祁连山林区大气降水特征与森林对降水的截留作用

通过对连山寺大隆林区定位站1975－2000年的降水特征与森林对降水的再分配分析，建立了祁连山大隆林区降水与温度，降水与湿度，林冠截留的关系式。该区多年平均降水量为433.5mm，年变幅在326.4-539.7mm;降水量最大出现在夏季，占全年降水量的65．70％；海拔高度每升高100m，年了量平均递增4．55％，林区温度和湿度均与降水有较好的拟合关系。青海云杉林与祁连圆柏林林冠对大气降水的平均截留率分别为37．5％，31．7％，灌木林的截留率平均高达66．5％。青海云杉林林冠层平均截留率随着降雨量的增大逐渐减小，当降雨量为18.67mm时，林冠截留量达到最大，为14.72mm；青海云杉树干径流量占降水量的0．51％，当降雨量超过12.0mm时，才开始产生树干径流。青海云杉林枯枝落叶层对降雨的截留量随降雨量级增加而增大，截留率则随降雨量减小而增大，枯枝落叶层所具有的截留降雨和调蓄降雨作用使祁连山林区基本不发生地表径流。分析结果表明，祁连山林区对水源涵养和水流出山的时间调控有重要意义。     

树冠叶面积体密度和叶面积指数的间接估值方法研究

本文论述了根据计算机断层成像的原理，对树冠的叶面积体密度和叶面积指数等构造参数进行间接估值的方法。说明了对树冠多角度底视数据的获取，对树冠外形的反投影重构，和获得冠层内叶面积体密度的空间分布的原理和方法。总结了测量工作经验，并用测量数据对估值方法进行了检验。     

激光雷达点云树木建模研究进展与展望

三维树木几何模型是数字城市与数字林业工程的重要组成部分。针对点云树木建模,深入分析了基于广义(泛在)激光雷达点云的树木模型重建方法,提出了聚类思想建模、图论方法建模、先验假设建模、拉普拉斯算子建模与轻量化表达建模5类建模体系,归纳总结了不同建模体系在树冠枝干的细节表达、建模算法性能、树木模型的多层次细节表达、建模体系综合评价方法等方面存在的共性问题,针对模型信息表达完整性、模型多层次细节重建、融合广义(泛在)点云的树木建模与模型、算法的综合评价研究4个方面给出一些可能的解决方案,并提出三维激光树木几何重建潜在的建模方向。     

基于LiDAR点云数据的树冠空隙度指数分析

分形维数法是分析空间结构分布的一种典型方法,但它对于区分不同的分布形式还存在缺陷。针对这一问题,该文介绍了空隙度指数的定义和树冠空隙度的计算方法;以模拟的树冠点云数据为对象,提出了一种基于三维凸包和三维滑动盒算法的激光雷达(Li DAR)点云数据空隙度分析方法,详尽分析了不同冠型产生的空隙度指数差异;并利用4棵实测的树冠点云数据做检验;最后阐述了空隙度指数在树冠空间异质性分析研究中的作用,并对其应用范围和前景作了展望。结果表明:划分尺度相同时,在一定的尺度范围内,锥型树冠、半球型和半椭球型树冠的差别可以通过空隙度指数曲线有效地区分,实测树冠的结果也体现了空隙度指数对于判断树冠空间结构的有效性。     

基于地面激光扫描数据的单木特征因子提取与分析

本文利用三维激光扫描仪对树木进行扫描获取树点云数据,经过格式转换、分离、提取后,对树木各测量因子包括胸径、树高、树冠、材积量进行测定与测量方法与意义的分析。通过实验分析,可以得出:树冠测定因子通过测定树冠的叶面积指数来更精确地反映树冠的生理学意义;通过不规则三角网构建的多面体计算的树干体积较以平均断面积、中央断面积求树干材积更为准确与便捷。     

红树植物木榄种群植冠层结构的分形特征

应用分形理论分析了山口国家级红树林保护区木榄种群植冠层结构的分形特征。木缆3a生枝条的计盒维数介于1.22-1.55之间，这些维数值揭示了分枝结构的复杂程度以及占据生态空间和利用生态空间的能力。分形维数为了解木缆的光能利用效率和掌握它的生长发育过程提供了一个有用的指标。根据双表面积法，20－50a的木缆树冠格局的分形维数介于2.21-2.54之间，表明叶片对树冠的填充程度较低，该树种具有阳生的性质。随着种群个体年龄的增长，树冠被叶片填充的程度出现了由高到低的变化，其分形维数相应地呈现由高到低的动态变化特征。根据植冠层的灰度图分析，得出种群植冠层的计盒维数介于1.47-1.61之间。计盒维数越大，表明种群植冠层的空间结构越松散，透光的空斑块越多，计盒维数有效地揭示了种群植冠层包含于图像中的结构信息及其复杂性。     

碳氮稳定同位素指示苔藓生境特征以及树冠对大气氮沉降的吸收

对贵阳地区一生境内不同生长条件(石生苔藓、无树冠、不同树冠类型以及同种树冠不同树冠厚度)下的细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum(Hedw.)Broth)碳氮同位素进行了研究。不同生境的苔藓δ13C和δ15N值具有相似的变化趋势和明显的相关关系。石生苔藓δ13C和δ15N值比土生苔藓偏高指示了其相对干燥和受到干沉降控制的生境;树冠下方光照条件差、湿度高、缺少干沉降氮的输入是苔藓δ13C和δ15N值偏低的主要原因;而树冠类型、叶片形态、叶面性质造成树冠对大气沉降氮吸收能力的不同是三种树冠下方苔藓氮同位素组成差异的潜在因素。此外,同一树冠(桂花树Osmanthus fragrans Lour.)下方苔藓的氮含量和碳氮同位素平均组成与树冠厚度呈线性关系,尤其是δ15N的响应很好地反映了吸收过程中树冠厚度对大气沉降氮源同位素组成的控制作用。结果表明,苔藓δ13C值能很好地指示苔藓的生境差异和生理响应(如光合作用能力和氮需求等);而δ15N值在示踪氮源和反映不同树冠吸收过程的同位素分馏效应方面更具有优势,二者的相关关系是环境因素相互作用的重要线索。此外,细叶小羽藓Haplocladium microphyllum(Hedw.)Broth具有高效利用大气沉降氮和分布广泛等特点,可进一步应用于该地区大气氮沉降的指示或监测研究。     

利用三维点云数据计算单木树冠体积的扇形分割算法

基于切片法提出了利用三维点云数据计算树冠体积的扇形分割算法,该方法能更好地顾及树冠轮廓形状.通过实例验证了方法的有效性,结果表明该方法计算的树冠体积值介于凸包法和体元法之间,有效克服了凸包法结果偏大和体元法结果偏小的问题.     

ICESat与ICESat-2应用进展与展望

近十年来,格陵兰和南极冰盖消融增速,两极地区显著变化.美国国家航空航天管理局(NASA)的冰、云和陆地高程卫星(ICESat)自2003年发射至2009年的在轨期间,用于定量分析冰盖和海冰的变化速率,并对这些变化的驱动机制进行检测与监测.ICESat在极地冰雪遥感应用等方面展示出了无可比拟的优势,对精确估算冰盖对海平面...     

藏东南色季拉山林线物种方枝柏的叶寿命

作为叶经济学谱系中的一个关键指标,叶寿命是植物为了获得最大化光合碳收获的重要适应策略。由于很难鉴别越冬芽鳞痕以及区别不同叶龄叶片,鲜有研究关注柏科物种的叶寿命,使得我们对该类群的叶经济学谱系研究缺乏了解。基于此,我们对西藏东南部色季拉山不同海拔、不同冠层高度的方枝柏叶寿命和单位重量的叶氮含量(N;)开展了调查分析。结果表明,方枝柏平均叶寿命约为4.2±1.2年,总体上不同海拔间叶寿命差异不明显。随树冠高度的垂直变化,叶寿命总体上并未表现出明显的线性变化趋势。随叶寿命的增加,N;呈现降低趋势。进一步分析了叶寿命与对应绿色小枝长度的关系,发现二者关系不显著或解释度极低,表明小枝长度不能很好地预测叶寿命的变化。总的来说,在高山林线以及邻近的亚高山地区,海拔和冠高的变化对方枝柏叶寿命的影响较小,而叶寿命与叶氮含量的关系符合叶的经济学法则。