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中国自然保护区空间分布特征

生态学报 2024年第7期44卷 2786-2799页

作者：赵文飞宗路平王梦君国家林业和草原局西南调查规划院昆明650031 国家林业和草原局国家公园规划研究中心昆明650031

我国自然保护区经过60余年建设,在维护国家生态安全、保护生物多样性、保存自然遗产和改善生态环境质量等方面发挥着重要作用。研究系统整理了我国现有2672个自然保护区空间分布数据,形成了较为完整的空间信息数据库,从发展历程、保护... 详细信息

我国自然保护区经过60余年建设,在维护国家生态安全、保护生物多样性、保存自然遗产和改善生态环境质量等方面发挥着重要作用。研究系统整理了我国现有2672个自然保护区空间分布数据,形成了较为完整的空间信息数据库,从发展历程、保护类型、建设规模等方面进行了特征统计。运用地理集中指数和核密度指数等方法,对全国自然保护区从海陆分布、省级分布、时空分布、集聚分布等不同维度进行了空间分布特征分析。结果表明:(1)我国自然保护区数量和类型丰富,大致经历了“起步-停滞缓慢发展-稳步发展-快速发展-稳固完善”的5个发展阶段,以中小型的森林生态系统、野生动物、内陆湿地和水域生态系统自然保护区为主;(2)空间上为集聚分布,省域分布差异悬殊,沿“胡焕庸线”呈“西少东多、西聚东散”的特点;(3)不同类型和管理级别的自然保护区分布集群态势差异明显,形成了黄山-怀玉山、粤东北丘陵、南岭、武夷山等11个显著聚集区;(4)建设规模和连片聚集效应自西向东呈递减趋势,与我国地形的三级阶梯构造变化趋势存在紧密联系。最后,本文讨论了形成我国现有自然保护区空间格局的主要原因,包括客观自然条件及主观人为等因素,并结合我国自然保护区空间分布和建设发展中存在的问题进行了分析,从建立布局完善和海陆统筹的保护区网络,科学界定保护地类型,逐步优化自然保护区边界及稳步提升科研监测成效等方面提出了发展建议。在我国自然保护地体系由自然保护区向国家公园为主体的全面深化改革阶段,本研究弥补了现有研究成果的局限性和时效性问题,以期为未来自然保护区的空间布局优化及发展提供科学参考。

关键词：自然保护区自然保护地体系空间分布核密度

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生成式知识迁移的SAR舰船检测

遥感学报 2024年第2期28卷 470-480页

作者：娄欣王晗卢昊张文驰北京林业大学信息学院北京100083 国家林业和草原局林业智能信息处理工程技术研究中心北京100083

为解决基于深度卷积神经网络进行SAR舰船检测网络训练过程中数据获取、数据标注等问题,本文提出一种生成式知识迁移的SAR舰船检测框架,该框架由生成式知识迁移网络和舰船检测网络两部分组成。通过知识迁移网络生成与有标注的光学遥感图... 详细信息

为解决基于深度卷积神经网络进行SAR舰船检测网络训练过程中数据获取、数据标注等问题,本文提出一种生成式知识迁移的SAR舰船检测框架,该框架由生成式知识迁移网络和舰船检测网络两部分组成。通过知识迁移网络生成与有标注的光学遥感图像空间分布一致且包含SAR图像特征的带标注模拟图像;使用所生成的带标注模拟图像,进一步优化舰船检测网络,以提高基于深度卷积神经网络的舰船检测的泛化性能。SARShip-Detection-Datasets(SSDD)和AIR-SARShip-1.0两个公开数据集上的实验结果表明,该框架有效提高了在仅包含少量标注SAR图像样本情况下的舰船目标检测效果,可显著降低舰船在复杂背景图像中漏检和误检的概率。

关键词： SAR 目标检测深度学习图像生成迁移学习

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基于变化更新的中东欧国家森林覆盖制图

林业科学 2024年第5期60卷 116-126页

作者：王春玲史锴源庞勇蒙诗栎北京林业大学信息学院北京100083 国家林业和草原局林业智能信息处理工程技术研究中心北京100083 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局林业遥感与信息技术重点实验室北京100091

[目的]分析中东欧国家森林资源覆盖状况,了解中东欧各国林业的现实情形和独特优势,为中国与中东欧国家加强林业合作提供基础数据。[方法]基于Google Earth Engine(GEE)平台获取中东欧国家2020年生长季无云影像,利用随机森林算法对影像... 详细信息

[目的]分析中东欧国家森林资源覆盖状况,了解中东欧各国林业的现实情形和独特优势,为中国与中东欧国家加强林业合作提供基础数据。[方法]基于Google Earth Engine(GEE)平台获取中东欧国家2020年生长季无云影像,利用随机森林算法对影像进行分类,应用连续变化检测和分类算法得到森林变化信息并更新初步分类结果,最终获得中东欧国家土地覆盖分类结果。利用欧盟统计局土地利用/覆盖区域框架调查(LUCAS)数据、目视解译数据以及联合国粮农组织统计数据(FAOSTAT)对本研究分类结果进行验证和评估,结合谷歌高分辨率影像对制图结果进行分析。[结果]本研究分类结果利用LUCAS数据和目视解译数据的森林类型用户精度分别为0.930和0.911,生产者精度分别为0.860和0.956,总体精度分别为0.810和0.881,整体上优于GlobeLand30 2020产品(森林类型用户精度分别为0.920和0.900,生产者精度分别为0.690和0.840,总体精度分别为0.700和0.832)。根据研究结果计算出中东欧国家总体森林覆盖率为39.6%,相比GlobeLand30 2020结果(34.4%),与FAOSTAT的森林覆盖率(40.0%)更接近。目视上看,本制图结果在细节刻画上比GlobeLand30 2020产品更丰富,更能准确反映森林分布特征。截至2020年,中东欧国家森林覆盖呈北部、东南地区和西南地区丰富密集,中部分布广泛且相对较少的特点,爱沙尼亚、拉脱维亚、斯洛文尼亚、黑山等国家森林分布茂密,波兰、匈牙利等国家森林分布较为稀少。[结论]针对中东欧国家森林覆盖应用需求,本研究提出基于产品变化更新的森林覆盖制图方法,生产了中东欧国家2020年森林覆盖产品。本研究方法可为大区域森林覆盖制图提供新的借鉴和参考,结果有助于宏观了解中东欧国家森林覆盖状况。

关键词：中东欧国家 Google Earth Engine 森林资源遥感监测

宁夏20年禁牧封育政策对草原植被恢复贡献评估

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草地学报 2024年第1期32卷 37-45页

作者：田海静黄文广王林范云豹赵欢黄维王顺霞王鹏杰国家林业和草原局林草调查规划院(国家林业和草原局草原资源监测中心) 北京100714 宁夏回族自治区草原工作站宁夏银川750000

为揭示草原对宁夏国土增绿贡献和草原植被恢复驱动因素,本研究首次结合近20余年遥感数据和40余年降水量数据,采用Mann-kendall非参数估计方法、植被指数残差趋势分析等方法对宁夏草原禁牧封育成效进行评估。结果表明:2000-2022年,宁夏草... 详细信息

为揭示草原对宁夏国土增绿贡献和草原植被恢复驱动因素,本研究首次结合近20余年遥感数据和40余年降水量数据,采用Mann-kendall非参数估计方法、植被指数残差趋势分析等方法对宁夏草原禁牧封育成效进行评估。结果表明:2000-2022年,宁夏草原NDVI呈显著增加趋势,23年累计增长幅度69.92%;草原植被恢复区域占草原总面积的76.88%,退化区域仅占草原总面积的0.27%;宁夏草原对国土增绿面积的贡献约59%,在各类生态系统中面积贡献比例最大;在禁牧封育政策实施后,宁夏草原植被恢复力强劲,应对气候变化能力不断增强;气候因素和政策因素共同主导的草原植被恢复面积占64.34%,政策因素主导的面积占33.94%,气候因素主导的面积仅占1.72%。表明禁牧封育的实施有效促进了草原植被生长,基本上遏制了草原退化,较气候因素更显著促进了草原植被恢复。

关键词：禁牧封育成效评估长时间序列遥感植被恢复气候变化

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生物质基整体式催化微反应器研究进展

复合材料学报 2024年第6期41卷 2874-2899页

作者：姚思思郭登康李景鹏江泽慧国家林业和草原局竹子研究开发中心浙江省竹子高效加工重点实验室杭州310012 国际竹藤中心国家林业和草原局竹藤科学与技术重点实验室北京100102

天然生物质材料因其来源广泛、固碳能力强、机械强度较高、可再生性、环境友好性以及其具有的独特精细构造、化学组成,在多相催化领域备受青睐。生物质材料固有的孔道系统和化学组分既可以提升化学反应速率,又可以与催化剂复合参与到多... 详细信息

天然生物质材料因其来源广泛、固碳能力强、机械强度较高、可再生性、环境友好性以及其具有的独特精细构造、化学组成,在多相催化领域备受青睐。生物质材料固有的孔道系统和化学组分既可以提升化学反应速率,又可以与催化剂复合参与到多相催化反应中。本文简述了竹、木和藤材等生物质材料作为催化剂载体的资源优势、结构优势和化学优势,综述了生物质基整体式催化微反应器的基本概念、催化剂类型与催化剂的复合策略与机制、催化活性与失效机制及其在水处理、能源产生、化学合成、Fischer-Tropsch合成、生物分析等先进功能领域的研究进展。最后,针对目前研究的局限性及存在的问题,在复合策略优化、功能催化剂设计、结构调控提升和稳定性能改善等方面对生物质基整体式催化微反应器未来发展趋势进行了展望,以期为“双碳”战略目标下生物质复合材料功能界面构建与高效利用提供全新的科学思路与技术借鉴。

关键词：生物质复合材料催化剂微反应器纳米材料

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竹材酶水解制备单糖的预处理研究进展

林业科学 2024年第3期60卷 150-159页

作者：马腾飞刘悦战雅微王美鑫李志强国际竹藤中心竹藤科学与技术国家林业和草原局重点实验室北京100102

糖类是生物体的基本营养物质和重要组成成分,糖平台化合物指糖类经生物或化学转化而来的基本化学物质,并可进一步转化为高价值的生物基化学品或材料。利用资源量大、生长周期短的竹材制备单糖,进而开发一系列生物基糖平台化合物,前景广... 详细信息

糖类是生物体的基本营养物质和重要组成成分,糖平台化合物指糖类经生物或化学转化而来的基本化学物质,并可进一步转化为高价值的生物基化学品或材料。利用资源量大、生长周期短的竹材制备单糖,进而开发一系列生物基糖平台化合物,前景广阔。竹材可通过绿色、环保、可持续的生物酶水解工艺制备单糖,其中最关键的步骤是预处理,要求成本合理、废液处理过程简便环保,且木质素能够有效利用。本研究综述近10年来预处理对竹材酶水解制备单糖的影响,从反应机理、底物收率、底物中纤维素含量、酶水解性能和糖降解生成发酵抑制物等角度,概括总结物理法、化学法、物理化学法、共晶溶剂法、有机溶剂法和其他方法等预处理方法的优势和不足。基于绿色高效转化利用的目标,建议竹材预处理制备单糖要综合考虑预处理工艺、生物酶制剂、竹种、竹龄和木质素高值化利用等因素,并提出未来竹材生物炼制技术的研究方向:1)竹材的致密和坚硬结构是影响其高效预处理的重要因素,需探索系统的低耗能破碎方法;2)研发具备廉价、绿色、工艺简便和降解产物少的预处理药剂以及符合竹材结构特性的预处理方法;3)研发竹材木质素高值化利用关键技术与工艺,推进竹材原料全化学组分利用。

关键词：竹材预处理酶水解单糖

基于MaxEnt模型的森林火险区划等级研究——以烟台黄渤海新区为例

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林草资源研究 2024年第2期 8-16页

作者：李杰晁碧霄闫钰倩姜帆张大为孙永康邹全程国家林业和草原局林草调查规划院北京100714 国家林业和草原局财会审计中心北京100714

森林火灾是一种突发性强、破坏性大的自然灾害,受气象、地形、植被、人类活动等影响。科学制定森林火险区划等级是预防和管控森林火灾的基础。最大熵(MaxEnt)作为机器学习模型的一种,被广泛应用于国内外预测森林火灾发生概率、识别森林... 详细信息

森林火灾是一种突发性强、破坏性大的自然灾害,受气象、地形、植被、人类活动等影响。科学制定森林火险区划等级是预防和管控森林火灾的基础。最大熵(MaxEnt)作为机器学习模型的一种,被广泛应用于国内外预测森林火灾发生概率、识别森林火灾风险等级的相关研究,并被证实具有较高准确性。烟台黄渤海新区位于胶东半岛、黄渤海交界处,经济发达、人口密度大,人类活动对森林影响显著,在全国森林防火工作中具有代表性。以烟台黄渤海新区为例,采用MaxEnt模型,结合历史火情数据和气象、地形、地物类型、社会经济等主导环境变量,预测森林火灾发生概率,划定森林火险区划等级。结果表明:1)优势树种(组)、人口密度对森林火灾发生具有重要影响;2)烟台黄渤海新区高、中、一般风险区面积接近,高风险区主要位于西南部山区,一般风险区主要位于东北部沿海。经检验,本研究模型预测结果具有较高准确性,可为全国森林火险区划提供参考。

关键词：森林火险区划 MaxEnt 烟台

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毛竹林土壤易氧化有机碳区域分异及影响因素

林业科学 2024年第6期60卷 1-12页

作者：张翱李文婷王天祥武耀星雷刚漆良华国际竹藤中心国家林业和草原局/北京市共建竹藤科学与技术重点实验室北京100102 国家林业和草原局中南调查规划院长沙410007 国际竹藤中心三亚研究基地三亚572000

【目的】在我国北、中和南亚热带研究毛竹林土壤易氧化有机碳的垂直分布规律和纬度分布格局,揭示其区域分异的主要影响因素,为毛竹林固碳增汇、经营管理和土壤有机碳库稳定性维持提供科学依据。【方法】通过实地调查和试验分析揭示亚热... 详细信息

【目的】在我国北、中和南亚热带研究毛竹林土壤易氧化有机碳的垂直分布规律和纬度分布格局,揭示其区域分异的主要影响因素,为毛竹林固碳增汇、经营管理和土壤有机碳库稳定性维持提供科学依据。【方法】通过实地调查和试验分析揭示亚热带不同区域毛竹林土壤易氧化有机碳含量沿土层和纬度的变化规律,运用地理探测器中因子探测、交互探测和风险探测分析土壤易氧化有机碳区域分异的影响因素。【结果】1)不同区域的毛竹林土壤易氧化有机碳含量均随土层加深而降低,但其占总有机碳的比例均随土层加深而升高;0~60 cm土层的易氧化有机碳含量表现为北亚热带(5.16 g·kg^(-1))>南亚热带(4.86 g·kg^(-1))>中亚热带(4.56 g·kg^(-1)),土壤碳库稳定性随纬度降低而降低。2)年均气温对毛竹林土壤易氧化有机碳含量变化的解释程度最高,q值为0.376~0.452;其次为海拔(q=0.392,P局,因而在低纬度地区应实施轻扰经营技术,减少土壤扰动从而提高毛竹林土壤有机碳的稳定性。年均气温和海拔是影响毛竹林土壤易氧化有机碳含量的关键因子,毛竹林生物量对各土层易氧化有机碳含量均具有不同程度的影响且与气候、地形因子协同作用明显,气候、地形与林分状况的单因子作用及其交互效应共同主导着毛竹林土壤易氧化有机碳含量的区域分异特征。本研究为毛竹林土壤活性有机碳稳定性维持及固碳增汇潜力发挥提供了科学依据。

关键词：易氧化有机碳区域分异特征影响因素地理探测器毛竹林

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基于分层叠加的机载LiDAR点云单木分割

林业科学 2024年第3期60卷 87-99页

作者：孔丹庞勇梁晓军杜黎明白羽中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局林业遥感与信息技术重点实验室北京100091

【目的】提出一种基于分层叠加的单木分割算法,以充分利用高密度激光雷达点云信息,提高林分中下层单木分割精度。【方法】区别于传统将冠顶点作为聚类种子点的单木分割算法,基于分层叠加的单木分割算法以点云水平切片后各层的局部最大... 详细信息

【目的】提出一种基于分层叠加的单木分割算法,以充分利用高密度激光雷达点云信息,提高林分中下层单木分割精度。【方法】区别于传统将冠顶点作为聚类种子点的单木分割算法,基于分层叠加的单木分割算法以点云水平切片后各层的局部最大值为种子点进行分层聚类,并通过分层叠加与迭代优化,减少枝杈等因素导致的过分割现象,在保证上层树单木分割精度的同时提高对中下层单木的提取能力。【结果】基于分层叠加的单木分割算法在不同密度落叶松林分均有较高单木分割精度,提取单木与实测单木总体匹配成功率最高达94%,在中高密度林分匹配成功率最高达92%,相较其他算法,对中下层单木的匹配率可提高20%~40%;在单木树高提取精度方面,单木提取树高与实测树高相关系数为0.8,相对均方根误差为8.45%,提取冠幅与实测冠幅相关系数最高为0.83,相对均方根误差为16.5%。【结论】通过分层聚类、聚类种子点优化选取,充分利用林分各层次点云信息,可提高单木分割精度,为森林经营管理提供高精度数据支持。

关键词：机载激光雷达落叶松树冠下层单木分层叠加单木分割聚类种子点优化