南京林业大学学报(自然科学版)

作者：杜昕,董雪,谷会岩,李玉博,陈祥伟

单位：1.森林生态系统可持续经营教育部重点实验室,东北森林资源培育国家林业和草原局重点实验室,东北林业大学林学院,黑龙江 哈尔滨 150040,2.黑龙江凉水森林生态系统国家定位观测研究站,黑龙江 伊春 153106,3.中国科学院网络安全学院,北京 100085,4.中国科学院信息工程研究所,北京 100085

关键词：太阳辐射,散射透射率,开敞度,尺度化加权散射荫蔽度,加权进界邻体散射荫蔽度,红松林

基金：科技基础资源调查专项(2021FY100702),林业公益性行业科研专项(201404303)

【目的】利用易测林木因子模拟林下辐射方法体系中林下散射辐射测度指数尺度化加权散射荫蔽度与加权进界邻体散射荫蔽度的模拟准确性,以及这两种指数相对于开敞度的性能优劣,寻求基于简单、易测林木因子合理、准确估算林下任意点位辐射模型的方法。【方法】基于阔叶红松林(Pinus koraiensis)林分调查信息建立林分体素模型,模拟均质环境背景下林分内部样地与非均质环境背景下包含林缘样地的林下散射透射率,将其作为林下散射辐射测度指数模拟准确性的评价基准。分别以爬山算法对尺度化加权散射荫蔽度中的局域尺度圆半径、背景尺度圆半径及加权进界邻体散射荫蔽度中的局域临界值、背景临界值进行参数寻优。进一步评价3种散射辐射测度指数的性能优劣。【结果】均质环境背景下,尺度化加权散射荫蔽度在局域尺度圆半径为5.401 m、加权进界邻体散射荫蔽度在局域临界值为2.800时拟合林下散射透射率最优,此时开敞度、尺度化加权散射荫蔽度、加权进界邻体散射荫蔽度与林下散射透射率间的Pearson、Spearman相关系数分别为0.397与0.425、-0.716与-0.692、-0.730与-0.694,线性回归决定系数分别为0.158、0.514及0.533;相较于开敞度,2种林下散射辐射测度指数对林下散射透射率的方差解释率分别提升了237.3%与225.3%。非均质环境背景下,保持局域尺度圆半径及局域临界值与均质环境背景相同时,尺度化加权散射荫蔽度的背景尺度圆半径为15.521 m及加权进界邻体散射荫蔽度的背景临界值为0.875时拟合林下散射透射率最优,此时,尺度化加权散射荫蔽度、加权进界邻体散射荫蔽度与林下散射透射率间的Pearson、Spearman相关系数分别为-0.930与-0.719、-0.927与-0.820,线性回归决定系数分别为0.866与0.860。【结论】两种林下散射辐射成分测度指数在合理的参数选择下能较好地模拟林下散射辐射,并解释较小尺度内林木结构特征差异与较大尺度环境背景差异对林下散射辐射的影响,二者对林下散射辐射的模拟精度优于开敞度方法。在以林木因子模拟林下散射辐射时,需将大尺度环境背景的差异性纳入考量;同时,研究样点周围邻体林木分布的均匀性是模拟林下散射辐射时的重要影响因素。

来源：2025年第6期

《南京林业大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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