分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 森林作为陆地最大碳库，对人类的生活与发展至关重要，精准掌握森林资源动态变化并对其进行现代化可持续发展已成为当下研究热点。本文以天山山脉的天然云杉林为研究对象，利用地面实测数据、直升机机载激光雷达点云数据以及全球生态系统动态调查激光雷达（Global Ecosystem Dynamics Investigation，GEDI）数据，构建多源融合数据框架，通过使用AutoKeras框架下的深度学习算法，实现GEDI数据的多个相对高度百分位数（RelativeHeight Percentile，RH）与其光斑内地上生物量的回归模型预测，验证GEDI数据在较大范围的地上生物量反演方面的可行性，主要结论如下：（1）GEDI数据用于森林地上生物量估测研究具有较高可行性，通过自动化深度学习算法，训练集、验证集、整体数据的决定系数（Coefficient of Determination，R2）分别为0.69、0.63和0.67，平均绝对误差（Mean Absolute Error，MAE）分为3.73 mg·hm-2、4.22 mg·hm-2和3.89 mg·hm-2，具有较高的预测精度。（2）直升机激光雷达作为GEDI数据估算地上生物量的中间技术，整个研究区内的单木识别准确率高于0.75。最终本次研究通过多模态数据融合，定量化描述研究区单木基础结构参数的同时，验证GEDI数据在获取森林地上生物量方面的潜力，也为相近区域大面积的森林碳源汇、生物量、蓄积量估算、森林管理与经营、生物多样性保护等多个项目研究提供理论基础，具有一定的指导意义和基础数据支撑作用。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2019-08-02 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 干旱是全球范围内影响最为广泛的自然灾害之一，其所导致的土壤沙漠化、荒漠化和盐碱化给生态环境造成不可逆的危害。通过对MODIS数据进行投影转换、去云等预处理的基础上，利用地形校正对[WTBX]TVDI模型进行改进，构建了改进型的温度植被干旱指数（mTVDI）用于新疆干旱区旱情监测。利用土壤实测数据对mTVDI及传统的TVDI模型进行对比验证。研究结果表明：（1） 利用EVI与校正后的LST构建的mTVDIE对干旱区旱情的敏感度最高，与实测土壤水分数据的相关性R2为0.74。（2） 从空间上看，新疆2015年旱情分布以塔里木盆地和准噶尔盆地为两个干旱中心，旱情状况由严重逐步向周围山区递减至湿润状态。从时间上看，新疆6月、7月和8月旱情最为严重。（3） 研究利用TRMM降水数据对基于mTVDIE反演的新疆旱情时空分布特征进行对比分析，结果表明二者所表现出的旱情时空分布较为一致，不同时间段内的降水量与mTVDIE之间具有一定的相关性，且均通过了P<0.01显著性检验。综上，基于TVDI所提出的mTVDIE 能够有效开展新疆干旱区旱情监测，且精度较高，从而为今后定量化开展大区域尺度旱情监测研究提供参考。
分类： 生物学 >> 植物学 >> 植物生态学和植物地理学 提交时间： 2016-05-03
摘要： 科学估算亚洲中部天山雪岭云杉（Picea schrenkiana）生态系统碳密度与碳储量是评价新疆森林碳汇潜力、评估森林在减缓大气CO2浓度上升、应对气候变化等方面功能的关键，这对干旱区森林生态系统的保育和可持续发展具有重要意义。本文基于在天山雪岭云杉林区布设的70个野外样地调查数据，结合新疆森林资源连续清查数据，全面估算了天山雪岭云杉生态系统的碳密度和碳储量，分析了其分布格局与影响因素。结果表明：天山雪岭云杉不同龄组叶、枝、干和根的含碳率变化不显著，其乔木层平均含碳率为49%，而林下植被（凋落物、草本等）平均含碳率仅为42%。雪岭云杉森林生态系统单位面积生物量为187.98 Mg?hm-2，其中乔木层生物量占生态系统总生物量的98.93％；乔木层各组分生物量大小为：干>根>枝>叶，而各龄组生物量排序为：成熟林>中龄林>近熟林>过熟林>幼龄林。雪岭云杉生态系统碳密度为544.57 Mg?hm-2，碳储量为290.84 Tg C，其中植被碳密度为92.57 Mg?hm-2，植被碳储量为53.14 Tg C，土壤碳密度为452.00 Mg?hm-2，土壤碳储量为237.70 Tg C。天山雪岭云杉生态系统碳密度分异与不同林区林带垂直宽度变化具有很高的相关性，其生态系统碳密度西高东低的分布格局和它所处的环境因子西优东劣的变异是相一致的，即不同的环境因素组合是造成天山雪岭云杉生态系统碳密度差异的主要原因。
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