[目的]胸径生长率模型是研究林分生长变化、森林生长收获预估以及生物量和碳储量动态变化等的基础支撑,对于森林资源管理具有重要意义.探索利用多层感知机神经网络技术建立上海市单木胸径生长率模型,为上海市森林资源年度监测数据更新提供技术支撑.[方法]利用第六次至第九次全国森林资源连续清查上海市1999、2004、2009、2014年4期固定样地调查数据,对复位样木按照两倍标准差法进行胸径生长异常值剔除,再按照树种和前期胸径分组进行数据合并,分组计算样木胸径生长量的算术平均值,然后按复利式计算出相应的生长率,进而分别建立水杉、樟树、女贞、木兰、杨树5个树种的传统非线性回归和人工神经网络多层感知机的单木胸径生长率模型.使用确定系数(R2)和估计值剩余标准差(SEE)进行模型评价,使用确定系数(R2)、估计值剩余标准差(SEE)、平均预估误差(MPE)和平均百分标准误差(MPSE)进行预估评价.[结果]5个树种单木胸径生长率建模时,非线性回归模型的确定系数(R2)达到0.854、0.790、0.691、0.641和0.608,多层感知机模型确定系数(R2)达到0.903、0.863、0.802、0.684和0.650,后者确定系数(R2)较非线性回归模型分别提高0.049、0.073、0.111、0.043和0.042,多层感知机模型的估计值剩余标准差(SEE)较非线性回归模型均有所下降,5个树种分别下降0.13、0.26、0.32、0.12和0.10;预估后期胸径时,非线性回归模型确定系数(R2)达到0.880、0.832、0.526、0.860和0.799,多层感知机模型确定系数(R2)达到0.883、0.839、0.561、0.862和0.803,后者确定系数(R2)较非线性回归模型分别提高0.003、0.007、0.035、0.002和0.004,2种模型的平均预估误差MPE均在2%以内,平均百分标准误差(MPSE)均在20%以内,多层感知机模型的估计值剩余标准差(SEE)、平均预估误差(MPE)和平均百分标准误差(MPSE)较非线性回归模型均有所下降,5个树种估计值剩余标准差(SEE)分别下降0.02、0.05、0.07、0.01和0.04,平均预估误差(MPE)分别下降0.01、0.01、0.05、0.01和0.02,平均百分标准误差(MPSE)分别下降0.26、0.09、0.56、0.47和0.33.[结论]多层感知机可以避免模型选型和违背传统统计假设处理.与非线性回归模型相比,多层感知机胸径生长率模型的建模精度和预估精度略有提高,为上海市森林资源年度监测数据更新提供参考.
采用分布式计算方法与NPP实测法,基于不同林分类型的生态服务功能,从物质量和价值量两个方面对江西省广丰县的森林生态服务功能价值进行了评估.结果表明,研究区森林生态效益总价值为41.56亿元,森林提供的生态价值平均为5.42万元/hm2·年,涵养水源、固碳释氧和生物多样性保护价值合计达到总价值的88.02%.不同林分类型提供的生态效益价值排序为马尾松>灌木林>竹林>混交林>硬阔类>杉木>软阔类>国外松.单位面积不同林分类型提供的六项生态服务效益中,混交林提供的价值最大,为7.86万元/hm2.
基于野外实测数据和文献资料数据,对内蒙古赤峰市喀喇沁旗西南部的旺业甸实验林场进行了不同林龄油松人工林各组分的C、N、P生态化学计量特征分析,为油松人工林的可持续经营和固碳潜力的提升提供科学依据.结果表明:油松人工林叶C、N、P含量分别为511.41 mg/g,10.24 mg/g,1.23 mg/g,总体表现出在幼龄林时C、N含量低,P含量高;随着林龄的增大P含量降低,C、N含量增高.在幼龄林时叶C:N最大为61.38,叶C:P和N:P最小分别为385.78和6.28;随着林龄增大C:N先减小后增大,C:P和N:P先增大后减小,而所有N:P均小于14,判断该地区油松人工林生长主要受N的限制.土壤C、N、P含量均随土层深度增加逐渐降低,土壤C、N、P的平均含量分别为4.92 mg/g,0.47 mg/g,0.27 mg/g.土壤表层C含量在幼龄林时最小,随着林龄的增加逐渐增高并在近熟林时达到最大值,N、P含量在幼龄林时最大;随着林龄的增加逐渐减小.土壤C、N、P的供应量对叶C、N、P含量存在一定影响,土壤C、N、P含量在不同土层间的相关性较强.
研究不同混交比例对杉阔混交林固碳的影响,对增加人工林生物多样性、优化林分结构、提升固碳潜力具有重要意义.应用FORECAST模型模拟了不同混交比例对杉楠混交林固碳的长期影响,达到优化经营杉木人工林的目标.研究表明,在中等立地条件下,杉木和楠木混交时楠木比例不宜过大,杉木和楠木以3:1的混交比例最适宜,是混交林中固碳效果最优的.在增加土壤有机碳方面,楠木纯林>杉楠混交林>杉木纯林,这是因为楠木土壤有机质含量丰富,土壤结构较杉楠混交林和杉木纯林疏松.
通过整理美国林产品的进口贸易数据和相关技术标准,对其林产品进口贸易现状进行了分析,并对林产品进口贸易的技术标准实施情况进行了总结,为中国现阶段林产品贸易提供基础数据和科学依据.目前,我国政府和林产品企业正在主动适应林产品贸易中的新常态,积极制定林产品贸易中的相关技术标准.我国要不断加强涉林贸易技术标准的相关研究,充分借鉴和吸收成功经验,实现林产品对外贸易及合作交流的新跨越.
研究不同施肥强度和更新方式对杉木人工林固碳的长期影响,对提升人工林固碳潜力具有重要意义.应用FORECAST模型模拟了不同施肥强度和更新方式对杉木人工林固碳的长期影响,达到优化经营杉木人工林的目标.研究表明,在中等立地条件下,150 a不同施肥强度处理对总固碳量的影响依次是:60 kg/hm2 N>120 kg/hm2 N>30 kg/hm2 N>0 kg/hm2 N,适宜的施肥可以提高土壤有机碳储量,如果过量会造成土壤"氮饱和"效应.杉木实生林生物碳储量要高于萌芽林,但萌芽林在水土保持、土壤养分及生物多样性等方面具有优势,在萌芽林下补植阔叶树形成杉阔混交林是一种理想的固碳经营模式.
胸径和树高是森林调查中2个主要的调查因子.随着遥感技术的发展,在大区域的森林资源调查中,可以很容易地测量单株树的高度,其精度与传统的地面测量方法相当.最近几年,林业研究者构建了一系列胸径-树高方程来通过机载雷达所测的树高来估计树木的胸径,然而,大多数的模型都只是将树高作为唯一的变量来研究胸径-树高模型,却很少将冠幅与树高和胸径两者结合来研究胸径-树高模型.利用6种常用的胸径-树高模型,以上海市主要造林树种:池杉(n=241株)、柳树(n=82株)、木兰类(n=119株)、女贞(n=512株)、水杉(n=469株)、杨树(n=138株)、榆树类(n=235株)、樟树(n=1129株)为研究对象,基于R2、平均偏差和平均绝对偏差为评价指标,对这6种胸径-树高方程的模拟精度进行评价和比较,最终得到了各树种对应的最优模型结果.结果表明,模型(3)适用于榆树类、女贞和柳树;而模型(5)则适用于池杉、木兰类、水杉、杨树和樟树.模型(3)和(5)相对于其他4个模型来说有着更加准确的模拟精度.研究结果可为该地区通过机载雷达调查森林提供基础.
高分辨率遥感影像的单木信息提取识别,对于森林资源监测具有重要意义.针对传统森林资源信息调查存在时间长、成本高、工作量大的缺陷,提出基于分水岭算法的航片数据单木提取算法.(1)利用色彩空间变换将原始航片影像由传统RGB色彩空间转换至LAB色彩空间,通过高斯滤波器进行滤波运算,避免影像过分割现象;(2)利用标记分水岭分割算法进行单木影像分割;(3)通过分层区域优化对单木提取结果进行后处理,得到单木提取结果.通过实验,研究区的17块样地中有15块总体精度达到85%以上,算法能够较好的提取单木信息.
基于样地实测法和森林固碳计量理论,分析杉阔混交林生态系统各组分的碳储量及分配特征,揭示经营杉阔混交林在固碳增汇方面的潜力优势.结果表明:杉阔混交林从幼龄林到近熟林乔木层碳储量增加了64.97 t/hm2;土壤碳储量增加了18.23 t/hm2.在林龄、密度、立地等相近的情况下,杉阔混交林较杉木纯林的固碳潜力大.杉阔混交林和杉木纯林的林下植被层、凋落物层碳储量差异显著(P<0.05),杉阔混交林在水土保持功能、生物多样性和土壤养分积累等方面更具优势.通过选择合适的混交树种、混交比例和造林密度可以明显增加植被碳储量和土壤有机碳储量,杉阔混交林经营是实现杉木人工林可持续经营的重要途径.
植被和土壤有机碳含量的测定对于准确计量森林生态系统的碳储量具有重要意义.基于野外调查和室内仪器分析方法研究了不同龄组杉木萌芽林的碳含量,研究结果表明:不同龄组杉木萌芽林的各器官碳含量范围为456.91~502.60 g/kg,各器官平均碳含量大小为:叶(494.32 g/kg)>干(484.75 g/kg)>根(475.39 g/kg)>枝(473.92 g/kg).灌木层的总体平均碳含量为441.23 g/kg,草本层的总体平均碳含量为403.37 g/kg,凋落物层的总体平均碳含量为414.52 g/kg.不同龄组杉木萌芽林的土壤有机碳含量范围为4.58~31.55 g/kg,同一龄组内,随着不同土层深度的增加,土壤有机碳含量逐渐降低;同一土层深度内,中龄林碳含量最低,成熟林碳含量最高.该研究可为杉木林的固碳机理研究和可持续经营提供科学依据.
以城市生态学和景观生态学理论为指导,在客观分析茶山街道森林城镇建设现状的基础上,提出“半环、二轴、多廊、多片”森林生态网络体系布局,并对森林城镇建设的功能分区和建设重点进行分析。
在分析城市林业用地属性划分重要性的基础上,结合林地保护利用规划编制工作,阐述了城市林业用地属性划分的总体思路。以上海市松江区为例,将城市林业用地属性划分为5种类型,即管控林地、农用地上的经济果林、瞻仰景观休闲用地上的林地、其它建设用地上的林地和其它农用地上的林地,并分别对不同类型的用地属性,提出了林地保护利用规划中的管控措施和对策。
在分析江西省现行森林分类经营管理存在的生态公益林补偿标准偏低、非林地上的森林未纳入生态公益林补偿范围、公益林采伐不规范、商品林流转渠道不畅、商品林建设配套设施不完善、非林地上林木的采伐管理等问题的基础上,根据江西省社会经济发展状况和自然生态特点,提出了提高补偿标准、完善公益补偿机制和采伐规定、尽快出台商品林管理办法等对策,以促进江西省林业的可持续发展。
通过综合分析吉水县森林火灾发生的基本情况,针对引发森林火灾的主观原因、客观原因,从森林火灾预防、森林火灾扑救两方面提出森林防火相应对策。
基于2009年森林资源资源规划设计调查成果,采用市场价值法、影子工程等方法,估算了上海城市森林净化大气服务功能价值。研究结果表明:上海城市森林生态系统净化大气功能的总价值为27901.3 x104元.a-1,其中森林固定CO2的价值为44696.1x104元.a-1,释放O2的功能价值为112043.2 x104元.a-1,吸收污染物的功能价值为1010.0x104元.a-1,滞尘功能价值为16350.4 x104元.a-1,提供负离子的功能价值为97801.6 x104元.a-1。研究结果可为上海城市森林建设和管理经营,核算绿色GDP以及森林资源的生态价值量化提供科学依据。
通过参与江西、江苏、福建、浙江、上海五省市森林资源规划设计调查,对不同省份的森林资源规划设计调查操作细则中的森林覆盖率、林木绿化率、小班面积、岩石裸露地、林带面积、湿地、四旁树等调查因子技术处理进行对比分析,提出更趋合理的调查方法,为制定科学的森林资源规划设计类调查操作细则提供可靠依据。
Basing on the results of the forestland use and occupation in East China monitor section from 1998 to 2002, regarding the area checking rate and the fulfill rate of forest re-vegetation fee as the index, the study analyses it tendency and correlated reasons, and put forward the measures of improving the level of forestland management.
对野菊花黄色素的提取条件进行了系统的研究。结果表明,提取的最佳方案是:pH值为3.0的99.7%的无水乙醇为浸提剂,按野菊花粉重与浸提剂体积比为1:8投料,在温度为40℃下浸提两次,每次浸提时间为11h。
对野菊花黄色素的提取条件进行了系统的研究.结果表明,提取的最佳工艺条件是:以pH值为5.0的体积分数99.7%的无水乙醇为浸提剂,按每克野菊花粉加浸提剂10#mL的比例投料,在温度60℃下,浸提时间为5h.
对江西省5种不同类型退化荒山生态系统进行综合治理,开展植被恢复与重建技术及理论研究.研究结果表明:优选的植物组合及合理的配置并辅以工程措施是快速启动植被恢复进程,控制水土流失、重建退化荒山生态系统的有效措施.一林多用的树种组合,合理的生物体系设计和针、阔叶树种混交是改良地力,改善环境,促进退化荒山生态系统进展演替的优良途径.先进造林技术的应用和林农牧业结合的复合经营方式是提高综合治理效益,促进并维持生态恢复过程稳定的先决条件.