小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)碳密度遙感估算.pdf

1、區(qū)域性森林生態(tài)系統(tǒng)碳庫的儲量和變化對全球碳平衡產(chǎn)生巨大的影響，研究其對現(xiàn)在及未來的氣候變化和碳平衡都具有重要意義。對于研究陸地系統(tǒng)的碳循環(huán)乃至全球碳循環(huán)都是一個基礎(chǔ)。
　　本文研究以小興安嶺地區(qū)遙感影像和130塊小興安嶺樣地調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立兩組碳密度模型。其一，以各林分因子為自變量并對其進行篩選，對基于常規(guī)逐步回歸法建立森林生態(tài)系統(tǒng)各分量或森林生態(tài)系統(tǒng)總量碳密度模型，及基于實地調(diào)查的相容性森林生態(tài)系統(tǒng)碳密度模型，并對兩種模型的

2、精度進行比較。其二，初步選擇包括各個波段的灰度值、不同波段灰度值之間的線性和非線性波段組合（包括各種植被指數(shù)）、紋理信息以及非生物因子柵格化后所形成的輔助波段——環(huán)境因子在內(nèi)的171個自變量，進行與碳密度相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗，選擇相關(guān)性顯著的自變量分別采用無郁閉度變量常規(guī)回歸碳密度模型、有郁閉度變量常規(guī)回歸碳密度模型和郁閉度碳密度聯(lián)立方程組3種模型。對小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)的碳密度進行估算，碳密度包括植被（地上植被以及根）的碳密度、土壤的碳

3、密度和凋落物的碳密度，并進行精度評價。得出主要結(jié)論有:
　　1)在各林分因子與總碳密度估算模型中，對于相容性森林生態(tài)系統(tǒng)碳密度模型來說樹葉、樹干、地上林木、樹根、喬木、植被碳密度模型得到的擬合結(jié)果較好，但灌草、土壤碳密度模型得到的擬合結(jié)果并不如預期，但相較于運用逐步回歸法對森林生態(tài)系統(tǒng)碳密度各分量及總量的估算還是有一定的提高，尤其是對森林生態(tài)系統(tǒng)總碳密度的估算，有了近7個百分點的明顯提高。
　　2)聯(lián)立方程組模型在林分生長模

4、型中有較好的應(yīng)用，但該模型應(yīng)用于遙感提取碳密度比較少。本研究將聯(lián)立方程組模型引入到森林生態(tài)系統(tǒng)碳密度的遙感估算中，一方面探索了新的遙感估算模型，另一方面為多傳感器的聯(lián)合估算專題信息提供了新方法。
　　3)在遙感變量與樣地總碳密度估算模型中，常規(guī)統(tǒng)計模型式(4-4)在引入郁閉度變量時，相比常規(guī)統(tǒng)計模型式(4-3)由于在實地調(diào)查郁閉度時產(chǎn)生的測量或記錄上的誤差使精度并未有顯著提高，郁閉度模型的估算也并未達到精度要求，導致回歸模型式(4

5、-4)中的郁閉度變量作用變小。然而將碳密度估算模型與郁閉度估算模型建立聯(lián)立方程求解參數(shù)后，能夠有效的減小兩個方程的誤差，使最終的碳密度估算模型式(4-6)精度得到提高。研究表明聯(lián)立方程組模型估算森林生態(tài)系統(tǒng)碳密度為最優(yōu)模型，使精度提高了6％～7％，為遙感估算森林生態(tài)系統(tǒng)碳密度提供一種新的思路。
　　4)小興安嶺的南部，中部地區(qū)森林碳密度比較低，主要集中200～250 t·hm-2;北部地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)碳密度主要集中在250～300