城市森林结构多样性预测冠下地面温度的潜力研究

摘要

城市森林冠层具有调控城市森林微气候的能力，但现有研究尚未阐明冠层结构对冠下地面温度的影响及其预测潜力。文章基于无人机机载激光雷达（UAV-LiDAR）提取哈尔滨林业示范基地的城市森林冠层结构多样性特征指标，探究单一结构多样性特征对冠下地面温度的影响，以及结构多样性多因子组合对温度的预测潜力。结果表明：1)城市森林结构多样性的8个特征因子与冠下地面温度呈显著相关关系（P<0.05）,其中深间隙（DG）、深间隙分数（DGF）、覆盖分数（CF）、间隙分数分布（GFP）表征了结构多样性的覆盖/开放度特征；冠层高度标准差(H_std)、冠层高度最大值(H_max)、95%分位点高度(ZQ₉₅)表征了高度特征；垂直复杂指数（VCI）表征了异质性特征。2)城市森林冠层结构多样性的覆盖/开放度特征对冠下地面温度的响应更强（R²为0.15～0.5）,强于高度指标（R²为0.14～0.19）以及异质性指标（R²=0.14）。3)结合高度指标、覆盖/开放度指标以及异质性指标的多因子预测模型2（R²=0.61,RMSE=0.51,MSE=0.26,AIC=62.74）,对于冠下地面温度的预测性能更优。研究明晰了城市森林结构多样性的多因子变量及其特征组合预测冠下地面温度的潜力，为城市森林冠层结构调控内部小气候环境研究提供了科学参考。

关键词

无人机机载激光雷达(UAV-LiDAR) / 城市森林 / 冠层结构多样性 / 冠下地面温度 / 预测模型