首页期刊导航|林业科学
期刊信息/Journal information
林业科学
中国林学会
林业科学

中国林学会

沈国舫

月刊

1001-7488

linykx@forestry.ac.cn

010-62889820

100091

北京万寿山后中国林学会

林业科学/Journal Scientia Silvae SinicaeCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国林学会主办的、代表中国林业科技最高水平的学术刊物，创刊于1955年。主要刊登林业领域的最新科学研究成果，反映我国林业科技水平及进展，评述学术动向，开展学术讨论。内容包括森林培育、森林生态、林木遗传育种、森林保护、森林经理、野生动物保护与利用、园林植物与观赏园艺、经济林、水土保持与荒漠化治理、林业可持续发展、森林工程、木材科学与技术、林产化学加工工程、林业经济及林业宏观决策研究等方面，以学术论文、研究报告、综合述评为主，还有学术问题讨论、研究简报、科技动态、新书评介等栏目。从1999年起，开始刊登附中文摘要的英文论文。 从2009-01-01起，作者需登录投稿。
正式出版
收录年代

    长白山红松阔叶林的净碳交换变化及基于时间卷积神经网络的模拟

    齐建东谭新新
    1-12页
    查看更多>>摘要：[目的]分析长白山红松阔叶林净生态系统碳交换量(NEE)的季节性差异及其气象因子响应,在月尺度下揭示气象因子对NEE的动态影响,为调节研究地区的碳收支提供理论指导.同时研究时间卷积神经网络在森林生态系统净碳交换模拟中的应用,探索NEE模拟的新方法.[方法]基于长白山温带红松阔叶林通量观测站2007—2010年间的30 min观测数据,分析NEE和输入模型的5种气象因子的季节性差异,并分析5种气象因子与NEE的相关性.使用随机森林模型,计算影响NEE的各因子重要性得分,选择得分较高的5种气象因子:潜热通量、显热通量、冠层上方空气湿度、冠层上方水汽压和净辐射作为NEE模拟的输入;分别构建基于时间卷积神经网络(TCN)、长短期记忆网络(LSTM)、人工神经网络(ANN)、支持向量回归(SVR)和极限学习机(ELM)的5种NEE模型,采用决定系数(R2)、平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)评价模型的预测精度和稳定性.[结果]长白山温带红松阔叶林通量观测站NEE全年总量为-74.7773 gCO2·m-2 a-1,总体表现为碳汇,但夏季表现为碳汇,冬季表现为碳源;NEE与潜热通量、冠层上方水汽压、净辐射和冠层上方空气湿度均极显著负相关(P<0.0001),和显热通量相关性不显著;TCN模型的RMSE为0.1105 mgCO2·m-2s-1,R2为0.8214,RMSE分别比ELM、SVR、ANN和LSTM减少0.0248、0.0224、0.0222和0.0068 mgCO2·m-2 s-1,R2分别比ELM、SVR、ANN和LSTM增加0.0806、0.0777、0.0686、0.0223;根据5种模型的10次试验结果,计算得到TCN模型RMSE的标准差为0.0004 mgCO2·m-2 s-1,相比ELM、ANN和LSTM分别减小0.0014、0.0013和0.0002 mgCO2·m-2 s-1.[结论]长白山温带红松阔叶林通量观测站的NEE总体表现为碳汇,但存在明显的季节差异;NEE与潜热通量、冠层上方水汽压、冠层上方空气湿度、净辐射极显著负相关(P<0.0001),与显热通量相关性不显著.对于长白山温带红松阔叶林通量观测站的长期NEE预测结果表明,基于TCN的模型不仅预测精度良好,并且具有较强的稳定性,能为时间卷积神经网络在生态模拟领域的应用提供可行性依据.本研究结果可为调节长白山红松阔叶林的碳收支提供理论指导.

    时间卷积神经网络NEE长白山红松阔叶林

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    基于光学遥感的稀疏乔灌木地上部分生物量反演方法

    石永磊王志慧李世明李春意...
    13-22页
    查看更多>>摘要：[目的]基于无人机数据采用3种分层方案构建冠层盖度-乔灌木地上部分生物量模型以及基于Landsat8 OLI数据采用3种分层方案构建不同光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型,对比分析不同分层方案的乔灌木地上部分生物量模型精度,以期为基于遥感数据的干旱区人工林乔灌木地上部分生物量高精度反演提供理论依据.[方法]在毛乌素沙地实地调查102块30 m×30 m样地,基于高分辨率无人机影像,利用面向对象的机器学习算法获取乔灌草植被覆盖度信息,采用3种分层方案(不分层、基于乔木和灌木2种植被类型分层、基于5个树种分层)构建冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型.基于Landsat8 OLI影像,使用6种光谱指数(NDVI、RVI、MSAVI、TCG、NDMI、NIRv),结合无人机影像解译草本植被覆盖度,采用3种分层方案(不分层、有无草本植被样地分层、3个草本植被覆盖度等级样地分层)构建不同光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型.[结果]不分层的冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型鲁棒性最差(R2=0.22,n=102),且估算精度最低(RMSE=14.98 t·hm-2);考虑乔木和灌木2种植被类型分层建模(RMSE=7.44 t·hm-2)和5个树种分层建模(RMSE=5.82 t·hm-2)的反演误差分别减少了50.32％和61.1％.在光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型中,NIRv反演乔灌木地上部分生物量精度最高(3种分层方案平均RMSE=7.25 t·hm-2),NDVI反演乔灌木地上部分生物量精度最低(3种分层方案平均RMSE=9.43 t·hm-2).不同光谱指数对稀疏乔灌木地上部分生物量变异的解释能力表现为NIRv>NDMI>TCG>MSAVI>RVI>NDVI.木本植被类型对光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型精度的影响小于对冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型精度的影响.考虑草本植被覆盖度背景分层建模可使光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型RMSE减少8.13％～16.62％,不同光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型精度对草本植被覆盖度背景的敏感性排序为NIRv>TCG>NDVI>MSAVI>RVI>NDMI.[结论]无人机高空间分辨率遥感可用于获取稀疏乔灌混交林树种类型及其草本植被信息等先验知识.在稀疏乔灌混交林区域,木本植被类型对冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型精度影响较大,至少需区分乔木和灌木两类植被才可保证该方法反演精度满足实用需求.基于Landsat-8 OLI卫星数据的考虑草本覆盖度的NIRv-乔灌木地上部分生物量模型分层建模方案适用于大区域稀疏乔灌木地上部分生物量遥感估算.

    稀疏乔灌木地上生物量分层建模光谱指数冠层覆盖度

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    南亚热带常绿阔叶林4个常见树种的生物量分配特征与异速生长模型

    赵厚本周光益李兆佳邱治军...
    23-31页
    查看更多>>摘要：[目的]分析南亚热带常绿阔叶林4个常见树种的生物量器官分配特征,构建各树种单株及不同组分(地上部分和地下部分)生物量模型,以提高其生物量估算准确性.[方法]以位于广州市的南亚热带常绿阔叶林为对象,以该地区森林历史调查数据为依据,结合研究区实际树种组成,选取黧蒴、中华锥、千年桐和华润楠4个常见树种,采用收获法测定各树种不同组分生物量,构建各树种单株及各组分的生物量模型,并探讨树高(H)和木材密度(ρ)作为第二自变量以不同形式加入模型对模型精度的影响.[结果]4个树种树叶生物量占比为5.34％～7.28％,华润楠显著低于黧蒴(P<0.05);4个树种树枝生物量占比为16.82％～24.20％,华润楠显著低于中华锥和黧蒴(P<0.05);4个树种树干生物量占比为47.22％～58.05％,中华锥显著低于其他3个树种(P<0.05);4个树种树根生物量占比为14.25％～22.25％,黧蒴和千年桐显著低于中华锥和华润楠(P<0.05);随着胸径增大,千年桐和华润楠的树叶生物量占比呈极显著下降趋势(P<0.01),4个树种的树枝生物量占比均呈上升趋势,树干生物量占比均呈下降趋势,根生物量占比和胸径之间均未表现出显著相关性;以胸径(D)为单一自变量的生物量模型具有较好拟合精度(平均R2=0.947);将H以D2 H形式包含在模型中,导致地上和全株生物量模型的拟合能力下降,但地下生物量拟合能力略有提升;将H以独立第二自变量包含在模型中,将增加模型的多重共线性问题;将ρ以D2ρ形式包含在模型中对单株及各组分生物量的估算精度均有所下降;将 ρ以独立第二自变量包含在模型中,能略微提高估算精度.[结论]阳生树种千年桐分配较多生物量给树干,耐荫树种中华锥分配较多生物量给枝叶,耐荫树种中华锥和华润楠的根系更发达.随着胸径的增加,4个树种的树干生物量分配比例呈下降趋势而树枝的生物量分配比例呈上升趋势.对4个树种的生物量估算,建议选用D为单一自变量的模型,不建议将H作为第二自变量包含在模型内.增加 ρ为第二自变量后仅能小幅提高模型拟合能力,建议实际应用中根据调查目的在准确性和工作难度间做出取舍.

    南亚热带常绿阔叶林异速生长模型木材密度广州市根茎比

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    2060年前我国森林生物量碳库及碳汇潜力预测

    付晓张煜星王雪军
    32-41页
    查看更多>>摘要：[目的]预测研究2060年前我国的森林生物量碳库及碳汇潜力,以期为制定减排增汇政策提供重要依据,为我国获取必要的CO2排放空间和参与全球气候变化谈判提供参考.[方法]基于全国森林资源清查数据资料,利用Richards生长方程拟合方法,将全国划分为6个区域,每个区域分别建立8～9组主要优势树种(组)的样地公顷蓄积量与林龄的关系模型,并结合我国森林经营规划推算各时期的森林面积,预测2060年前我国的森林(不包括经济林和竹林)蓄积量、生物量碳库和碳汇潜力.[结果]到2030年,我国森林蓄积量将达到204.73亿m3,比2005年增加74.73亿m3;2060年将达到286.45亿m3.从各区域动态变化来看,西南地区和东南地区是我国未来森林蓄积增长量最快的地方,也是森林质量精准提升潜力最大的地区,分别占2060年全国森林蓄积量的37.68％和21.37％.到2060年,现有森林碳储量将达到12.12 Pg C(Pg=1×1015g),新造林将再增加碳储量0.92 Pg C,森林生物量总碳库将达13.04 Pg C,与2018年的7.57 Pg C相比增加了5.47 Pg C,森林碳密度达63.96 Mg C·hm-2.[结论]鉴于目前我国森林以中幼龄林为主,森林面积仍在不断增加,我国森林生物量碳库和碳汇能力在未来40年内还将持续增长,森林年增汇达到0.13 Pg C·a-1,表明我国森林具有较大的碳汇潜力.为此,需进一步加强森林资源保护和经营,减少森林碳损失,持续推进大规模国土绿化,以维持和增强我国森林的碳汇能力,助力实现"碳中和"目标.

    国家森林资源清查林龄森林蓄积量生物量碳库碳密度

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    基于GA-BP神经网络的雷竹林CO2浓度反演

    侯志康曾松伟莫路锋周宇峰...
    42-48页
    查看更多>>摘要：[目的]研发竹林气象因子采集系统,分析雷竹林CO2浓度与温湿度等气象因子之间的关系,探讨基于GA-BP神经网络的雷竹林CO2浓度反演模型(简称GA-BP模型),为竹林碳储量、竹林增汇、竹林固碳能力等研究提供基础数据.[方法]根据微气象学相关原理、方法及森林碳通量动态感知的需求,设计基于嵌入式的森林碳通量数据远程实时监测系统,该监测系统以成熟雷竹林为监测对象,进行为期2个月(2019年10—11月)的气象数据监测;在此基础上,提出GA-BP模型.[结果]根据GA-BP模型和BP模型反演的结果可知:GA-BP模型反演结果的决定系数R2为0.86,比BP模型的R2(0.79)提高了0.07;平均绝对误差为8.12 mg·m-3,比BP神经网络下降2.79 mg·m-3.GA-BP模型相较于BP网络具有更稳定的反演性能和更高的反演精度.[结论]可以利用竹林气象因子采集系统获取相关气象数据;基于CO2浓度与温湿度等气象因子之间的相关性,本研究提出的基于GA-BP神经网络的CO2浓度反演模型能够有效反演研究区的CO2浓度.

    生态系统碳通量GA-BP碳储量雷竹林

      原文链接:
    • 万方数据

    我国森林土壤微生物生物量碳的纬度分布特征及影响因子

    周莎马寰菲王洁莹任成杰...
    49-57页
    查看更多>>摘要：[目的]探讨土壤微生物生物量碳(MBC)含量的纬度变化规律及驱动因子,以期揭示我国沿纬度分布的森林生态系统中土壤MBC含量变化的效应和机制,为气候变暖条件下阐明土壤MBC周转和固持提供理论依据.[方法]在我国沿纬度选取10个典型森林生态系统,测定0～10 cm土层的MBC含量,并与各非生物因素(气候条件和土壤理化性质指标)进行相关性分析.[结果]森林土壤MBC含量变化范围为(200.57±13.99)～(913.32±39.62)mg·kg-1,随纬度降低而降低.MBC含量与土壤的有机碳含量(r=0.64,P<0.01)、砂砾含量(r=0.48,P<0.01)、水解酶活性(r=0.48,P<0.01)、全磷含量(r=0.47,P<0.01)、pH值(r=0.43,P<0.01)、全氮含量(r=0.31,P<0.01)和土壤有机碳化学结构组分中烷基碳含量(r=0.21,P<0.01)极显著正相关,与土壤粉粒含量(r=0.15,P<0.05)和氧化酶活性(r=0.15,P<0.05)显著正相关;还与年均气温(MAT,r=0.31,P<0.01)极显著正相关.[结论]森林土壤的MBC含量随纬度降低而降低,主要影响因素为土壤质地、土壤营养、土壤酶活性和土壤烷基碳含量,其次为年均气温.

    森林土壤微生物生物量碳纬度梯度土壤理化性质气候条件烷基碳

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    不同林龄杉木林土壤磷形态与解磷菌变化

    王淑真梁晶晶包明琢潘菲...
    58-69页
    查看更多>>摘要：[目的]分析不同林龄杉木林土壤中的磷素形态变化特征,探讨林龄与不同分类水平解磷菌种类及相对丰度的联系,为人工林土壤磷素的有效利用和可持续经营提供参考.[方法]在福建南平选取5个林龄(4、15、24、43、100年)杉木人工林,用改进Hedley磷素分级法测定0～20 cm土壤中不同分级磷素含量,并采用高通量测序技术对PCR扩增的phoD基因进行测定,得到不同分类水平上解磷菌的相对丰度.[结果]在同一林龄杉木林中,总体上不同分级磷素含量大小依次是Residual-P>NaOH-P>NaHCO3-P>H2 O-P>HCl-P.土壤中H2 O-IP含量随林龄增加而显著升高(P<0.05),NaHCO3-IP含量随林龄增加先升后降,在43年时最大.随林龄增加,土壤NaOH-P含量波动明显,表现为24年>100年>43年>4年>15年.有机磷总量整体呈上升趋势,随林龄变化表现为100年>24年>43年>15年>4年.随林龄增加,杉木人工林土壤中活性磷含量逐渐升高,杉木幼龄林、中龄林、近熟林的土壤磷素活性表现为稳定态磷>中等活性磷>活性磷,过熟林的磷素活性表现为稳定态磷>活性磷>中等活性磷.杉木林土壤的解磷菌丰富度随林龄增加总体表现为43年>100年>24年>15年>4年,解磷菌种群多样性总体表现为43年>100年>15年>24年>4年.OTU韦恩图和PCoA分析表明,15年和24年土壤中解磷菌结构和多样性相近,43年杉木林土壤包含的解磷菌类群最丰富,且独特性最明显.4年杉木林解磷菌类群数目最少.在门分类水平上,土壤中变形菌门含量最高,其次是异常球菌-栖热菌门和放线菌门;在属分类水平上,优势类群主要有慢生根瘤菌属、Pseudolabrys、假单胞菌属、异常球菌属等;冗余分析表明,土壤NaHCO3-IP与厚壁菌门相对含量呈显著正相关,NaOH-IP与放线菌门、芽单胞菌门等呈显著负相关;HCl-OP与酸杆菌门呈显著负相关,H2 O-OP、NaHCO3-IP与慢生根瘤菌属呈显著负相关.[结论]随林龄增加,杉木人工林土壤中不同形态的磷素含量变化明显,土壤活性磷含量不断提高,近熟林和过熟林土壤的潜在供磷能力高于幼龄林和中林龄;土壤理化性质的改变影响了土壤微生物活性,解磷菌的丰富度和多样性增加可能在一定程度上提高了杉木人工林土壤磷素的有效性.

    杉木人工林林龄磷形态解磷菌

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    不同气候带森林土壤微生物多样性和群落构建特征

    丛微于晶晶喻海茫丁易...
    70-79页
    查看更多>>摘要：[目的]研究不同气候带森林土壤微生物的多样性特征和分布模式,为认识其多样性形成机制及加强森林生态系统管理提供依据.[方法]以温带针叶林(新疆喀纳斯,新疆库尔德宁)、暖温带针阔混交林(甘肃小陇山)、亚热带常绿落叶阔叶混交林(湖北木林子)和热带雨林(海南霸王岭)4种不同气候带森林为对象,在已经建立的固定样地采集土壤样品,利用Illumina测序技术分析不同气候带森林土壤细菌和真菌的多样性以及群落构建特征.[结果]土壤细菌多样性在暖温带针阔混交林中最高,即在沿气候梯度的5个地点样地中呈单峰分布;土壤真菌的香农指数在温带针叶林中最高,土壤真菌丰富度在热带雨林中最高.基于零模型数学框架分析发现,土壤细菌的群落构建主要由确定性过程主导,土壤真菌群落结构受随机性过程影响较大.典范对应分析(CCA)和Mantel test分析表明,土壤pH值(r=0.826,P<0.001)和植物多样性(r=0.474,P<0.001)与土壤细菌和真菌群落具有显著相关性.[结论]不同气候带的森林土壤细菌和真菌的多样性和群落结构都存在显著差异,土壤细菌和真菌具有不同的群落构建特征,土壤pH值和植物多样性是影响不同气候带森林土壤微生物多样性的重要因素.

    气候带森林土壤细菌森林土壤真菌群落结构群落构建

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    亚热带不同林龄杉木人工林红壤线虫群落结构特征

    郑荧枫王建青邹秉章王思荣...
    80-88页
    查看更多>>摘要：[目的]分析亚热带地区不同林龄杉木人工林红壤线虫群落结构的变化,为亚热带杉木人工林可持续经营提供理论依据.[方法]利用空间替代时间的方法,选取幼龄林(5年)、中幼龄林(8年)、近熟林(21年)、成熟林(27年)和过熟林(40年)5个生长阶段的杉木人工林,采用浅盘法分离提取土壤线虫,分析土壤线虫密度,鉴定土壤线虫种属、各营养类群线虫相对丰度,计算线虫香农多样性指数(H′)、植物寄生线虫成熟度指数(PPI)和瓦斯乐斯卡指数(WI).通过非度量多维度(NMDS)分析不同林龄杉木人工林土壤线虫群落结构的变化.[结果]1)共分离出9872头线虫,隶属68个属,杉木人工林不同生长阶段的线虫优势属存在差异,除幼龄林外,植物寄生线虫根结属在所有林分中占优势地位;2)随着林分发育,土壤线虫总密度及多样性指数均无明显变化;40年与5年、8年林分的土壤线虫群落结构存在差异,说明杉木人工林生长发育改变了土壤线虫群落结构;植物寄生线虫相对丰度最高,捕食-杂食线虫次之,食细菌线虫相对丰度高于食真菌线虫;随着林分发育,植物寄生线虫相对丰度呈现先降后增的变化趋势,在8年达到最低;随着林龄增加,食真菌线虫密度呈下降趋势,在5年达到最高;但杉木人工林生长发育对食细菌线虫和捕食-杂食线虫的密度及相对丰度均无显著影响;3)植物寄生线虫成熟度指数随杉木人工林生长发育呈先降后增的变化趋势,在21年达到最低;随着林分生长发育,瓦斯乐斯卡指数总体呈现降低趋势,在5年林分显著高于40年.相关分析表明,瓦斯乐斯卡指数与土壤pH值呈正相关,植物寄生线虫密度及相对丰度与土壤总碳含量、土壤碳磷比呈正相关.[结论]在亚热带杉木人工林中,植物寄生线虫在数量上占据优势地位;杉木人工林长期种植改变了土壤线虫群落结构,尤其提高了植物寄生线虫相对丰度,可能对森林土壤健康和植物正常生长产生不利影响.

    人工林线虫土壤食物网土壤健康红壤

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    毛棉杜鹃根际与非根际土壤微生物群落多样性

    彭金根龚金玉范玉海张华...
    89-99页
    查看更多>>摘要：[目的]通过研究深圳梧桐山毛棉杜鹃土壤理化性质、根际与非根际土壤微生物群落特征,为探究毛棉杜鹃根际土壤微生态提供理论依据.[方法]以毛棉杜鹃根际(R)与非根际(NR)土壤为研究对象,测定其土壤理化指标,同时利用高通量测序技术分析土壤细菌、真菌群落特征.[结果]1)根际与非根际土壤均为微酸性,且根际明显低于非根际(P<0.05),根际土壤速效磷显著高于非根际土壤(P<0.05),根际土壤有机质、全氮、碱解氮等均高于非根际土壤,但无显著性差异.2)根际细菌分别注释到23门291种,非根际注释到25门305种;而根际真菌注释到8门520种,非根际真菌注释到8门,518种.3)根际与非根际优势细菌门均为酸杆菌门、变形菌门、放线菌门、绿弯菌门等.土壤优势真菌均为子囊菌门、担子菌门以及被孢菌门等.毛棉杜鹃根际与非根际优势细菌目,主要为Subgroup_2、酸杆菌目、Solibacterales、根瘤菌目等.根际与非根际优势真菌目主要是散囊菌目、肉座菌目、蜡壳耳目等.4)丰富度指数及多样性指数结果表明:根际与非根际细菌、真菌无显著性差异,而 β 多样性分析则表明,根际与非根际在土壤细菌以及真菌群落结构多样性上均存在显著差异.5)基于FUNGuild功能预测分析结果显示根际与非根际真菌功能主要为共生营养型(23.57％～33.44％)、腐生-共生营养型(6.48％～7.63％)、腐生营养型(19.84％～22.77％)、病理-共生营养型(0.76％～0.79％)、病理-腐生-共生营养型(0.25％～0.34％)、病理-腐生营养型(33.83％～38.02％)和病理营养型(5.39％～6.86％),且根际与非根际土壤均以病理-腐生营养型和共生营养型真菌为主.[结论]梧桐山毛棉杜鹃根际与非根际均为微酸性.根际与非根际在优势微生物种类上无差异,优势细菌均为酸杆菌门、变形菌门等,优势真菌均为子囊菌门、担子菌门等.根际与非根际在真菌功能结构上有差异,主要是根际共生型真菌远高于非根际.

    毛棉杜鹃土壤理化性质土壤微生物多样性共生营养型

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普