大興安嶺北部主要森林類型積雪特征及遙感估測.pdf

1、森林與水循環(huán)之間的關(guān)系是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題，積雪是固態(tài)的水，降雪是森林水循環(huán)中重要的一環(huán)。同時(shí)，積雪對氣候、自然環(huán)境和人類活動等的影響不容忽視，具有重要的生態(tài)意義。大興安嶺地區(qū)地處高緯度地區(qū)，是我國重要的國有林區(qū)之一具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，也是我國東北和華北平原的天然屏障，對維護(hù)東北亞地區(qū)的生態(tài)平衡具有重要意義。本研究依托黑龍江漠河森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站，以大興安嶺北部漠河縣漠河林場為研究區(qū)域，以落葉松林、樟子松林和楊樺林三種區(qū)域主要森林類

2、型為研究對象，于2014年冬季積雪期分別對降雪、積雪物理特征、雪面蒸發(fā)等雪水文效應(yīng)進(jìn)行觀測與分析，旨在研究大興安嶺地區(qū)三種主要森林類型對降雪和積雪的影響，深入認(rèn)識和理解森林與積雪的關(guān)系，進(jìn)一步的探索森林雪水文過程機(jī)理，從而為大興安嶺地區(qū)森林植被對水資源調(diào)控機(jī)制提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，為探索利用光學(xué)遙感反演雪水當(dāng)量的方法，估測大興安嶺北部地區(qū)冬季地面雪水當(dāng)量，實(shí)現(xiàn)林區(qū)區(qū)域內(nèi)雪水文過程的監(jiān)測，研究采用傳統(tǒng)多元線性回歸、偏最小二乘回歸與BP神經(jīng)網(wǎng)

3、絡(luò)三種方法建立系統(tǒng)性雪水當(dāng)量反演模型，并對三種模型進(jìn)行評價(jià)，選擇最優(yōu)模型對研究區(qū)內(nèi)雪水當(dāng)量分布進(jìn)行反演與分析。研究結(jié)果表明:
　　(1)森林對降雪的截留作用主要受素是郁閉度與林分組成的影響。不同森林類型在相同降雪等級中的降雪截留率表現(xiàn)為:樟子松林＞落葉松林＞楊樺林，且隨著降雪級別的增大，森林對降雪的截留效應(yīng)呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢。其中樟子松林降雪截留率與截雪量最大，分別為22.54％和11.24 mm，大約是落葉松林的2倍，楊樺林的5

4、倍。
　　(2)森林對于雪水文過程具有調(diào)控作用，且森林的存在有利于保留地面積雪水資源。林外曠野中積雪在整個(gè)觀測期因蒸發(fā)損失的量為22.49 mm，占降雪量的45％，遠(yuǎn)高于林內(nèi)積雪。
　　(3)不同森林類型林內(nèi)積雪深度特征有明顯差異，常綠樹種組成的樟子松林林內(nèi)積雪深度小于落葉樹種組成的林型。其中落葉松林林內(nèi)積雪深度最大，為27.92 cm，樟子松林最小，為23.56 cm。
　　(4)森林類型、降雪、外界環(huán)境等因素直接影

5、響著林內(nèi)積雪密度的變化，其中，落葉松林與楊樺林林內(nèi)積雪密度變化基本相同，而樟子松林林內(nèi)積雪密度變化幅度較小。
　　(5)不同林型林內(nèi)雪水當(dāng)量差異顯著(P＜0.05)，與林內(nèi)積雪蒸發(fā)損失有關(guān)，但林內(nèi)降雪輸入量差異是主導(dǎo)因素。總體表現(xiàn)為楊樺林＞落葉松林＞樟子松林，其中樟子松林最小，為26.49 mm，楊樺林最大，為39.18 mm。
　　(6)對林區(qū)區(qū)域雪水當(dāng)量分布估測時(shí)，偏最小二乘模型性能優(yōu)于傳統(tǒng)多元線性回歸模型，但BP神經(jīng)網(wǎng)