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光学仪器法测定叶面积指数季节变化的误差分析 总被引：1，自引：0，他引：1
《林业科学》2016,(9)
【目的】以黑龙江凉水国家级自然保护区人工林地为研究区,探讨影响间接法(光学仪器法)测定森林叶面积指数(LAI)季节变化精度的因素,为更准确地运用该方法测定LAI提供科学依据。【方法】以红松人工林和兴安落叶松人工林为研究对象,利用直接法和半球摄影法(DHP)及LAI-2000植物冠层分析仪2种间接法测定其LAI季节变化(5—10月),并研究光学仪器法测定LAI精度的误差源(木质部、冠层水平上的集聚效应、簇内集聚效应和自动曝光设置)产生偏差的季节性变异。【结果】对于红松人工林,DHP和LAI-2000在不同时期测定的LAI均低于直接法测定值,分别低估55%~68%和19%~35%;对于兴安落叶松人工林,DHP和LAI-2000在大部分时期低于直接法测定值,但在叶凋落后期均高于直接法测定值。不同误差源的校正参数及其对光学仪器法产生的偏差均存在明显的季节性差异。对于红松人工林,不同时期所有误差源产生的总偏差分别平均解释DHP,LAI-2000与直接法测定的LAI间差异的84%和79%。对于兴安落叶松人工林,利用Photoshop(PS)法校正木质部产生误差的情况下,不同时期所有误差源产生的总偏差对DHP、LAI-2000与直接法测定的LAI间差异的平均解释率分别为80%和65%,而利用背景值法校正木质部产生误差时,相应的平均解释率均低于5%。【结论】2种针叶林内,经过校正后DHP均比LAI-2000更适于测定LAI的季节变化;同时利用PS法校正2种光学仪器法在测定LAI季节变化时木质部产生误差的效果优于背景值法。 相似文献
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叶面积指数的主要测定方法 总被引：17，自引：0，他引：17
简要地介绍了叶面积指数的概念和研究的意义,总结了当前叶面积指数(LAI)的主要测定方法有直接和间接方法两大类,分析了各种方法的优缺点.认为未来叶面积指数测定的发展趋势是光学仪器法和遥感法的相互结合. 相似文献
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《林业科学研究》2019,(6)
[目的]以鄂中地区马尾松人工林为研究对象,对马尾松人工林演替过程中物种多样性的变化、演替趋势以及天然更新展开研究,为马尾松人工林的近自然经营提供依据。[方法]对研究区不同林龄(9 a、18 a、28 a和48 a)和不同林分密度(1 088■2 644株·hm~(-2))的马尾松人工林样地林下植物进行调查,并测量林内透光率,分析了乔木树种的演替趋势和多样性影响因素。[结果]表明,马尾松人工林中的主要演替树种为樟树、冬青、杉木、苦楝和短柄枹栎5种。马尾松人工林的主林层与演替层的物种多样性指数随龄级组增加表现为逐渐上升趋势。林内透光率对更新层(P0.01)和演替层(P0.05)的多样性均有显著的影响,在本研究的密度范围内,林分密度与乔木树种的幼树幼苗密度呈极显著负相关(P0.01),与更新层密度呈显著负相关(P0.05)。[结论]鄂中地区马尾松人工林群落的顶级群落为冬青+樟树+短柄枹栎混交林。研究区的人工林总体更新能力偏弱,在天然更新弱的区域可以采取补植阔叶树种幼树等方式来进行人工辅助更新。 相似文献
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[目的 ]为了探讨松材线虫入侵后松林枯落物层和土壤层水源涵养能力的变化趋势。[方法 ]以湖北三峡地区松材线虫入侵不同年限(0 a(未入侵)、6 a、10 a和16 a)的马尾松林为对象,采用环刀法、烘干法与室内浸泡法对林分地表枯落物和土壤层水源涵养能力进行了测定,并结合枯落物有效拦蓄量和土壤有效蓄水量定量比较林分枯落物层和土壤层的水源涵养能力在松材线虫入侵不同年限间的变化趋势。[结果 ]表明：(1)松材线虫入侵不同年限间马尾松林枯落物蓄积量、有效拦蓄量和最大持水量均无显著差异(P>0.05),枯落物总厚度为3.47～5.34 cm,总蓄积量为6.11～9.62 t·-2,枯落物有效拦蓄量为9.71～14.77 t·-2。(2)松材线虫入侵不同年限间马尾松林土壤含水量、土壤密度、非毛管孔隙度存在显著差异(P<0.05),毛管持水量为333.42～378.33 t·-2,饱和蓄水量为386.27～461.20 t·hm-2,入侵6 a的马尾松林0～10cm和10～20 cm土层土壤有效蓄水量... 相似文献
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[目的]探讨林分结构随林龄的变化及其所带来的水文影响,为六盘山半干旱区森林植被建设和经营管理提供理论依据。[方法]在六盘山半干旱区叠叠沟小流域,以主要人工林类型—华北落叶松人工林为研究对象,基于1993—2002年的日气象数据,应用林分结构耦合模型和BROOK90生态水文模型,通过情景模拟,得到植被结构(平均树高、胸径、郁闭度、LAI)随林龄的变化,及其对水分平衡分量(截留量、蒸腾量、土壤蒸发量、产流量)的影响。[结果]华北落叶松林随林龄的增加可分为快速生长期(林龄5～15 a)、缓慢生长期(林龄15～40 a)和稳定期(林龄大于40 a)。在快速生长期,林分平均树高、平均胸径、郁闭度和冠层LAI均随林龄的增加而快速增大,年均增长率分别为0.48 m·a-1、0.54 cm·a-1、0.03、0.19;在缓慢生长期,林分平均树高、平均胸径和郁闭度呈缓慢增大趋势,而冠层LAI则呈先增大后减小的趋势;在稳定期,林分结构基本稳定。在快速生长期,年均截留量和蒸腾量随林龄增加而快速增大,年均增长率分别为1.91、24.13 mm·a-1 相似文献
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[目的]通过分析土壤微生物生物量及群落结构的演变趋势,筛选影响土壤微生物群落的关键环境因子,揭示土壤微生物群落对毛竹林长期粗放经营的响应机理。[方法]选取不同粗放经营年限(5 a、9 a、15 a、18 a)毛竹林,以天然马尾松林(Masson pine,MP)作为对照,采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acids,PLFA)分析方法表征土壤微生物量及群落结构。[结果]结果表明,毛竹林土壤微生物总PLFA含量以及细菌、真菌、放线菌等PLFA含量均显著低于马尾松林(P0.05),但不同经营年限毛竹林之间没有显著差异。土壤碱解氮及有效磷含量对土壤微生物总PLFA含量以及细菌、真菌、原生动物等PLFA含量影响显著(P0.05),而土壤碱解氮、p H值以及有机质含量对放线菌PLFA含量影响显著(P0.05)。长期粗放经营过程中毛竹林土壤微生物丰富度及多样性均呈逐渐下降趋势。非度量多维尺度转换排序(Non-metric multidimensional scaling,NMDS)分析结果表明,毛竹林土壤微生物群落结构与马尾松林有明显区分(R=0.388 1,P=0.009)。土壤含水量、碱解氮、有效磷以及p H值合计解释了90.28%的微生物群落结构变异量,其中土壤含水量、碱解氮、有效磷贡献显著(P0.05)。[结论]长期粗放经营降低了毛竹林土壤微生物量,改变了群落结构,其生态风险还有待于进一步评估。 相似文献
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应用LAI-2000冠层分析仪,研究了苏南丘陵区主要林型的叶面积指数(LAI)季节动态。结果表明:4种林型的LAI随季节变化具有明显的规律性,充分反映了4种林型叶片的生长状态,LAI值由大到小依次为毛竹(3.45)>杉木(2.87)>麻栎(2.62)>马尾松(2.00);冠层空隙度总体变化趋势与LAI的总体变化趋势恰好相反,在8月份出现最小值,分别为杉木6.7%、毛竹2.8%、麻栎5.6%、马尾松15.1%;叶倾角的季节变化不大,均在一定范围内波动。对4种林型的冠层均匀性进行比较分析,结果发现,杉木林冠层均匀性最好,麻栎林冠层均匀性最差。对4种林型的叶面积指数与冠层空隙度进行回归分析,发现两者之间呈指数回归关系(R2>0.95),通式为:y=ae-bx。 相似文献
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小兴安岭谷地云冷杉林叶面积指数的季节动态及空间格局 总被引：1，自引：0，他引：1
应用半球摄影技术对小兴安岭谷地云冷杉林落叶季节(7-11月)的有效叶面积指数进行动态监测.为准确估测谷地云冷杉林的叶面积指数(LAI),对叶凋落末期(11月初)的有效叶面积指数(LAIe)进行木质部分及集聚效应(包括冠层水平集聚和针簇内集聚效应)的合理校正,以校正值作为该时期常绿树种的真实叶面积指数(LAIt),结合凋落物法,反推得到LAIt的季节动态并分析LAIt最大时期(7月)和最小时期(11月)的空间格局特征.结果表明:谷地云冷杉林11月初木质部分所占比例(α)均值为0.10±0.06,冠层水平集聚指数(ΩE)均值为0.90±0.04,常绿针叶树种的针簇内集聚指数(针簇比,γE)为红松(1.77)＞云杉(1.28)＞冷杉(1.10);LAIt随季节变化呈递减趋势,7月达到峰值(3.97),11月值最小(2.71);相对而言,光学仪器法测定的LAIe各调查期的低估范围为28.81％ ～43.24％,平均低估值为32.98％;变异函数分析表明,LAIt大的月份其空间异质性程度也大,7和11月LAIt的空间异质性主要由空间自相关引起,其引起的空间异质性分别占总空间异质性的99.8％,66.9％. 相似文献
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Leaf area index(LAI) is a key factor that determines a forest ecosystem's net primary production and energy exchange between the atmosphere and land surfaces.LAI can be measured in many ways, but there has been little research to compare LAI estimated by different methods. In this study, we compared the LAI results from two different approaches, i.e., the dimidiate pixel model(DPM) and an empirical statistic model(ESM) using ZY-3 high-accuracy satellite images validated by field data. We explored the relationship of LAI of Larix principis-rupprechtii Mayr plantations with topographic conditions. The results show that DPM improves the simulation of LAI(r = 0.86,RMSE = 0.57) compared with ESM(r = 0.62, RMSE =0.79). We further concluded that elevation and slope significantly affect the distribution of LAI. The maximum peak of LAI appeared at an aspect of east and southeast at an elevation of 1700–2000 m. Our results suggest that ZY-3 can satisfy the needs of quantitative monitoring of leaf area indices in small-scale catchment areas. DPM provides a simple and accurate method to obtain forest vegetation parameters in the case of non-ground measurement points. 相似文献
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《林业与环境科学》2018,(6)
为了解澳大利亚湿加松(Pinus elliottii×P. caribaea)在广西中部引种的生长表现,在桂中地区的三门江林场对澳大利亚湿加松(P. elliottii×P. caribaea)与马尾松(P.massoniana)、加勒比松(P.caribaea)、湿地松(P. elliottii)进行造林对比试验,对其生长量、产脂量进行测定,试验结果表明:17.8a生时各树种的生长量为马尾松湿加松加勒比松湿地松;在松脂产量方面,湿加松加勒比松湿地松马尾松。湿加松早期生长快于其他树种,6.3 a生之后马尾松的生长量超过其它树种,17.8 a生时马尾松生长量显著高于湿加松、加勒比松和湿地松。从生长量和产脂量两个指标综合考虑,湿加松可作为脂材两用林进行培育。 相似文献
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[目的]在不同供Ca2+水平下对马尾松幼苗生长及生理特性进行研究,以确定适宜马尾松生长的钙浓度,为马尾松人工林培育及合理施用钙肥提供参考。[方法]以半年生马尾松幼苗为试材,采用温室内砂培,研究不同供Ca2+水平(0.0、0.4、1.0、2.0、3.0、4.0 mmol·L~(-1)(CK))对马尾松生长及生理指标的影响。[结果]不同供Ca2+水平处理5个月后,在Ca2+水平为1.0、2.0 mmol·L~(-1)时,马尾松幼苗的株高增量和地径增量较高,其中,2.0 mmol·L~(-1)Ca2+水平的株高增量和地径增量最高。马尾松幼苗对Ca2+水平适应能力强弱顺序为2.01.00.43.00.04.0 mmol·L~(-1)(CK)。在不同生长期内,随着供Ca2+水平的增加,马尾松针叶中ROS(O2-产生速率、H2O2浓度)、MDA含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)活性、抗氧化物质(GSH、As A)含量、脯氨酸含量均先降低后增加,最小值均在1.0 mmol·L~(-1)或2.0 mmol·L~(-1)处理中;类胡萝卜素含量先增加后降低,其最高值均在2.0 mmol·L~(-1)处理中。马尾松幼苗的株高增量和地径增量与类胡萝卜素含量关系不明显,而与其他生理指标均呈显著负相关。[结论]马尾松幼苗适宜在1.0 2.0 mmol·L~(-1)Ca2+水平的环境中生长。在马尾松林地中,应对土壤有效钙含量进行测定,并结合植株的生长和生理特征进行综合评价后,科学合理施肥以提高生产力。 相似文献
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不同林龄马尾松生长及生物量分配研究 总被引：2，自引：0，他引：2
对渝东重庆石柱林场不同林龄(8a、20 a、30 a)马尾松生长及生物量分配状况研究,结果表明:①马尾松的胸径和树高在幼龄林(8a)和中龄林(20a)生长速度最快,材积量则在成熟期(30a)达到最大.②马尾松各器官生物量和总量随着林龄的增加而增加,树干的生物量增长速度最快,在成熟期最高,达到72.68％.③各林龄马尾松林内,各层次生物量的高低排序都为乔木层、枯落物层、草本层、灌木层;乔木层生物量和林地地上总生物量均随着林龄的增加而增加,并占有绝对的优势;灌木层、草本层和枯落物层占地上部分总生物量比重则逐渐降低.④马尾松林的地上部分各林层的净生产力在中龄林的高低排序都为乔木层、枯落物层、草本层、灌木层,幼龄林和成熟林则表现为乔木层、草本层、枯落物层、灌木层;乔木层生产力在地上总生产力中占绝对比重. 相似文献
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[目的]研究不同强度采伐下马尾松的生长动态,筛选适宜的采伐强度,为马尾松人工林近自然经营提供技术支撑。[方法]2007年10月在14年生马尾松人工林(保存密度1 100株·hm~(-2))内进行采伐试验,设置4个采伐强度,即保留密度分别为225、300、375、450株·hm~(-2),以不采伐为对照;其后,自2008年开始连续8 a,每2 a测定1次马尾松的胸径、树高、枝下高和冠面积等生长指标,并计算单株材积和林分蓄积量,应用方差分析和Duncan多重比较分析生长指标对不同采伐强度的动态响应。[结果]表明:采伐强度显著影响林分生长,其中,林分平均胸径、单株材积、冠面积的年均增长量随保留密度增大而减小,但均显著高于对照(P0.05)。采伐后第1 3年,马尾松冠面积增长量显著高于采伐后期,胸径则在采伐后第3 5年最高,而不同采伐强度对林分树高生长影响不明显。保留密度显著影响林分枝下高和蓄积量的动态变化,其年均增长量随密度增大而递增。5个处理间林分蓄积年均增长量的差异随林龄的增大而逐渐缩小。[结论]马尾松人工林生长对不同强度采伐的动态响应以树冠最敏感,冠面积首先陡然增大,进而引起胸径的快速生长。树高和枝下高在采伐后年均增量变化相对平稳。4个采伐强度均显著促进单株材积生长,而仅保留密度为225株·hm~(-2)的采伐对林分蓄积增长量影响显著。综合比较林分的单株材积和林分蓄积连年增长量,建议在桂西南15年生马尾松人工林近自然经营中宜选择300株·hm~(-2)的保留密度进行采伐。 相似文献
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[目的]植物-土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及生态化学计量关系反映其土壤养分利用效率及林下光环境对植物的养分限制状况.针对17年生马尾松Pinus massoniana人工林林下4种灌木叶片与土壤全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)养分含量及生态化学计量特征进行研究,探索马尾松林下灌木养分状况,为马尾松林下复... 相似文献
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马尾松苦槠混交林生长状况与土壤肥力分析 总被引：1，自引：0，他引：1
对福建省光泽县杉木人工林采伐迹地上营造的7 a生马尾松纯林和马尾松苦槠混交林(混交比例1∶1)的生长量和土壤肥力进行研究。研究结果表明:在下坡位,混交林的林分生长量大于马尾松纯林,蓄积量为30.33 m3·hm-2,比马尾松纯林增加17.47%;在中坡位,混交林的蓄积量略高于马尾松纯林;在上坡位,混交林的生长量小于马尾松纯林,林分蓄积量为11.89 m3·hm-2,仅为马尾松纯林的76.02%。混交林和纯林蓄积量、表层(0-10 cm)土壤有机质和全氮等指标均随着坡位的下降而增加。马尾松苦槠混交林的表层(0-10 cm)土壤有机质、全N等指标在下坡和中坡位均略高于马尾松纯林,在上坡位则略低马尾松纯林。 相似文献
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《林业科学》2021,57(4)
【目的】基于多角度PROBA/CHRIS遥感数据和野外实测数据,结合PROSAIL模型和随机森林模型反演森林叶面积指数(LAI),以提高植被LAI遥感反演精度,为区域土壤侵蚀遥感定量监测提供新的方法和模型。【方法】以南京市紫金山和幕府山为研究区,采用野外调查、遥感影像、辐射传输模型与数学模型相结合的方法,构建基于PROSAIL模型和多角度PROBA/CHRIS遥感数据的随机森林LAI反演模型,对PROSAIL模型进行敏感性分析和适用性评价,确定最佳LAI反演模型,并利用地面实测LAI进行精度验证和评价。【结果】PROSAIL模型中各输入参数敏感性大小为LAI叶绿素a、b含量Cab叶片干物质含量Cm热点参数SL叶片内部结构参数N等效水厚度Cw;模拟的冠层反射率精度大小为0°36°-36°55°-55°。单角度LAI反演模型中,前向观测角55°精度最高,其决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和平均绝对百分误差(MAPE)分别为0.915 7、0.235 7和0.042 6;相比于传统垂直观测,55°模型的R2提高0.75%,RMSE和MAPE分别降低3.76%和5.12%;相比于非线性回归模型,单角度随机森林LAI反演模型的R2提高0.7%,RMSE和MAPE分别降低15.40%和11.98%;单角度LAI反演模型精度由高到低依次为55°、36°、0°、-55°、-36°。多角度LAI反演模型中,3角度组合(0°、36°、55°) LAI反演精度最高,其R2、RMSE和MAPE分别为0.918 4、0.231 9和0.041 5,相比于单角度55°,R2提高0.29%,RMSE和MAPE分别降低1.61%和2.58%;相比于传统垂直观测,3角度组合模型的R2提高1.05%,RMSE和MAPE分别降低5.31%和7.57%;相比于非线性回归模型,多角度随机森林LAI反演模型的R2提高0.79%,RMSE和MAPE分别降低6.72%和9.19%。紫金山西部区域LAI介于0.44～6.70之间,林地LAI均值为3.04;紫金山西部林地LAI整体上呈北部和南部高、中间低的空间分布格局。【结论】最佳LAI反演模型为基于3角度组合(0°、36°、55°)的随机森林LAI反演模型;一方面,增加观测角度可提供更多植被冠层结构信息,LAI反演精度随观测角度增加而增加,但另一方面,观测角度过多会使像元空间重采样、叶片阴影和土壤阴影等问题带来更多不确定性,LAI反演精度反而下降;无论是单角度还是多角度数据,随机森林LAI反演模型精度均高于非线性回归模型,随机森林模型能够明显提高LAI反演精度,适用于区域植被LAI反演;多角度遥感数据能够反映森林立体结构信息和地物多维空间结构特征,显著改善传统垂直观测数据反演LAI精度较低的问题,从而有效提高植被LAI反演精度。 相似文献
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[目的]为了丰富马尾松遗传信息,开发更多适用于马尾松的新型分子标记。[方法]依据马尾松Ty1-copia类型和Ty3-gypsy类型反转录转座子RT序列的保守区域设计引物,建立了马尾松IRAP-PCR技术体系并以12个基因型个体为材料进行验证。[结果]42条引物中筛选出多态性丰富、重复性好的29条进行PCR扩增,共获得227条谱带,其中多态性条带207个,多态性比例为91.19%,平均观测等位基因数(Na)为1.911 9±0.284 1,有效等位基因数(Ne)为1.468 0±0.288 2,Nei’s基因多样性指数(H)为0.291 1±0.144 9,Shannon’s信息指数(I)为0.447 2±0.195 3;利用引物P-12、P-15或R-1,可以将栽培种与无性系两类区分开;P-2可作为核心引物,能将12份供试材料有效区分开来;采用IRAP标记构建了供试种质的DNA指纹图谱;供试种质的遗传相似系数为0.46 0.69,以相似系数为基础,进行UPGMA聚类分析,以0.57为阈值可将供试种质分为三类,其中无性系内不同材料间也存在较大的遗传变异。[结论]IRAP分子标记能有效地用于马尾松种质的鉴别与亲缘关系分析等相关研究。 相似文献