基于潜在郁闭度估算和NPP趋势的东北地区森林退化评估

摘要

【目的】森林郁闭度是表征森林结构与生长状况的关键指标。定量评估东北地区森林郁闭度现状和潜在郁闭度，并结合森林净初级生产力（NPP）的变化趋势评估其退化特征，对区域森林质量精准提升及气候变化应对具有重要意义。【方法】基于11 472幅0.5 m分辨率森林郁闭度数据与实测样地数据，构建多林型随机森林模型，在100 m栅格尺度上反演东北地区森林郁闭度的空间分布。在此基础上，结合气候、土壤与地形因子，通过梯度分箱与条件筛选方法估算潜在郁闭度，并结合NPP呈下降趋势区域，识别与评估森林退化的范围与程度。【结果】随机森林模型验证集的R²为0.567～0.774，拟合精度较高。东北地区森林郁闭度在空间上总体呈现“北低南高”的分布格局，值变化范围为0.264～0.976，天然林与人工林的平均郁闭度分别为0.716和0.689。在省级尺度上，吉林省的天然林与人工林森林郁闭度平均值最高（分别为0.738和0.717），黑龙江省和内蒙古自治区相对较低。统计分析表明，不同起源（天然林/人工林）及不同林型间的郁闭度差异显著（p<0.001）。研究识别出东北地区存在不同程度退化区域的森林总面积为993.599万hm²，占森林总面积的24.27%。【结论】东北地区森林郁闭度整体水平较高且其值变化范围也较广，天然林优于人工林，阔叶林优于混交林与针叶林，但仍存在较大面积的退化现象。本研究以遥感光谱数据、气候数据和土壤地形数据为关键参数，并基于潜在郁闭度的估算和NPP变化趋势，能够准确、快速、全面地识别东北地区森林退化情况，为森林结构现状和未来进一步的森林功能定量研究提供了新的方法和思路。

关键词

东北地区 / 郁闭度 / 潜在郁闭度 / 不同林型 / 随机森林模型 / 退化程度