基于生態(tài)信息診斷框架的杉木人工林生物量生態(tài)預(yù)測研究
發(fā)布時間:2021-06-08 03:41
森林生物量會直接影響森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的評估。如何運用景感生態(tài)學(xué),準確預(yù)測區(qū)域尺度下森林生物量的時空演變趨勢,是關(guān)乎國家重大方針政策制定和生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)的關(guān)鍵性戰(zhàn)略課題。本研究目的是構(gòu)建一套生態(tài)信息診斷框架,優(yōu)化趨善化模型(3PG2模型)結(jié)構(gòu),解決由于模型結(jié)構(gòu)設(shè)計所導(dǎo)致在森林景感營造過程中生態(tài)預(yù)測的不確定性。以杉木林分布廣泛的福建南靖縣為研究區(qū)域,選擇合適的閾值范圍和空間統(tǒng)計分析識別出模擬生物量的不確定性區(qū)域,構(gòu)建包含Geogdetector軟件、遺傳技術(shù)和計算機程序3個部分組成的生態(tài)信息診斷框架,使用Geogdetector軟件闡明多重因素交互作用對模型模擬的影響及機理,采用遺傳技術(shù)優(yōu)化模型結(jié)構(gòu)以提升模擬精度,運用計算機程序和3PG2模型準確預(yù)測區(qū)域尺度杉木林生物量的時空演變趨勢。結(jié)果表明:林齡是導(dǎo)致3PG2模型生物量模擬結(jié)果不確定性的主導(dǎo)因素。通過景感生態(tài)學(xué)(謎碼數(shù)據(jù)和趨善化模型)構(gòu)建的生態(tài)信息診斷框架可以準確預(yù)測森林生物量,實現(xiàn)區(qū)域尺度上的可持續(xù)森林管理。
【文章來源】:生態(tài)學(xué)報. 2020,40(22)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
本研究的技術(shù)流程圖
1.4 生態(tài)信息診斷框架構(gòu)建由GeogDetector軟件[10](詳見:www.sssampling.org/geogdetector)、遺傳技術(shù)和計算機程序三部分組成的生態(tài)信息診斷框架(圖2)。使用GeogDetector闡明多重影響因素對提升趨善化模型精度的影響機理,揭示其對于趨善化模型結(jié)構(gòu)不確定性的驅(qū)動機制;采用遺傳技術(shù)優(yōu)化模型結(jié)構(gòu)以提升模擬精度;運用計算機程序和3-PG2模型預(yù)測區(qū)域尺度下杉木林生物量的時空演變趨勢。
表3 2009年遺傳算法擬合的生態(tài)因子回歸函數(shù)結(jié)果Table 3 Results of the fitted regression function on ecological factors by the genetic algorithm in 2009 組Group 生態(tài)因素Ecological factor 符號Symbol 改進Improved model 基礎(chǔ)Basis 新的模擬 Z Z=(0.597×Z0+0.007×X1+3.153×X2-0.29×X3+ 原始模擬 Z0 0.013×X4-0.036×X5-0.006×X6+0.001×X7- 常數(shù) C 0.042×X8-0.001×X9-0.07×X10-15.669)+λ1 林分Stand 圖斑 X1 林齡 X2 密度 X3 地形Topography 坡度 X4 坡位 X5 坡向 X6 海拔 X7 土壤Soil 腐殖質(zhì)層 X8 土壤厚度 X9 立地指數(shù) X10 λ1表示GeogDetector軟件的已知結(jié)果圖4 2009年191個森林小班應(yīng)用GT前后模擬觀測對比圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于“風感”的緊湊型城市開放空間風環(huán)境實測和CFD模擬比對研究[J]. 王凱,梁紅,施鵬,趙鳴. 生態(tài)學(xué)報. 2019(16)
[2]生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的定義、內(nèi)涵及其服務(wù)能力研究進展[J]. 韓林桅,張淼,石龍宇. 生態(tài)學(xué)報. 2019(19)
[3]基于林木生理過程的3-PG模型在林業(yè)中的相關(guān)研究進展[J]. 吳榮,施凱澤,楊啟運. 林業(yè)調(diào)查規(guī)劃. 2019(02)
[4]中國古典園林中的景感生態(tài)學(xué)思想芻議[J]. 張學(xué)玲,閆榮,趙鳴. 生態(tài)學(xué)報. 2017(06)
[5]林下植被剔除對杉木林土壤呼吸和微生物群落結(jié)構(gòu)的影響[J]. 賀同鑫,李艷鵬,張方月,王清奎. 植物生態(tài)學(xué)報. 2015(08)
[6]干擾樹間伐對杉木人工林林分生長和林分結(jié)構(gòu)的影響[J]. 吳建強,王懿祥,楊一,朱婷婷,朱旭丹. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2015(02)
[7]酸雨區(qū)不同林齡杉木林土壤酶活性季節(jié)動態(tài)[J]. 羅飛,謝書妮,張海燕,曹光球,危炳忠,陳愛玲. 福建林學(xué)院學(xué)報. 2014(02)
[8]寧夏鹽池地區(qū)3種林分枯落物層和土壤水文效應(yīng)[J]. 鄧繼峰,丁國棟,吳斌,張宇清,趙媛媛,高廣磊,王新星. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2014(02)
[9]基于貝葉斯法估計杉木人工林樹高生長模型[J]. 張雄清,張建國,段愛國. 林業(yè)科學(xué). 2014(03)
[10]米櫧和杉木人工林土壤呼吸及其組分分析[J]. 吳君君,楊智杰,劉小飛,熊德成,林偉盛,陳朝琪,王小紅. 植物生態(tài)學(xué)報. 2014(01)
本文編號:3217616
【文章來源】:生態(tài)學(xué)報. 2020,40(22)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
本研究的技術(shù)流程圖
1.4 生態(tài)信息診斷框架構(gòu)建由GeogDetector軟件[10](詳見:www.sssampling.org/geogdetector)、遺傳技術(shù)和計算機程序三部分組成的生態(tài)信息診斷框架(圖2)。使用GeogDetector闡明多重影響因素對提升趨善化模型精度的影響機理,揭示其對于趨善化模型結(jié)構(gòu)不確定性的驅(qū)動機制;采用遺傳技術(shù)優(yōu)化模型結(jié)構(gòu)以提升模擬精度;運用計算機程序和3-PG2模型預(yù)測區(qū)域尺度下杉木林生物量的時空演變趨勢。
表3 2009年遺傳算法擬合的生態(tài)因子回歸函數(shù)結(jié)果Table 3 Results of the fitted regression function on ecological factors by the genetic algorithm in 2009 組Group 生態(tài)因素Ecological factor 符號Symbol 改進Improved model 基礎(chǔ)Basis 新的模擬 Z Z=(0.597×Z0+0.007×X1+3.153×X2-0.29×X3+ 原始模擬 Z0 0.013×X4-0.036×X5-0.006×X6+0.001×X7- 常數(shù) C 0.042×X8-0.001×X9-0.07×X10-15.669)+λ1 林分Stand 圖斑 X1 林齡 X2 密度 X3 地形Topography 坡度 X4 坡位 X5 坡向 X6 海拔 X7 土壤Soil 腐殖質(zhì)層 X8 土壤厚度 X9 立地指數(shù) X10 λ1表示GeogDetector軟件的已知結(jié)果圖4 2009年191個森林小班應(yīng)用GT前后模擬觀測對比圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于“風感”的緊湊型城市開放空間風環(huán)境實測和CFD模擬比對研究[J]. 王凱,梁紅,施鵬,趙鳴. 生態(tài)學(xué)報. 2019(16)
[2]生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的定義、內(nèi)涵及其服務(wù)能力研究進展[J]. 韓林桅,張淼,石龍宇. 生態(tài)學(xué)報. 2019(19)
[3]基于林木生理過程的3-PG模型在林業(yè)中的相關(guān)研究進展[J]. 吳榮,施凱澤,楊啟運. 林業(yè)調(diào)查規(guī)劃. 2019(02)
[4]中國古典園林中的景感生態(tài)學(xué)思想芻議[J]. 張學(xué)玲,閆榮,趙鳴. 生態(tài)學(xué)報. 2017(06)
[5]林下植被剔除對杉木林土壤呼吸和微生物群落結(jié)構(gòu)的影響[J]. 賀同鑫,李艷鵬,張方月,王清奎. 植物生態(tài)學(xué)報. 2015(08)
[6]干擾樹間伐對杉木人工林林分生長和林分結(jié)構(gòu)的影響[J]. 吳建強,王懿祥,楊一,朱婷婷,朱旭丹. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2015(02)
[7]酸雨區(qū)不同林齡杉木林土壤酶活性季節(jié)動態(tài)[J]. 羅飛,謝書妮,張海燕,曹光球,危炳忠,陳愛玲. 福建林學(xué)院學(xué)報. 2014(02)
[8]寧夏鹽池地區(qū)3種林分枯落物層和土壤水文效應(yīng)[J]. 鄧繼峰,丁國棟,吳斌,張宇清,趙媛媛,高廣磊,王新星. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2014(02)
[9]基于貝葉斯法估計杉木人工林樹高生長模型[J]. 張雄清,張建國,段愛國. 林業(yè)科學(xué). 2014(03)
[10]米櫧和杉木人工林土壤呼吸及其組分分析[J]. 吳君君,楊智杰,劉小飛,熊德成,林偉盛,陳朝琪,王小紅. 植物生態(tài)學(xué)報. 2014(01)
本文編號:3217616
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