生态学报
(SHENGTAI XUEBAO ) 第33卷第20期 2013年10月 (半月刊)
目 次前沿理论与学科综述
中小尺度下西北太平洋柔鱼资源丰度的空间变异杨铭霞，陈新军，冯永玖，等(6427)…………………………水分和温度对若尔盖湿地和草甸土壤碳矿化的影响王 丹，吕瑜良，徐 丽，等(6436)………………………荒漠啮齿动物群落对开垦干扰的响应及其种群生态对策袁 帅，付和平，武晓东，等(6444)…………………转Bt 基因棉花对烟粉虱天敌昆虫龟纹瓢虫的影响周福才，顾爱祥，杨益众，等(6455)………………………微地形改造的生态环境效应研究进展卫 伟，余 韵，贾福岩，等(6462)………………………………………个体与基础生态进博会意义
丹顶鹤春迁期觅食栖息地多尺度选择———以双台河口保护区为例吴庆明，邹红菲，金洪阳，等(6470)………新疆石河子南山地区表土花粉研究张 卉，张 芸，杨振京，等(6478)…………………………………………鄱阳湖湿地两种优势植物叶片C 、N 、P 动态特征郑艳明，尧 波，吴 琴，等(6488)…………………………基于高分辨率遥感影像的森林地上生物量估算黄金龙，居为民，郑 光，等(6497)……………………………异质性光照下匍匐茎草本狗牙根克隆整合的耗益陶应时，洪胜春，廖咏梅，等(6509)…………………………湘潭锰矿废弃地栾树人工林微量
元素生物循环罗赵慧，田大伦，田红灯，等(6517)……………………………接种彩色豆马勃对模拟酸沉降下马尾松幼苗生物量的影响陈 展，王 琳，尚 鹤(6526)…………………生物炭对不同土壤化学性质、小麦和糜子产量的影响陈心想，何绪生，耿增超，等(6534)……………………延河流域植物功能性状变异来源分析张 莉，温仲明，苗连朋(6543)…………………………………………榆紫叶甲赤眼蜂基础生物学特性及其实验种群生命表王秀梅，臧连生，林宝庆，等(6553)……………………几种生态因子对拟目乌贼胚胎发育的影响彭瑞冰，蒋霞敏，于曙光，等(6560)………………………………种群、群落和生态系统心之旅
海南铜鼓岭灌木林稀疏规律周 威，龙 成，杨小波，等(6569)…………………………………………………青海三江源区果洛藏族自治州草地退化成因分析赵志平，吴晓莆，李 果，等(6577)…………………………模拟氮沉降对华西雨屏区苦竹林凋落物基质质量的影响肖银龙，涂利华，胡庭兴，等(6587)…………………基于光合色素的钦州湾平水期浮游植物群落结构研究蓝文陆，黎明民，李天深(6595)………………………基于功能性状的常绿阔叶植物防火性能评价李修鹏，杨晓东，余树全，等(6604)………………………………北京西山地区大山雀与其它鸟类种群种间联结分析董大颖，范宗骥，李扎西姐，等(6614)……………………被动式电子标签用于花鼠种群动态研究的可行性杨 慧，马建章，戎 可(6634)……………………………景观、区域和全球生态蝗虫
华北冬小麦降水亏缺变化特征及气候影响因素分析刘 勤，梅旭荣，严昌荣，等(6643)………………………基于FAHP⁃TOPSIS 法的我国省域低碳发展水平评价胡林林，贾俊松，毛端谦，等(6652)……………………河漫滩湿地生态阈值———以二卡自然保护区为例胡春明，刘 平，张利田，等(6662)…………………………应用Le Bissonnais 法研究黄土丘陵区植被类型对土壤团聚体稳定性的影响
刘 雷，安韶山，黄华伟(6670)……………………………………………………………………………………………………………………不同人为干扰下纳帕海湖滨湿地植被及土壤退化特征唐明艳，杨永兴(6681)…………………………………
资源与产业生态
近10年北京极端高温天气条件下的地表温度变化及其对城市化的响应李晓萌，孙永华，孟 丹，等(6694)……………………………………………………………………………………………………………………三峡库区小江库湾鱼类食物网的稳定C 、N 同位素分析李 斌，徐丹丹，王志坚，等(6704)…………………研究简报
北京奥林匹克森林公园绿地碳交换动态及其环境控制因子陈文婧，李春义，何桂梅，等(6712)…………
春暖花开又一年……植被恢复对洪雅县近15年景观格局的影响王 鹏，李贤伟，赵安玖，等(6721)………………………………高盐下条斑紫菜光合特性和S⁃腺苷甲硫氨酸合成酶基因表达的变化周向红，易乐飞，徐军田，等(6730)…学术信息与动态
生态系统服务研究进展———2013年第11届国际生态学大会(INTECOL Congress )会议述评房学宁，赵文武(6736)……………………………………………………………………………………………………………生态系统服务评估———2013年第6届生态系统服务伙伴国际学术年会述评巩 杰，岳天祥(6741)………回顾过去，引领未来————2013年第5届国际生态恢复学会大会(SER 2013)简介彭少麟，陈宝明，周 婷(6744)
………………………………………………………………………………………………………………期刊基本参数:CN 11⁃2031/Q∗1981∗m∗16∗320∗zh∗P∗￥90.00∗1510∗33∗2013⁃10 封面图说：荒漠旱獭———旱獭属啮齿目、松鼠科、旱獭属，是松鼠科中体型最大的一种。旱獭多栖息于平原、山地和荒漠草原地
带，集群穴居，挖掘能力甚强，洞道深而复杂，多挖在岩石坡和沟谷灌丛下，从洞中推出的大量沙石堆在洞口附近，形成旱獭丘。荒漠啮齿动物是荒漠生态系统的重要成分，农业开垦对功能相对脆弱的茶靡花
荒漠生态系统的干扰极大，往往导致栖息地破碎化，对动植物种产生强烈影响，啮齿动物受到开垦干扰后对环境的响应及其群落的生态对策，是荒漠生态系统生物多样性及其功能维持稳定的重要基础。
彩图及图说提供：陈建伟教授 北京林业大学 E⁃mail:cites.
第33卷第20期2013年10月生态学报ACTA ECOLOGICA SINICA Vol.33,No.20Oct.,2013http ://logica
基金项目：国家 863”高技术研究发展计划项目(2012AA12A306)
收稿日期:2012⁃12⁃21; 修订日期:2013⁃06⁃26
*通讯作者Corresponding author.E⁃mail:juweimin@nju.edu
DOI :10.5846/stxb201212211841
黄金龙，居为民，郑光，康婷婷.基于高分辨率遥感影像的森林地上生物量估算.生态学报,2013,33(20):6497⁃6508.
Huang J L,Ju W M,Zheng G,Kang T T.Estimation of forest aboveground biomass using high spatial resolution remote nsing imagery.Acta Ecologica
Sinica,2013,33(20):6497⁃6508.基于高分辨率遥感影像的森林地上生物量估算
黄金龙，居为民*，郑 光，康婷婷
持续加强作风建设(南京大学国际地球系统科学研究所，南京 210046)
摘要：以南京市紫金山林区为研究区，利用e⁃Cognition 面向对象分类方法，基于光谱和空间信息融合后的IKONOS 影像提取单木树冠阳性冠幅(PoCA)信息，并结合野外实测的样方生物量数据，分别建立了针叶林和阔叶林地上生物量(AGB)的遥感估算模型，并利用实测森林生物量数据对模型进行了验证㊂结果表明，基于遥感影像提取的PoCA 与实测AGB 存在较好的非线性相关关系，所建针叶林AGB 估算模型的可靠性优于阔叶林模型㊂对建模样本而言，估算的针叶林和阔叶林AGB 与观测数据比较的R 2分别为0.62(P <0.01,n =9)和0.56(P <0.01,n =16)㊂验证表明，所建AGB 估算模型的可靠性较好，估算的针叶林和阔叶林AGB 与观测数据比较的R 2分别为0.55(P <0.01,n =6)和0.52(P <0.01,n =10)，但当AGB 较低时，模型结果偏高,AGB 较低时，模型结果偏低㊂研究说明通过高分辨率遥感数据的融合㊁提取树冠信息进行生物量估算是可行性的㊂
关键词：高分辨率遥感；地上生物量；面向对象；阳性冠幅
Estimation of forest aboveground biomass using high spatial resolution remote nsing imagery HU
怎么画大象
ANG Jinlong,JU Weimin *,ZHENG Guang,KANG Tingting International Institute for Earth System Science ,Nanjing University ,Nanjing 210046,China
Abstract :Forests are important terrestrial ecosystems and play an important role in maintaining ecological environment.Globally,they are acting as a carbon sink and a crucial player in alleviating global climate change.Forest AGB (Aboveground Biomass)is an important indicator of forest functioning and a key component of the carbon cycle in forest ecosystems.The accurate estimation of AGB is of importance for study the budget of global terrestrial ecosystems.However,it is challengeable to map AGB at regional and global scales.In recent years,various studies have been conducted to retrieve AGB using remote nsing data at regional scales due to the more effectiveness and lower cost of remote nsing compared with the traditional inventory method.This study took Zijin Mountain,located in the urban area of Nanjing city,as the study area to explore the applicability of high resolution remote nsing data in retrieving AGB.This study area is dominantly covered by various species of trees.The spectral and spatial information in an IKONOS image were first fud using the Brovey transformation method to generate images of green,red,near infrared bands at a spatial resolution of 1m.Then,positive crown area (PoCA)of individual trees was delineated using the reflectance of green,red,near infrared bands and normalized difference index re
trieved from the fud images and the object⁃oriented classification method implemented in the e⁃Cognition platform.The classification rules were determined using the See 5software.Meanwhile,field campaigns were conducted to record the number of trees,the height and diameter at breast height (DBH)of individual trees,tree species,geological coordinates,and topography at 41reprentative plots (16plots for coniferous forests and 25演唱技巧
2values of estimated AGB against measurements are 0.55(P <0.01,n =6)for coniferous forests and 0.52(P <0.01,n =10)for broadleaf forests,respectively.However,the models tend to overestimate AGB under the condition of low AGB and to underestimate AGB when AGB is high.This study indicates that it is practically feasible to estimate forest AGB using the tree canopy area information retrieved from fud high resolution remote nsing image.
Key Words :High spatial resolution remote nsing;AGB;object⁃oriented;positive crown area
森林是重要的陆地生态系统，在陆地生物圈层和大气圈层之间的碳循环交换过程中起着重要作用[1]㊂森林生物量约占全球陆地植被生物量的90%[2]，不仅是森林固碳能力的重要标志，也是评估森林碳收支的重要参数[3]㊂森林生物量按来源的部位不同可分为根㊁干㊁枝和叶生物量㊂其中，干㊁枝㊁叶生物量合称为森林地上生物量[4]㊂地上生物量是森林生态系统碳汇潜力评估的重要基础，如何快速㊁准确地获取森林地上生物量信息，成为近年来森林生态系统与全球气候变化研究的关键[5]㊂传统的森林地上生物量估算方法以野外实测数据为基础，这种方法精度较高，但通常只能获得观测点上的数据，且劳动强度大㊁成本高，不利于研究生物量的空间分布和动态变化㊂遥感技术具有宏观㊁大面积㊁动态㊁快速㊁可重复等特点，所收集的光谱信息和森林地上生物量具有一定的相关性，已经成为区域森林生物量估算的主要方法[6]㊂随着遥感技术的快速发展，多源遥感数据已经被用于各种尺度上的森林生物量估算㊂光学遥感数据最早被用于森林生物量的估算,Hame 等[7]利用AVHRR 数据提取NDVI 植
被指数，结合实地调查的生物量数据，在欧洲以针叶林为主的北方森林地区分别建立针叶林和落叶林生物量估算模型，进行区域生物量的估算㊂Zheng 等[8]结合Landsat7ETM +数据和野外实测生物量数据估算了美国威斯康辛州确夸美光国家森林的地上生物量，并生成了生物量分布图㊂黄国胜等[9]以MODIS 数据为源数据驱动Dong 模型，估测了我国东北地区的森林生物量㊂已有的利用光学遥感数据进行生物量估算的研究大部分采用的是中低空间分辨率的光学遥感数据，比如AVHRR㊁MODIS 和Landsat TM /ETM 等数据[3,5]，存在混合像元和野外实测样方面积与遥感影像像元大小难以匹配等突出问题，结果易存在不确定性㊂近年来，国内外学者开始借助微波雷达和激光雷达等遥感数据进行地上生物量的估算工作[10⁃13]㊂商用高空间分辨率卫星数据的出现，为人们利用遥感技术研究树冠结构提供了新的数据源[14]㊂与低空间分辨率遥感影像相比，高空间分辨率遥感影像包含了大量的纹理㊁形状㊁位置等空间几何信息，具有细节更加清晰㊁信息更加丰富等特点㊂在高空间分辨率遥感影像上，森林中每棵树木的树冠都清晰可辨，纹理和细节信息非常明显，这对于高效而精准地提取森林参数十分有利[15]㊂利用高空间分辨率卫星数据提取森林参数，国外已经进行了很多年的研究，取得了很多重要成果，而国内目前仍处于起步阶段[16]㊂Hay 等[17]针对高分辨率遥感影像提出了一种面向对象的多尺度分割方法，并通过实验表明该方法用于高分影像的树冠及林分信息的提取能够取得较好的效果㊂Read 等[18]认为可利用高空间分辨率数据提取树冠大小进行生物量估算，他们利用IKONOS 影像得到的树冠面积与胸径存在明显的相关性(R 2=0.84)㊂大量研究都已证明胸径或生物
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