高添
- 作品数：13 被引量：64H指数：5
- 供职机构：中国科学院沈阳应用生态研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院战略性先导科技专项中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：农业科学经济管理环境科学与工程自动化与计算机技术更多>>
- 以“塔群”为核心的“立体-全息”森林生态系统信息化观测研究方法体系
- 2023年
- 当前森林生态学研究在时空尺度上朝着更宏观和更微观两个方向发展,传统的观测研究方法或模式已不适合现代森林生态学研究的需求。尤其是在信息化技术的不断发展背景下,当前森林生态观测科研范式亟需变革。本文基于辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站的“科尔塔群”,提出以塔(群)为核心的“天-空-塔-地”一体化观测研究体系。具体包括:主/被动星载遥感(天)、无人机+激光雷达+多/高光谱传感器的近地面遥感(空)、塔群或单塔(塔)、长期固定样地群(地);运用物联网、云计算和人工智能等新一代信息技术,实现海量数据的自动获取、传输、运算、分析与展示,形成“立体-全息”森林生态系统信息化观测研究方法体系。该研究方法体系旨在促进森林生态学或生态系统生态学、林学等领域知识创新,探索科研范式变革提供实现途径;并为地理学、遥感科学和边界层气象学等学科提供参考。
- 朱教君高添高添孙一荣张金鑫刘志华孙一荣卢德亮孙涛刘志华于立忠杨凯宋立宁郑晓王绪高闫巧玲梁宇杨凯刘利芳宋立宁刘华琪郑晓李秀芬王绪高王庆伟
- 关键词：全息激光雷达
- 基于ALOSPALSAR雷达影像的人工林蓄积量估算——以塞罕坝机械林场华北落叶松人工林为例被引量：6
- 2015年
- 基于遥感影像精确估算区域人工林蓄积量对于人工林的管理具有重要意义。本研究以北半球面积最大的华北落叶松（Larix principis-rupprechtii）人工林林场——塞罕坝机械林场为研究区,采用逐步回归方法分别建立了华北落叶松人工林地面实测蓄积量与L波段ALOS PALSAR雷达数据、Landsat-8 OLI数据、以及共用ALOS PALSAR数据与Landsat-8OLI数据之间的不同模型,提出了一种基于雷达影像准确估算人工林蓄积量的方法。通过模型精度验证,找到落叶松人工林蓄积量估算最佳模型,并据此获得研究区不同林龄华北落叶松人工林蓄积量空间分布。结果表明：在建立的4个回归模型中,ALOS PALSAR雷达数据HV极化模式归一化后向散射系数与华北落叶松人工林蓄积量指数形式的回归模型预测精度最高（R2=0.67,相对RMSE=26.78%,P〈0.01）;据此模型估算获得研究区2010年华北落叶松人工林总蓄积量为4.7×106m3及其相应的空间分布图;当单位蓄积量达到250~300 m^3·hm^-2时,ALOS PALSAR雷达数据HV极化模式归一化后向散射系数对蓄积量的变化不敏感,达到了饱和;林龄〈20 a、20~30 a、30~40 a和〉40 a的华北落叶松人工林单位蓄积量分别为78、97、136和127 m^3·hm^-2。本研究提出了一种基于雷达影像准确估算人工林蓄积量的方法。
- 黄丽艳闫巧玲高添朱教君
- 关键词：蓄积量塞罕坝机械林场
- 基于新一代信息技术的温带森林生态系统碳通量精准计量被引量：2
- 2023年
- 【目的】森林碳通量估算存在巨大不确定性,其科研应用缺乏信息化技术支撑。本研究旨在改变传统低效的森林信息采集和处理方式,深化森林碳通量研究与信息化技术的融合,探索科研范式变革与实现途径。【方法】融合物联网、近地面遥感、人工智能和大数据等新一代信息化技术,组建多功能数据中心,开展复杂地形下森林碳通量精准计量示范研究。【结果】引入分形维数等指数,提出量化地形复杂度的新参数;建立双季激光雷达点云单木分割方法,提取小流域33万株单木全量结构信息;数字模拟风格局,识别三种风模式;解析CO_(2)浓度信号频域特征,在机器学习框架下计量森林碳通量,不确定性降至15.9%。【局限】仍基于经典涡度协方差法模型,区域尺度森林碳通量计量尚未开展,需边界层气象学、森林生态学、遥感科学等学科及信息化前沿技术的深度融合。【结论】发展了森林碳通量计量与信息化手段融合的技术方法,探索了传统森林生态与林学科研范式变革的实现途径,成功在辽东典型温带森林进行示范。
- 高添朱教君朱教君孙一荣张金鑫滕德雄孙一荣于立忠王宗国
- 关键词：森林生态系统复杂地形碳通量机器学习算法激光雷达
- 黑土地保护利用与山水林田湖草沙系统的协调及生态屏障建设战略被引量：21
- 2021年
- 我国东北黑土地在长期高强度利用下土壤“变薄、变硬、变瘦、变酸”,且面临水资源短缺及生态失衡等问题,水土资源与生态环境的协调已经成为东北农业可持续发展的瓶颈。黑土地保护和利用不仅是耕地系统自身问题,更是山水林田湖草沙系统协同发展的问题,需要充分发挥森林、草地、湿地等自然生态系统具有的水源涵养、水土保持、防风固沙和生物多样性保护功能,在开展黑土地耕地数量保障和提升黑土地质量行动基础上,实施山水林田湖草沙一体化发展战略,加强黑土地生态屏障生态条件,阻控和修复黑土地退化,实现黑土地可持续利用目标。
- 张佳宝孙波朱教君汪景宽潘喜才高添
- 关键词：黑土地
- 三北防护林碳汇贡献分析及碳汇能力提升对策
- 人类使用化石燃料进行工农业生产向大气中排放大量CO2及毁林等是引起气候变化的最主要原因;而森林作为陆地最大的光合作用系统将大气中CO2吸收并固定在树木与土壤中,从而减少大气CO2浓度.因此,造林、再造林成为国际核减碳排放...
- 朱教君郑晓孙一荣杨凯闫巧玲张金鑫高添
- 关键词：三北防护林固碳
- 三北防护林体系建设工程对科尔沁沙地社会经济影响的定量分析被引量：6
- 2020年
- 三北防护林体系建设工程("三北工程")是我国最早启动的林业生态工程,旨在改善三北地区的生态环境,促进区域社会经济发展。然而,以往研究主要集中于生态工程对生态环境影响的定量研究,有关生态工程对社会经济影响的定量研究相对较少。因此,本研究以三北工程的核心建设区——科尔沁沙地东部8个旗(县)为研究区,利用结构方程模型,定量分析了2000—2016年三北工程对该地区社会与经济发展的影响。结果表明:(1) 2000—2016年,三北工程显著增加了研究区的森林面积3.70×10^5hm^2,提高了研究区森林覆被率8.52%;工程累计投资金额为9.87×10^4万元。(2) 17年间三北工程对研究区社会发展产生了正向效应,直接贡献率为55%,表现为改变人口就业结构和增加农村用电量;同时,三北工程推动了研究区的经济增长,直接贡献率为4%,间接贡献率为52%,表现为增加农民收入和通过改变就业或产业结构进而影响经济;此外,三北工程对区域脱贫也有一定积极影响。本研究为三北工程的后续建设提供科学指导,也为生态工程对社会与经济影响的定量研究提供参考。
- 武金洲郑晓郑晓高添宋立宁
- 关键词：三北工程科尔沁沙地结构方程模型
- 用于测定树干表面呼吸的静态呼吸室
- 本实用新型公开了一种用于测定树干表面呼吸的静态呼吸室，属于气体通量测量技术领域，包括箱体、密封件和固定件。箱体为半封闭结构，密封件设置于箱体与树干之间，箱体的开口侧通过密封件与树干贴合，箱体通过固定件固定于树干上；箱体的...
- 卢德亮滕德雄高添于丰源张金鑫朱春雨朱教君
- 温带次生林生态系统塔群监测研究平台(清原科尔塔群)被引量：4
- 2021年
- 森林生态系统结构调控与功能优化是森林生态与管理的核心研究主题。然而,受技术与理论限制,复杂地形下森林三维精细结构监测能力不足、功能估测精度不高;森林生态系统结构的复杂性和人类社会对其服务功能的迫切需求对上述研究主题提出前所未有的挑战。在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下,中国科学院清原森林生态系统观测研究站于2019年在典型独立小流域内建成了观测塔群(3座观测塔)、水文站网、长期固定样地群,辅以综合数据中心;打造以激光雷达为主要森林结构监测、以涡动通量系统和水文站网为主要功能监测手段的"温带次生林生态系统塔群监测研究平台"(以下简称"科尔塔群")。科尔塔群集成了观测塔群-水文站网-长期固定样地群,构成以遥感技术-涡度相关法-测树学法-森林信息学法为主要手段的协同、跨学科观测体系,具有多方法、多尺度、多要素的核心特征,可开展多类相关研究以满足国家需求、探索国际前沿。基于上述优势,科尔塔群可准确获取森林三维结构,以全息新视角探索森林生态学规律,发展复杂地形下森林生态系统碳-氮-水和其他痕量气体通量观测新理论与方法,研究全球变化背景下森林生态系统碳-氮-水等循环过程与响应,阐明森林水文过程及调控机制,为森林结构调控与功能优化提供基础数据和理论支持,使森林为人类社会提供广泛且可持续的生态服务。
- 朱教君高添高添于丰源于立忠卢德亮闫巧玲杨凯刘利芳徐爽闫巧玲郑晓孙一荣周新华
- 关键词：温带森林激光雷达涡度相关全球变化
- 通用风速廓线模型在山区森林的适用性
- 2024年
- 基于莫宁-奥布霍夫相似理论的解析方程(风速廓线模型)自20世纪70年代以来一直被用于平坦地形上的风速预测,成熟且准确,但在非平坦地形适用性尚不清楚。其适用性标志着对非平坦地形近地层空气动力学参数(如零平面位移高度及粗糙度)估计的准确性,将决定基于涡度协方差法计算碳水及痕量气体通量中频率修正及其源区分析的准确性。因此,风速廓线模型在非平坦地形的适用性评价是确认通量模型是否需要改进的前提。本研究利用辽东山区清原森林站科尔塔群测量三维风速数据,并与辽河平原盘锦农田站同类数据相比较,评估了以莫宁-奥布霍夫相似理论为基础建立的通用风速廓线模型在非平坦地形上的适用性。结果表明:通用风速廓线模型无法准确预测清原森林站3座通量塔所在地的风速,不适用于复杂地形。在非生长季和生长季,清原森林站3座通量塔实际观测与模型预测风速的决定系数(R2)为0.12~0.30,观测数据与预测值的标准误超过2 m·s^(-1),模型风速约为实际观测风速的2.0倍,显著高估。然而,该模型可准确预测盘锦农田站平坦农田景观的水平风速,实际观测风速与模型预测之间的R2为0.90~0.93,观测数据与预测值之间的标准误仅为0.5 m·s^(-1)。经F检验指出,非平坦地形风速观测值与预测值的均方根误差远大于平坦地形,其中,地形是影响通用风速廓线模型适用性的主要因素,其次是季节性(无/有叶期)因素。风速廓线模型在非平坦地形上不适用,原因是零平面位移被低估,或零平面位移和粗糙度均被低估,进而使空气动力高度估计不准。
- 庞云超高添李秀芬李秀芬王兴昌李荣平于丰源王兴昌李荣平朱教君
- CO2储存通量估算方法对森林生态系统碳收支估测的影响被引量：1
- 2020年
- 准确测定森林生态系统中CO2储存通量(Fs)对于以涡动协方差(EC)法估算生态系统碳收支具有重要意义,而Fs不同算法引起的森林碳收支估测误差还未被全面评估。本研究利用2018年帽儿山落叶阔叶林的开路EC系统和8层CO2/H2O廓线系统(AP100, Campbell Scientific Inc., USA)数据,比较了2-min平均廓线(P2 min)、30-min平均廓线(P30 min)和30-min平均EC单点法(Ps)3种不同方法估算的Fs对净生态系统交换(NEE)、生态系统呼吸(Re)和总初级生产力(GPP)估算结果的影响。结果表明:Fs估算方法对森林碳通量的影响总体上随时间尺度增大而不断增大,表明通量数据插补和拆分会进一步放大Fs估算方法的影响。在年尺度上,P2 min法和Ps法的NEE分别比P30 min法的低36.3%和29.4%;P2 min法的Re比P30 min法和Ps法高8.7%;而P2 min法的GPP比P30 min法的高5.4%,Ps法则比P30 min法的低2.1%。传统的P30 min法忽略了CO2浓度的瞬时变化,Ps法缺少林冠层内部CO2浓度变化,因此两者低估了真实Re。近似瞬时廓线的方法(2-min平均)具有更高的时间与空间分辨率,能够更加准确地估算非平坦地形和复杂冠层结构的森林碳收支,这对解决EC法在复杂条件下森林Re和GPP低估、净碳汇高估具有重要启示。
- 李颖池刘帆王传宽高添王兴昌
