Sentinel-2遥感影像在天山北坡乔木林地上碳储量估算中的应用

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作者 赵兵杰 高鹏远 +4 位作者 王春博 赵卫常 左伟昆 梁岱松 司雷 《湖北农业科学》 2025年第6期190-196,共7页

为探究Sentinel-2对天山北坡乔木林地上碳储量的估测潜力,利用2021年Sentinel-2遥感影像和样方调查数据开展试点研究。综合考虑光谱信息、植被指数、纹理特征、地形因子,采用平均残差平方和(RMS)、赤池信息准则(AIC)、校正决定系数(R^(2... 为探究Sentinel-2对天山北坡乔木林地上碳储量的估测潜力,利用2021年Sentinel-2遥感影像和样方调查数据开展试点研究。综合考虑光谱信息、植被指数、纹理特征、地形因子,采用平均残差平方和(RMS)、赤池信息准则(AIC)、校正决定系数(R^(2)_adjust)筛选最优变量,应用偏最小二乘回归法和稳健估计法分别建模,并以决定系数(R^(2))、均方根误差(ERMS)、相对均方根误差(ERRMS)、偏差(bbias)评价模型精度。结果表明,基于Sentinel-2遥感影像数据共提取出22个极显著遥感因子(P<0.01),通过变量优选确定7个建模因子,涵盖光谱信息(band11、band12、band4、band5)、植被指数(NDVI、RVI)和纹理特征(b11-Mean)3类特征。偏最小二乘回归模型和稳健估计模型的预测精度和可靠性均较高,且偏最小二乘回归模型更优,表明Sentinel-2在天山北坡乔木林碳储量估测中具有较好的适用性。 展开更多

关键词 Sentinel-2 遥感影像 乔木林 地上碳储量 偏最小二乘回归法 稳健估计法 天山北坡

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南亚热带常绿阔叶林地上碳储量空间分布特征及其影响因素

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作者 李林 赵毅 +4 位作者 温智峰 刘佳润 魏识广 周景钢 冯嘉谊 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4687-4697,共11页

旨在探讨南亚热带常绿阔叶林地上碳储量空间分布特征及其影响因素,为了解该区域森林的碳汇功能提供理论依据。通过对鼎湖山南亚热带常绿阔叶林20 hm2固定森林样地调查数据,采用一元线性回归分析和主成分分析方法,划分优势种和非优势种,... 旨在探讨南亚热带常绿阔叶林地上碳储量空间分布特征及其影响因素,为了解该区域森林的碳汇功能提供理论依据。通过对鼎湖山南亚热带常绿阔叶林20 hm2固定森林样地调查数据,采用一元线性回归分析和主成分分析方法,划分优势种和非优势种,研究地上碳储量的空间分布和生物/非生物因素的影响,获取了以下结果:(1)优势种对鼎湖山南亚热带常绿阔叶林地上碳储量贡献更大(1533.85 Mg,74.72%),尤其是大径级物种(1389.68 Mg,67.69%)。优势种地上碳储量(CV=0.635)的空间分布较非优势种(CV=0.690)更加均匀。(2)物种多样性与优势种和总体地上碳储量负相关,而与非优势种正相关。(3)群落总体、优势种和非优势种的地上碳储量均与结构多样性显著正相关。然而,结构多样性对非优势种地上碳储量的影响程度高于优势种。(4)群落中的土壤营养度、凹凸度与地上碳储量正相关。综上所述,通过提升非优势种的物种多样性可以增加鼎湖山南亚热带常绿阔叶林地上碳储量。此外,改善土壤营养条件也有助于提升南亚热带森林的碳汇功能。 展开更多

关键词 地上碳储量 南亚热带常绿阔叶林 物种多样性 结构多样性 地形和土壤

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基于GF-2影像的武汉市九峰山国家森林公园地上碳储量估算 被引量：3

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作者 韩云亭 李思悦 罗协 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期611-619,共9页

探究国产高分辨率数据在森林碳储量估算研究中的潜力,为构建森林碳储量估算模型提供新思路。选取武汉市九峰山国家森林公园为研究对象,以GF-2遥感影像为数据源,结合地面实测信息,对研究区森林地上碳储量进行估算,共提取6个植被指数、4... 探究国产高分辨率数据在森林碳储量估算研究中的潜力,为构建森林碳储量估算模型提供新思路。选取武汉市九峰山国家森林公园为研究对象,以GF-2遥感影像为数据源,结合地面实测信息,对研究区森林地上碳储量进行估算,共提取6个植被指数、4个波段值、8种纹理特征,筛选出9个与实测碳储量相关的遥感变量,运用线性与非线性方程对单个高相关变量和多个相关变量进行建模,选出最优模型,为进一步提高预测精度,将模型代入4种纹理窗口(3×3、5×5、7×7、9×9)。结果表明:通过遥感图像提取的植被指数之间,具有较强的共线性,单变量建立的模型精度低于多变量模型;利用均方根误差RMSE与决定系数R^(2)对4个窗口下模型的预测精度进行评价,模型在5×5窗口下预测效果最好(R^(2)=0.73,RMSE=0.5),3×3窗口下预测效果最差(R^(2)=0.64,RMSE=0.8),将所有估测模型进行比较,在纹理窗口下模型精度提高了0.11。利用5×5窗口下构建的多变量模型对研究区碳储量进行估算,九峰山国家森林公园碳储总量为1.06×10^(4) t,总体平均碳密度为84.59 t/hm^(2),具有一定的固碳作用。选用国产高分辨率影像GF-2数据对武汉市九峰山森林公园进行反演研究,能很好地运用在森林植被碳储量定量与生长状况领域。研究结果对“双碳”目标下森林生态系统碳汇监测与管理具有重要科学意义。 展开更多

关键词 GF-2 地上碳储量 遥感反演 森林碳汇 湖北

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基于GEE平台和多源遥感数据的五指山森林地上碳储量评估

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作者 文璋 臧卓 王旭 《中南林业调查规划》 2024年第4期46-53,共8页

随着国家“双碳”目标的提出,森林地上碳储量的快速评估已经成为研究热点。以海南省五指山市为研究区,结合谷歌地球引擎(GEE),利用公开的Landsat 8影像和Sentinel-2影像为主要数据源,使用多元线性回归、支持向量机、BP神经网络、RBF神... 随着国家“双碳”目标的提出,森林地上碳储量的快速评估已经成为研究热点。以海南省五指山市为研究区,结合谷歌地球引擎(GEE),利用公开的Landsat 8影像和Sentinel-2影像为主要数据源,使用多元线性回归、支持向量机、BP神经网络、RBF神经网络和随机森林5种拟合算法,构建五指山市森林地上碳储量快速估测模型。结果显示:1)通过遥感因子与森林地上碳储量的相关性分析可知,遥感因子与森林地上碳储量主要呈非线性关系,因而选用非线性的数据模型建模效果更理想;2)通过5种遥感估测模型精度的比较分析,随机森林模型的表现最佳,精度最高(R^(2)=0.639,RMSE=20.890);3)比较Landsat 8影像、Sentinel-2影像以及两者结合使用的模型精度,发现两者结合情况下的模型拟合效果最理想,说明两种数据之间具有互补性;4)五指山市碳密度的空间分布特点为东部、南部、北部森林保护区碳密度大,中部、西部城区碳密度小,与遥感影像显示的植被分布情况基本一致。以上结果说明,利用多源遥感数据和多种模型可以有效提升碳储量估测方法的精度,得到森林地上碳储量的快速估测方法,为海南岛热带雨林生态碳循环和碳汇研究提供科学依据。 展开更多

关键词 森林地上碳储量 GEE 随机森林 热带雨林

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基于KNN方法的大兴安岭地区森林地上碳储量遥感估算 被引量：38

5

作者 戚玉娇 李凤日 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期46-55,共10页

【目的】采用KNN方法进行碳储量估测,并对估测后的数据进行各种校正处理,绘制森林地上碳储量的空间分布图,为我国森林碳储量和固碳潜力的研究提供基础数据和科学依据。【方法】以黑龙江省大兴安岭为研究区(50°05'—53°33&... 【目的】采用KNN方法进行碳储量估测,并对估测后的数据进行各种校正处理,绘制森林地上碳储量的空间分布图,为我国森林碳储量和固碳潜力的研究提供基础数据和科学依据。【方法】以黑龙江省大兴安岭为研究区(50°05'—53°33'N,121°11'—127°01'E),基于2010年森林资源连续清查固定样地和同年Landsat5 TM影像数据,利用k-邻近法(KNN)在像素级水平上对森林地上碳储量进行估算。采用多准则方法分东、南、北和中4个区域对样地坐标和其对应的影像光谱值进行坐标重配准,并根据实测样地数据对坐标重配置前后不同林分类型地上碳储量估测精度进行评价;针对KNN方法像素级估测结果存在明显的高值区域低估和低值区域高估现象,应用直方图匹配方法对估测结果进行变动范围调整;并根据样地实测碳储量和KNN估测值间的回归关系对调整后的结果分区域进行进一步匹配校正后处理,绘制森林碳储量的空间分布图。【结果】总体来说,本研究区域像元尺度KNN估测的欧式距离优于马氏距离,均方根误差随着最邻近值k的增大而降低,当k大于6时变化缓慢,并逐渐趋于稳定;坐标误差校正后,各林分类型森林地上碳储量的估测精度均显著提高,平均均方根误差由17.23降低到14.3 t·hm-2;直方图匹配后,各区域样地点高值区域低估和低值区域高估现象均有很大程度改善,实测值和估测值间的相关关系明显增强,然而高值地区(碳储量大于20 t·hm-2)出现过高估计现象;经匹配校正后处理的均值、标准差、直方图和累积频率分布图更接近样地实测值,均方根误差也明显降低,高值地区过高估计现象得到很好校正。【结论】森林资源清查数据、遥感数据及KNN方法相结合逐渐成为区域尺度森林参数空间连续估测的重要手段。同利用光谱值和森林参数建立的回归模型相比,KNN方法能够更多地考虑到森林参数同光谱值之间的非线性依赖关系;但KNN估测方法除了受距离度量标准、最邻近值k的大小以及影像波段的选取等因素影响外,还存在如样地坐标和对应的影像光谱值匹配误差、像素级估测结果多呈明显集中分布趋势等问题,使得该方法的应用受到一定限制。本文的研究表明,对这些因素进行合理的校正,将更有利于区域尺度森林参数的精确估计和反演。 展开更多

关键词 KNN 森林地上碳储量 遥感 坐标配准 直方图匹配

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基于CBERS数据的亚热带森林地上碳储量估算 被引量：5

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作者 王长委 胡月明 +3 位作者 沈德才 黄胜利 朱剑云 王璐 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期88-96,共9页

为探讨CBERS-02B星CCD数据在亚热带森林地上碳储量估算方面的能力,以东莞市范围内的亚热带森林为研究对象,对比分析CBERS-02B星CCD数据的波段信息、植被指数、纹理信息和森林地上碳储量之间的相关性,发现纹理信息的估算能力最强;在此基... 为探讨CBERS-02B星CCD数据在亚热带森林地上碳储量估算方面的能力,以东莞市范围内的亚热带森林为研究对象,对比分析CBERS-02B星CCD数据的波段信息、植被指数、纹理信息和森林地上碳储量之间的相关性,发现纹理信息的估算能力最强;在此基础上,将波段信息、植被指数和纹理信息结合在一起,通过逐步回归策略构建CBERS-02B星CCD数据的亚热带森林地上碳储量估算模型,其调整系数R2达到0.53,显著度水平P远远小于0.05。这表明:尽管CBERS-02B星CCD数据的近红外波段存在一定的漂移,但是将CBERS-02B星CCD数据的波段信息、植被指数、纹理信息集成构建森林地上碳储量估算模型,在一定程度上可以克服波段信息、植被指数、纹理信息各自单独估算森林地上碳储量的缺点,增强各自间的互补性,提高CBERS-02B星CCD数据估算森林地上碳储量的能力;而且基于CBERS-02B星CCD数据估算的东莞市碳储量空间分布和东莞市实际碳储量分布情况基本一致,说明CBERS-02B星CCD数据用于亚热带的森林地上碳储量估算是可行的。 展开更多

关键词 中巴资源卫星 地上碳储量 亚热带森林 估算

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基于机载激光雷达的森林地上碳储量估测 被引量：10

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作者 穆喜云 刘清旺 +2 位作者 庞勇 胡凯龙 张秋良 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期52-56,共5页

以内蒙古大兴安岭生态站为研究对象，以2012、2013年的66块样地数据和2012年同步获取的机载LiDAR遥感数据为数据源，分别采用多元线性回归和随机森林回归算法，通过对比不同算法间的估测精度差异，选择更适于研究区的估测方法，实现研... 以内蒙古大兴安岭生态站为研究对象，以2012、2013年的66块样地数据和2012年同步获取的机载LiDAR遥感数据为数据源，分别采用多元线性回归和随机森林回归算法，通过对比不同算法间的估测精度差异，选择更适于研究区的估测方法，实现研究区森林地上碳储量的遥感估测。结果表明：随机森林回归算法的估测精度最优，模型训练精度（R^2为0．861，RMSE为11．133 t／hm^2，rRMSE为0．279）和预测精度（RMSE为17．956 t／hm^2，rRMSE为0．342，估测精度范围40．898％～95．129％，平均估测精度76．385％）均优于多元线性回归的模型训练结果（ R^2为0．676，RMSE为11．846 t／ha，rRMSE为0．351）和模型预测结果（RMSE为22．703 t／hm^2，rRMSE为0．636，估测精度范围45．824％～94．752％，平均估测精度69．859％）。机载LiDAR数据的高度变量和密度变量与森林地上碳储量均具有显著相关性，高度变量相关性更为显著。随机森林回归算法对区域森林地上碳储量的估测结果趋于真实分布情况，效果比较理想。 展开更多

关键词 机载LIDAR 随机森林回归 多元线性回归 森林地上碳储量

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黄龙山森林植被地上碳储量时空变化及驱动力 被引量：9

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作者 王雪晴 卜元坤 +2 位作者 魏江涛 赵鹏祥 刘顺德 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第19期7896-7909,共14页

快速准确地估计植被地上碳储量及其动态变化,对评估森林固碳能力具有重要意义。以陕西省黄龙林区森林为研究对象,基于样地实测和卫星遥感数据,建立黄龙山林区植被地上碳储量模型,实现研究区2000—2021年长时间序列的森林植被地上碳储量... 快速准确地估计植被地上碳储量及其动态变化,对评估森林固碳能力具有重要意义。以陕西省黄龙林区森林为研究对象,基于样地实测和卫星遥感数据,建立黄龙山林区植被地上碳储量模型,实现研究区2000—2021年长时间序列的森林植被地上碳储量的反演及时空分异研究。结果表明:(1)黄龙山森林植被地上碳储量平均值总体呈波动上升趋势,碳储量高于全省平均水平。(2)研究区东部、南部、中部及西北部是植被地上碳储量高值分布地区,且呈增加趋势;而东北部、西部和西南部植被地上碳储量较低,且呈减少趋势,研究区22年间森林植被地上部分固碳量增加,生产力提升。(3)年均温、年蒸散发量、年降水量和海拔是2000—2021年影响研究区森林植被地上碳储量空间分异主要因素;任意两个因子间的交互作用对黄龙山森林地上碳储量影响都大于单个因子,表明黄龙山森林植被地上碳储量在不同时间的空间分布受多种因素共同作用。年降水量对其空间分布影响逐渐减小,森林稳定性提高。研究在信息有限的基础上提出了快速估算地区植被地上碳储量的方法,了解了地区森林植被地上碳储量时空分异情况及其驱动因素,为掌握地区植被地上碳储量信息、评估森林固碳能力提供了重要依据。 展开更多

关键词 植被地上碳储量 地理探测器 时空分异特征 LANDSAT

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地理加权回归模型结合卫星遥感的松阳县森林地上碳储量估算 被引量：1

9

作者 邹为民 陈超 +3 位作者 黄蕾 宋美萱 李雪建 杜华强 《林业资源管理》 北大核心 2023年第4期132-140,共9页

森林地上碳储量(Aboveground Carbon,AGC)是反映森林生态系统基本特征的重要指标,也是评价森林功能结构和生产潜力的理论基础。松阳县作为浙江省九大林业重点县之一,生态地位十分重要,全县以中、低山丘陵地带为主,四面环山,如何解决复... 森林地上碳储量(Aboveground Carbon,AGC)是反映森林生态系统基本特征的重要指标,也是评价森林功能结构和生产潜力的理论基础。松阳县作为浙江省九大林业重点县之一,生态地位十分重要,全县以中、低山丘陵地带为主,四面环山,如何解决复杂地形对AGC时空变异的影响,是实现山区森林AGC精准估算的关键。为此,基于Landsat TM卫星影像,并结合松阳县森林AGC调查数据,构建结合空间变异特征的地理加权回归模型(GWR)估算森林AGC,并与普通最小二乘法(OLS)的结果进行对比,最后选取最优模型预测松阳县森林AGC及其空间分布。研究表明:Landsat TM卫星影像的纹理信息对预测松阳县森林AGC有重要作用;GWR模型能够准确估算松阳县森林AGC及空间分布,并且比OLS模型精度提升了9%,R^(2)达到0.71;松阳县森林AGC总量为3.901×10^(6)Mg,平均AGC为23.70 Mg/hm^(2),占丽水市森林植被AGC总量的10%左右,在服务区域生态功能上具有较为重要的地位。研究将为松阳县森林AGC精准估算提供先进的技术手段,同时也为松阳县森林碳汇功能评价提供科学的数据。 展开更多

关键词 森林地上碳储量 遥感 地理加权回归 模型 松阳县

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基于机器学习的森林地上碳储量遥感估算及时空变化分析

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作者 唐雪海 宋维静 +2 位作者 汪春霞 匡帆 许程 《中南林业科技大学学报》 2025年第8期167-182,共16页

【目的】城市森林是城市碳汇的主体,对调节全球碳平衡、降低大气中碳含量、维持气候稳定具有不可忽视的作用,开展城市森林碳储量估算与时空变化特征研究,对推进“双碳”目标实现、应对气候变化具有重要的科学作用和实践意义。【方法】... 【目的】城市森林是城市碳汇的主体,对调节全球碳平衡、降低大气中碳含量、维持气候稳定具有不可忽视的作用,开展城市森林碳储量估算与时空变化特征研究,对推进“双碳”目标实现、应对气候变化具有重要的科学作用和实践意义。【方法】以合肥市主城区森林为研究对象,通过地面调查计算样地生物量和碳储量,利用Landsat影像进行城市森林类型提取,综合光谱波段、波段组合、植被指数、纹理因子等变量,对比3种机器学习算法,构建城市森林地上碳储量最优估算模型。进一步反演研究区2013、2016、2019、2023年森林地上碳储量,利用空间自相关和趋势面等进行时空变化分析,探讨地理探测器模型下自然环境、社会经济等因子对城市森林地上碳储量的影响。【结果】1)2013—2023年城市森林面积呈增长趋势,增长速度逐渐减缓。不同行政区森林面积由大至小依次为蜀山区、包河区、瑶海区、庐阳区;2)样地实测单位面积地上碳储量为0.56~15.57 kg·m^(-2)。利用Pearson系数等方法进行特征变量筛选,最终确定了7个遥感因子为碳储量估算建模的特征变量。特征变量与自变量Pearson相关系数绝对值为0.44~0.58,均为极显著相关。建模结果表明,极端梯度提升树算法构建的森林地上碳储量估算模型效果最优;3)城市森林地上碳储量在空间上表现为聚集分布,整体表现为“南高北低,东高西低”的梯度格局。2013—2023年合肥市主城区城市森林地上碳储量呈增长趋势,为69.65~150.90万t,单位面积碳储量为29.18~36.85 t·hm^(-2);4)高程对研究区森林地上碳储量变化的解释能力表现较为突出,交互因子对森林地上碳储量变化的解释能力比单因子有所增强,温度与降水的交互作用对2013、2016、2023年的森林地上碳储量的影响最大,解释力分别为20.66%、39.88%、27.47%;在2019年,温度与高程的交互作用最强,解释力为33.18%。【结论】城市森林碳储量变化受自然环境因子和社会经济因子共同影响,其中自然环境因子间的交互作用对城市碳储量的影响较大,两者的交互作用对城市森林碳储量的变化也有一定程度的解释力。 展开更多

关键词 城市森林 地上碳储量 遥感反演 时空变化 合肥市

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气候变化下川西地区森林碳储量对森林管理措施和干扰的长期响应 被引量：5

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作者 邓诗宇 张明芳 +6 位作者 侯怡萍 余恩旭 李强 刘子佩 胡嘉毅 田洲 徐亚莉 《生态学报》 北大核心 2025年第1期210-226,共17页

评估气候变化下森林管理措施对森林碳储量的长期影响对我国碳中和目标达成具有重要意义。传统森林碳储量评价方法对气候变化、火灾等干扰以及森林经营管理措施等多重影响下森林生态系统长期演替过程刻画不足,难以有效揭示多种作用因素... 评估气候变化下森林管理措施对森林碳储量的长期影响对我国碳中和目标达成具有重要意义。传统森林碳储量评价方法对气候变化、火灾等干扰以及森林经营管理措施等多重影响下森林生态系统长期演替过程刻画不足,难以有效揭示多种作用因素对区域森林碳汇能力的长期综合影响。针对上述问题,以气候变化敏感区川西高山、亚高山地区为例,在探讨传统碳储量评价方法局限性的基础上,构建了考虑森林干扰的自然恢复和森林干扰⁃森林经营管理措施组合的人工恢复方案,结合森林景观生态模型LANDIS PRO和森林生态系统碳⁃水动态模型PnET⁃II模拟、预测了未来气候情景下(2020—2070年)自然恢复和不同人工恢复方案下区域森林地上碳储量及碳密度的时空动态,并通过对比筛选出提升固碳能力的最佳森林管理措施。结果表明,川西地区森林林龄趋于年轻化(平均林龄40a),具有巨大碳汇提升潜力。2020—2070年,自然恢复情景下研究区森林地上碳储量将由2020年的466.99Tg增加至2070年的780.96Tg,提高了67.23%。其中,以云杉、冷杉为主的成熟、过熟常绿针叶林是川西地区碳储量的主要贡献来源。但是自然恢复情景下川西地区森林平均碳密度在21世纪中后期停滞增长,甚至下降。而人工恢复情景下,碳密度变化趋势则有所不同。在多种森林干扰与经营管理措施组合方案中,当森林火灾干扰比例为0.01/10a和森林管理措施面积比例为0.02/10a时,川西地区森林地上碳储量提升最大且碳密度呈持续增加趋势。该情景下,2070年森林碳储量及碳密度分别将达到807.76Tg和33.33Mg/hm2,较2020年分别增加了72.97%和12.21%。2070年人工恢复情景下森林碳储量和碳密度较于自然恢复情景下分别高3.4%和8.5%。由此可见,通过人工恢复措施优化将有助于突破川西地区森林固碳能力的自然恢复瓶颈,提升区域森林生态系统对未来气候的适应能力,促进未来气候下区域森林碳储量的持续增长。 展开更多

关键词 气候变化 森林地上碳储量 森林恢复 森林管理措施 森林干扰 LANDIS PRO模型

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样本分层对毛竹林地上部分碳储量估算精度的影响 被引量：4

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作者 徐小军 周国模 +3 位作者 杜华强 周宇峰 胡军国 陆国富 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期18-24,共7页

结合Landsat TM影像和毛竹林样地调查数据,分别采用原始样本及基于太阳入射角余弦值cos(β)分层后样本建立多元线性回归模型估算安吉县毛竹林地上部分碳储量,并对利用这2种不同样本集所建模型的精度作比较。结果表明:通过cos(β)对样本... 结合Landsat TM影像和毛竹林样地调查数据,分别采用原始样本及基于太阳入射角余弦值cos(β)分层后样本建立多元线性回归模型估算安吉县毛竹林地上部分碳储量,并对利用这2种不同样本集所建模型的精度作比较。结果表明:通过cos(β)对样本分层能够降低样本点离散程度,提高遥感因子与毛竹林地上部分碳储量相关性;采用cos(β)分层后样本集所建的模型拟合(RMSE=4.07 MgC·hm-2)和预测精度(RMSE=4.63 MgC·hm-2)都高于基于原始样本集所建的模型;样本分层能够显著改善高和低水平地上部分碳储量精度。本研究提出的样本分层方法还需应用于不同影像及森林类型作进一步验证。 展开更多

关键词 毛竹林 地上部分碳储量 太阳入射角余弦值 样本分层

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南方红壤典型水土流失区马尾松林地上林木碳储量的遥感监测——以长汀县河田镇为例 被引量：18

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作者 师吉红 项佳 +3 位作者 刘健 邓洋波 李明慧 余坤勇 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期2151-2160,共10页

森林碳储量动态变化对揭示区域水土流失治理成效具有重要指示意义。以长汀县河田镇为例,2017年随机设置34个马尾松林样本作为建模集,分别与同期Landsat影像的原始波段、植被指数及主成分因子进行回归分析,构建马尾松((Pinus massoniana)... 森林碳储量动态变化对揭示区域水土流失治理成效具有重要指示意义。以长汀县河田镇为例,2017年随机设置34个马尾松林样本作为建模集,分别与同期Landsat影像的原始波段、植被指数及主成分因子进行回归分析,构建马尾松((Pinus massoniana))林地上林木碳储量的最佳反演模型,基于伪不变特征原理的线性归一化法实现该模型在2003、2010年影像上的适用性校正转换,实现研究区2003、2010、2017年马尾松林地上林木碳储量的反演及时空分异特征的研究。结果表明:研究区2017年马尾松林地上林木碳储量最佳遥感反演模型是以绿色植被指数(GNDVI)为自变量构建的指数模型:C2017=0.006e14.357GNDVI2017,该模型拟合的决定系数为0.57,平均相对精度为82.19%;2003年、2010年马尾松林地上林木碳储量遥感估测模型为:C2003=0.006e((16.4086GNDVI2003+1.1428))、C2010=0.006e((15.1677GNDVI2010+1.5821)),两期校正模型的决定系数均在0.85以上;2003、2010及2017年碳储量分别为8.24 t/hm2、11.34t/hm2、16.14 t/hm2,整体呈上升趋势;地上林木碳储量随海拔、坡度的升高而增加,向阳坡地上林木碳储量高于背阴坡;碳储量增长率随海拔、坡度的升高而降低,背阴坡碳储量增长率高于向阳坡。 展开更多

关键词 马尾松林 地上林木碳储量 遥感 伪不变特征 时空分异特征

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退耕草地演替过程中的碳储量变化 被引量：56

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作者 王俊明 张兴昌 《草业学报》 CSCD 北大核心 2009年第1期1-8,共8页

退耕草地演替的研究对了解现有退耕草地的变化趋势有重要意义，也可以为退耕地的植被恢复提供科学依据。本研究采用以空间代替时间的方法，对处于不同演替时间阶段退耕草地的土壤碳储量以及植被的地上部分与根系生物碳储量变化进行了研... 退耕草地演替的研究对了解现有退耕草地的变化趋势有重要意义，也可以为退耕地的植被恢复提供科学依据。本研究采用以空间代替时间的方法，对处于不同演替时间阶段退耕草地的土壤碳储量以及植被的地上部分与根系生物碳储量变化进行了研究，结果表明，退耕草地演替过程中，地上部分生物碳储量呈阶梯式上升趋势，演替初期地上部分生物碳储量先降后升，并在演替的22-32年，保持相对平稳，之后在演替的40-60年，达到第2个相对平稳的阶段。根系生物碳储量也呈分阶段的阶梯式上升趋势，但第1个相对平稳的阶段出现在演替的第12～28年，在演替的第32～60年出现第2个相对平稳的阶段。退耕草地的土壤碳储量在退耕演替的初期下降，且在演替的第1～12年一直小于农地，在演替的第15年之后，土壤碳储量逐步上升。在o～150cm的不同土层中，土壤有机碳含量以0～15cm最高，在演替的1～12年，各土层有机碳含量均小于农地，之后在演替的第15～60年，各土层土壤有机碳含量均随演替时间的增加有所增加，且0～50cm表层土壤有机碳含量在演替第34～60年迅速积累，增幅较大。在演替初期，草地地上部分生物碳储量、根系生物碳储量和土壤碳储量较演替第1年均表现为下降趋势，表明退耕初期生态环境并没有改善，如何缩短这段时间需进一步研究。 展开更多

关键词 退耕草地 演替 土壤碳储量 地上部分生物碳储量 根系生物碳储量

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长江流域森林碳储量的时空变化及其驱动因素分析 被引量：18

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作者 孔蕊 张增信 +4 位作者 张凤英 田佳西 朱斌 朱敏 王益明 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2020年第4期60-66,共7页

为了评估森林碳储量在全球碳循环中的重要作用,基于1993-2012年遥感估算和LPJ(Lund-Potsdam-Jena)模型模拟的植被碳储量数据,使用简单线性回归和相关性分析的方法,研究了长江流域森林地上碳储量(Aboveground Biomass Carbon,ABC)的时空... 为了评估森林碳储量在全球碳循环中的重要作用,基于1993-2012年遥感估算和LPJ(Lund-Potsdam-Jena)模型模拟的植被碳储量数据,使用简单线性回归和相关性分析的方法,研究了长江流域森林地上碳储量(Aboveground Biomass Carbon,ABC)的时空分布特征及其驱动因素。结果表明:(1)近20年来,遥感估算的长江流域森林地上碳储量呈显著增长趋势,森林碳库从1993年的2563.91 Tg C增加到2012年的2893.17 Tg C,增长率为12.84%。嘉陵江流域和汉江流域森林ABC值较高,长江流域西部山区较低;(2)长江流域森林ABC对气候变化比较敏感。总体来看,长江流域森林ABC与温度呈正相关关系,但与降水呈负相关关系;(3)遥感估算的森林碳库增长率由1993-2000年的3.15%提高到2001-2012年的8.01%,但LPJ模型模拟的森林碳库从1993年的4159.06 Tg C增加到2012年的4210.88 Tg C,增长率仅为1.25%,明显低于遥感估算的森林碳库。长江流域重大生态工程实施可能是引起2000年后长江流域森林地上碳储量显著增加的主要因素之一,表明重大生态工程实施有助于加快中国植被变绿的速度。 展开更多

关键词 森林 地上碳储量 气候变化 生态工程 长江流域

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东北针叶林与阔叶林乔灌草组成特征及碳汇功能对比研究 被引量：5

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作者 王文杰 王凯 +4 位作者 王媛媛 温慧 于景华 王庆贵 韩士杰 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期52-67,共16页

【目的】针叶林和阔叶林构成了北半球高纬度地区森林的主体,科学区分二者林分特征和碳汇功能差异预期助力基于林型差异的精准林分管理和多样性保护。【方法】本文以东北大、小兴安岭地区森林为研究对象,共调查野外1275块乔木样地(针叶林... 【目的】针叶林和阔叶林构成了北半球高纬度地区森林的主体,科学区分二者林分特征和碳汇功能差异预期助力基于林型差异的精准林分管理和多样性保护。【方法】本文以东北大、小兴安岭地区森林为研究对象,共调查野外1275块乔木样地(针叶林698块,阔叶林577块),详细记录植物科、属、种、乔灌草植株大小与密度、地理位置(经纬度、海拔、坡向、坡位、坡度),计算优势种相对多度、多样性特征、地上碳储量,并以树种耐逆境特征与耐分解特征为基础,评价生物量碳汇功能的稳定性。【结果】(1)针叶林共有植物479种,隶属于79科228属,阔叶林共有植物546种,隶属于81科,255属。针、阔叶林乔、灌、草优势种变化明显,以乔木种类差异最大:针叶林以落叶松、红松、樟子松更多,而阔叶林以白桦、山杨和蒙古栎等多度更高。针叶林灌木以越橘和绣线菊为主,较阔叶林高1.6~2.3倍。整体来看乔木多达90%指标针阔叶林差异显著,而灌木为65%,草本为35%。(2)针叶林树更高更粗,较阔叶林高1.5 m、胸径粗2.4 cm,但密度较阔叶林低15%;灌木高度与盖度林分间差异不明显,针叶林草本植物高度较矮、但密度更高。(3)针叶林的碳储量、耐分解稳定性显著高于阔叶林,分别高25.54%和43.24%,但环境稳定较阔叶林低8%(P<0.05)。相比阔叶林,禾本科在针叶林重要性从7.5%增加10.2%。相比而言,同期林业普查碳储量数据可能低估林分生物量碳密度35%左右。(4)与历史数据相比,针、阔叶林乔木高度均降低数米,林分密度高700~1000株/hm^(2),重要林下资源植物减少明显,保守估计森林层厚度年降低量10 cm以上,生态服务功能损失值得警惕。(5)与邻国俄罗斯相比,我国森林珍贵的常绿松类、云杉和冷杉树种占比很低,而落叶松和杨桦占比过大,生物量碳储量与俄罗斯最低质量森林相当。【结论】本研究基于大量野外样方调查对东北森林带核心区域针、阔叶林乔灌草植物组成、个体大小与碳汇功能的差异进行了细致刻画,并与历史数据和邻国俄罗斯数据进行了比较。相关结果为东北地区的森林管理提供了基础数据,建议深入开展林分树种组成变化的长期生态学意义与生态风险管控研究,加强基于林分差异的精准管理,并继续加强保护力度,提升生态服务功能,助力国家双碳目标实现。 展开更多

关键词 针叶林 阔叶林 植物组成 地上碳储量 碳稳定性 历史数据 俄罗斯森林

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