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利用地基激光雷达数据研建林业数表模型
1
作者 杜志 陈振雄 +3 位作者 贺东北 孙华 王金池 张文凡 《中南林业调查规划》 2025年第1期70-76,共7页
以湖南省马尾松、栎类2个树种(组)为研究对象,利用地基激光雷达扫描样木,获取树高、胸径、地径等林木参数,基于激光雷达点云数据构建树高曲线模型和材积模型,并以解析木调查实测数据为对照,检验点云数据提取的林木参数精度和评估林业数... 以湖南省马尾松、栎类2个树种(组)为研究对象,利用地基激光雷达扫描样木,获取树高、胸径、地径等林木参数,基于激光雷达点云数据构建树高曲线模型和材积模型,并以解析木调查实测数据为对照,检验点云数据提取的林木参数精度和评估林业数表模型的适用性。结果表明:1)地基激光雷达提取的林木参数与同口径解析木实测数据无显著差异,马尾松、栎类2个树种(组)点云数据提取的胸径估计精度均达98%以上,树高估计精度在92%以上,材积估计精度在90%左右;2)基于点云数据所建的二元立木材积模型、一元立木材积模型和地径材积模型拟合精度高,其中二元立木材积模型的R2均达0.99、预估精度(P)超过98%,马尾松、栎类2个树种(组)的树高曲线模型的P达96%,与实测数据所建模型的拟合精度相近。由此可见,地基激光雷达技术可实现非破坏性、快速精准的林木参数提取,构建基于点云数据的高精度林业数表模型,为限制或禁止采伐情况下的林业数据获取和数表模型研建提供了一种新的解决方案。 展开更多
关键词 地基激光雷达 林木参数 林业数表模型 湖南省
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基于立地、土壤养分及其交互作用的湖南杉木人工林立地指数模型 被引量：2
2
作者 刘俊成 朱光玉 吕勇 《生态学报》 北大核心 2025年第3期1339-1350,共12页
研究林分立地因子、土壤养分因子及其交互作用对平均优势木生长的影响,分别构建含立地、土壤养分及其交互作用的立地指数模型,为杉木人工林立地质量评价提供一种新思路。基于40块湖南杉木人工林样地中平均优势木的解析木数据,采用数量... 研究林分立地因子、土壤养分因子及其交互作用对平均优势木生长的影响,分别构建含立地、土壤养分及其交互作用的立地指数模型,为杉木人工林立地质量评价提供一种新思路。基于40块湖南杉木人工林样地中平均优势木的解析木数据,采用数量化方法Ⅰ、随机森林算法、K-means聚类和非线性混合效应回归分析,确定显著影响优势高生长的立地与土壤养分因子;筛选最优基础模型并构建含立地、土壤养分及其交互效应的非线性混合立地指数模型,运用AIC、BIC和R~2等3个评价指标评价模型拟合效果,导出最优立地指数模型。结果表明:对优势木平均高影响显著的因子为:海拔、坡度、土壤类型、有机质、全氮、全钾,立地因子显著性顺序为海拔>坡度>土壤类型,土壤养分因子重要性顺序为有机质>全氮>全钾;7个候选模型中最优基础模型为坎派兹式(Gompertz)(R^(2)=0.6876,MAE=6.6922,RMSE=2.7448);构建含立地、土壤养分及其交互类型效应的混合模型精度分别提升至0.7827、0.7765、0.8400;以精度≥95%的标准聚类,构建含立地类型组、土壤养分类型组和立地-土壤养分交互类型组的混合模型精度相比基础模型分别提升了13.05%、12.52%和21.42%,相比各类型效应的混合模型AIC、BIC均有所降低。表明立地、土壤养分及其交互作用均对平均优势木生长有显著影响,含交互效应的混合模型拟合效果优于单独立地、土壤养分效应,基于立地-土壤养分交互类型组的多形立地指数曲线模拟平均优势木的生长规律更为准确,最终构建以立地-土壤养分交互类型组为随机效应的最优立地指数模型为:H_(jSSNMTG)=a_(jSSNMTG)×exp(-b×exp(-c×T_(jSSNMTG)))+ε_(jSSNMTG),可以用于湖南复杂立地条件下杉木人工林立地质量评价。 展开更多
关键词 杉木人工林 立地因子 土壤养分因子 交互作用 立地指数模型
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亚热带杉木人工林单木径向生长对气候变化的响应 被引量：1
3
作者 孔露露 朱光玉 吕勇 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第2期71-81,共11页
【目的】探明杉木径向生长对气候变化的响应,为杉木人工林经营管理提供科学依据。【方法】以湖南城步县、贵州黎平县、云南马关县、广西南丹县4个研究地杉木人工林为研究对象,采用树干解析法获取胸径圆盘数据,建立树轮宽度标准年表,分... 【目的】探明杉木径向生长对气候变化的响应,为杉木人工林经营管理提供科学依据。【方法】以湖南城步县、贵州黎平县、云南马关县、广西南丹县4个研究地杉木人工林为研究对象,采用树干解析法获取胸径圆盘数据,建立树轮宽度标准年表,分析年表与气候因子的相关性,利用Mann-Kendall检验气候的突变情况,剖析并验证气温突变前后径向生长与气温和降水之间的关系。【结果】1)4个研究地杉木树轮宽度标准年表的统计参数具有较丰富的环境信息,适用于气候相关分析;2)4个研究地杉木径向生长均与生长季(3—10月)的水热条件密切相关,但均表现出明显的“滞后效应”;3)4个研究地均有突变升温现象。气温突变前,各研究地年表与温度都呈显著正相关,温度对杉木径向生长起促进作用,夏季降水与年表呈正相关,但冬季呈负相关;气温突变后,杉木生长受温度限制,温度对杉木的影响由多个月份呈现正相关转变为负相关,对降水的响应也发生改变,呈显著正相关。【结论】杉木径向生长受温度和降水共同影响,随着未来全球气候变暖加剧,温度对杉木径向生长的限制将进一步增强,从而影响杉木林生产力和固碳能力。 展开更多
关键词 杉木 树轮宽度年表 气候响应 MANN-KENDALL检验
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基于气候与立地效应的杉木人工林平均木树高生长模型 被引量：1
4
作者 赵海燕 朱光玉 +1 位作者 吕勇 刘恩林 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第3期59-68,77,共11页
【目的】探索平均木树高生长模型的构建方法,可为区域性杉木人工林科学经营决策和立地质量评价提供一种有效的方法。【方法】以95块杉木人工林样地406组杉木人工林平均木树高和年龄为研究对象,利用数量化方法Ⅰ筛选显著影响平均木树高... 【目的】探索平均木树高生长模型的构建方法,可为区域性杉木人工林科学经营决策和立地质量评价提供一种有效的方法。【方法】以95块杉木人工林样地406组杉木人工林平均木树高和年龄为研究对象,利用数量化方法Ⅰ筛选显著影响平均木树高生长的立地因子和气候因子,并采用k-means聚类方法按照标准分别聚类成气候类型组和立地类型组,基于气候因子和立地因子等级划分与筛选结果,选取6种常用的树高生长模型,将聚类后的最优组合作为随机效应加入最优基础模型,应用混合效应的方法探索气候因子和立地因子对平均木树高生长模型的影响。【结果】立地因子显著性顺序为坡向>土壤类型>海拔>坡位,气候因子显著性顺序为平均气温差>年平均气温>年平均降水量,最优基础模型为舒马克式,R^(2)为0.699 9;构建含林分气候因子、含林分立地因子的杉木人工林树高生长方程R^(2)分别为0.823 0、0.934 7;而含立地和气候因子的杉木人工林树高生长混合效应模型R^(2)为0.936 9,相对基础模型提升33.86%,说明含气候和立地因子的杉木人工林平均木树高模型具有较好的拟合效果和预测精度。【结论】本研究所构建的树高生长模型为区域性的立地质量评价以及为树高生长模型中考虑气候和立地因子提供了合理的支撑,同时对于林分的预估和经营管理也具有重要意义。 展开更多
关键词 树高生长模型 杉木人工林 混合效应 立地因子 气候因子
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基于气候因子的湖南省主要树种组林分生长率模型研建 被引量：3
5
作者 杜志 陈振雄 +4 位作者 贺东北 刘紫薇 孙华 黄鑫 王金池 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第1期8-17,25,共11页
【目的】建立基于气候因子的湖南省主要树种组林分生长率混合效应模型,为产出主要林分蓄积量年度变化、支撑省域森林资源年度监测提供理论依据。【方法】基于湖南省第六、七、八、九次全国森林资源连续清查固定样地的调查成果,选取杉木... 【目的】建立基于气候因子的湖南省主要树种组林分生长率混合效应模型,为产出主要林分蓄积量年度变化、支撑省域森林资源年度监测提供理论依据。【方法】基于湖南省第六、七、八、九次全国森林资源连续清查固定样地的调查成果,选取杉木类、马尾松类、栎类、其他硬阔、其他软阔、针叶混、阔叶混、针阔混8个主要树种组共3 036个样地数据,在传统林分蓄积量生长率模型基础上,通过相关性分析引入气候因子构建再参数化模型,并考虑样地效应引入自相关矩阵和异方差函数,构建主要树种组的林分生长率混合效应模型。以十折交叉验证法对3种模型进行检验。【结果】在各树种组林分生长率的模型上,杉木类、马尾松类引入最冷月均温度气候因子,栎类、其他硬阔、其他软阔、针叶混、阔叶混5个树种组引入最热月均温度气候因子,而针阔混树种组引入年平均降水量气候因子,分别构建再参数化模型,并确定了最优随机参数组合后构造混合效应模型。8个主要树种组的基础模型、再参数化模型和混合效应模型拟合效果均逐步提升,栎类树种组的决定系数从基础模型的0.857 9增加到混合效应模型的0.965 8,杉木类、马尾松类和针阔混3个树种组的模型决定系数都提高了0.05以上,均达到0.93以上;针阔混树种组的平均百分标准误差从基础模型的14.59%到再参数化模型的14.32%和混合效应模型的8.22%。各树种组混合效应模型中除其他软阔的决定系数为0.895 6外,其他7个树种组的决定系数均超过了0.900 0,针阔混达到了0.980 1。【结论】引入气候因子的主要树种组林分生长率混合效应模型对于林分蓄积量变化具备较好的拟合效果,能有效支撑省域尺度森林资源蓄积量的年度更新。 展开更多
关键词 林分生长率 主要树种组 气候因子 再参数化模型 混合效应模型
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基于竞争与气候效应的中国亚热带杉木人工林断面积生长模型
6
作者 苏梦洋 朱光玉 +1 位作者 吕勇 刘恩林 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第5期30-43,共14页
【目的】研究竞争与气候因子对亚热带杉木人工林断面积生长的影响,构建含竞争与气候效应的断面积混合效应模型,为亚热带杉木人工林的林分生长与经营管理提供参考。【方法】以中国亚热带6省(区)的103块杉木人工林样地为研究对象,采用随... 【目的】研究竞争与气候因子对亚热带杉木人工林断面积生长的影响,构建含竞争与气候效应的断面积混合效应模型,为亚热带杉木人工林的林分生长与经营管理提供参考。【方法】以中国亚热带6省(区)的103块杉木人工林样地为研究对象,采用随机森林法筛选影响显著的竞争因子与气候因子;将筛选出的因子按标准进行分级组合成竞争类型与气候类型后,通过K-means聚类成竞争类型组与气候类型组;从5个基础模型中筛选出最优基础模型;将显著性因子、竞争类型组与气候类型组分别作为随机效应,添加到最优基础模型的各个参数上构建混合效应模型。【结果】1)筛选出对林分断面积影响显著的竞争因子为胸径不等于对象木胸径的其他林木的胸径之和与对象木胸径的比(CI1)和Alemdag竞争指数(CI6),气候因子为哈格里夫斯气候水汽亏损(CMD)、最热月平均气温(MWMT)、夏季平均温度(Tave_sm)、夏季平均最低温度(Tmin_sm)。2)筛选得到的最优基础模型为舒马克模型M1(R^(2)=0.9382)。3)构建的混合效应模型评价结果显示,考虑影响显著的竞争因子与气候因子分别作为随机效应时,模型的确定系数(R2)提升至0.9543与0.9558。将竞争类型组与气候类型组作为随机效应时,混合效应模型的确定系数(R2)进一步提升至0.9613与0.9671。考虑竞争因子与气候因子共同对林分断面积产生影响并将竞争类型组与气候类型组同时作为随机效应时,确定系数(R^(2))达到了0.9799。【结论】竞争因子与气候因子对林分断面积生长均有显著性影响,同时含竞争因子与气候因子的亚热带杉木人工林断面积模型具有较好的拟合效果与预测精度,为亚热带杉木人工林林分生长与经营管理提供了理论依据。 展开更多
关键词 竞争 气候 杉木人工林 林分断面积 混合效应模型
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抚育间伐对杉木人工林地被层的影响
7
作者 焦泽南 王瑞辉 +4 位作者 刘凯利 张斌 蒋亚桂 刘雨倩 邹涛 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第5期113-122,共10页
【目的】研究抚育间伐强度对杉木人工林地被层及关联因子土壤理化性质的影响,为杉木人工林可持续经营提供理论依据。【方法】以21年生杉木人工纯林为研究对象,根据株数间伐强度设置对照(CK,不间伐)、轻度间伐(T1,20%)、中度间伐(T2,30%... 【目的】研究抚育间伐强度对杉木人工林地被层及关联因子土壤理化性质的影响,为杉木人工林可持续经营提供理论依据。【方法】以21年生杉木人工纯林为研究对象,根据株数间伐强度设置对照(CK,不间伐)、轻度间伐(T1,20%)、中度间伐(T2,30%)、重度间伐(T3,40%)4种处理,每处理3次重复,连续5 a观测枯落物、林下植被等指标。【结果】间伐5 a后,杉木人工林林地针叶枯落物年均增长量随间伐强度的增大而减少,其大小排序为CK>T1>T2>T3,阔叶枯落物年均增长量随间伐强度的增大而增加,其大小排序为T3>T2>T1>CK,且两者各处理间均达到显著水平(P<0.05);枯落物总累积量随间伐强度的增加总体呈现平衡—递减—平衡—递增的变化趋势,至2022年,枯落物总累积量排序为T3>T2>T1>CK,且T3与CK之间存在显著差异(P<0.05);抚育间伐5 a后,林下植被Margalef指数、Pielou指数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数的变化量随间伐强度的增大均呈增加趋势,T3与其他处理间存在显著差异(P<0.05)。相关性分析表明,阔叶枯落物与土壤全氮、最大持水量、pH值、全磷、全钾、有机碳和总孔隙度呈正相关,针叶枯落物与pH值、全磷和全钾呈负相关。【结论】抚育间伐能改变杉木人工林枯落物的组成,提升阔叶枯落物的占比,增加林下植被种类,丰富生物多样性,提高林地土壤肥力,有利于杉木人工林的可持续经营。 展开更多
关键词 抚育间伐 地被层 林木生长 土壤理化性质 杉木人工林
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长沙市主要优势树种森林碳储量遥感反演
8
作者 李珺 张贵 +1 位作者 庞梓亨 李建军 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第2期20-33,共14页
【目的】森林作为陆地生态系统的核心组成部分,准确有效地估算森林碳储量,不仅是科学了解森林碳汇功能的关键步骤,也是制定气候变化应对策略和实现碳中和目标的基础之一。【方法】本研究以湖南省长沙市的乔木林为对象,将其按照优势树种(... 【目的】森林作为陆地生态系统的核心组成部分,准确有效地估算森林碳储量,不仅是科学了解森林碳汇功能的关键步骤,也是制定气候变化应对策略和实现碳中和目标的基础之一。【方法】本研究以湖南省长沙市的乔木林为对象,将其按照优势树种(组)分类为杉木组、马尾松组、樟类、国外松组、栎类和枫香。利用Landsat-8遥感数据提取波段信息、纹理特征、植被指数和地形因子,共获得80个建模因子。结合长沙市第三次国土调查数据,采用多元线性回归(MLR)、支持向量回归(SVR)和随机森林(RF)算法,构建针对不同优势树种(组)的森林碳储量反演模型。【结果】RF模型的决定系数(R^(2)=0.9339~0.9679)显著高于MLR模型(R^(2)=0.0118~0.5845)和SVR模型(R^(2)=0.2297~0.9041),同时R_(MSE)和M_(AE)也显著降低。未进行优势树种(组)分类反演的森林碳储量空间分布值在13.68~40.98 t·hm^(-2),而通过优势树种(组)分类后反演的森林碳储量空间分布值在6.03~57.98 t·hm^(-2)。根据本研究模型估算,2020年长沙市乔木林主要优势树种森林碳储量达到4.9468 Tg。【结论】通过对优势树种(组)进行分类,并利用RF算法构建的森林碳储量反演模型,有效地消除了未分类条件下可能存在的过拟合和峰值估计过低的问题,为大尺度森林碳储量的遥感反演提供了有力的参考依据。 展开更多
关键词 森林碳储量 随机森林 遥感反演 Landsat-8 长沙市
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不同龄组杉木林空间结构和土壤养分特征及其关联度
9
作者 吴树萍 曹小玉 +5 位作者 闫文德 袁达 张泽莲 王萌蕾 黄新华 向雨欣 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第7期115-122,173,共9页
【目的】研究杉木林林分空间结构对土壤养分的影响,为制定以改善杉木林土壤养分含量为目的的林分空间结构优化措施提供理论依据。【方法】以福寿林场幼龄林、中龄林、成熟林为研究对象,分析各龄组林分空间结构及土壤养分含量的差异,采... 【目的】研究杉木林林分空间结构对土壤养分的影响,为制定以改善杉木林土壤养分含量为目的的林分空间结构优化措施提供理论依据。【方法】以福寿林场幼龄林、中龄林、成熟林为研究对象,分析各龄组林分空间结构及土壤养分含量的差异,采用灰色综合关联度法探究各龄组林分空间结构与土壤养分含量的关联程度。【结果】不同龄组杉木林全混交度、林层指数、开敞度、竞争指数差异显著(P<0.05),而角尺度差异不显著(P > 0.05)。同一龄组有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量均随土层加深而降低,而全磷、速效磷含量随土层加深无明显变化规律;各土层有机质、全氮随林龄增加先减少后增加,且各龄组同一土层及同一龄组不同土层间均存在显著差异(P<0.05);0~15 cm土层全磷随林龄增长先增加后减少,15~30、30~45 cm土层全磷随林龄增长先减少后增加;0~15、30~45 cm土层碱解氮随林龄增加先减少后增加,15~30 cm土层碱解氮随林龄增长而增加,各龄组0~15、30~45 cm土层碱解氮含量差异显著(P<0.05);各土层速效磷、速效钾含量随林龄增长无明显变化规律。角尺度与竞争指数是各龄组影响土壤养分含量较强的共同林分结构因子。【结论】可通过调整林木水平分布格局,降低林分竞争的人为干扰措施改善土壤养分含量。 展开更多
关键词 杉木林 林分空间结构 土壤养分 灰色综合关联度
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不同密度对长周期经营杉木林生长、土壤理化性质和微生物的影响
10
作者 李若楚 徐剑莹 +3 位作者 李铁华 游美 钱越 张心艺 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第2期165-174,共10页
【目的】杉木是我国南方最重要的速生用材树种之一。杉木长周期经营是兼顾高价值大径材产量与地力长期维持的一种新的经营模式,研究不同密度对长周期大径材经营杉木林生长和土壤的影响,确定长周期经营杉木人工林的合理密度,为杉木林可... 【目的】杉木是我国南方最重要的速生用材树种之一。杉木长周期经营是兼顾高价值大径材产量与地力长期维持的一种新的经营模式,研究不同密度对长周期大径材经营杉木林生长和土壤的影响,确定长周期经营杉木人工林的合理密度,为杉木林可持续经营提供依据。【方法】以湖南省永州市蓝山县荆竹林场40年生杉木人工林为研究对象,该林分已在30年生时间伐,间伐时设置了4个密度(A:750株/hm^(2)、B:825株/hm^(2)、C:900株/hm^(2)、D:1050株/hm),通过样地调查和土壤样品检测,分析密度对林分生长、土壤理化性质和微生物群落的影响。【结果】杉木林的平均胸径、树高、大径材株数和蓄积量都随着林分密度的增大呈现先增大后减小的趋势,且在密度B时最高。土壤养分大多随着密度的增大呈现先增大再减小的趋势,受密度变化影响显著,在密度B时达到最大。40~60 cm土层的土壤养分与杉木生长情况的关系更为密切。平均胸径与土壤全氮、全钾呈显著正相关;总蓄积量与全磷含量呈显著正相关,大径材株数与蓄积量都和土壤的全氮、全钾呈显著正相关。随密度增大,土壤细菌群落的多样性指数和OTU数增加,真菌群落的多样性指数和OTU数减小。全磷含量对真菌群落结构的影响显著,全钾含量对真菌群落结构的影响极显著。【结论】密度B(825株/hm^(2))是杉木林长周期经营最合适的密度。杉木长周期经营有利于杉木大径材培育和良好细菌群落结构保持,能促进土壤有机质和养分积累,有利于杉木林可持续经营和稳定发展。 展开更多
关键词 林分密度 林分生长 土壤理化性质 土壤微生物
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密度和树冠结构对杉木人工林立木材积的影响
11
作者 张湘 窦啸文 朱光玉 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第10期28-38,共11页
【目的】杉木作为中国亚热带地区重要的人工林树种,其集约化经营模式导致的林分生产力下降问题亟待解决。探究不同林分密度下杉木树冠结构对立木材积的影响,为科学提升杉木人工林的生产力提供理论依据。【方法】以云南、贵州、广西、湖... 【目的】杉木作为中国亚热带地区重要的人工林树种,其集约化经营模式导致的林分生产力下降问题亟待解决。探究不同林分密度下杉木树冠结构对立木材积的影响,为科学提升杉木人工林的生产力提供理论依据。【方法】以云南、贵州、广西、湖南、江西、福建六个省(区)的123块杉木人工林为研究对象,首先采用Spearman’s相关分析法探究树冠结构、密度与立木材积的关系,将密度分为3个等级(0~1200、1201~2400、2401~3600株/hm^(2),再通过差异性分析法研究不同密度下树冠结构与立木材积的关系,最后利用亚组分析密度与树冠结构的交互作用对立木材积的影响。【结果】树冠体积、冠幅、冠长、冠形率与立木材积呈极显著正相关(P<0.01),相关性大小由强到弱:树冠体积>冠长>冠幅>冠形率>冠长率;密度与各树冠结构参数、立木材积则呈极显著负相关(P<0.01);在不同密度等级下,立木材积、树冠体积、冠幅、冠长、冠形率均存在极显著差异(P<0.01);密度与树冠体积、冠长、冠长率的交互作用对立木材积具有显著的正向影响(P<0.05)。【结论】林分密度对立木材积和树冠结构有显著负向影响,立木材积的积累受到密度与树冠结构交互作用的影响,可为不同密度下杉木人工林树冠结构调整提供科学指导。 展开更多
关键词 杉木 树冠结构 林分密度 立木材积
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机载LiDAR森林蓄积量非参数模型构建与残差分析
12
作者 宋子戈 肖海 +5 位作者 张泰 陈松 唐杰 龙依 周晟 孙华 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第10期86-95,123,共11页
【目的】针对机载点云数据目前反演蓄积量算法较多和较杂的现状,本研究旨在运用不同筛选方法结合不同算法开展对比分析寻找最优模型,为机载激光雷达蓄积量反演提供参考。【方法】以旺业甸林场为研究区,在每木检尺的基础上求算样地蓄积量... 【目的】针对机载点云数据目前反演蓄积量算法较多和较杂的现状,本研究旨在运用不同筛选方法结合不同算法开展对比分析寻找最优模型,为机载激光雷达蓄积量反演提供参考。【方法】以旺业甸林场为研究区,在每木检尺的基础上求算样地蓄积量,结合机载点云数据提取的点云高度特征变量,采用逐步回归(SR)和Boruta算法筛选特征变量,构建随机森林(RF)、核岭回归(KRR)、极端梯度提升(XGBoost)、k近邻(KNN)、多层感知机(MLP)和支持向量机(SVM)六种非参数模型,基于精度评价和残差分析结果确定最佳模型,完成研究区森林蓄积量制图。【结果】相比于逐步回归筛选方法,Boruta法能筛选出更为有效的特征变量,更适合用于森林蓄积量建模,模型平均R2从0.73升至0.76,RMSE从38.94 m^(3)·hm^(-2)降至35.47 m^(3)·hm^(-2),rRMSE从29.68 m^(3)·hm^(-2)降至26.38 m^(3)·hm^(-2),MAE从20.26%降至18.22%,SMAPE从16.26%降至14.31%;XGBoost建模算法结合Boruta特征变量筛选后可获得最优模型,具有最高的反演精度,R2为0.92、RMSE为20.02 m^(3)·hm^(-2)、MAE为16.62 m^(3)·hm^(-2)、rRMSE为10.29%、SMAPE为10.58%,且残差分析结果显示模型残差分布合理并与其他模型之间具有显著性差异。【结论】机载激光雷达技术可以有效采集森林三维信息,适合用于森林蓄积量反演,而结合Boruta特征变量筛选方法和XGBoost非参数模型,可以有效地用于森林蓄积量的空间分布反演。 展开更多
关键词 森林蓄积量 非参数算法 残差分析 机载激光雷达
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基于最小数据集的杉木林林分结构评价
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作者 张泽莲 曹小玉 +3 位作者 吴树萍 王萌蕾 黄新华 向雨欣 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第5期44-54,共11页
【目的】综合林分空间结构和非空间结构对杉木林林分结构进行评价,判定不同龄组林分结构现状,为拟订科学精确的林分结构优化及经营管理措施奠定有力的理论基础。【方法】以湖南省岳阳市平江县福寿国有林场杉木林为研究对象,根据30块标... 【目的】综合林分空间结构和非空间结构对杉木林林分结构进行评价,判定不同龄组林分结构现状,为拟订科学精确的林分结构优化及经营管理措施奠定有力的理论基础。【方法】以湖南省岳阳市平江县福寿国有林场杉木林为研究对象,根据30块标准样地的实测数据,选取Margalef丰富度指数、Gini系数、胸径分布偏度、大小变异系数、大小分化度均值指数、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、树种空间多样性指数、角尺度、聚集指数、开敞度、大小比数、简单混交度、全混交度、林层指数、交角竞争指数和空间密度指数18个具有代表性的林分非空间结构和空间结构指标,采用主成分分析法建立林分结构评价指标最小数据集,通过公因子方差确定指标权重,综合评价杉木林林分结构,判定不同龄组林分结构的现状。【结果】1)林分结构评价指标总数据集经过主成分分析,最终选取全混交度、空间密度指数、交角竞争指数、大小分化度均值指数、角尺度和林层指数6个指标进入最小数据集。经线性回归分析,由总数据集和最小数据集计算的林分结构综合评分存在显著正相关关系,R^(2)=0.7349,表明最小数据集可以代替总数据集对福寿林场杉木林进行林分结构评价。2)杉木幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林的综合得分分别为0.3259、0.3614、0.3971、0.4330和0.4166,5个龄组的林分分属于Ⅱ、Ⅲ等级,总体来看研究区杉木林林分结构均未达到理想状态,处于较差至一般状态,林层较为单一,林内树种多样性低,混交程度较低,但林木间竞争较弱,对象木生长基本处于优势地位,林木大小分化不明显,林木空间分布格局较好,处于均匀接近随机分布状态。针对研究区林分结构的现状,应采取科学的经营措施,对林分内杉木进行适当择伐并及时补植适宜的乡土阔叶树种,以改善现有林分结构。【结论】研究区5个龄组杉木林林分结构评价结果相对客观地评价了林分结构现状,说明利用最小数据集对林分结构进行评价是科学的,可为林分结构科学评价提供新的思路。 展开更多
关键词 杉木林 林分结构评价 最小数据集(MDS) 主成分分析
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基于系统动力学模型的广西典型森林固碳能力多情景模拟
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作者 徐占勇 蔡会德 +6 位作者 易静 唐秋月 柳雄辉 卢峰 罗蔚生 唐涛 李成杰 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第10期1-15,共15页
【目的】科学评估和预测区域森林固碳能力,对实现“双碳”目标至关重要。通过模拟未来不同经营策略情景下广西典型森林的固碳动态,为探索森林固碳增汇能力提升路径提供参考依据。【方法】基于系统动力学(System dynamics,SD)理论建立了... 【目的】科学评估和预测区域森林固碳能力,对实现“双碳”目标至关重要。通过模拟未来不同经营策略情景下广西典型森林的固碳动态,为探索森林固碳增汇能力提升路径提供参考依据。【方法】基于系统动力学(System dynamics,SD)理论建立了广西典型森林固碳能力的系统仿真模型,预测2020—2060年森林的碳储量构成、固碳量及固碳能力。通过调整消耗率、主伐年龄、生长率等关键指标,设定3种森林经营情景模式(保护优先、结构调整、综合调控),分析各情景下森林固碳能力变化。【结果】1)2020—2060年广西典型森林蓄积量显著增长,单位面积蓄积量提升50.57%,林分质量显著提升;2)森林固碳能力进一步提高,预测期末碳储量和固碳量较基准年分别提高59.31%和62.23%,商品林的固碳量及固碳速率比公益林更具优势;3)不同情景下的森林固碳能力均呈增长态势,其中情景3(综合调控)的森林固碳能力提升速率最高,预测期内的平均固碳量分别比情景1(保护优先)和情景2(结构调整)高0.67和5.32 TgC/a。【结论】SD模型可有效模拟预测不同情景下广西典型森林固碳能力及演变过程,预测结果表明2020—2060年广西典型森林固碳能力持续提升且潜力巨大,通过科学经营措施提升中幼林生长率可有效促进森林固碳增汇。本研究可为制定差异化森林经营策略与区域“碳中和”路径提供理论和技术支撑。 展开更多
关键词 典型森林 碳中和 固碳能力 系统动力学 多情景模拟
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坡向对杉木-闽楠复层异龄林中闽楠幼树生长和生理特性的影响
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作者 黄柏丹 李铁华 +2 位作者 朱亚祥 张心艺 柴思雨 《湖南林业科技》 2025年第4期26-33,共8页
探讨坡向对杉木-闽楠复层异龄林中闽楠幼树生长与抗逆性的影响,为复层林的科学经营提供依据。在湖南省永州市金洞国有林场选取北坡(T1)、西坡(T2)、南坡(T3)的40年生杉木/12年生闽楠幼树复层异龄林为研究对象,对闽楠幼树的生长和生理指... 探讨坡向对杉木-闽楠复层异龄林中闽楠幼树生长与抗逆性的影响,为复层林的科学经营提供依据。在湖南省永州市金洞国有林场选取北坡(T1)、西坡(T2)、南坡(T3)的40年生杉木/12年生闽楠幼树复层异龄林为研究对象,对闽楠幼树的生长和生理指标进行了测定。结果表明:南坡闽楠幼树生长最优,树龄13 a时的胸径、树高、单位面积蓄积量分别达到13.64 cm、12.42 m、51.26 m^(3)·hm^(-2),分别比北坡高26.88%、19.88%、45.29%;其胸径、树高、单位面积蓄积量的年增长量也最高,分别为北坡的1.70、1.27、1.65倍;西坡介于南北坡之间。南坡闽楠幼树的SOD、CAT、POD活性最高(6月份分别为402.22、85.31、6478.51 U·g^(-1)),SP含量最高(8.91 mg·g^(-1),比北坡高20.90%),MDA、SS和Pro的含量均最低(分别为2.46μmol·g^(-1)、16.55 mg·g^(-1)、22.93μg·g^(-1),为北坡的20.97%、80.38%、80.34%)。南坡的闽楠幼树受到的氧化损伤程度最低;北坡闽楠幼树的抗氧化酶活性低,受到的氧化损伤大。在现有杉木保留密度条件下,南坡是最适宜闽楠幼树生长的坡向。 展开更多
关键词 闽楠 坡向 复层异龄林 生长 生理特性
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树体精准调控对‘长林40号’油茶品种生长发育的影响
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作者 解子安 李建安 +1 位作者 程琪瑶 简佶沛 《绿色科技》 2025年第13期79-86,共8页
为改善油茶树体结构紊乱、产量低且不稳定的问题,探索高效增产的整形修剪方法。以高产丰产基地经过精准调控修剪后的‘长林40号’油茶品种为研究对象,明确树体结构参数,对精准调控后油茶树体春梢生长情况(数量、长度、节间距、直径等)... 为改善油茶树体结构紊乱、产量低且不稳定的问题,探索高效增产的整形修剪方法。以高产丰产基地经过精准调控修剪后的‘长林40号’油茶品种为研究对象,明确树体结构参数,对精准调控后油茶树体春梢生长情况(数量、长度、节间距、直径等)及油茶果实产量相关情况(单果重、单株产量、亩产、花芽量等)进行测量分析。结果表明:精准调控对树体结构进行了优化,显著抑制树高,使冠幅缩减18.6%~22.6%,增大了主枝侧枝开张角度,同时也提高了枝粗比,有效改善了冠层透光性,减少了冗余枝条的竞争;精准调控与对照组相比,春梢数量显著增加35%~63%,并优化了春梢质量,调控了枝组结构占比,中短枝占比提升至72%~75%;精准调控后‘长林40号’产量显著提升,“Y”形单株产量达9.18 kg,开心形单株产量达8.85 kg,较未修剪对照组增产30%~35%,并减弱了大小年的影响。指出精准调控后的‘长林40号’树体营养生长与生殖生长更为平衡,并有效实现增产30%~35%。 展开更多
关键词 油茶 树体精准调控 生长发育
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雪灾后间伐保留密度对杉木林的影响研究
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作者 石冠旗 杨模华 《南方林业科学》 2025年第1期33-38,共6页
【目的】探明冰雪灾害后杉木中龄林的适宜间伐保留密度,为杉木林的经营质量提升提供参考。【方法】以湖南省大庙头林场31年生杉木成熟林为研究对象,分析不同间伐保留密度(850株/hm^(2)、575株/hm^(2)、425株/hm^(2))对杉木生长、林下物... 【目的】探明冰雪灾害后杉木中龄林的适宜间伐保留密度,为杉木林的经营质量提升提供参考。【方法】以湖南省大庙头林场31年生杉木成熟林为研究对象,分析不同间伐保留密度(850株/hm^(2)、575株/hm^(2)、425株/hm^(2))对杉木生长、林下物种多样性和土壤理化性质的影响差异。【结果】(1)不同间伐保留密度杉木林分的单位面积蓄积量和单位面积年均材积生长量存在显著差异(P<0.05),仅高密度单位面积年均材积生长量(9.84 m^(3)/hm^(2))达到杉木林速生丰产林水平。(2)不同间伐保留密度杉木林下植物物种数及物种多样性差异均不大,受冰雪灾害及杉木连栽影响,林下植物仅有20~23种。(3)不同间伐保留密度杉木林分的土壤理化性质差异基本不显著。土壤肥力整体较好,其中土壤有机质(62.6~84.6 g/kg)含量均处于极高水平,铵态氮(26.44~36.91 mg/kg)处于中等水平,有效磷(7.06~11.79 mg/kg)、速效钾(130.6~166.6 mg/kg)含量处于较高以上水平,但土壤pH值仅为3.88~4.08,酸化较严重;土壤物理性质良好,容重为1.064~1.165 g/cm^(3),毛管孔隙度为0.569~0.599。【结论】冰雪灾害及连栽均不利于杉木林生长,依靠自然恢复难以形成高质量的森林群落,需人工干预改良,建议在清杂间伐抚育时,适当提高保留密度,同时适地适树补植阔叶树,提升经营价值。 展开更多
关键词 杉木林 间伐保留密度 植物多样性 土壤理化性质 森林质量提升
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常德市鼎城区林地现状与保护对策
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作者 田紫徽 刘卫东 《绿色科技》 2025年第5期193-199,共7页
林地是国家重要的自然资源和战略资源,规划、保护和利用好林地资源对促进区域生态文明建设,推动区域经济社会可持续发展具有十分重要的意义。通过对常德市鼎城区的自然资源、林地的资源现状和特点以及存在的问题进行综合分析,提出保护... 林地是国家重要的自然资源和战略资源,规划、保护和利用好林地资源对促进区域生态文明建设,推动区域经济社会可持续发展具有十分重要的意义。通过对常德市鼎城区的自然资源、林地的资源现状和特点以及存在的问题进行综合分析,提出保护措施和建议。旨在能为鼎城区林业发展提供参考,为建设社会主义现代化新湖南作出积极贡献。结果表明:鼎城区的乔木林地面积为24350.6645 hm^(2),占据了绝对优势,其次是竹林地,面积为17299.0688 hm^(2),其他地类的面积相对较少。天然林面积为7236.1838 hm^(2),而人工林面积则达到43850.3045 hm^(2),天然林的面积明显偏小。公益林和商品林分别占林地总面积的26.09%和73.91%,商品林的比重较为突出。纯林的面积较大,而混交林的面积则相对较小。此外,林地资源在区域间的分布存在显著差异,表现出较强的不均衡性。为了实现鼎城区林地资源的科学管理与经营,建议采取以下措施:提升林地生产力、优化区域林业资源配置、增加公益林的面积、扩大混交林比例、合理平衡人工林与天然林的比例、充分发挥林地的多重生态与经济效益,同时加强公众对林地保护的参与度,提升社会意识,从而推动全区林业可持续发展。 展开更多
关键词 鼎城区 林地 现状 保护
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湘北湿地松人工林生物量分配格局与碳汇潜力研究
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作者 王辽阔 何介南 《湖南林业科技》 2025年第2期10-18,共9页
湿地松作为常见的针叶树种,在我国南方被广泛种植,其碳汇能力一直备受关注。在湖南省华容县设置了17个湿地松固定样地,估算了各样地的森林植被生物量、生态系统各层碳储量及植被碳汇能力。结果表明:不同龄组湿地松人工林林分的生物量范... 湿地松作为常见的针叶树种,在我国南方被广泛种植,其碳汇能力一直备受关注。在湖南省华容县设置了17个湿地松固定样地,估算了各样地的森林植被生物量、生态系统各层碳储量及植被碳汇能力。结果表明:不同龄组湿地松人工林林分的生物量范围为25.04~323.55t·hm^(-2),随林龄的增长呈增加趋势,且各龄组之间差异极显著(P<0.01)。乔木层生物量占比最高,超过60%;林下植被和枯死物生物量占比分别为4.9%~22.4%和5.9%~10.9%。湿地松林分不同龄组的碳密度为101.32~264.14t·hm^(-2),随林龄的增加也呈增长趋势,且各龄组间差异显著(P<0.05)。不同龄组植被的碳储量为2.79~7.33t·hm^(-2)·a-1,湿地松碳汇能力在近熟林阶段达到顶峰。该研究揭示了湿地松林分生物量、碳汇能力的变化与湿地松生长的关系,为优化湿地松人工林经营模式、提高森林碳汇能力、促进林业可持续发展奠定了基础。 展开更多
关键词 生物量 碳密度 碳汇能力 湿地松
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基于生物量换算因子连续函数法的南洞国有林场森林植被碳储量估算及其变化研究
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作者 陶立超 谭洪田 +1 位作者 肖炜 李臖 《湖南林业科技》 2025年第5期1-8,共8页
为了解南方丘陵地区湖南省国有林场碳汇功能的层级水平,本文对湖南省邵阳市城步苗族自治县南洞国有林场(简称“南洞林场”)的森林植被碳储量及其变化进行了分析研究。本文基于2013年“十二五”森林资源二类调查成果数据和2019年国有林... 为了解南方丘陵地区湖南省国有林场碳汇功能的层级水平,本文对湖南省邵阳市城步苗族自治县南洞国有林场(简称“南洞林场”)的森林植被碳储量及其变化进行了分析研究。本文基于2013年“十二五”森林资源二类调查成果数据和2019年国有林场森林资源二类调查成果数据,采用生物量换算因子连续函数法估算了森林生物量,根据含碳系数进一步测算了各森林植被和乔木林分的碳储量。研究结果表明:(1)南洞林场在2013-2019年间,森林植被碳储量由436945.83t增加到452641.76t,增加了3.59%;各植被类型变化不同,乔木林、竹林的碳储量均有所增加,经济林、灌木林(含疏林)的均有所减少。(2)6年间乔木林碳储量由378612.85t增加到384844.82t,增加了1.65%;各乔木林分碳储量有不同变化,除马尾松、栎类和桦类林分的碳储量减少外,其他乔木林分碳储量均有所增长。(3)从整体上看,两个时期的阔叶林碳密度普遍大于针叶林碳密度,且均以栎类林碳密度最高。(4)不同起源乔木林分的变化不同,6年间,人工林碳储量增加了156670.35t,增加了9370%;天然林碳储量减少了149736.24t,减少了70.77%。(5)两个时期各龄组乔木林碳储量大小顺序均为中龄林>成熟林>近熟林>幼龄林>过熟林,均以中龄林、成熟林为主。(6)森林植被碳密度由19.93t·hm^(-2)增加到20.69t·hm^(-2),增加了0.76t·hm^(-2)。6年间,南洞林场的森林植被碳储量呈逐渐增加趋势,在森林固碳方面发挥着“碳汇”的重要作用,预估到2030年,南洞林场的森林植被碳储量和乔木林碳储量将分别达到483359.88t、396618.77t。从总体上看,南洞林场森林植被和乔木林的碳密度仍然较低,碳汇发展潜力仍然巨大。 展开更多
关键词 南洞国有林场 林分 龄组 森林植被碳储量 碳密度
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