总敏感指数为0.59;叶片含水量对第6波段的敏感性最大,总敏感性指数为0.54;叶子结构参数、类胡萝卜素、热点参数、干物质含量和土壤干湿比等参数对各个波段都不敏感或敏感性较小.优化后的PROSPECT5和4SAIL模型模拟得到的冠层反射率能够真实反映3种典型森林的季节性变化规律,通过与MODIS反射率对比分析发现,模拟冠层反射率和MODIS反射率之间具有较高的决定系数,分别为0.86、0.90、0.93,均方根误差(RMSE)也较小,分别为0.09、0.07、0.05,且模拟反射率能在一定程度上解决MODIS反射率数据冬季易受雨雪、混合像元影响等问题.

关键词：亚热带森林冠层反射率 PROSPECT5模型 4SAIL模型敏感性分析

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综合面向对象与决策树的毛竹林调查因子及碳储量遥感估算

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应用生态学报 2017年第10期28卷 3163-3173页

作者：杜华强孙晓艳韩凝毛方杰省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江临安311300 浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室浙江临安311300 浙江农林大学环境与资源学院浙江临安311300

综合面向对象和CART决策树方法,对浙江省安吉县山川乡毛竹林分布信息及胸径、树高、郁闭度等调查因子和地上部分碳储量进行遥感定量估算.结果表明:综合基于多尺度分割的对象特征及决策树,能够充分利用不同尺度层次信息关联的优势,实现... 详细信息

综合面向对象和CART决策树方法,对浙江省安吉县山川乡毛竹林分布信息及胸径、树高、郁闭度等调查因子和地上部分碳储量进行遥感定量估算.结果表明:综合基于多尺度分割的对象特征及决策树,能够充分利用不同尺度层次信息关联的优势,实现毛竹林专题信息高精度提取,其用户精度达到89.1%;基于对象特征构建的毛竹林调查因子回归树估算模型,其估算结果均能达到正常或较好水平,其中,郁闭度回归树模型的精度最高为67.9%,估算效果较好;而平均胸径和树高估算的总精度相对较低,这与采用光学遥感数据进行森林树高、胸径估算达不到理想结果的结论一致;毛竹林地上部分碳储量回归树模型的估算结果较好,高值区域估算精度达到80%以上.

关键词：面向对象决策树森林调查参数地上碳储量 SPOT5

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基于TM影像、森林资源清查数据和人工神经网络的森林碳空间分布模拟

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生态学报 2011年第4期31卷 998-1008页

作者：汪少华张茂震赵平安陈金星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临安311300 亚热带森林培育国家重点实验室培育基地临安311300 浙江农林大学环境科技学院临安311300

森林是陆地生态系统中最大的碳库,在全球碳平衡和减缓全球气候变化方面发挥着不可替代的作用。当前主要利用森林资源清查数据和优势树种材积源-生物量的关系进行碳储量估算,在此基础上有效结合遥感影像数据将会更好的满足相关部门对国... 详细信息

森林是陆地生态系统中最大的碳库,在全球碳平衡和减缓全球气候变化方面发挥着不可替代的作用。当前主要利用森林资源清查数据和优势树种材积源-生物量的关系进行碳储量估算,在此基础上有效结合遥感影像数据将会更好的满足相关部门对国家和区域森林碳储量计算的需求。利用临安市2004年森林资源清查的930个样地数据和同年度Landsat TM影像数据,提取6个波段灰度值以及与碳储量相关性相对较大的3个波段组合,结合人工神经网络对研究区森林碳储量及其分布进行有效模拟。结果显示,用误差反向传播算法训练神经网络较好的重建了森林碳密度空间分布和变化,森林碳地上部分模拟结果与样地实测值之间的一致性好,全区域模拟结果森林碳平均值为0.98Mg(10.89Mg/hm2),总体森林碳密度模拟结果低于样地平均值约13%,进一步验证了人工神经网络在对大范围森林碳估算与模拟上具有较好的效果,为区域森林碳储量的估测研究提供有效的方法支持。

关键词：森林碳人工神经网络森林资源清查 TM影像

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不同施肥模式对雷竹林土壤真菌群落特征的影响

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应用生态学报 2017年第4期28卷 1168-1176页

作者：陈志豪梁雪李永春李永夫徐秋芳邬奇峰李松昊沈振明浙江农林大学环境与资源学院/浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室/亚热带森林培育国家重点实验室培育基地浙江临安311300 临安市农林技术推广中心浙江临安311300

为探明施肥处理对雷竹林土壤真菌群落特征的影响,采用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)和荧光定量PCR技术,分析有机肥(M)、化肥(CF)、化肥配施有机肥(CFM)、化肥配施有机肥加覆盖(CFMM)及不施肥(CK)处理土壤真菌群落结构和数量特征.结... 详细信息

为探明施肥处理对雷竹林土壤真菌群落特征的影响,采用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)和荧光定量PCR技术,分析有机肥(M)、化肥(CF)、化肥配施有机肥(CFM)、化肥配施有机肥加覆盖(CFMM)及不施肥(CK)处理土壤真菌群落结构和数量特征.结果表明:施肥显著影响真菌群落结构与多样性,表层(0~20 cm)土壤中M、CFMM处理与CK,亚表层(20~40 cm)土壤中CF、CFMM处理与CK之间真菌群落结构均存在明显差异;且表层土壤中CF、CFMM处理真菌Shannon指数和均匀度指数显著低于CK.M、CFM处理表层土壤真菌数量显著高于CK.土壤有机质、全氮、铵态氮和速效钾含量显著影响了真菌群落结构的变异;全氮、铵态氮、硝态氮含量与真菌数量均呈显著正相关.表明雷竹林表层和亚表层土壤中真菌群落对施肥处理的响应存在明显差异,表层土壤真菌群落明显受有机质添加的影响,而亚表层则对化肥投入较为敏感;施肥对真菌群落多样性的影响主要集中在表层土壤.

关键词：施肥模式土壤真菌雷竹林群落特征土层

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基于Copula密度函数的毛竹胸径年龄结构特征二元联合分布

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林业科学 2021年第11期57卷 94-104页

作者：刘恩斌姚鸿文任泽茜周国模杜华强浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室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杭州311300 伦敦大学学院地理系伦敦WC1E6BT 浙江省森林资源监测中心杭州310020

【目的】针对森林结构特征因子常用二元联合分布研究方法存在的缺陷,选择适用条件低、适应范围广、应用价值大的二元Copula分布(密度)函数构建毛竹胸径年龄二元联合分布模型,为精确测量森林结构特征因子联合分布提供参考。【方法】选取... 详细信息

【目的】针对森林结构特征因子常用二元联合分布研究方法存在的缺陷,选择适用条件低、适应范围广、应用价值大的二元Copula分布(密度)函数构建毛竹胸径年龄二元联合分布模型,为精确测量森林结构特征因子联合分布提供参考。【方法】选取5种常用二元Copula密度函数、二元Sbb密度函数和二元Weibull分布函数对2009年浙江省177块毛竹连续清查固定样地的胸径年龄二元联合分布进行描述,对比分析各函数的测量精度;经二维频数直方图和AIC评定,选择胸径年龄最优二元Copula密度函数,并在此基础上构建浙江省毛竹胸径年龄二元Copula联合分布模型,采用柯尔莫哥洛夫检验各分布(密度)函数的拟合优度。【结果】二元Weibull分布函数的确定系数(R2)=0.9901,二元Sbb密度函数的R2=0.7362,二元Gumbel Copula密度函数的R2=0.9841、AIC=19.5196,为5种常用二元Copula密度函数中AIC最小的函数;二元Gumbel Copula密度函数、二元Weibull分布函数和二元Sbb密度函数累计值的最大偏差分别为0.0158、0.0070和0.0781,在0.05显著性水平下的阈值为0.1798。【结论】二元Gumbel Copula密度函数为测量毛竹胸径年龄联合分布的最优Copula密度函数;二元Weibull分布函数的测量精度最高,但参数比二元Copula密度分布(密度)函数多,迭代参数没有二元Copula密度(分布)函数易收敛,二元Sbb密度函数的测量精度最低;毛竹胸径年龄联合分布均服从3种分布;二元Copula分布(密度)函数适合于胸径年龄的任意边缘分布,即不需要确定边缘分布函数类型;二元Copula分布(密度)函数参数拟合不需要胸径年龄联合分布数据,只有胸径年龄边缘分布值时,应用二元Copula分布(密度)函数可得到相应的胸径年龄联合密度值,二元Copula分布(密度)函数比常用二元分布(密度)函数的适用条件低、适应范围广、应用价值大。

关键词：毛竹二元分布 Copula密度函数生物量胸径年龄结构特征

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不同人为干扰措施对天然次生灌丛土壤肥力及蓄水能力的影响

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生态学报 2018年第3期38卷 1097-1105页

作者：尤誉杰王懿祥张华锋邱烷婷吴敏娟浙江农林大学环境与资源学院省部共建亚热带森林培育国家重点实验室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 临安林业局临安311300

亚热带常绿阔叶林遭反复干扰后退化形成的天然次生灌丛在未管护模式下难以恢复为乔木林。在浙江省临安市选择典型天然次生灌丛,以强度人为干扰为对照、分别进行保护性干扰和适度人为干扰,探讨灌丛土壤蓄水能力和肥力质量的响应。4年试... 详细信息

亚热带常绿阔叶林遭反复干扰后退化形成的天然次生灌丛在未管护模式下难以恢复为乔木林。在浙江省临安市选择典型天然次生灌丛,以强度人为干扰为对照、分别进行保护性干扰和适度人为干扰,探讨灌丛土壤蓄水能力和肥力质量的响应。4年试验结果表明:与强度人为干扰相比,保护性干扰和适度人为干扰后的土壤总贮水量、吸持贮水量和滞留贮水量分别提高了12.41%、5.33%、17.37%和29.13%、33.23%和26.24%;最大持水量、毛管持水量和最小持水量分别提高了23.35%、9.51%、17.55%和48.63%、56.08和71.05%;与强度人为干扰相比,保护性干扰和适度人为干扰的综合肥力分别提高了1.9%和38.5%,其中保护性干扰的水解氮、有机碳和有机质含量提高了12.11%、38.91%和38.94%,适度人为干扰的水解氮、有效磷、有机碳和有机质含量提高了61.97%、90.57%、130%和130.04%,保护性干扰和适度人为干扰的土壤综合评价指数分别提高了15.43%和58.94%。研究表明,与保护性干扰相比,适度人为干扰在土壤的蓄水保水、肥力和固碳增汇等方面更能达到预期的目标。在有条件经营的情况下,可以选择适度人为干扰措施对天然次生灌丛进行管理从而达到加快土壤恢复的目的。

关键词：天然次生灌丛人为干扰土壤蓄水土壤肥力土壤有机碳封禁

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施肥对板栗林土壤CH_4吸收通量动态的影响

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植物营养与肥料学报 2013年第6期19卷 1428-1437页

作者：张蛟蛟李永夫姜培坤周国模刘娟浙江农林大学环境与资源学院浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室亚热带森林培育国家重点实验室培育基地浙江临安311300

为了探明无机肥和有机肥施用对板栗林地土壤CH4吸收通量动态的影响,探讨板栗林地土壤CH4通量与环境因子之间的关系,在浙江省临安市典型板栗林样地布置施肥试验。于2011年6月2012年6月期间,采用静态箱-气相色谱法测定了不施肥(CK)、无机... 详细信息

为了探明无机肥和有机肥施用对板栗林地土壤CH4吸收通量动态的影响,探讨板栗林地土壤CH4通量与环境因子之间的关系,在浙江省临安市典型板栗林样地布置施肥试验。于2011年6月2012年6月期间,采用静态箱-气相色谱法测定了不施肥(CK)、无机肥(IF)、有机肥(OF)和有机无机混合肥(OIF)处理下土壤CH4吸收通量的全年动态变化,并测定了土壤温度、土壤水分、水溶性有机碳(WSOC)和微生物量碳(MBC)含量。结果表明,板栗林土壤CH4吸收通量呈现明显的季节性变化,最大值出现在9月,最小值出现在2 3月;施肥处理均显著抑制了土壤CH4的吸收,具体表现为IF、OF和OIF处理下土壤CH4年吸收量与CK处理[CH43.09 kg/(hm2·a)]相比分别减少了7.0%、1.6%和4.4%。此外,施肥显著增加了土壤WSOC和MBC含量(P<0.05),且施肥使土壤碱解氮、铵态氮、硝态氮、全氮和有机质含量均有不同程度的增加。相关性分析表明,土壤CH4吸收通量与土壤表层5 cm处温度之间呈显著正相关(P<0.05),但与土壤水分、MBC含量之间没有显著相关性;土壤CH4吸收与土壤WSOC含量之间(除CK处理外)均具有显著相关性(P<0.05)。因此,施肥引起土壤理化性质[如NH+4-N、NO-3-N、全氮(TN)、有机碳(SOC)等]和WSOC含量的改变可能是施肥显著抑制了板栗林土壤CH4排放的主要原因。

关键词：板栗林 CH4吸收通量施肥水溶性有机碳微生物量碳

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目标树抚育对亚热带天然次生灌丛群落结构和多样性的影响

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应用生态学报 2017年第5期28卷 1414-1420页

作者：张慧周国模白尚斌王懿祥尤誉杰朱婷婷张华锋省部共建亚热带森林培育国家重点实验室/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浙江临安311300 临安市林业局浙江临安311300

在浙江省临安市选择典型天然次生灌丛,分别进行封禁和目标树抚育,探讨灌丛恢复为乔木林的可能性.结果表明:4年后,与未管护(对照)相比,封禁和目标树抚育后群落平均胸径分别提高1.3和2.6倍,平均高度分别提高0.5和1.1倍;目标树抚育林木出... 详细信息

在浙江省临安市选择典型天然次生灌丛,分别进行封禁和目标树抚育,探讨灌丛恢复为乔木林的可能性.结果表明:4年后,与未管护(对照)相比,封禁和目标树抚育后群落平均胸径分别提高1.3和2.6倍,平均高度分别提高0.5和1.1倍;目标树抚育林木出现了对照林分没有的4.5~8.5 cm径阶和4.5~8.5 m树高阶,形成了4 m高的新林层;灌木层物种丰富度和多样性指数没有因抚育而下降;封禁管理维持了群落的树种组成,遵循原有的演替方向;目标树抚育显著改变了群落的树种组成,提高了目的树种的重要值,近期有可能恢复成为针阔混交林群落.与封禁相比,目标树抚育在优势林木胸径和高度生长、树种组成改善等方面更能达到预想的目标.在有条件经营的情况下,可以选择目标树抚育模式对天然次生灌丛进行管理,从而达到加快群落恢复演替形成乔木林的目的.

关键词：天然次生灌丛群落结构树种组成树种多样性目标树抚育封禁管理

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遮光对木荷和枫香光合特性的影响

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浙江农林大学学报 2017年第1期34卷 28-35页

作者：朱婷婷王懿祥朱旭丹尤誉杰邱烷婷浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室培育基地浙江临安311300 浙江农林大学环境与资源学院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

在浙江临安次生灌丛群落中设置3种不同遮光率的光环境(0%,50%,70%),观测及比较不同光环境中木荷Schima superba和枫香Liquidambar formosana部分叶片特征、光合色素质量浓度、叶绿素荧光和净光合速率,探讨遮光处理对木荷和枫香生理生态... 详细信息

在浙江临安次生灌丛群落中设置3种不同遮光率的光环境(0%,50%,70%),观测及比较不同光环境中木荷Schima superba和枫香Liquidambar formosana部分叶片特征、光合色素质量浓度、叶绿素荧光和净光合速率,探讨遮光处理对木荷和枫香生理生态的影响。结果表明:遮光处理下木荷叶片和枫香叶片比叶面积、相对含水量以及光合色素质量浓度均显著增大(P<0.05);不同光照条件下木荷叶片比叶质量和叶绿素a/b均比枫香小,而比叶面积较大;遮光处理枫香叶片Fv/Fm均低于全光照,且70%遮光条件下F_v/F_m为0.74;木荷叶片F_v/F_m值均为0.75~0.85;50%遮光程度下,12:00时间段木荷叶片净光合速率高于全光照条件。综上所述,木荷较枫香耐荫,能适应更宽的光照幅度。在亚热带次生灌丛演替进程中,木荷不同于枫香,在森林演替上属于中间性类型,在强光条件下适度遮光可促进其生长。

关键词：树木生理学遮光比叶面积比叶质量光合色素质量浓度光合系统Ⅱ最大光化学效率净光合速率日变化

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基于回归与随机模拟的区域森林碳分布估计方法比较

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林业科学 2011年第6期47卷 1-8页

作者：沈希张茂震祁祥斌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临安311300 浙江农林大学环境与资源学院临安311300 亚热带森林培育国家重点实验室培育基地临安311300

以临安市为例,利用2004年森林资源清查样地数据和同年度Landsat TM影像数据,采用一元二次非线性回归和序列高斯协同模拟方法分别模拟森林地上部分碳密度及其分布,并对模拟结果进行比较分析。结果表明:一元二次非线性回归估计得研究区森... 详细信息

以临安市为例,利用2004年森林资源清查样地数据和同年度Landsat TM影像数据,采用一元二次非线性回归和序列高斯协同模拟方法分别模拟森林地上部分碳密度及其分布,并对模拟结果进行比较分析。结果表明:一元二次非线性回归估计得研究区森林碳储量为2365404.37t,碳密度平均值为9.0000t·hm-2,最大值为73.7144t·hm-2,最小值为0.7156t·hm-2;序列高斯协同模拟得研究区森林碳储量为3291659.83t,碳密度平均值为12.5233t·hm-2,最大值为78.9133t·hm-2,最小值为0.0833t·hm-2;根据2004年森林资源清查样地数据,按随机抽样方法估计研究区森林碳储量为2708897.90t,样地碳密度平均值为10.3065t·hm-2,其最大值为96.9625t·hm-2,最小值为0;序列高斯协同模拟结果更接近地面样地估计结果,而且碳密度分布范围更合理;一元二次非线性回归估计结果与地面样地估计结果之差的累积平方和为9857.4619,而序列高斯协同模拟结果与实测结果之差的累积平方和为8018.4625;序列高斯协同模拟较一元二次非线性回归在估计区域森林碳空间分布上有明显优势。

关键词：森林碳储量碳密度碳分布 TM影像序列高斯协同模拟临安

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