为了研究林场级森林林木生物量和碳储量的信息,以海南省岛东林场为例,采用系统(等距)抽样方式对该场林木资源进行抽样调查。选择政府间气候变化专门委员会(IPCC)制定的方法对不同龄组、不同类型森林的林木生物量和碳储量进行估算。结果显示:林场森林林木碳储量大,达53.00万t,但单位面积上的碳汇能力低,仅为54.35 t/hm2;不同类型林分各个生长阶段(龄组)的单位面积碳储量不尽相同,其中木麻黄成熟林最高,为141.08 t/hm2。以上结果表明,当前短周期人工林皆伐作业模式下的森林林木生物量积累不足,造成岛东林场碳汇能力较低。当前经营方式不能满足应对全球气候变化为目的的多功能森林经营的要求,需要...

以北京市延庆县为研究对象,利用遥感和地学数据,分析其与地面碳储量的相关关系,探讨基于遥感和地学信息的森林碳储量遥感估测。利用森林资源二类调查数据和2004年SPOT-5遥感影像,选取B1、B2、B3、B4 4个单波段,IDVI、IRVI、INDVI 3种植被指数以及海拔、坡度共9个因子,对这9个因子进行降维,并提取主成分,建立基于主成分回归的森林碳储量估测方程。结果表明:模型复相关系数为0.892;用30个独立样本检验模型的可靠性与精度,相关系数为0.769,精度达到91.60%。该方程可用于森林地上部分碳储量估测。

【目的】构建地理加权随机森林（Geographically weighted random forest,GWRF）模型估算森林碳储量以解决区域尺度范围内森林碳储量估算精度不高的问题，对科学经营管理森林、推动碳循环和碳汇相关研究、实现我国“双碳”目标有重要指导意义。【方法】以黑龙江省小兴安岭、长白山地区森林植被碳储量为研究对象，基于2015年森林资源连续清查数据和Landsat8-OLI影像，采用普通最小二乘（Ordinary least squares,OLS）、随机森林（Random forest,RF）模型、地理加权回归（Geographically weighted regression,GWR）模型以及地理加权随机森林模型分别构建不同林型及总体（不分林型）的森林碳储量估测模型，比较是否区分林分类型时，不同模型预测精度之间的差异，实现对研究区森林碳储量的精准反演。【结果】1)各个模型在区分林型时的预测精度均高于总体（不分林型）情况，以GWRF模型精度最优，其中针叶林精度最高（R²=0.58,RMSE=15.97 t/hm²）；阔叶林次之（R²=0.46,RMSE=17.66 t/hm²）；针阔混交林随后（R²=0.45,RMSE=19.51 t/hm²）；总体（不分林型）最低（R²=0.40,RMSE=20.22 t/hm²）。2)4种模型的检验精度GWRF>RF>GWR>OLS。与OLS相比，GWRF在针叶林、阔叶林、针阔混交林和总体（不分林型）中提升的ΔR²分别为0.15、0.09、0.16和0.04；降低的ΔRMSE分别为2.09、1.35、3.47和0.89 t/hm²；与RF相比，GWRF提升的ΔR²分别为针叶林0.14、阔叶林0.06、针阔混交林0.04、总体（不分林型）0.02；降低的ΔRMSE分别为针叶林1.95 t/hm²、阔叶林0.86 t/hm²、针阔混交林0.67 t/hm²、总体（不分林型）0.29 t/hm²。3)研究区森林碳储量密度最高预测值为77.08 t/hm²，最低值为5.24 t/hm²，平均值为41.07 t/hm²，总量为552.04 Tg；从空间上看，森林碳储量高值分布在小兴安岭东南部、张广财岭等地区，呈现斑状不均匀性分布。【结论】相比于其他3种模型，GWRF作为局部模型，考虑到空间异质性，在区域尺度范围内估测森林碳储量有较好的应用前景。区分林分类型能提高预测精度，在今后对森林生物量或碳储量的研究中，应考虑区分林分类型建模。本研究的模型和方法有一定适应性，可为森林资源的快速和精准监测提供方法借鉴。

森林碳储量遥感监测是目前林业定量遥感的研究热点之一。以沽源县为研究对象,采用TM影像,对原始自变量进行MNF变换后得到新变量,建立森林乔木地上碳储量遥感估测模型。模型相关系数R为0.708,通过实测样地对估测结果进行检验,精度达到89.89%。结果表明,当自变量间存在显著复相关性情况下,通过MNF变换能有效去除复相关性,用新变量建立的模型估测效果较好。

[目的 ]为了解决碳储量的不确定性受单一类型变量的影响，而忽略了残差变异导致模型不确定性的问题，研究不同类型变量对碳储量估测模型的不确定性。[方法 ]以香格里拉市高山松为研究对象，采用随机森林联立蒙特卡洛（RF-MC），基于不同变量组合建立回归模型，判断各模型的不确定性。[结果 ]表明：（1）光谱和样地数据直接参与RF-MC模型的估测精度及不确定性最差。（2）在上一步的基础上引入纹理特征的模型预测结果优于引入DEM。（3）同时引入DEM和纹理特征的RF-MC模型效果最优（R2=0.892,RMSE=5.539 t·hm~(-2),MAE=4.319 t·hm~(-2), rRMSE=18.7%）。模型拟合度提高了0.343，模型的不确定性降低了19.43%。[结论 ]基于多特征的RF-MC方法在碳储量估测中效果较好，不同类型的变量对碳储量估测精度及不确定性有一定的影响。

以福建省闽江流域为研究对象,利用年均降水、温度数据,结合改进NPP模型构建基于气象因子的森林生产力估测模型,并通过森林生产力与二类调查结果对应的小班年龄曲线建立森林生物量模型,以此获得遥感估测模型所需的样地生物量,在此基础上利用遥感影像和杉木平均含碳率可以成功构建森林生物量非线性遥感估测模型和碳储量遥感估测模型。本研究不仅能建立森林碳储量模型,而且避免了繁杂的森林生物量野外实测,节省了大量的人力物力,且不需砍伐森林树木。实验计算结果:闽江流域杉木林碳储量2003~2012年从10 337 774 t增加到19 624 374 t。

森林碳储量主要通过地面调查数据来估算，存在着统计工作量大，建模复杂度高等难点。如何快捷、准确地估测森林碳储量一直是国内外林业领域研究的热点和难题。结合遥感图像监测尺度大和ＩｎＶＥＳＴ模型输入参数少的特点，提出一种基于ＩｎＶＥＳＴ模型结合遥感图像估测森林碳储量的方法。该方法根据森林类型碳储量信息和相应的栅格数据，利用ＩｎＶＥＳＴ模型估测区域森林碳储量，然后通过比对多期遥感数据估测出的碳储量得出该区域碳储量变化，从而实现森林碳储量的动态监测。对浙江省庆元县２００９年的碳储量进行了估算和绘图，根据行政区划图可估算出乡（镇）和村级的碳储量。实验分别对坑西村２００９年和２０１４年的碳储量进行了估算，根据．．．

城市森林是森林生态系统的重要组成部分,在改善城市生态环境方面发挥着重要作用。研究城市森林碳分布对于陆地生态系统碳循环的模拟和城市的生态建设规划具有重要意义。以深圳市建成区森林为研究对象,分别采用逐步回归、协同克里格和K个最靠近邻居(KNN)3种方法对深圳市的森林碳分布进行模拟。结果表明:3种方法估测结果各有其优缺点。逐步回归和KNN法能够较准确地反映森林碳分布的信息(如行道树、公园等),但逐步回归的预测结果偏小,KNN法的预测结果偏大。协同克里格法则可以较准确的反映建成区森林碳分布并能导出总体估测值,但对森林碳空间分布的细节反映不如逐步回归和KNN。

通过样地实测生物量和采用重铬酸钾法测定植物地上部分各器官含碳率,对贵州黔东南主要森林类型碳储量进行了研究。结果表明:黔东南5种主要森林类型的碳储量介于334.32～566.79 t.hm-2之间,且马尾松纯林(566.79 t.hm-2)>杉木纯林(403.74 t.hm-2)>落叶阔叶林(374.07 t.hm-2)>常绿阔叶林(352.35t.hm-2)>针阔混交林(334.32 t.hm-2);同类森林生态系统中土壤层的碳储量最高,介于286.66～481.49 t.hm-2之间;乔木层次之(15.23～74.58 t.hm-2),枯落物层再次,林下灌木及草本层碳储量最小;乔木层的碳储量...

根据所采用数据源的不同,介绍了当前国内外森林地上生物量测算中所用的主要方法,即基于森林资源清查的方法和基于遥感估测的方法。根据国内外前期研究成果,概括了这两种方法的特点及其存在的一些不足,初步探讨了结合多源数据联合估测森林地上生物量的方法。结合当前森林地上生物量研究中存在的问题,讨论了估测方法的尺度、模型与参数化以及精度与验证的问题,最后提出了今后森林地上生物量研究中应重点开展的工作。

森林碳储量与其调查因子之间的关系及其空间相关性特征是区域森林碳储量及其分布估计模型建立的基础,然而某一调查因子在不同空间位置对森林碳储量估计的影响程度存在差异。地理加权回归方法考虑了调查因子作用的空间异质性,进行局部回归估计。以浙江省台州市仙居县森林资源二类调查样地实测数据为数据源,利用地理加权回归方法结合陆地探测卫星系统Landsat TM影像数据进行森林碳储量及其密度的分布估计,并检验地理和海拔加权回归在地势平缓的区域是否可用。结果表明:1仙居县森林地上部分总碳储量3.132×106Mg,与样地实测统计得到的全县碳储量3.192×106Mg相差1.880%;地理加权回归模型估计结果与实际碳...

【目的】森林蓄积量是反映森林资源总规模和水平的基本林分调查因子之一，也是衡量森林资源丰富程度和森林生态环境优劣的重要依据。为探索更优的森林蓄积量建模和估测方法，以期为林业科学中森林蓄积量的估测研究提供新的方法与思路。【方法】以浙江省龙泉市为研究区，以单位蓄积量（m~3/mu）为研究对象，集成森林资源二类调查数据、高分二号遥感影像数据、数字高程模型（DEM）数据。通过逐步回归特征选择方法选取与蓄积量相关的自变量因子，在不区分树种的情况下，利用极端梯度提升（eXtreme gradient boosting,XGboost）方法、决策树梯度提升（Light generalized boosted regression models,LGBM）方法和梯度提升（Gradient boosting）方法分别建立蓄积量估测模型。然后，基于区分针叶林、阔叶林、针阔混交林的情况下，用XGboost方法再次建立蓄积量估测模型，并与未区分树种情况下的估测结果进行对比。采用十折交叉验证法对模型性能指标进行检验。【结果】在不区分树种的情况下，XGboost呈现了最佳的效果，优于LGBM方法和Gradient boosting方法，其建模精度为89.65%，估测精度为83.19%。在区分树种结构下，XGboost方法的建模精度（89.31%）与不区分树种情况下没有明显区别，但估测精度（84.5%）有一定提升，其中针叶林的效果最好。【结论】逐步回归特征选择方法结合XGboost方法能够取得最好的森林蓄积量估测效果，区分树种能够在一定程度上提高模型的泛化能力。XGboost方法在实践中使用方便，提供了在短时间内估测森林蓄积量的可能性，从而为森林蓄积量的估测提供了新的方法。

准确评价森林资源碳储量，对助力碳中和具有重要的科学意义。论文联合多光谱和雷达遥感数据，通过逐步回归分析、多重共线性检验和相关分析，选取用于评价森林碳储量的遥感因子。采用最小二乘法和地理加权回归模型，分别构建了森林资源碳储量评价模型FCSEM_(GWR)和FCSEM_(OLS)。研究结果表明：红边植被指数和树高因子均与碳储量显著相关，是估算森林碳储量的关键变量；FCSEM_(GWR)的拟合效果（R2=0.65）优于FCSEM_(OLS)，表现出较好的空间非平稳性（Moran’s I=-0.0023,p=0.4291）；梅州市森林资源碳储量集中于[35, 50] t/hm~2，总体呈现盆地低、山区高的空间分布特征。

对采用遥感图像估测森林可燃物载量的方法进行综述。首先将现有方法根据对像元载量的分配方法,分成直接分配法和间接分配法2种。直接分配法分成聚类分析法和判别分析法;间接分配法分为简单植被特征法、林分模型法和综合因子约束法3种。然后对各方法的优缺点进行评价,指出现有方法整体准确率不高的不足,并分析产生误差的3个来源:1)从遥感图像判读中间特征所产生的误差;2)从中间特征到可燃物载量之间的误差;3)使用可燃物模型所产生的误差。据此提出改进现有方法、提高估测准确率的3个思路:1)使用新图像,如更高分辨率遥感图像、雷达图像或混合图像;2)选择更合适的中间特征以及它们与可燃物载量的关系模型;3)使用连续变量来...

运用因子连续函数法对江苏省13个地级市的森林碳储量及其变化情况进行了估算。结果表明:2010年,江苏省森林碳储量为4 615.55×104 t,苏北、苏南和苏中的占比分别为57.83%、28.26%和13.91%;2005~2010年,江苏省森林碳储量增加了2 025.59×104 t,森林"碳汇"效应显著,但各区域的碳储量变化不均衡。在江苏新增造林面积空间较为有限的背景下,提高林地生产力,优化树种和林龄结构是增加森林碳储量的有效途径。