区域杉木林生物量估算方法清单及可靠性检验

论文摘要

杉木为我国南方栽培面积最大的用材树种,对区域森林固碳发挥着重要作用。在大尺度上估算、监测杉木林生物量和碳贮量及动态变化是研究我国森林植被碳库及其变化的重要组成部分。然而,目前区域尺度杉木林生物量估测由于估算方法和数据来源的复杂性,导致估测结果有很大不确定性。森林资源清查资料具有广泛可靠的数据基础和连续观测记录,有效利用这些森林资源清查数据,结合已有的森林生物量研究结果,建立杉木林生物量碳贮量的评价方法是森林生态服务功能估算的重要内容。通过整理杉木生物量文献资料,本文编汇了各地已有的杉木生物量估测相对生长方程；采用整合分析（meta-analysis）整理立木数据或产生假想数据,建立了适合区域尺度的杉木林生物量估测通用相对生长方程；同时,还整理林分数据,分析林龄对生物量转换因子的影响,建立了分龄级的生物量-蓄积量转换关系；结合湖南森林资源清查样地数据和统计数据分别采用通用相对生长方程估算法和转换因子法进行杉木林生物量的估算和对比分析,并根据估算的结果绘制了湖南杉木生物量密度空间分布图。主要结论如下：1.估算区域杉木林生物量有三种途径。（1）通过查询已有的各地相对生长方程,汇编研究地点的相对生长方程,从而减少重复构建和测定,避免人力和财力浪费、森林资源的破坏；利用连续观测的固定样地进行杉木林生物量和生产力的动态观测和评估,可以通过查询汇编的不同地点的相对生长方程,估算和比较不同区域林分生物量。（2）由于查询的繁琐,我们还建立了通用相对生长方程,可结合森林资源清查中大量样地数据在国家、省、市、县进行林分生物量的估测,有助于了解林分的生物量结构及空间分布规律。（3）通过生物量-蓄积量转换关系可以结合森林资源清查中各省市的面积、蓄积数据将蓄积量转换成生物量,有助于在大尺度上对林分生物量进行估测。2.本文利用森林资源清查样地数据和统计数据求出湖南的杉木林生物量总量为124.0～96.4Tg,平均生物量为47.11～36.60t·ha-1；湖南的杉木林生物量密度在西部、南部比较大,在中部、北部较小；杉木林林分构成以中幼林居多,大部分样地生物量在60 t-ha-1以下,表明湖南杉木林的固碳潜力较大。3.通过林分检验,通用相对生长方程估算法和转换因子法求出的湖南杉木林生物量接近,两种方法在大尺度上利用森林资源清查资料估算森林生物量碳贮量都是可行的。（1）如果在样地数据齐全的情况下,采用通用相对生长方程估算法得出的精度更高,数据更能反映林分生物量结构及分布规律,有助于动态评估林分生物量的时空变化及空间分布；而在通用相对生长方程选择中,由于通用相对生长方程1仅用胸径（D）作为自变量和方程2引入胸径、树高因子（D2H）相比,相对生长方程的相关系数及估测结果均差别不大,建议采用方程1进行杉木生物量的估算。（2）但是,要取得完备的样地数据较为麻烦,如果样地数据不够、具代表性差,则容易导致估测偏高,而森林资源清查统计数据则较容易获得,可以很方便地利用转换因子法将蓄积量转换成生物量,也有一定精度保证；而在利用蓄积量与面积资料进行生物量转换时,在大尺度上估算林分生物量总量可以不分龄级,直接利用生物量与蓄积量进行线性转换,但是在动态评估林分的碳贮量,即需要比较不同龄级的林分生物量以及同一林分不同时空变化时,则需要考虑林龄的影响和不同龄级的转换。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 相对生长方程估算法
• 1.2 转换因子法
• 2 背景和研究目标
• 2.1 背景
• 2.2 研究目标
• 2.3 技术路线
• 3 材料和方法
• 3.1 材料
• 3.1.1 文献收集与数据采用
• 3.1.2 立木生物量、胸径和树高数据来源
• 3.1.3 林分生物量、蓄积量、林龄数据说明及补缺
• 3.1.4 森林资源清查资料来源及采用
• 3.2 方法
• 3.2.1 通用相对生长方程的参数估算和检验
• 3.2.2 分龄级的生物量-蓄积量转换
• 3.2.3 湖南杉木林生物量估算方法及流程图
• 4 结果与分析
• 4.1 已有杉木生物量相对生长方程的检索和汇集
• 4.1.1 杉木生物量相对生长方程汇编集
• 4.1.2 相对生长方程差异性分析
• 4.2 适合区域尺度的杉木生物量估测通用相对生长方程整合分析
• 4.2.1 杉木各器官生物量通用相对生长方程
• 4.2.2 各组份生物量估算与地上、全部生物量估算的相容性
• 4.2.3 通用相对生长方程的验证
• 4.3 杉木转换因子整合分析
• 4.3.1 杉木林转换因子与林分因子的关系
• 4.3.2 分龄级的生物量-蓄积量转换
• 4.4 杉木林生物量估算方法选择和可靠性验证——以湖南省为例
• 4.4.1 通用相对生长方程估算法
• 4.4.2 湖南杉木林生物量的空间分布
• 4.4.3 转换因子法
• 4.4.4 两种方法估算的湖南杉木林生物量相互验证
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间的主要学术成果
• 致谢