长白山阔叶红松林生长季节反射率特征

长白山阔叶红松林生长季节反射率特征

一、长白山阔叶红松林生长季反射率特征(论文文献综述)

王瑶瑶,周光,刘琪璟,周阳[1](2021)在《长白山阔叶红松林不同演替阶段冠层光谱特征及其与气温的关系》文中认为【目的】通过遥感数据分析长白山阔叶红松林不同演替阶段冠层光谱变化特征,为揭示长白山群落内部种间变化以及植被生产力对气候因子的响应机制提供理论依据。【方法】通过Google Earth Engine平台提取1984-2019年长白山原始阔叶红松林与次生白桦林Landsat和Sentinel多年冠层光谱数据并计算植被绿度参数,分析二者冠层光谱特征季节变化、植被绿度的季节与年际变化,计算植被年际绿度变化与同期月均温的Pearson相关系数。【结果】(1)原始林与次生林冠层可见光反射率在非生长季较高,生长季下降,而近红外光变化趋势则与此相反。在生长旺盛季节(5-10月底)原始林与次生林可见光波段冠层反射率相近,近红外波段差异明显,次生林冠层反射率更高。二者都具有明显的"红谷"、"绿峰"、"蓝谷"和"红边"现象,原始林冠层光谱反射率年变化幅度小于次生林。(2)原始林与次生林的绿度表现为相同的变化趋势,即春季展叶期间增长、秋季落叶期衰减。非生长季,原始林植被指数变化较为稳定且大于次生林,次生林林下透光度高。生长季,次生林增强植被指数(EVI)和哨兵二号红边位置(S2REP)均大于原始林,植被冠层生理活动更为旺盛,不同的卫星影像数据表现一致,且次生林的EVI峰值比原始林出现得略早。(3)1985-2019年的35年期间,长白山气温呈上升趋势,植被绿度也随之变化,即:二者EVI在增加,且夏季(生长季)增长幅度大于其他季节,春、秋季的年际差异较大。(4)与原始林相比,次生林EVI年际变化受春季气温影响较大,在生长季初期,二者的EVI与气温呈显着正相关;在整个生长季期间,当气温增加达到一定阈值后,EVI增长显着。【结论】长时间的连续冠层光谱变化监测与分析,可有效反映原始林与次生林植被物候变化差异。气温上升可能是引起长白山阔叶红松林绿度变化的重要因素之一。

浮媛媛[2](2020)在《中国东北林区主要树种地上生物量与密度的遥感估算与模拟研究》文中研究指明森林生态系统是陆地生态系统的主要组成部分,在全球碳循环中发挥着非常重要的作用。温带和北方森林是大气二氧化碳的主要汇源,与低纬度相比,中高纬度地区的气候变暖幅度更大,因此温带和北方森林受到越来越多的关注,获取其空间上明确的地上生物量信息对于估算区域尺度的碳储量至关重要。中国东北林区处于中纬度全球环境变化敏感带,森林资源丰富,是中国最主要的碳库,包含的寒温带针叶林和温带针阔叶混交林是中国特有的森林类型。然而之前对中国东北林区地上生物量的研究主要是对所有树种总地上生物量的估计,几乎没有对整个东北林区树种水平地上生物量以及密度进行估算的研究,而树种水平的地上生物量和密度可以为了解森林动态提供重要的额外信息。此外,由于中国东北林区主要树种对气候变化的敏感度不同,随着全球气候变化,该区域未来的树种组成与结构可能会发生显着变化。因此,定量获取中国东北林区主要树种空间上连续分布的地上生物量与密度并预测其在不同气候变化情景下未来树种组成的动态变化,有助于掌握东北林区主要树种对气候变化的潜在响应及反馈机制,为林业部门应对气候变化的森林管理政策的制定提供科学依据。本研究以中国东北林区为研究对象,以森林调查数据为基础,结合遥感数据和环境变量数据,共建立了630个kNN(k-Nearest Neighbor)生物量估算模型,通过模型评估,选出适合东北林区的最优kNN模型首次对其17个主要树种的地上生物量进行估算,并对其各树种的空间分布特征与环境因子的关系进行讨论;之后基于上述17个树种地上生物量的估算结果对各树种在各径阶和各林龄的分布密度进行估算,并对各树种的胸径和林龄分布特征进行分析;最后基于上述估算的东北林区17个树种在各径阶的分布密度,利用森林生态系统过程模型LINKAGES v3.0,模拟并预测在现行气候条件和RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5三种气候变暖情景下未来100年(20012100年)中国东北林区的树种组成动态,并对其主要树种在不同时期的潜在空间分布特征进行分析。研究的主要结论如下:(1)基于6个不同的距离度量指标、15个k值以及7组多时相MODIS数据和环境变量的组合设计的630个kNN生物量估算模型中,基于RF(Random Forest)距离度量指标的kNN模型表现出最佳的估算性能。应用生长季所有6个月份的MODIS预测变量与只使用生长季9月份的MODIS预测变量,并没有显着提高kNN生物量估算模型的精度。虽然随着k值的增加,kNN生物量估算模型的精度会有所提高,但是当k>7时,使用9月份MODIS预测变量的基于RF距离度量指标的kNN模型估算精度提高的幅度基本可以忽略不计。因此,基于RF距离度量指标、k=7和9月份MODIS光谱反射变量与环境变量组合的kNN模型被认为是估算东北林区树种水平地上生物量的最优kNN模型。(2)东北林区主要树种的地上生物量及其空间分布受环境变量影响显着。落叶松和白桦的地上生物量与温度呈显着负相关,在东北林区分布最为广泛,是目前东北林区的两大优势树种;云杉和臭冷杉地上生物量与海拔呈正相关,主要分布在高海拔地区;红松、枫桦、色木槭、紫椴、水曲柳、春榆、黄菠萝和胡桃楸的地上生物量与降水、温度和太阳辐射呈正相关,主要分布在相对湿度和温度较高的小兴安岭和长白山地区,在严寒的大兴安岭地区很少分布;樟子松对干旱和低温具有较高的耐受性,主要分布在大兴安岭北段的阳坡上;而钻天柳主要沿河流两岸分布。由于钻天柳和黄菠萝在研究区的分布有限,其地上生物量很低。总体而言,大兴安岭的地上生物量低于小兴安岭和长白山地,并且本研究中树种水平地上生物量估算结果的准确性从小班尺度到生态型尺度有明显的提高。(3)通过将两参数的Weibull概率密度函数与kNN模型相结合,可对整个东北林区主要树种在各径阶以及各林龄的分布密度进行合理估算。本研究估算的东北林区17个树种的总林分密度在7003000株/ha之间,并且整个研究区总林分密度的平均值为1464株/ha。整体来看,大兴安岭的总林分密度依次高于小兴安岭和长白山地。其中,山杨、樟子松、云杉、水曲柳、黄菠萝和钻天柳的胸径分布规律整体上都呈倒“J”型曲线,在小径阶林木株数居多;而其他树种的胸径分布规律整体上都呈左偏单峰山状分布,其林木株数分布都偏向于中小径阶。此外,东北林区主要树种林龄大都呈左偏单峰山状分布,虽然大多数树种幼龄林、中龄林占的比例较大,但是其中一些树种(如蒙古栎、色木槭、水曲柳)近熟林或者成熟林占的比例也较大。整体来说,东北林区的树种组成及其胸径和年龄结构是比较复杂的。(4)未来100年不同气候变化情景下东北林区树种组成差异不大,但是各树种对气候变化的潜在响应存在显着差异。未来100年,在现行气候条件和RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5三种气候变暖情景下,东北林区树种组成中阔叶树种都以蒙古栎、山杨、白桦和色木槭为主,同时伴有相对少量比例的紫椴、黑桦、春榆、水曲柳和枫桦,胡桃楸、黄菠萝和钻天柳所占的比例几乎可以忽略;针叶树种都以红松和兴安落叶松为主,同时伴有少量樟子松和极少量的云杉、臭冷杉。对单个树种来说,现行气候条件已经接近兴安落叶松、云杉、臭冷杉以及枫桦生存适宜条件的边缘,温度进一步快速上升将导致这些树种无法在短期内适应环境的变化而面临退化;21世纪末期,蒙古栎和红松将分别成为东北林区最具优势的阔叶和针叶树种;在三种气候变暖情景增温幅度适中的情况下,东北林区大多数温带阔叶树种以及红松在空间分布上都有北移的趋势,并且增暖幅度越大,移动趋势越明显。

胡乘风,陈巧玲,乔雪涛,程艳霞[3](2020)在《阔叶红松林主要树种光合与光谱反射特性及初级生产力研究》文中指出【目的】从生理角度探究阔叶红松林不同演替阶段的5个主要树种对光胁迫的适应性差异;揭示不同高度和不同冠层方向是否对叶片的光合特性、光谱反射特性以及相关生理功能性状产生影响;对各树种的有机物积累速率进行评估,为东北地区阔叶红松林初级生产力的研究提供参考。【方法】选取了阔叶红松林林冠层的5个乔木树种(春榆、紫椴、胡桃楸、蒙古栎和红松)进行研究,测定不同取样位置的叶片光合参数、光谱反射参数、比叶面积、元素含量等生理指标,进行方差分析与均值多重比较,建立各生理参数之间的相关关系,利用异速生长方程估算样地春榆、紫椴、胡桃楸、蒙古栎和红松种群的初级生产速率。【结果】(1)光合特性、光谱反射特性、比叶面积、叶片厚度和叶片元素含量等生理特征的种间差异显着(P <0.05)。红松的表观量子效率最低,暗呼吸速率和光补偿点均比其他树种高,比叶面积最小,叶片厚度最大,氮元素含量和钾元素含量最低;(2)各树种的光合特性、光谱反射特性、比叶面积、叶片厚度和叶片元素含量等生理特征在不同取样位置无显着差异(P> 0.05);(3)阔叶树种的暗呼吸速率和光补偿点分别与光化学反射指数存在显着的种间负相关(P <0.05),线性拟合结果表明R2分别高达0.96和0.94;(4)春榆、紫椴、胡桃楸、蒙古栎和红松种群的最大初级生产速率分别为4.806、1.637、1.981、0.350、0.106 kg/s。【结论】不同树种对光胁迫的适应性差异在光合特性和光谱反射特性上都有所表现,叶片光合特性与群落树种的更替密切相关,群落演替后期处于林冠层的植物对光环境的适应性决定了该群落的冠层物种构成;植物在15 m以下的不同高度和冠层方向的差异不足以引起叶片的光合生理特征产生适应性改变;春榆对群落生产力的贡献的最大,红松最小。

胡乘风[4](2020)在《阔叶红松林冠层树种光合特性及光合生产潜力研究》文中提出为预测在全球变暖环境下阔叶红松林中不同种群光合生产潜力的变化趋势,本研究在吉林省林业试验区国有林保护中心选取了阔叶红松林林冠层的5种乔木(春榆、紫椴、胡桃楸、蒙古栎和红松)为研究对象,探究了叶片的光合特性、光谱反射特性、形态学特征以及化学计量特征等在冠层内部和不同径级间的变异性,以及各树种的光合能力在不同温度下的响应情况,从光合生理角度揭示了处于不同演替阶段的树种光合作用对光胁迫响应规律的适应性差异,建立了光合参数与光谱反射指数之间的种间相关关系,估测了阔叶红松林主要冠层树种的光合生产潜力,比较了5个树种的日光合速率在不同温度下的变化以预测升温对种群生产力的影响,为我国东北地区森林初级生产力研究和阔叶红松林的恢复提供基础资料。主要研究结论如下:(1)群落演替与物种的光合特性密切相关,处于不同演替阶段的树种对光胁迫的适应性差异在光合、光谱特性、形态学和化学计量学特性上均有所表现。相比于建群顶级树种红松,过渡树种的表观量子效率更高、光补偿点和暗呼吸速率更低,具有较薄的栅栏细胞层、较大的比叶面积和更高的叶绿素含量,更有利于在林下弱光环境中积累有机碳,红松在强光条件下具有更强的光合能力和更高的初级生产速率,能积累更多的有机物用于生长。(2)本研究中5个树种不同冠层位置生长的叶片光合特性、光谱反射特性、比叶面积、叶片厚度和叶片元素含量等生理指标均未表现出显着差异(P>0.05),叶片着生方位的光环境差异与15m以下的冠层高度差不足以引起叶片光合生理特征产生适应性改变;(3)阔叶树种的暗呼吸速率和光补偿点分别与光化学反射指数存在显着的种间负相关(P<0.05),线性拟合结果表明R2分别高达0.96和0.94。(4)种群光合生产潜力对群落生产力贡献大小为春榆>紫椴>胡桃楸>蒙古栎>红松,分别为4.531g C/s,1.428 g C/s,1.139g C/s 0.497 g C/s,0.207 g C/s。春榆20-40cm径级范围内的个体贡献了种群51.46%的生产力,紫椴和胡桃楸20-50cm范围内的个体分别贡献了种群64.57%和86.07%的生产力,30-40cm径级范围内的蒙古栎个体贡献了64.83%的生产力,10-30cm径级范围内的红松个体贡献了种群58.62%的生产力。(5)常绿植物的光合特性在变化的温度下具有更高的内稳态,红松的光合能力对温度的敏感性最低,日均生产力稳定在2.923 g C/m2·day1。其他4个阔叶树种最适温度范围的大小关系为春榆、蒙古栎<紫椴<胡桃楸。春榆和蒙古栎的最适温度接近25℃,光下日均生产力分别为3.211 g C/m2·day1和3.606 g C/m2·day1,紫椴在30℃时光下日均生产力最大为4.106 g C/m2·day1;胡桃楸在35℃时光下日均光合速率最大为5.701 g C/m2·day1。到21世纪末全球地表温度将增加0.3-4.8℃未来全球升温的情况下,春榆和蒙古栎对群落初级生产力的贡献降低,紫椴和胡桃楸的贡献提高,红松的初级生产水平保持相对稳定。

樊莹[5](2019)在《长白山主要树种幼树的生长与生理生态特征对海拔梯度的响应》文中进行了进一步梳理长白山森林生态系统是东亚地区最典型的植被垂直梯度分布森林生态系统,也是我国罕有的保存完好的、对全球气候变化最敏感的森林生态系统之一。地形的倾斜使该区域成为了研究高山树种生长和生理生态特性沿海拔梯度变化的理想场所。研究植物的生长和生理生态特性对海拔梯度的响应,有助于探究物种对环境变化的适应性,及预测其对气候变化的响应。幼树阶段是植物生活史中的重要环节,红松(Pinus koraiensis Sieb.et Zucc.)、蒙古栎(Quercus mongolica Fisch.Ex Ledeb.)、花楷槭(Acer ukurunduense Trautv.&C.A.Mey.)、紫椴(Tilia amurensis Rupr.)和白桦(Betula platyphylla Suk.)作为长白山最主要的几个优势树种,具有巨大的生态服务功能价值。然而目前对该地区上述树种幼树生理和生长特征沿海拔梯度变化的研究还鲜见报道。本研究以长白山自然保护区不同海拔高度下的林下幼树为研究对象,系统测定了各物种在不同海拔高度下的年生长量、生物量分配、叶片光合特征、叶片反射光谱特征和叶片结构型特征,旨在分析不同物种的生长特征和叶片属性对海拔梯度的响应、比较各响应的种间差异、以及探究影响各物种生长的生物和非生物因素。这些研究结果有助于我们理解植物对环境变化的响应机理,预测长白山地区各树种在未来气候变化下的可能生理生态响应。对各物种生活史对策的了解,也有利于理解物种多样性维持的内在机制,为该地区山地森林的可持续经营管理提供理论依据。本研究提供的数据还将有助于这一地区森林碳储量的准确估算和植物性状数据库的进一步完善。通过系统研究得出如下结果和结论:(1)在针阔混交林和暗针叶林中,红松幼树的当年生针叶、当年生枝条和一年生针叶的生物量及其生物量比重均随海拔高度的增加而增加。并且针阔混交林中红松幼树的各生长参数大于暗针叶林中相对应的值。这说明在两种不同的森林类型中,红松幼树的年生长量均随海拔高度的增加而增加,年均大气温度上升的气候变化可能将不利于林下红松幼树的生长。并且针阔混交林中红松幼树的年生长量显着大于暗针叶林中红松幼树的年生长量。(2)冗余分析和相关性分析的结果表明,在针阔混交林中本研究所选的13个叶片性状因子和10个环境因子分别能解释42.26%和45.11%的红松幼树生长变异;林下红松幼树的生长与叶片水势和饱和光照强度等叶片属性显着相关(P<0.05),且与林下年均大气温度、林下年均大气湿度、年积温、年降水量和大气压强等环境因素也显着相关(P<0.05)。在暗针叶林中本研究所选的13个叶片特征因子和10个环境因子分别能解释40.95%和33.27%的红松幼树生长变异;林下红松幼树的生长与叶片总磷含量、叶片总碳含量和光饱和速率等叶片属性显着相关(P<0.05),且与林下年均大气温度、林下年均大气湿度、年积温、年降水量、土壤含水率和土壤总磷含量等环境因素显着相关(P<0.05)。红松幼树生理学方面的可塑性大于其生长和形态学方面的可塑性。(3)林下蒙古栎幼树的叶片、新生枝条和一年生枝条生物量,叶片、新生枝条和一年生枝条的生物量比重随海拔上升而下降,说明年均大气温度上升的气候变化可能将有利于林下蒙古栎幼树的生长。冗余分析和相关性分析的结果表明,本研究所选的16个叶片性状因子和10个环境因子分别能解释42.91%和34.18%的蒙古栎幼树总生长变异。叶片叶绿素含量、叶片总氮含量以及表观量子效率等叶片属性,林下年均大气温度、林下年均大气湿度、年积温、年降水、大气压强和土壤pH值等环境因素显着影响林下蒙古栎幼树的生长(P<0.05)。蒙古栎幼树生理学方面的可塑性大于其生长和形态学方面的可塑性。(4)花楷槭、紫椴和白桦这三个树种幼树的类胡萝卜素指数、结构独立色素指数均随海拔高度的增加而上升;总生物量、叶片生物量比重和新生枝条生物量比重均随海拔高度的上升而下降。说明这三个树种所受的环境压力均随海拔高度的增加而上升,年生长量随海拔高度的增加而下降。年均大气温度上升的气候变化将有利于这三个物种幼树的生长。(5)白桦幼树的饱和光照强度大于花楷槭幼树和紫椴幼树,其暗呼吸速率和表观量子效率分别随海拔高度的增加而增加和下降,而花楷槭幼树和紫椴幼树的暗呼吸速率和表观量子效率没有显着的海拔差异。这说明在年均大气温度上升的气候变化情境下,相较于花楷槭幼树和紫椴幼树,白桦幼树往林缘或者林窗等光照强度大的地方发展才具有竞争优势。花楷槭幼树的光补偿点和水分利用效率随海拔高度的增加分别下降和上升,说明在年均大气温度上升的气候变化情境下,花楷槭满足其光合和呼吸作用平衡所需的光照强度增加且水分利用效率下降,使得林下花楷槭幼树相比其它两个树种不具竞争优势;紫椴幼树的水分利用效率随海拔高度的增加而下降,说明其在年均大气温度上升的气候变化情境下相比花楷槭幼树和白桦幼树更具有竞争力。

常晓晴[6](2019)在《3PG碳生产模型在长白山阔叶红松林GPP估算中的应用》文中认为植被总初级生产力作为陆地生态系统循环研究中重要评判因子,是评估森林固碳能力和碳收支的重要参数。准确估计植被生产力,能够预测生态系统动态变化,科学认识生态系统与气候变化的关系,并且可以为生态系统的管理提供数据和科学支持,对进一步理解全球碳循环过程和生态系统功能具有重要意义。植被生产力估算模型由于是在特定区域建立和验证,不具备普适性。所以将3PG碳生产模型应用到长白山阔叶红松林,需将特定因子进行优化,使其更能反映长白山地区的植被特征。充分利用多源、多尺度数据资料,将数据-模型进行融合,集成遥感和地面观测的气象、通量等数据,评估模型模拟精度,优化模型结构,降低模型的误差,在植被生产力估算中具有迫切要求。本论文以长白山通量塔的贡献区为研究区域,利用遥感数据、气象数据以及长白山通量观测数据,将3PG碳生产模型与VPM、Ⅵ以及EC-LUE模型进行对比,并利用通量观测数据对模型结果精度进行评价,对模型结构优化进行研究。本文的主要研究内容和结论如下:(1)针对模型中涉及到各个因子与总初级生产力GPP变化关系问题,本文将其进行相关性分析,结果发现:在模型输入的各个因子中,植被指数(NDVI、EVI、LSWI)和潜热通量与总初级生产力的判定系数最大,说明其相关性最好,其次是叶面积指数和平均温度,再次是降雨量、水汽压差和光合有效辐射,感热通量与涡度相关观测估算的GPP的相关性最小。(2)基于3PG碳生产模型的总初级生产力GPP估算,本文将其与VPM、VI以及EC-LUE光能利用模型模拟的GPP估算精度进行对比。结果表明:利用2003-2005年数据驱动这几个模型预测GPP,将三年的通量数据作为验证数据对模型模拟结果进行比较,综合考虑R2、RMSE以及拟合斜率,3PG模型GPP估算精度最高(R2=0.921,RMSE=1.89gC/m2.d),其次为 Ⅵ 与 EC-LUE 模型,VPM(R2=0.920,RMSE=2.82gC/m2·d)模型估算精度最低;在模型模拟GPP的年均总量上来看,3PG碳生产模型在生长季存在高估,而其他模型在生长季存在明显或轻微的低估。(3)针对3PG碳生产模型在预测时出现的高估问题,本文借助其他光能利用率模型中的参数结构,对3PG碳生产模型进行优化。结果表明:利用最适温度、增强型植被指数、地表水分指数分别表示3PG碳生产模型中温度限制因子、光合有效辐射吸收比例、水分限制因子,模拟GPP结果最优,与原模型相比,R2从0.854提高到0.948,且优化后3PG碳生产模型有效地改善原模型中生长季高估现象,优化后模型的GPP模拟与实测值之间的相关系数为0.948。本论文利用3PG碳生产模型模拟阔叶红松林的GPP,优化了模型结构,改善了模拟精度。该研究过程加深了我们对3PG碳生产模型以及各光能利用率模型不同结构和参数的理解,明确了各个参数对GPP估算敏感性的影响,为进一步利用3PG模型预测林分生长以及生物量变化提供重要的参考价值。

常晓晴,邢艳秋,王馨慧,尤号田,徐珂[7](2019)在《3PG碳生产模型在长白山阔叶红松林总初级生产力估算中的应用》文中研究说明利用ChinaFLUX长白山站阔叶红松林的通量观测数据以及同期卫星遥感数据,对3PG模型中的植被光合模型(VPM)、光能利用率模型(EC-LUE)、陆地生态系统模型(TEM)、卡内基-埃姆斯-斯坦福方法模型(CASA)4种模型进行参数重组,通过对比通量观测值与估算值的均方根误差、决定系数及平均误差确定模型的最适合参数;并利用实测的通量观测数据对优化后的模型进行拟合度验证,以提高其估算长白山阔叶红松林总初级生产力(GPP)的准确性.结果表明:采用温度、增强植被指数、地表水分指数分别表征原模型中的温度限制因子、光合有效辐射吸收比例、水分限制因子估算长白山阔叶红松林GPP时,结果最优,优化后模型的精度(R2=0.948,RMSE=0.035 mol·m-2·month-1)明显优于原模型(R2=0.854,RMSE=0.177 mol·m-2·month-1),且能够有效改善原模型生长季明显高估的现象;通过敏感性分析可知,温度是对GPP估算不确定性影响最大的参数,其次为增强型植被指数和光合有效辐射,地表水分指数最小,且变量间的交互作用对GPP估算不确定性也存在影响.

牛晓栋,刘晓静,刘世荣,孙鹏森[8](2018)在《亚热带-暖温带过渡区天然栎林的能量平衡特征》文中指出利用开路涡度相关系统和常规气象观测仪器观测了我国北亚热带-暖温带气候过渡带(河南南阳)的一片锐齿栎天然林的能量通量及常规气象。以一个完整年(2016年10月—2017年9月)的观测数据为依据,定量分析了此锐齿栎林的能量通量的日变化、季节变化以及各能量分量的分配特征,并计算了能量闭合度以及波文比。结果表明:锐齿栎林观测期间一整年净辐射为2626.17 MJ/m2,感热通量为867.1 MJ/m2,潜热通量为1417.25 MJ/m2,土壤热通量为-2.60 MJ/m2,土壤为热源;各能量分量日变化基本呈单峰型曲线,季节变化特征明显。非生长季,锐齿栎林的能量主要分配给感热通量,占净辐射的54.18%;生长季,能量主要分配给潜热通量,占净辐射的67.48%。观测期间研究区年降雨量较平均值稍大(1231.8 mm),森林蒸散量为579 mm,仅为降雨量的47%。波文比受森林物候变化影响较大,在非生长季平均值约为2.1,生长季约为0.2。土壤热通量在生长季2017年4—9月份为正值,土壤表现为热汇,其余月份皆为热源。土壤热通量的变化过程主要受净辐射调控,森林物候也起了一定的作用。河南宝天曼锐齿栎森林通量观测站全年能量闭合度为67%,在国际同类观测站的范围之内(55%—99%)。不能完全闭合的原因可能与通量源区面积不匹配、计算能量平衡时忽略冠层热存储等有关。

周阳[9](2018)在《阔叶红松林与阔叶林冠层光谱特征季节变化》文中认为本研究以长白山自然保护区不同演替阶段的阔叶红松林为研究对象,利用1984-2015年Landsat遥感影像提取了冠层光谱值并计算了植被指数,采用逻辑斯蒂曲线进行了拟合,并同时利用Landsat遥感影像提取朗乡地区、凉水自然保护区、丰林自然保护区生长季的数据进行对比。得到的主要结论有:原始阔叶混交林与次生阔叶林的可见光波段和近红外波段反射率随着季节的变化趋势基本相同,而同时间的反射率,两者存在一定的区别生长季开始后,可见光波段反射率下降一段时间后趋于稳定,而近红外波段反射率则上升一段时间后趋于稳定,生长季结束后,可见光和近红外波段反射率都恢复到最初的水平。长白山原始阔叶混交林冠层的可见光和近红外波段反射率一般都低于次生阔叶林,但它们随着季节变化的过程相似,只有生长季结束后,可见光波段反射率上升的结束时间不同,原始阔叶混交林更快结束上升。原始阔叶混交林与次生阔叶林的生长季的开始时间都为四月底,结束时间都在九月底,生长季长度约150天,这个地区生长季近些年来有提前的趋势。同一地区的原始阔叶混交林和次生阔叶林冠层光谱特征在生长季期间的变化都具有相似的过程。原始阔叶红松林和次生阔叶林生长季开始的温度都在10℃左右,高于0℃积温超过200℃,高于5℃积温超过50℃。

周驿之,程艳霞,樊莹,易磊[10](2018)在《长白山不同海拔白桦幼苗移栽至同一生境的光合及反射光谱特性》文中指出环境是影响植物生理性状的主要因素之一,通过改变植物的生长环境来研究植物生理性状的改变是目前研究植物生理生态的热点,而高海拔地区多样的环境为研究物种适应环境变化提供了良好的实验条件。本研究通过移栽的技术手段,将分布在海拔750 m、海拔1200 m和海拔1400 m的35年生白桦幼苗移植到海拔750 m相同的林下环境条件下,将3种白桦移栽幼苗和野生白桦幼苗的光响应参数、光谱反射率以及光谱反射指数进行对比研究,分析移栽初期和移栽一年后植物生理性状的异同,探索白桦幼苗迁入新环境的适应性。研究结果表明:移栽初期,通过对比不同海拔来源的白桦移栽幼苗彼此之间各项生理性状以及与原海拔野生白桦幼苗的生理性状发现,包括最大净光合速率(Amax)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)在内的生理性状差异显着(P<0.05),幼苗光谱反射指数差异性显着(P<0.05)。经过一年的适应,不同海拔来源的白桦幼苗与移栽地海拔750 m野生白桦幼苗的生理性状之间差异不显着(P>0.05),幼苗光谱反射指数差异性不显着(P>0.05),而与原海拔野生幼苗生理性状之间差异显着(P<0.05),幼苗光谱反射指数差异显着(P<0.05)。在移栽初期,移栽幼苗的各项生理指标已经因环境的改变而发生变化,但仍保留原海拔野生幼苗的生理特性;移栽一年后,移栽幼苗逐渐适应环境,其相关生理性状发生改变,并趋同于移栽地野生白桦幼苗的生理性状。对比一个生长季前后白桦移栽幼苗生理性状的变化可以发现,白桦作为先锋种植物,在新迁入环境后具有良好的环境适应性,能通过调整生理性状适应新环境。研究对幼苗在林下的演替以及森林的更新具有借鉴意义。

二、长白山阔叶红松林生长季反射率特征(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、长白山阔叶红松林生长季反射率特征(论文提纲范文)

(2)中国东北林区主要树种地上生物量与密度的遥感估算与模拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的及意义
        1.2.1 研究目的
        1.2.2 研究意义
    1.3 国内外研究进展
        1.3.1 地上生物量估算研究
        1.3.2 基于光学遥感数据的地上生物量估算
        1.3.3 树种密度遥感估算研究
        1.3.4 气候变化背景下森林动态模拟研究
    1.4 研究内容与技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
第二章 研究区概况、数据获取与处理
    2.1 研究区概况
        2.1.1 地貌及水系特征
        2.1.2 气候特征
        2.1.3 土壤特征
        2.1.4 森林特征
    2.2 数据收集及处理
        2.2.1 森林调查数据
        2.2.1.1 二类调查小班数据
        2.2.1.2 野外样地调查数据
        2.2.2 MODIS遥感产品数据
        2.2.3 环境变量数据
第三章 中国东北林区主要树种地上生物量估算
    3.1 引言
    3.2 研究方法
        3.2.1 技术路线
        3.2.2 kNN建模方法
        3.2.3 响应变量
        3.2.4 预测变量
        3.2.5 kNN模型参数优化及制图
        3.2.6 精度评估
    3.3 结果分析
        3.3.1 空间预测变量的重要性
        3.3.2 不同kNN生物量估算模型的表现及模型优化
        3.3.3 东北林区主要树种地上生物量空间分布特征
        3.3.4 不同尺度地上生物量制图精度评估
    3.4 讨论
        3.4.1 最佳距离度量、k值和MODIS数据时相的选择
        3.4.2 环境因子对树种空间分布的影响
        3.4.3 与前人研究成果的对比
        3.4.4 预测精度和不确定性分析
    3.5 小结
第四章 中国东北林区主要树种密度估算
    4.1 引言
    4.2 研究方法
        4.2.1 技术路线
        4.2.2 Weibull分布模型的参数估计
        4.2.3 Weibull分布参数预估模型的建立
        4.2.4 Weibull分布参数估计的检验指标
        4.2.5 Weibull分布参数预估模型的检验
        4.2.6 像元水平林分平均胸径和树种密度的检验
    4.3 结果分析
        4.3.1 Weibull分布参数估计的检验及预估模型的建立
        4.3.2 像元水平林分平均胸径估算结果与精度检验
        4.3.3 东北林区主要树种密度空间分布特征
        4.3.4 东北林区主要树种在不同径阶的分布
        4.3.5 东北林区主要树种在不同林龄的分布
        4.3.6 精度评估
    4.4 讨论
        4.4.1 胸径分布模型和参数估计方法的选择
        4.4.2 东北林区主要树种胸径以及林龄分布
        4.4.3 精度评估和不确定分析
    4.5 小结
第五章 气候变化对中国东北林区树种组成和分布的影响
    5.1 引言
    5.2 研究方法
        5.2.1 LINKAGES v3.0模型原理
        5.2.2 LINKAGES v3.0模型结构
        5.2.3 LINKAGES v3.0模型参数化
        5.2.3.1 气象参数估计
        5.2.3.2 土壤参数估计
        5.2.3.3 树种参数估计
        5.2.3.4 林分参数估计
        5.2.4 LINKAGES v3.0模型验证
    5.3 结果分析
        5.3.1 模型模拟结果验证
        5.3.2 东北地区气候变化特征分析
        5.3.2.1 不同情景下降水和温度的时间序列变化特征
        5.3.2.2 不同情景下降水和温度变化趋势空间分布特征
        5.3.3 气候变化对东北林区17个树种总地上生物量的影响
        5.3.4 不同气候变化情景下东北林区17个树种总地上生物量时空分布格局
        5.3.5 东北林区树种组成动态及各树种对气候变化的潜在响应
        5.3.6 不同气候变化情景下东北林区主要树种的潜在空间分布
        5.3.7 不同气候变化情景下东北林区地上生物量估算的不确定性
    5.4 讨论
        5.4.1 东北林区主要树种对气候变化的潜在响应
        5.4.2 与其他模型预测结果的对比验证
        5.4.3 不确定性分析
    5.5 小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 创新点
    6.3 研究中的不足与未来展望
参考文献
致谢
在学期间公开发表论文及着作情况

(4)阔叶红松林冠层树种光合特性及光合生产潜力研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 引言
    1.1 光影响阔叶红松林演替
    1.2 光合作用的影响因子
    1.3 叶片光谱反射研究
    1.4 研究目的与内容
2 材料与方法
    2.1 研究地点
    2.2 研究对象
    2.3 研究方法
    2.4 试验设计
        2.4.1 选择目标树和取样位置
        2.4.2 光合数据的采集
        2.4.3 光谱反射数据的采集
        2.4.4 形态学参数测量
        2.4.5 元素含量的测定
        2.4.6 数据处理
        2.4.7 划分径级
        2.4.8 变温试验
3.结果与分析
    3.1 冠层空间差异与种间差异
        3.1.1 光合特性
        3.1.2 光谱反射特性
        3.1.3 形态学特性及化学计量特性
        3.1.4 光合光谱参数的种间相关性
    3.2 不同径级水平的光合生产潜力
        3.2.1 光合参数和形态学参数
        3.2.2 不同径级对种群光合生产潜力的贡献
    3.3 不同温度下5个树种的生产力变化
        3.3.1 光合特征对温度的响应
        3.3.2 不同温度下5个树种的光合日际动态
4 讨论
    4.1 光合生理特性的种间差异和冠层空间差异
    4.2 光合能力的径级差异
    4.3 最适光合温度
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
个人简介
导师简介
致谢

(5)长白山主要树种幼树的生长与生理生态特征对海拔梯度的响应(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 环境因子随海拔梯度的变化及其对植物的影响
        1.1.2 植物生理和生长特征对海拔梯度的响应及其研究进展
        1.1.3 长白山主要树种生理生态特征研究进展
    1.2 研究的目的意义
    1.3 研究技术路线
    1.4 研究内容
        1.4.1 研究地选择
        1.4.2 样点布置
        1.4.3 测定指标
2 红松幼树生长与生理生态特征对海拔梯度的响应
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 研究区域
        2.2.2 材料来源
        2.2.3 林冠郁闭度测定
        2.2.4 土壤属性测定
        2.2.5 叶片光合特性测定
        2.2.6 叶片叶绿素含量测定
        2.2.7 叶片比叶重的测定
        2.2.8 叶片光谱反射指数的测定
        2.2.9 植株生长特性的测定
        2.2.10 叶片化学元素含量的测定
        2.2.11 统计分析
    2.3 结果与分析
        2.3.1 两种不同森林类型中红松幼树的针叶特性对海拔梯度的响应
        2.3.2 两种不同森林类型红松幼树生长特性对海拔梯度的响应
        2.3.3 红松生长与生理特性沿海拔梯度的可塑性
    2.4 小结
3 蒙古栎幼树生长与生理生态特征对海拔梯度的响应
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 研究区概况及材料来源
        3.2.2 土壤属性测定及气象因素测定
        3.2.3 叶片光合特性测定
        3.2.4 叶片叶绿素含量测定
        3.2.5 叶片形态学特性和植株生物量测定
        3.2.6 叶片化学元素含量的测定
        3.2.7 统计分析
    3.3 结果与分析
        3.3.1 土壤属性
        3.3.2 叶片光合特性对海拔梯度的响应
        3.3.3 叶片叶绿素含量对海拔梯度的响应
        3.3.4 叶片形态学特性和植株生长特性对海拔梯度的响应
        3.3.5 叶片化学元素含量对海拔梯度的响应
        3.3.6 植物生长与叶片参数和环境因子的RDA与相关性分析
        3.3.7 蒙古栎生长与生理特性沿海拔梯度的可塑性
    3.4 小结
4 三个阔叶树种幼树生长与生理生态特征对海拔梯度的响应
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 研究区域
        4.2.2 材料来源
        4.2.3 环境参数的测定
        4.2.4 叶片光合特性的测定
        4.2.5 叶片光谱反射特性的测定
        4.2.6 叶片叶绿素含量的测定
        4.2.7 植株生长特性的测定
        4.2.8 叶片化学元素含量的测定
        4.2.9 统计分析
    4.3 结果与分析
        4.3.1 环境因子
        4.3.2 叶片光合特性对海拔梯度的响应
        4.3.3 叶片光谱反射特性对海拔梯度的响应
        4.3.4 叶片叶绿素含量对海拔梯度的响应
        4.3.5 植株生长特性对海拔梯度的响应
        4.3.6 叶片化学元素含量对海拔梯度的响应
    4.4 小结
5 讨论
    5.1 红松幼树生长特性和针叶属性对海拔梯度的响应
        5.1.1 不同森林类型中红松针叶属性对海拔梯度的响应
        5.1.2 不同森林类型中红松生长特性对海拔梯度的响应
        5.1.3 小结
    5.2 蒙古栎幼树生长特性和叶片属性对海拔梯度的响应
        5.2.1 蒙古栎叶片光合特性对海拔梯度的响应
        5.2.2 蒙古栎比叶重和叶片干物质含量对海拔梯度的响应
        5.2.3 蒙古栎叶片叶绿素含量对海拔梯度的响应
        5.2.4 蒙古栎叶片化学元素含量对海拔梯度的响应
        5.2.5 蒙古栎生长特性对海拔梯度的响应
        5.2.6 小结
    5.3 三个阔叶树种生长特性和叶片属性对海拔梯度的响应
        5.3.1 三个阔叶树种叶片光合特性对海拔梯度的响应
        5.3.2 三个阔叶树种叶片光谱反射特性对海拔梯度的响应
        5.3.3 三个阔叶树种叶片叶绿素含量对海拔梯度的响应
        5.3.4 三个阔叶树种植株生长特性对海拔梯度的响应
        5.3.5 三个阔叶树种叶片化学元素含量对海拔梯度的响应
        5.3.6 小结
6 主要结论
7 创新点、研究不足与展望
    7.1 创新点
    7.2 研究不足及展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢

(6)3PG碳生产模型在长白山阔叶红松林GPP估算中的应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 传统GPP估算方法
        1.2.2 涡度相关法
        1.2.3 模型模拟方法
    1.3 研究目的、内容与技术路线
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
    1.4 论文的组织结构
2 研究区概况与数据
    2.1 研究区概况
        2.1.1 地理位置
        2.1.2 气候概况
        2.1.3 土壤类型
        2.1.4 森林类型
    2.2 研究数据与预处理
        2.2.1 气象数据与预处理
        2.2.2 通量数据与预处理
        2.2.3 遥感数据与预处理
    2.3 本章小结
3 3PG碳生产模型基本原理
    3.1 3PG碳生产模型简介
    3.2 3PG碳生产主要算法
        3.2.1 环境因子对光合作用的影响
        3.2.2 冠层量子效率
        3.2.3 总初级生产力
    3.3 模型的几点讨论
    3.4 本章小结
4 基于3PG碳生产模型的GPP估算研究
    4.1 3PG碳生产模型的GPP估算
    4.2 典型光能利用率模型
        4.2.1 VPM模型
        4.2.2 EC-LUE模型
        4.2.3 VI模型
    4.3 长白山站碳通量的季节动态
    4.4 GPP与输入变量的关系
        4.4.1 GPP与植被指数的关系
        4.4.2 GPP与PAR、LE、H、VPD的关系
        4.4.3 GPP与温度、降雨量的关系
    4.5 模拟GPP与涡度相关观测的GPP的对比
    4.6 讨论
    4.7 本章小结
5 3PG碳生产模型参数优化与模拟
    5.1 3PG碳生产模型优化
        5.1.1 模型构架
        5.1.2 模型结构优化
    5.2 优选模型精度验证与分析
    5.3 参数敏感性分析
        5.3.1 Sobol'敏感性分析方法
        5.3.2 优选模型的输入参量的Sobol'敏感性分析
    5.4 讨论
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
学位论文修改情况确认表

(7)3PG碳生产模型在长白山阔叶红松林总初级生产力估算中的应用(论文提纲范文)

1 研究地区与研究方法
    1.1 研究区概况
    1.2 数据来源与处理
        1.2.1 气象和通量观测数据
        1.2.2 遥感数据
    1.3 3PG碳生产模型优化
        1.3.1 模型构架
        1.3.2 模型构建与参数估算
    1.4 模型验证与敏感性分析
2 结果与分析
    2.1 不同模型结构下模型参数及GPP估算精度的对比
    2.2 优选模型拟合度验证
    2.3 优选模型输入参量的敏感性分析
3 讨 论
4 结 论

(8)亚热带-暖温带过渡区天然栎林的能量平衡特征(论文提纲范文)

1 研究地区与研究方法
    1.1 研究地区概况
    1.2 通量塔下垫面植被简介
    1.3 研究方法
        1.3.1 实验设计
        1.3.2 数据处理
        1.3.3 波文比的计算
        1.3.4 能量闭合状况的评价
2 结果与分析
    2.1 研究期间气温、地温及降雨量的变化
    2.2 能量平衡各分量的日变化
    2.3 能量平衡分量的季节变化
    2.4 能量平衡分量的各月累积值
    2.5 能量闭合度
3 讨论
    3.1 国内森林生态系统的能量闭合度分析
    3.2 国内森林生态系统的能量不闭合产生的原因
4 结论

(9)阔叶红松林与阔叶林冠层光谱特征季节变化(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1. 引言
    1.1 研究目的
    1.2 研究意义
    1.3 研究进展
        1.3.1 关于冠层光谱的研究进展
        1.3.2 关于阔叶红松林演替的研究进展
        1.3.3 关于遥感物候监测的研究进展
    1.4 研究方法的选择
2. 研究材料
    2.1 长白山自然保护区概况
    2.2 小兴安岭地区概况
    2.3 数据获取与技术路线
        2.3.1 数据选择与获取
        2.3.2 技术路线
3. 研究内容与方法
    3.1 预处理
        3.1.1 辐射定标
        3.1.2 大气校正
        3.1.3 几何校正
        3.1.4 地形校正
        3.1.5 图像裁剪
    3.2 图像分类
    3.3 数据提取
    3.4 曲线拟合
4. 结果与分析
    4.1 冠层光谱值
    4.2 植被指数
    4.3 生长季
    4.4 不同地区对比
5. 结论与讨论
    5.1 讨论
    5.2 结论
    5.3 展望
参考文献
个人简介
导师简介
致谢

(10)长白山不同海拔白桦幼苗移栽至同一生境的光合及反射光谱特性(论文提纲范文)

1 材料与方法
    1.1 研究区域概况
    1.2 研究方法
        1.2.1 白桦幼苗移植
        1.2.2 不同海拔来源白桦幼苗光谱数据测量
        1.2.3 不同海拔来源白桦幼苗光响应曲线测量
        1.2.4 温度、湿度、光照和土壤养分的研究方法
    1.3 数据处理
2 结果与分析
    2.1 不同海拔温度、湿度、光合有效辐射及土壤元素含量的变化
    2.2 不同海拔来源白桦幼苗光响应曲线比较
        2.2.1 不同海拔来源白桦幼苗移栽前后光响应曲线的变化
        2.2.2 不同海拔来源白桦幼苗光饱和条件下生理因子比较
    2.3 不同海拔来源白桦幼苗反射光谱特性比较
        2.3.1 移栽初期 (T1) 和经过一个生长季后 (T2) 6种白桦幼苗的光谱反射率曲线
        2.3.2 移栽初期 (T1) 和经过一个生长季后 (T2) 6种白桦幼苗光谱指数对比
        2.3.3 不同海拔来源白桦移栽幼苗与野生白桦幼苗光谱反射率对比
        2.3.4 不同海拔来源白桦幼苗红边位置比较
3 讨论
    3.1 不同海拔来源白桦幼苗叶片光合特征变化
    3.2 不同海拔来源白桦幼苗叶片光谱变化
    3.3 不同海拔来源白桦幼苗叶片光谱指数与光合能力的关系

四、长白山阔叶红松林生长季反射率特征(论文参考文献)

  • [1]长白山阔叶红松林不同演替阶段冠层光谱特征及其与气温的关系[J]. 王瑶瑶,周光,刘琪璟,周阳. 北京林业大学学报, 2021(07)
  • [2]中国东北林区主要树种地上生物量与密度的遥感估算与模拟研究[D]. 浮媛媛. 东北师范大学, 2020(01)
  • [3]阔叶红松林主要树种光合与光谱反射特性及初级生产力研究[J]. 胡乘风,陈巧玲,乔雪涛,程艳霞. 北京林业大学学报, 2020(05)
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长白山阔叶红松林生长季节反射率特征
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