基于无人机影像的无瓣海桑单木提取与地上生物量估算

无瓣海桑(Sonneratia apetala)是中国红树林恢复种植最早引进的优质红树树种,其生产力在红树林群落中处于较高水平,具有显著的高生物量和能量积累。然而,由于红树林群落冠层密集、结构复杂,精确描绘无瓣海桑的单木树冠存在极大挑战性。传统的卫星遥感侧重于区域或更大尺度监测需求,而新兴的低空无人机遥感在更精细尺度的红树林生态监测中具有显著优势。以广东省珠海市淇澳岛红树林自然保护区为研究区,利用消费级无人机影像生成的冠层高度模型(Canopy Height Model, CHM)和种子区域生长(Seed Region Growing, SRG)算法进行无瓣海桑单木树冠提取,并建立基于地面调查数据获取的树高和胸径两者之间的回归关系,以优化无瓣海桑地上生物量异速生长方程,进而实现研究区单木尺度的无瓣海桑地上生物量估算。结果表明：基于无人机影像可以有效提取无瓣海桑单木树冠,其提取精度达到67%;验证了树高和胸径之间较高的相关性,提出了基于树高的无瓣海桑地上生物量异速生长方程;研究区无瓣海桑平均地上生物量的范围为2.99～247.24 t/hm²,平均值为92.14 t...     

中亚干旱荒漠区植被碳储量估算

荒漠是陆地生态系统的重要组成部分,荒漠植被碳储量研究是陆地生态系统碳循环研究的重要内容之一。中亚五国及中国准噶尔荒漠是中亚干旱区的主体部分,目前关于该地区荒漠植被碳储量的研究尚属空白。在对准噶尔荒漠不同植被类型活生物量碳大规模调查的基础上,结合中亚干旱荒漠区植被图,利用平均生物量法初步估算了中亚区域荒漠植被碳储量。结果表明：中亚区域荒漠面积共310.37×104 km2,总生物量碳储量为57.03×10⁷ t,地上、地下生物量碳分别为28.87×10⁷ t和28.16×10⁷ t,各占50.63%和49.37%。各植被型中,温带半灌木、矮半灌木荒漠的生物量碳储量最大,达到14.17×10⁷ t （占24.84%）。中亚荒漠平均生物量碳密度为1.837 t/hm²,其中温带矮半乔木荒漠碳密度最大（2.367 t/hm²）。可以推测,在未来中亚地区降水持续增加的条件下下,中亚荒漠植被将会有更大的碳汇潜力。     

红树林异速生长方程估算生物量研究进展

阐明了红树林生物量分配和生产力的特性,介绍了红树林异速生长方程和生物量研究的最新研究进展,并对红树林通用异速生长方程和不同地域不同树种的异速生长方程进行了比较,结果表明:红树林通用异速方程不同树种之间差别较大,但不同地域差别不大,红树林生物量的差异取决于林木密度;在全球范围内,热带地区的红树林具有比温带地区更高的地上生物量;红树林根部积累了大量的生物量,红树林地上生物量和地下生物量的比例明显低于陆地森林。     

民勤绿洲青土湖植被优势种地上生物量估算

青土湖区域属于绿洲—荒漠过渡带,生态系统脆弱,极易发展为荒漠。梭梭、白刺和芦苇为青土湖区域的植被优势种,对其生态系统稳定与健康发展起着关键作用。以青土湖区域梭梭、白刺和芦苇为研究对象,利用空间分辨率为0.5 m的高分辨率遥感影像Worldview-2,采用辅以纹理特征的面向对象分类方法,提取梭梭和白刺的冠幅面积以及芦苇的分布面积;根据野外试验数据,建立梭梭和白刺地上生物量与冠幅面积、芦苇地上生物量与分布面积关系模型。利用关系模型、冠幅面积以及分布面积对青土湖区域植被优势种地上生物量进行了估算,实现了植被优势种地上生物量估算由“点”到“面”的转换。结果表明：（1） 采取辅以纹理特征的面向对象分类方法取得了较高的分类精度,总体Kappa系数为87.9%,总体精度达到91.3%。（2） 研究区植被优势种地上生物量总量为3.17×10³ t,其中梭梭地上生物量为0.54×10³ t,白刺地上生物量为0.90×10³ t,芦苇地上生物量为1.73×10³ t,地上生物量芦苇>白刺>梭梭。该研究可以为深入研究青土湖区域生态恢复与碳储量提供参考。     

藏北高原草地生态系统碳储量及其影响因素（英文）

探究草地生态系统碳储量及其驱动因素对实现双碳目标具有重要意义,藏北高原作为我国重要的草地生态系统,其碳储量现状,空间格局以及驱动因素仍存在很大的争议。本文基于藏北高原150个实测样点数据,通过克里金插值和统计方法,评估分析了藏北高原草地生态系统的地上生物量碳密度、地下30 cm深度根系碳密度和土壤碳密度及其空间分布,以及各碳库的主要影响因素。结果表明：藏北高原地上生物量碳密度平均为0.038 kg C m^-2,地下生物量碳密度平均为0.284 kg C m^-2,土壤碳密度值最大,平均为7.445 kg C m^-2。藏北高原草地生态系统总碳储量约为4.08 Pg C,其中植被碳库0.58 Pg C(包括地上生物量和地下生物量),土壤碳库2.58 Pg C (其余分布在裸地中),碳储量分布格局呈现出从东南向西北递减趋势。植被碳库0.58 Pg C(包括地上生物量和地下生物量),约占青藏高原植被碳库的28.29%;土壤碳库2.58 Pg C,约占青藏高原土壤碳库的26.60%。降水、温度和土壤质地均影响生态系统碳储量,其中降水...     

2005-2013年中国新增造林植被生物量碳库固碳潜力分析

本文利用2005-2013年林业统计年鉴中每个省市新造林面积和遥感分类提取得到的2010年土地覆被类型,结合公开发表的各类森林生长方程和各个时期的森林存活率,估算了中国新造林在2005-2100年生物量碳库变化及其固碳潜力。结果表明：2005-2013年中国新造林面积达到4394×10⁴ hm²,在自然生长状况下,到2020年新造林蓄积量增加16.8亿m³,生物量增加1.6 Pg,生物量碳库0.76 Pg C;新造林生物量碳库在2005-2100年中将增加2.11 Pg C,相当于目前现有森林生物量碳库的25%,约是过去20年森林总碳汇的1.5倍;新造林生物量碳密度逐年增加,最高达到48.1 Mg/hm²。整合林业统计年鉴以及遥感解译的森林类型对新造林生物量固碳潜力分析,研究表明新造林具有较大的碳汇潜力,对中国现有森林碳汇平衡有重要贡献。     

贡嘎山亚高山林地碳的积累与耗散特征

根据贡嘎山海螺沟内5种主要林地上的生物量调查、土壤呼吸和光合作用测定,研究亚高山地区典型林带上C的存贮、吸收和排放关系。对于海拔3000 m附近的峨眉冷杉林,其地上和地下C贮量分别为177.4 t/hm²和143.2 t/hm²,森林光合作用吸收的C量在22～24 t/hm²·a之间,通过呼吸释放C量为3～5.5 t/hm²·a (乔木冠层) 和10～19 t/hm²·a (地面土壤及根系),年光合作用净固定的C为7.05 t/hm²。低海拔处生态系统C的呼吸量较大,100a以内的中幼龄树木固C能力高于成熟林的固C作用。林地在成为过熟林之前主要还是C的汇,林间裸地是大气的C源。     

基于InVEST模型的宁夏盐池县禁牧草地生态补偿标准空间识别

以农牧交错带宁夏盐池县草地为研究对象,综合集成草地植被与土壤调查、草地信息提取、遥感反演、空间分析等技术方法,基于本地化的InVEST模型,选取碳储存、土壤保持和水源涵养3项关键生态系统服务类型,对禁牧前后（2000年,2015年）草地生态系统服务物质量进行精准评估,在此基础上,采用市场价值法对其价值化,测算禁牧前后草地生态系统服务价值变化量,以此确定生态补偿标准,并借助冷热点、三维趋势分析对生态补偿标准进行不同尺度的空间识别。结果显示：① 禁牧以来,盐池县草地生态系统服务显著增强,其中碳储量增加45.66×10⁴ t、强度增加0.42 t/hm²,水源涵养量增加9 351×10⁴ t、强度增加211.14 t/hm²,土壤保持量增加2 091×10⁴ t,强度增加44.93 t/hm²;② 草地生态补偿标准县域为309.21元/hm²、乡镇尺度介于7.25~1 146.36元/hm²、村级介于3.04~2 074.56元/hm²,村级尺度更能体现草地的生态贡献;③ 补偿标准的三维趋势呈现由西向东提高、南北向呈“U”型分异的特征,补偿热点区集中于盐池县东南部和东北部。     

海口东寨港自然保护区红树林变化及其与周边社区关联分析

利用1976—2021年共6期遥感影像获取了海口市东寨港红树林自然保护区范围内不同年代的湿地数据,基于转移矩阵、问卷调查和主成分分析,剖析了45年来保护区红树林的变化及其与周边社区的关系。结果显示：1)保护区内红树林面积由1976年的1 395.84 hm²增至2021年的1 589.28 hm²,期间呈“骤减缓升”之势。除1976—1985年红树林面积有减少外(减少了250 hm²,减少幅度为18%),其余时段红树林面积均为增长态势。2) 1976—2021年保护区红树林转出对象分别是淤泥质海滩(34.32 hm²)、河流(25.81 hm²)、海水养殖场(21.06 hm²)、其他用地(10.58 hm²)和洪泛湿地/内陆滩涂(8.26 hm²);转入为红树林的对象主要是淤泥质海滩(177.41 hm²)、河流(38.18 hm²)、其他用地(28.21 hm     

基于无人机影像的北部湾典型岛群红树林生态系统净初级生产力估算

提出以无人机季节航拍影像为数据源，采用ENVI5.3软件中的CART方法对广西北部湾的典型岛群红树林景观类型进行解译，借助于Python语言实现CASA模型并将其引入到对岛群红树林生态系统的研究中，得出了不同海岛和红树林生态系统净初级生产力（NPP）的空间分布特征。结果表明：1）可见光波段差异性植被指数（VDVI）可以很好地区分海岛及红树林植被等典型地物，可应用在岛群红树林生态系统NPP的估算上；2）研究区NPP的总量为127.09 t·C/a，NPP的年均碳密度值介于0~1 437.12 g·C/m²，年均碳密度为399.85 g·C/m²。红树林生态系统的NPP值较高，而海岛生态系统的NPP值较低；3）季节尺度上NPP碳密度的大小与年内太阳辐射有直接的关系，夏季的NPP碳密度最大，冬季最小；4）白骨壤的单位面积NPP最大，为1 123.09 g·C/m²，而桐花树最小，为649.65 g·C/m²。红树林生态系统NPP平均碳密度低于实测样地和深圳福田红树林计算结果，这与不同红树林群落的植被光谱特征有关。     

Characteristics and Carbon Storage of a Typical Mangrove Island Ecosystem in Beibu Gulf,South China Sea

By studying the structural characteristics and carbon storage of the mangrove island ecosystem in the Beibu Gulf, this study provides a scientific basis for mangrove ecological compensation in the coastal areas of Guangxi, South China Sea. On the basis of the unmanned aerial vehicle remote sensing images and a sample plot survey, the object-oriented multi-scale segmentation algorithm is used to extract the mangrove community type information, and one-way analysis of variance is conducted to analyse the structural characteristics of the mangrove community. The carbon storage and carbon density of different mangrove ecosystems were obtained based on the allometric growth equation of mangrove plants. The analysis yielded four main results. (1) The island group covers about 27.10 ha, 41.32% (11.20 ha) of which represents mangrove areas. The mangrove forest is widely distributed in the tidal flats around the islands. (2) The main mangrove types were Aegiceras corniculatum, Kandelia obovata + Aegiceras corniculatum, Avicennia marina + Aegiceras corniculatum and Avicennia marina communities. (3) Amongst the mangrove plants, Avicennia marina had the highest biomass (18.52 kg plant^-1), followed by Kandelia obovata (7.84 kg plant^-1) and Aegiceras corniculatum (3.85 kg plant^-1). (4) The mangrove carbon density difference was significant. Kandelia obovata had the highest carbon density (148.03 t ha^-1), followed by Avicennia marina (104.79 t ha^-1) and Aegiceras corniculatum (99.24 t ha^-1). The carbon storage of the mangrove island ecosystem was 1194.70 t, which was higher than in other areas with the same latitude. The carbon sequestration capacity of the mangrove was relatively strong.     

广东省红树林土壤碳储量及固碳潜力研究

利用文献收集和数据整合的方法,对广东省不同红树林群落和地区的碳储量及碳埋藏速率进行了系统梳理。研究发现,广东省红树林的面积为9 106.21 hm²,土壤碳储量为1 542.02 GgC,土壤碳密度为0.23 GgC/hm²。广东省内红海榄(Rhizophora stylosa)和木榄(Bruguiera gymnorrhiza)群落的土壤碳密度最高,分别是0.27和0.23 GgC/hm²,而秋茄(Kandelia candel)群落土壤碳密度最低,仅为0.13 GgC/hm²。广东13个沿海地市的红树林土壤碳储量按大小顺序为湛江(894.5 GgC)>阳江(195.4 GgC)>江门(97.7 GgC)>珠海(91.0GgC)>茂名(59.6 GgC)>汕头(51.4 GgC)>中山(49.2 GgC)>惠州(36.1 GgC)>广州(35.1 GgC)>深圳(18.3 GgC)>汕尾(10.8 GgC)>东莞(2.8 GgC)&...     

Modeling Aboveground Biomass Using MODIS Images and Climatic Data in Grasslands on the Tibetan Plateau

Accurate quantification of aboveground biomass of grasslands in alpine regions plays an important role in accurate quantification of global carbon cycling. The monthly normalized difference vegetation index (NDVI), enhanced vegetation index (EVI), mean air temperature (Ta), ≥5℃ accumulated air temperature (AccT), total precipitation (TP), and the ratio of TP to AccT (TP/AccT) were used to model aboveground biomass (AGB) in grasslands on the Tibetan Plateau. Three stepwise multiple regression methods, including stepwise multiple regression of AGB with NDVI and EVI, stepwise multiple regression of AGB with Ta, AccT, TP and TP/AccT, and stepwise multiple regression of AGB with NDVI, EVI, Ta, AccT, TP and TP/AccT were compared. The mean absolute error (MAE) and root mean squared error (RMSE) values between estimated AGB by the NDVI and measured AGB were 31.05 g m^-2 and 44.12 g m^-2, and 95.43 g m^-2 and 131.58 g m^-2 in the meadow and steppe, respectively. The MAE and RMSE values between estimated AGB by the AccT and measured AGB were 33.61g m^-2 and 48.04 g m^-2 in the steppe, respectively. The MAE and RMSE values between estimated AGB by the vegetation index and climatic data and measured AGB were 28.09 g m^-2 and 42.71 g m^-2, and 35.86 g m^-2 and 47.94 g m^-2, in the meadow and steppe, respectively. The study finds that a combination of vegetation index and climatic data can improve the accuracy of estimates of AGB that are arrived at using the vegetation index or climatic data. The accuracy of estimates varied depending on the type of grassland.     

红壤侵蚀区马尾松林碳储量估算的遥感植被指数选择——以长汀河田地区为例

以福建省长汀县河田地区为研究区,在野外样方生物量调查和典型植被光谱测定基础上,对比分析SPOT5影像8种植被指数与马尾松林（Pinus massoniana）碳储量关系,估算区域尺度马尾松林碳储量。结果表明,马尾松林冠层与林下植被芒萁（Dicranopteris dichotoma）在短波红外波段（SWIR）反射率区分明显。加入SWIR的修正的归一化植被指数（MNDVI）与森林碳储量回归决定系数最高,并有较小的均方根误差,同时可减少林下植被覆盖对马尾松林碳储量估算影响。生态恢复驱动下研究区平均碳储量增加到30.37 t/hm²。     

基于Google Earth Engine的1986—2018年广东红树林年际变化遥感分析

以广东沿海红树林为研究对象,结合谷歌地球引擎（GEE）云计算平台,以1986—2018年32期3 359景Landsat系列卫星遥感影像为数据源,采用随机森林（RF）方法提取1986—2018年广东省红树林面积,比较全省沿海城市红树林年际时空变化特征,并从景观斑块角度分析广东省红树林斑块演变特征。结果表明：1）1986—2018年红树林遥感分类总体精度均高于90%,广东省沿岸红树林面积总体呈先减少后增加的趋势,且其在2014年后变化幅度逐渐减小。2）从各沿海城市来看,红树林共分布在14个市内,其中湛江和阳江是红树林面积分布最大的2个城市;各市红树林面积变化可分为先减后增、波动增加和无明显变化3类。3）1986—2018年广东省红树林斑块数量总体呈减少趋势,但斑块平均面积（MPS）呈上升趋势,红树林破碎化程度减轻。获取年际红树林面积分布信息和空间结构变化趋势,可为红树林合理开发与保护提供数据和参考,服务于红树林生态恢复和精细化管理。