基于无人机多源遥感影像的城市森林冠层温度季节变化对地上生物量的影响

摘要

【目的】分析城市森林冠层温度与地上生物量的空间关联特征，揭示冠层温度季节变化对地上生物量的影响，为城市森林碳汇评估与气候适应性规划提供科学依据。【方法】融合无人机机载激光雷达、多光谱与热红外影像，结合野外样地调查、异速生长模型与随机森林模型估算地上生物量，采用随机森林回归与地理加权回归（GWR）模型分析冠层温度变化对地上生物量的影响及其空间异质性。【结果】1)覆盖参数GFP是地上生物量估算的主导预测因子，地上生物量估算模型精度为R²=0.89,RMSE=2.96 kg·m^-2。2)冠层平均温度与地上生物量呈负相关（P<0.01）。当冠层温度最大值大于30℃时，地上生物量下降速率加剧。3)温度影响存在非平稳性，南部呈现正效应，北部则为负效应，且温度影响强度指数（TDEI）高值区随着季节迁移，春季以正向响应为主，夏季则逐渐呈现负向响应特征，这一过程与夏季高温胁迫树木生长密切相关。【结论】年均冠层温度与地上生物量整体呈负相关，且温度敏感性存在明显的空间分异；TDEI在春夏季呈现时空迁移特征。因此，在冠层温度最大值超过30℃的夏季热极端高发区域，应优先布局郁闭度高、耐热性强的树种，从而缓解高温胁迫对地上生物量的抑制作用。未来研究需进一步拓展样本范围，涵盖不同气候区，并延长观测时间序列，从而更深入地解析“温度胁迫-结构适应-地上生物量积累”之间的动态关系，为城市森林管理提供更具科学性的依据。

关键词

无人机机载激光雷达(UAV-LiDAR) / 城市森林 / 冠层温度 / 地上生物量