全 文 ：第 ww卷 第 ts期
u s s {年 ts 月
林 业 科 学
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新疆西天山云杉林生物量的动态监测 3
李 虎t 慈龙骏u 方建国v 陈冬花w 刘玉锋t
kt1 福建师范大学地理科学学院 福州 vxsssz ~ u1 中国林业科学研究院 北京 tsss|t ~ v1新疆天山西部林业局 伊宁 {vxsss ~
w1 北京师范大学资源学院 北京 tsss{zxl
摘 要 } 选取新疆西天山为监测区 o建立云杉林生物量遥感模型 ∀基于遥感和地面调查数据提取西天山不同年
龄阶段云杉林信息 o对西天山云杉林生物量进行计算分析 o对比分析 t|{y !t||y及 ussz年 v期森林生物量监测数
据 o对西天山云杉林生物量的时空分布变化进行评价分析 ∀研究表明 }us年间西天山云杉林总体单位面积生物量
为 twu1zv·#«°pu o全林区云杉林生物量的动态变化呈现出前期kt|{y ) t||y年l减少 !后期kt||y ) ussz年l增加 !总
体略有下降的特点 ∀ t|{y 年西天山云杉林的单位面积生物量最高为 twv1tyx ·#«°pu ot||y 年下降到 twt1{zx
·#«°pu oussz年又恢复到 twv1tx·#«°pu ∀t|{y ) ussz年 us年间 o西天山云杉林面积减少了 t1| h o生物总量减少了
t1|u h ∀t|{y ) t||y年间 o西天山云杉林面积减少了 u1{{ h o生物总量减少了 v1zz h ∀国家天然林保护工程实施
后 o西天山林区的天然森林资源得以恢复 ot||y ) ussz年西天山云杉林面积增加了 t h o生物总量增加了 t1|t h ∀
就不同区域云杉林生物量动态变化而言 o喀什河流域云杉林总体单位面积生物量最高 o随后依次为巩乃斯河流域 !
特克斯河流域及其他流域 ∀
关键词 } 云杉林 ~生物量 ~遥感模型 ~动态监测 ~西天山
中图分类号 }≥zt{1xx 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kuss{lts p sstw p sy
收稿日期 }uss{ p sz p t| ∀
基金项目 }国防科技工业民用专项科研技术研究项目kussy„st„sussl o国家/十一五0科技支撑计划项目kussz…„≤tx…szl ∀
3 慈龙骏为通讯作者 ∀
∆ψναµιχ Μονιτορινγ οφ Πιχεα σχηρενκιανα Φορεστ Βιοµασσ
ιν Ωεστ Τιανσηαν Μουνταιν Ρεγιον οφ Ξινϕιανγ
¬‹∏t ≤¬²±ª­∏±u ƒ¤±ª¬¤±ª∏²v ≤«¨ ± ⁄²±ª«∏¤w ¬∏≠∏©¨ ±ªt
kt q∆επαρτµεντ οφ ΓεογραπηψoΦυϕιαν Νορµαλ Υνιϖερσιτψ Φυζηου vxsssz ~ u q Χηινεσε Αχαδεµψοφ Φορεστρψ Βειϕινγ tsss|t ~
v1 Φορεστ Βυρεαυ οφ Ξινϕιανγ Ωεστ Τιανσηαν Μουνταιν Ψινινγ {vxsss ~ w q Χολλεγε οφ Ρεσουρχεσ Σχιενχε & Τεχηνολογψo
Βειϕινγ Νορµαλ Υνιϖερσιτψ Βειϕινγ tss{zxl
Αβστραχτ } „ µ¨°²·¨¶¨±¶¬±ª°²§¨¯²© Πιχεασχηρενκιανα©²µ¨¶·¥¬²°¤¶¶º¤¶ ¶¨·¤¥¯¬¶«¨§¬±·«¨ • ¶¨·×¬¤±¶«¤± ²∏±·¤¬±µ¨ª¬²±²©
÷¬±­¬¤±ª¤¶·«¨ °²±¬·²µ¬±ª¤µ¨¤q Πq σχηρενκιανα ©²µ¨¶·√²¯∏°¨ Π¥¬²°¤¶¶²© ¤¨¦«¤ª¨ ¦¯¤¶¶º¤¶¤±¤¯¼½¨ §¥¤¶¨§²± °∏¯·¬2³¨µ¬²§
µ¨°²·¨¶¨±¶¬±ª¤±§©²µ¨¶·µ¨¶²∏µ¦¨ ¶∏µ√¨ ¼ §¤·¤q …¼ ¬¨·µ¤¦·¬±ª·«¨ ¬±©²µ°¤·¬²± ©µ²° • ≥ ¤±§©²µ¨¶·µ¨¶²∏µ¦¨ ¶∏µ√¨ ¼ §¤·¤ ¤±§
¦²°³¤µ¬±ª¥¬²°¤¶¶°²±¬·²µ¬±ª§¤·¤¬± t|{y ot||y ¤±§ussz o·«¨ ¤∏·«²µ¶ √¨¤¯∏¤·¨§·«¨ ¶³¤·¬¤¯ §¬¶·µ¬¥∏·¬±ª¦«¤±ª¨¶²©·«¨ ©²µ¨¶·
¥¬²°¤¶¶q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º¨ §·«¤··«¨ ·²·¤¯ ©²µ¨¶·¥¬²°¤¶¶³¨µ∏±¬·¤µ¨¤§¨¦µ¨¤¶¨§¥¼ t1| h §∏µ¬±ª·«¨ ³¤¶·us ¼¨ ¤µ¶qŒ± t|{y o
·«¨ Πqσχηρενκιανα ¥¬²°¤¶¶³¨µ∏±¬·¤µ¨¤¬±·«¨ • ¶¨·×¬¤±¶«¤± ²∏±·¤¬± µ¨ª¬²± µ¨¤¦«¨§·² twv1tyx ·#«°pu o §¨¦µ¨¤¶¨§·²
twt1{zx·#«°pu ¬± t||y ¤±§·«¨ ±¬±¦µ¨¤¶¨§·²twv1tx·#«°pu ¬± ussz1 …¨ ·º¨ ±¨ t|{y ¤±§t||y o·«¨ ©²µ¨¶·¤µ¨¤µ¨§∏¦¨§¥¼
u1{{ h ¤±§·«¨ ·²·¤¯ ¥¬²°¤¶¶µ¨§∏¦¨§¥¼ v1zz h q „©·¨µ·¨± ¼¨ ¤µ¶o ¤¯²±ª º¬·«·«¨ ¬°³¯ °¨¨ ±·²©·«¨ ±¤·¬²±¤¯ ±¤·∏µ¤¯ ©²µ¨¶·
³µ²·¨¦·¬²± ³µ²­¨¦·o·«¨ ±¤·∏µ¤¯ ©²µ¨¶·µ¨¶²∏µ¦¨¶¬±·«¨ • ¶¨·×¬¤±¶«¤± ²∏±·¤¬±µ¨ª¬²± «¤§µ¨¦²√¨ µ¨§o¤¶¤µ¨¶∏¯·o·«¨ ©²µ¨¶·¤µ¨¤
¬±¦µ¨¤¶¨§¥¼ t h ¤±§·«¨ ·²·¤¯ ¥¬²°¤¶¶¬±¦µ¨¤¶¨§¥¼ t1|t h q„¶·²§¼±¤°¬¦¦«¤±ª¨¶²©©²µ¨¶·¥¬²°¤¶¶¬± §¬©©¨µ¨±·µ¨ª¬²±¶o Πq
σχηρενκιανα©²µ¨¶·¥¬²°¤¶¶³¨µ∏±¬·¤µ¨¤¬± Ž¤¶«¬•¬√¨ µ…¤¶¬± º¤¶·«¨ «¬ª«¨¶·o©²¯ ²¯º¨ §¥¼ Š²±ª±¤¬¶¬•¬√¨ µ…¤¶¬±o× ®¨¨ ¶¬•¬√¨ µ
…¤¶¬±¤±§²·«¨µµ¬√¨ µ¥¤¶¬±¶qŒ± ª¨ ±¨ µ√¤¯ o·«¨ §¼±¤°¬¦¦«¤±ª¨¶²© Πq σχηρενκιανα ©²µ¨¶·¥¬²°¤¶¶¬±·«¨ º«²¯¨©²µ¨¶·µ¨ª¬²±
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µ¨§∏¦¬±ª¬±·«¨ ±¨·¬µ¨ ³¨µ¬²§q
Κεψ ωορδσ} Πιχεα σχηρενκιανα©²µ¨¶·~¥¬²°¤¶¶~µ¨°²·¨ ¶¨±¶¬±ª °²§¨¯~§¼±¤°¬¦°²±¬·²µ¬±ª~ • ¶¨·×¬¤±¶«¤± ²∏±·¤¬±µ¨ª¬²±
生物量是表征植物活动的关键变量 o森林生物量研究涉及到生态系统生产力 !碳循环 o是全球变化研究
的基础参数k⁄¬¬²± ετ αλqot||wl ∀为了准确评估森林在全球不同尺度地学过程中的作用 o在国家或区域尺
度上对森林生物量进行监测评价是林学领域研究的重点k‹²∏ª«·²± ετ αλqousst ~ƒ¤¯®²º¶®¬ ετ αλqousss1l ∀全
球碳循环研究表明 o北半球中纬度地区是大气 ≤’u 的一个重要碳汇kפ±¶ ετ αλqot||s ~ ≤¬¤¬¶ ετ αλqot||xl ∀
北半球中高纬度地区在全球变化与陆地生态系统研究中成为世界各国科学家关注的焦点区k‹¤±¶¨± ετ αλqo
t||y ~Š²∏¯§¨± ετ αλqot||{l ∀新疆占有中国 tΠy的国土面积 o是全球变化比较敏感的区域之一 o新疆生物地
球化学循环特征对中亚区域陆地生态系统的演化 !区域气候和温室气体源 !汇总量有较大影响 ∀对于如何选
择合适的生物量模型对某一区域环境过程进行研究 o还没有形成完整的理论和方法体系 ∀本研究利用遥感
数据结合地面调查和森林资源调查数据 o构建森林生物量监测模型 o利用生物量监测模型和地理信息系统计
算分析新疆西天山雪岭云杉k Πιχεα σχηρενκιαναl林生物量的时空规律 ∀
t 研究区概况
研究区位于新疆伊犁地区境内k{sβs|χwuδ ) {wβxyχxsδ ∞owuβtwχtyδ ) wwβxxχvsδ ‘l o总面积 u1svw 万 ®°u o
其中林业用地面积约占 w{1{ h ∀以雪岭云杉林为主的西天山森林经营和管护范围包括新疆伊犁地区 {个县
的 |个山区国营林场 o主要分布于伊犁河谷大小支流的上游 ∀西天山森林大都分布在山地海拔 t xss ∗ u {ss
°的阴坡 !半阴坡 ∀西天山云杉林面积和蓄积量分别占整个天山林区云杉林的 xw h和 yu h k新疆森林编辑
委员会 ot|{|l o整个林区的景观格局具有鲜明的中亚山地森林特征 ∀林地和草地交错分布 o成 !过熟林比重
大 o中 !幼龄林比重小 ∀林型简单 o树种单纯 ∀天山云杉林的林分 !林相结构简单 o与其他地物的遥感特征差
异明显 ∀整个林区全年晴空日数多 o大气透明度高 o卫星和航空遥感数据的质量很高 o这些都为本文的研究
提供了比较理想的研究条件 ∀
特克斯河发源于哈萨克斯坦共和国境内 o由新疆昭苏县南北山地之间入境 o流经昭苏县 !特克斯县 !巩留
县注入伊犁河 ∀特克斯河上游及其大小支流均位于云杉林为主体的山地森林分布区 o主要有天山山系的哈
尔克山 !阿拉喀尔山 !那拉提山等山脉 ∀区域年径流量 u{1xw亿 °v o区域面积 y t{w ®°u ∀
喀什河发源于西天山尼勒克林区东部的依连哈比尔尕山 o全长 vsu ®° o年径流量 vu1z亿 ° o从东向西汇
入伊犁河 ∀其大小支流位于西天山山系阿吾拉勒山脉北部阴坡 !半阴坡和科古琴山 !婆罗科努山南部阴坡半
阴坡的云杉林分布区内 ∀区域面积 v {xw ®°u ∀
巩乃斯河发源于安迪乌拉尔山冰川区 o自东向西由谷地中部流经新源林区汇入特克斯河 ∀全长ux{ ®° o
年径流量 x1wx亿 °v o区域面积 u xvw ®°u ∀
其他流域指除上述大支流以外的伊犁河谷大小支流区域 o主要指位于西天山山系的哈尔克山 !婆罗科努
山 !科古尔琴山 !科克乔喀山等山脉 ∀西与哈萨克斯坦共和国接壤 o伊犁河由此区域的察布查尔县出境流往
哈萨克斯坦 ∀区域内水系丰富而分散且无大的干支流 o区域内多条支流直接汇入伊犁河 o主要有察布查尔
河 !曲里海 !果子沟河及苏阿苏萨依等大小河流 us余条 o合计年径流量 tx1yx亿 °v ∀本区域地处霍城 !查布
查尔 !伊宁林区 o区域面积 v xzz ®°u ∀本区域云杉林面积和生物量分别占伊犁河流域云杉林的 ut1tu h和
us1{x h o仅次于特克斯河流域 ∀
u 研究方法
遥感数据 }影像数据为覆盖整个西天山 t|{y年 |月 y ) us日 !t||y年 |月 ut ) vs日及 ussz年 |月 z )
t{日这 v个时间段的 אΠ∞א n数据和 ussz p ts p tw ) ts p us日的 ≤…∞• ≥su…2‹• 数据ku1w °分辨率l ∀
森林资源调查数据 }西天山林区历次森林经理调查数据 !森林资源连续清查数据及最新区划数据 ∀
实地生物量测定数据 }由于国家森林资源保护政策 o西天山林区为禁伐区 ∀根据森林经理调查数据计算
了部分林分的平均测树因子k树高 !胸径等l o以此为据在西天山林区的巩留 !尼勒克 !特克斯 !查布查尔 !伊宁
与昭苏林场选取少量野外风倒云杉进行了生物量测定 o共测定各龄级云杉 uvv株 ∀
以卫星数据解译结合抽样调查方法提取云杉林信息k李虎等 oussvl ∀利用数字化地图ktΒxs sssl对遥感
影像数据进行校正 o将森林经理区划的云杉林小班 !林班数据进行投影并与影像数据叠合 o提取各龄级云杉
林植被指数与林区内土地利用动态变化信息 ∀结合林分小班调查数据 o反演不同龄级的云杉林植被指数 o对
各植被指数与各龄级单位面积云杉林蓄积量与生物量进行相关分析 ∀通过分析 o选取归一植被指数
k‘⁄∂Œl !比值植被指数k• ∂Œl作为云杉林生物量遥感反演参数 ∀将相关系数最高的植被指数与云杉林蓄积
xt 第 ts期 李 虎等 }新疆西天山云杉林生物量的动态监测
量分别建立一元 !多元线性及非线性回归方程 o提取筛选相关系数最高 !统计显著性最强的方程作为云杉林
蓄积量遥感估测模型 o模型中 Ψ为云杉林蓄积量k°v#«°pul oΞ• ∂Œ为云杉林比值遥感植被指数 oΞ‘⁄∂Œ为云杉
林归一遥感植被指数k表 tl ∀
表 1 西天山云杉林蓄积量遥感监测模型
Ταβ .1 Ρεµ οτε σενσινγ µ οδελ οφ Π . σχηρενκιανα φορεστ ϖολυµειν Ωεστ Τιανσηαν Μουνταιν ρεγιον
龄级 „ª¨ ¦¯¤¶¶ 回归方程 • ª¨µ¨¶¶¬²± °²§¨¯ Ρ Ρu Φ
幼龄林 ≠²∏±ª¤ª¨ Ψ€ {{1z{ p y1vvt Ξ• ∂Œ n s1su{ Ξv• ∂Œ s1{y| s1zxx ||1uvz
中龄林  §¨¬∏° ¤ª¨ Ψ€ uz1v|| u¨1vzz Ξ‘⁄∂Œ s1{zy s1zyz yv1{sy
近熟林 ≤¯ ²¶¨§ °¤·∏µ¨ Ψ€ tvv1|tv p y1uxx Ξ• ∂Œ n w1vtv Ξu• ∂Œ p s1uwz Ξv• ∂Œ s1{|x s1{st xw1ssy
成熟林 ¤·∏µ¨ Ψ€ tsw1szt n y1ysw Ξ• ∂Œ n u1uu{ Ξu• ∂Œ p s1txt Ξv• ∂Œ s1|vv s1{zs {y1s{v
过熟林 ∞¬¦¨¶¶¬√¨ °¤·∏µ¨ Ψ€ uzz1wxw p z|s1|zv Ξu‘⁄∂Œ n |{w1wt Ξv‘⁄∂Œ s1{{y s1z{x zz1xtw
根据历次天西林业局森林资源连续清查数据 !森林经理调查数据和实地生物量测定数据 o得出西天山云
杉林生物量与蓄积量的相关关系 }
Β € s1wyx u ς n wz1w|| o ktl
式中 } Β为生物量k·#«°pul oς为蓄积量k°v#«°pul o相关系数 Ρ € s1|y{kΑ € s1sxl ∀
根据多期遥感影像提取云杉林植被指数 o利用云杉林蓄积量遥感监测模型和公式ktl计算 us年来西天
山云杉林各龄级生物量 o同时根据抽样原理抽取一定数量的实地森林经理小班调查数据 !标准木生物量测定
数据对计算结果进行验证和修正 ∀基于遥感和 ŠŒ≥分析 o提取 t|{y ) ussz年天山西部云杉林变化信息 o动态
分析 t|{y !t||y与 ussz年 v期森林生物量监测数据 o对西天山云杉林生物量的时空分布变化进行评价分析 ∀
v 结果与分析
311 云杉林单位面积生物量动态变化
将 v期云杉林生物量数据进行平均k表 ul o得出 t|{y ) ussz年 us年间西天山云杉林总体单位面积生物
量为 twu1zv·#«°pu ∀其中 t|{y年西天山云杉林的单位面积生物量最高 o为 twv1tyx ·#«°pu ot||y年云杉林
单位面积生物量下降到 twt1{zx·#«°pu oussz年又恢复到 twv1tx·#«°pu ∀us年间全林区云杉林生物量的动
态变化呈现出前期kt|{y ) t||yl减少 !后期kt||y ) usszl增加 !总体略有下降的特点 ∀
根据计算 o西天山云杉林单位面积生物量均值的大小依次为过熟林 !成熟林 !近熟林和中幼林 ∀根据表
u数据分析 ous年间西天山云杉林单位面积生物量变化不大 ∀其中近熟林和成熟林的单位面积生物量略有
增加 o中龄林 !幼龄林及过熟林的单位面积生物量减少 ∀
表 2 单位面积生物量动态变化
Ταβ .2 ∆ψναµιχ χηανγε οφ βιοµ ασσιν υνιτ αρεα
·#«°pu
龄级 „ª¨ ¦¯¤¶¶ t|{y t||y ussz
幼龄林 ≠²∏±ª¤ª¨ y{1sz yz1x{ yz1yv
中龄林  §¨¬∏° ¤ª¨ ttu1z{ ttt1wt ttt1tx
近熟林 ≤¯ ²¶¨§ °¤·∏µ¨ tvu1|v tvv1yu tvw1yz
成熟林 ¤·∏µ¨ txx1z{ txx1xv txy1vy
过熟林 ∞¬¦¨¶¶¬√¨ °¤·∏µ¨ ty|1uv ty{1|v tyy1w{
312 西天山林区云杉林面积与生物量动态变化
t|{y ) ussz年 us年间 o西天山云杉林的面积减少了
t1| h o生物总量减少了 t1|u h ∀其中 ot|{y ) t||y年间 o
西天山云杉林的面积减少了 u1{{ h o生物总量减少了
v1zz h ∀t||{年国家天然林保护工程实施后 o西天山林
区的天然森林资源得以恢复 ∀t||y ) ussz年西天山云杉
林面积增加了 t h o生物总量增加了 t1|t h ∀以下对西
天山林区不同年龄阶段云杉林面积与生物量变化进行分
析k表 vl ∀
v1u1t 幼龄林 t|{y ) t||y年 o由于人工更新 o大量的采伐迹地郁闭为云杉幼龄林 o西天山云杉幼龄林面积
增加了 tu1uw h o尽管单位面积生物量较 t|{y年有所下降 o整个林区幼龄林的生物量较 t|{y年仍增加了
tt1ww h ∀进入 |s年代中后期 o由于国家天然林保护工程的实施 o大规模的林区采伐和更新停止 o加上 us世
纪 {s年代初期的云杉大苗发育更新云杉幼龄林面积减少了 |1z h ∀相应地 oussz年云杉幼龄林生物量比
t|{y年减少了 |1y h ∀us年间西天山云杉幼龄林总体面积增加了 t1vx h o生物量增加了 t1w h ∀
v1u1u 中龄林 根据表 v数据分析 ot|{y ) t||y年西天山云杉中龄林的面积增加了 z1{| h o生物总量增加
了 y1x{ h ∀国家天然林保护工程实施与西天山林区禁伐后 o部分云杉中龄林发育为近熟林 o此外 o病虫害 !
yt 林 业 科 学 ww卷
表 3 1986 ) 2007 年间天山西部林区云杉林面积与生物量动态变化
Ταβ .3 ∆ψναµιχ χηανγε οφ Π . σχηρενκιανα φορεστ αρεα ανδ βιοµασσιν
Ωεστ Τιανσηαν Μουνταιν ρεγιον φροµ 1986 το 2007
龄级
„ª¨ ¦¯¤¶¶
t|{y t||y ussz
面积
„µ¨¤Π«°u
生物量
…¬²°¤¶¶Πtsw·
面积
„µ¨¤Π«°u
生物量
…¬²°¤¶¶Πtsw·
面积
„µ¨¤Π«°u
生物量
…¬²°¤¶¶Πtsw·
幼龄林 ≠²∏±ª¤ª¨ tz z|s tut1ts t| |y| tvw1|w t{ svs tut1|w
中龄林  §¨¬∏° ¤ª¨ vx zyv wsv1vw v{ x{w wu|1{y vz s{t wtu1ty
近熟林 ≤¯ ²¶¨§ °¤·∏µ¨ z| wxs t sxy1tv zz wty t svw1wv z{ uy{ t sxw1sw
成熟林 ¤·∏µ¨ utw utu v vvy1|| uss vvt v ttx1zx usy zwu v uvu1yu
过熟林 ∞¬¦¨¶¶¬√¨ °¤·∏µ¨ us wzu vwy1wx us z{| vxt1us us xys vwu1u{
火灾 !盗伐等因素也造成云
杉中龄林面积与生物量减
少 ∀t||y ) ussz 年 ts 年间
西天山云杉中龄林面积减少
了 v1z h o生物总量减少了
w1t h ∀us年间西天山云杉
中龄林总体面积增加了
v1z h o 生 物 量 增 加 了
u1t| h ∀西天山林区中龄林
生物量变化说明在天然林保
护工程实施后不能仅简单地对云杉林实施禁止采伐 o应加强中幼林的管护与保育 ∀
v1u1v 近熟林 受林分枯损 !采伐 !盗伐等因素影响 ot|{y ) t||y年 ts年间西天山云杉近熟林面积减少了
u1xy h o生物总量减少了 u1sx h ∀西天山林区实施天然林保护工程后 ot||z年与 t|{y年相比近熟林面积增
加了 t1t h o生物量增加了 t1| h ~t|{y ) ussz 年 us 年间近熟林总体面积减少了 t1w{ h o生物量减少了
s1t|{ h o基本达到了 us世纪 {s年代中后期水平 ∀这说明天然林保护工程使西天山林区的森林资源在一定
程度上得到了恢复 ∀
v1u1w 成熟林 成熟林是西天山森林的主体林分 o蓄积量和生物量占整个西天山林区的 x{1zx h ∀受森林
主伐影响 ot|{y ) t||y年 ts年间西天山云杉成熟林面积减少了 y1w{ h o生物量减少了 y1yv h ∀t||y ) ussz
年 o受天然林保护工程和部分近熟林发育为成熟林等因素影响 o云杉成熟林面积与生物量有所恢复 o与 t||y
年相比分别增加了 v1u h和 v1zx h ∀t|{y ) ussz年 us年间 o西天山云杉成熟林面积减少了 v1w| h o生物量减
少了 v1tv h ∀
v1u1x 过熟林 西天山云杉过熟林生物总量仅次于成熟林和近熟林且单位面积生物量最高 ∀从面积变化
来看 ot|{y ) ussz年云杉过熟林面积比例分别为 x1xy h ox1{u h与 x1z h o由于林分分布 !可及度等因素 ous
世纪 {s年代的主伐是以成熟林为主要对象的 o而对过熟林的采伐强度不高 o加之林龄递增等原因使云杉过
熟林面积增加 ∀由于云杉属浅根性树种 o进入老龄后枯损腐朽率增加而大批风倒 o造成了云杉过熟林面积和
生物量的减少 ∀t|{y ) t||y年 o西天山云杉过熟林面积增加了 t1xx h o生物总量增加了 t1vz h ∀t||y ) ussz
年 o西天山云杉过熟林的面积减少了 t1t h o生物量减少了 u1xw h ∀t|{y ) ussz年 us年间 o西天山云杉过熟
林面积增加了 s1wv h o由于单位面积生物量的减少和疏林地面积比例的增加 o在总体面积增加的情况下西
天山云杉过熟林生物量减少了 t1u h ∀
表 4 1986 ) 2007 年间特克斯河流域云杉林面积与生物量动态变化
Ταβ .4 ∆ψναµιχ χηανγε οφ Π . σχηρενκιανα φορεστ αρεα ανδ βιοµ ασσιν
Τεκεσι Ριϖερ ϖαλλεψφροµ 1986 το 2007
龄级
„ª¨ ¦¯¤¶¶
t|{y t||y ussz
面积
„µ¨¤Π«°u
生物量
…¬²°¤¶¶Πtsw·
面积
„µ¨¤Π«°u
生物量
…¬²°¤¶¶Πtsw·
面积
„µ¨¤Π«°u
生物量
…¬²°¤¶¶Πtsw·
幼龄林 ≠²∏±ª¤ª¨ tv |tz |w1zv tx yyz tsx1{z tw sv| |w1|x
中龄林  §¨¬∏° ¤ª¨ tx wzz tzw1xx ty y|w t{x1|| ty sw{ tz{1vz
近熟林 ≤ ²¯¶¨§ °¤·∏µ¨ vz vtt w|x1|{ vy vxy w{x1z| vy zxx w|w1|{
成熟林 ¤·∏µ¨ tsv |vt t yt|1sw |z tzy txtt1v{ tss u{u t xy{1st
过熟林 ∞¬¦¨¶¶¬√¨ °¤·∏µ¨ | {ts tyy1st | |ys ty{1uy | {xt tyw1ss
313 区域云杉林面积与生物
量动态变化
v1v1t 特克斯河流域 特克
斯河流域云杉林面积和生物量
位居伊犁河流域山地森林之冠
k表 w ox oy ozl o分别占 w|1tu h
和 w{1wx h ∀t|{y ) ussz年 us
年间 o特克斯河流域云杉林的
面积减少了 t1|v h o生物量减
少了 t1|y h ∀ 其 中 ot|{y )
t||y年云杉林的面积减少了 u1xw h o生物量减少了 v1yx h ∀t||y ) ussz年云杉林面积增加了 t h o生物量增
加了 t1zx h ∀
将 v期云杉林生物量数据进行平均后得出特克斯河流域云杉林总体单位面积生物量为 tws1z{ ·#«°pu ∀
从不同的年龄阶段分析 o特克斯河流域不同龄级云杉林的生物量动态变化趋同于全林区 o即遵从前期减少 !
后期增加的规律 ∀us年间变化比较显著的是中龄林 o随后依次为成熟林 !近熟林 !幼龄林与过熟林 ∀云杉林
变化的区域主要集中在流域内的库克苏河 !大吉尔格朗河 !库克铁勒克河 !木扎特河 !夏塔河 !阿克苏河等支
zt 第 ts期 李 虎等 }新疆西天山云杉林生物量的动态监测
表 5 1986 ) 2007 年间喀什河流域云杉林面积与生物量动态变化
Ταβ .5 ∆ψναµιχ χηανγε οφ Π . σχηρενκιανα φορεστ αρεα ανδ βιοµ ασσ
ιν Κασηι Ριϖερ ϖαλλεψφροµ 1986 το 2007
龄级
„ª¨ ¦¯¤¶¶
t|{y t||y ussz
面积
„µ¨¤Π«°u
生物量
…¬²°¤¶¶Πtsw·
面积
„µ¨¤Π«°u
生物量
…¬²°¤¶¶Πtsw·
面积
„µ¨¤Π«°u
生物量
…¬²°¤¶¶Πtsw·
幼龄林 ≠²∏±ª¤ª¨ wtv u1{t wzw v1us wt| u1{v
中龄林  §¨¬∏° ¤ª¨ w zwv xv1w| x txy xz1ww w |zx xx1vs
近熟林 ≤¯ ²¶¨§ °¤·∏µ¨ | w{v tuy1sy | t|| tuu1|u | u{v tux1st
成熟林 ¤·∏µ¨ vu vzv xsw1vt vs uzx wzs1{z vt {zx w|{1ws
过熟林 ∞¬¦¨¶¶¬√¨ °¤·∏µ¨ y zx{ ttw1vz z tss tt|1|w y |sv ttw1|u
表 6 1986 ) 2007 年间巩乃斯河流域云杉林面积与生物量动态变化
Ταβ .6 ∆ψναµιχ χηανγε οφ Π . σχηρενκιανα φορεστ αρεα ανδ βιοµ ασσ
ιν Γονγναισι Ριϖερ ϖαλλεψφροµ 1986 το 2007
龄级
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t|{y t||y ussz
面积
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生物量
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面积
„µ¨¤Π«°u
生物量
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面积
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生物量
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幼龄林 ≠²∏±ª¤ª¨ t svv z1sv t t{u z1|| t sy| z1uv
中龄林  §¨¬∏° ¤ª¨ v |{z ww1|z w t|v wy1zt w szx wx1u|
近熟林 ≤¯ ²¶¨§ °¤·∏µ¨ tv {zy t{w1wx tv uuv tzy1y| tv xtz t{u1sv
成熟林 ¤·∏µ¨ vw x{z xv{1{s vv tyz xtx1{x vv |yw xvt1sy
过熟林 ∞¬¦¨¶¶¬√¨ °¤·∏µ¨ t z{y vs1uu t |{| vv1ys t {uu vs1vv
表 7 1986 ) 2007 年间其他流域云杉林面积与生物量动态变化
Ταβ .7 ∆ψναµιχ χηανγε οφ Π . σχηρενκιανα φορεστ αρεα ανδ βιοµ ασσ
ιν οτηερ ριϖερ ϖαλλεψφροµ 1986 το 2007
龄级
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t|{y t||y ussz
面积
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生物量
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面积
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生物量
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面积
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生物量
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幼龄林 ≠²∏±ª¤ª¨ u wuz ty1xu u ywy tz1{{ u xsv ty1|v
中龄林  §¨¬∏° ¤ª¨ tt xxy tvs1vv tu xwt tv|1zu tt |{v tvv1t|
近熟林 ≤¯ ²¶¨§ °¤·∏µ¨ t{ z{s uw|1yw t{ yv{ uw|1sw t{ ztv ux1ut
成熟林 ¤·∏µ¨ wv vut yzw1{x v| ztv ytz1yy ws yut yvx1tx
过熟林 ∞¬¦¨¶¶¬√¨ °¤·∏µ¨ u tt{ vx1{w t zws u|1v| t |{w vv1sv
流两岸 ∀
v1v1u 喀什河流域 喀什
河流域云杉林面积和生物量
k表 xl分别占伊犁河流域云
杉林的 tw1yz h 和 tx1vt h ∀
喀什河流域云杉林总体单位
面 积 生 物 量 为 tw{1zz
·#«°pu o为整个伊犁河流域
最高的区域 ∀
t|{y ) t||y年因采伐等
原因喀什河流域云杉林面积
与 生 物 量 分 别 减 少 了
u1|t h 和 v1v h ∀ t|{y )
ussz年该区域云杉林总体
面积与生物量几乎没有变
化 o而且最高云杉林总体单
位面积生物量出现在 ussz
年ktw{1|| ·#«°pul o说明经
过近 ts年的天然林保护工
程的休养生息 o该流域的云
杉林已恢复到 t|{y 年时的
水平 ∀该区域的云杉林主要
分布于喀什河南北两岸的阿
勒斯旦 !阔尔库 !唐巴拉 !克
达德萨依 !乌拉斯台 !阿尔撒
郎等主要支流 ∀
v1v1v 巩乃斯河流域 巩
乃斯河流域云杉林面积和生
物量k表 yl分别占伊犁河流域云杉林的 tx1sy h和 tx1vz h o云杉林总体单位面积生物量为 twx1zv·#«°pu ∀
t|{y ) ussz年 us年间 o巩乃斯河流域云杉林的面积减少了 t1w| h o生物量减少了 t1t{ h ∀t|{y ) t||y
年云杉林面积减少了 u1zw h o生物量减少了 v1sy h ∀t||y ) ussz 年巩乃斯河流域云杉林面积增加了
t1u| h o生物量增加了 t1|w h ∀就各龄级云杉林而言 ous年间巩乃斯河流域的幼龄林 !中龄林和过熟林的面
积和生物量均处于增长状态 o近熟林与成熟林因采伐等原因在 t|{y ) t||y年间处于减少状态 o经过近 ts年
的恢复 o面积和生物量有所增加 oussz年云杉林总体单位面积生物量达到 us年最高点ktwy1t{·#«°pu ∀l
v1v1w 其他流域 本区域云杉林总体单位面积生物量为 tws1|t·#«°puk表 zl o为整个伊犁河流域最低的区
域 ∀t|{y ) t||y年 o本区域云杉林面积和生物量分别减少了 v1z h和 w1{v h ots年间减少的幅度在伊犁河流
域云杉林中位居首位 ∀t||y ) ussz年本区域云杉林面积和生物量分别增加了 s1y h和 t1x{ h ots年间增加
的幅度低于其他区域 ∀t|{y ) ussz年 us年间 o本区域云杉林面积和生物量分别减少了 v1sy h和 v1vv h ∀本
区域云杉林面积和生物量动态变化的主因为该区域交通便利且接近人口稠密地区 o人为活动对森林干扰强
度较大 o在一定程度上影响了云杉林的保育与恢复 ∀另一方面 o本区域的森林立地环境较差 o恢复程度相应
地也较差 ∀
w 结论与讨论
us年间西天山林区云杉林生物量的动态变化呈现出前期kt|{y ) t||yl减少 !后期kt||y ) usszl增加 !总
体略有下降的特点 o主要表现如下 ∀tl t|{y ) ussz年 us年间西天山云杉林总体单位面积生物量为 twu1zv
{t 林 业 科 学 ww卷
·#«°pu ∀其中 t|{y 年西天山云杉林的单位面积生物量最高为 twv1tyx ·#«°pu ot||y 年下降到 twt1{zx
·#«°pu oussz年又恢复到 twv1tx·#«°pu ∀不同年龄阶段云杉林的面积变化也与云杉林单位面积生物量的变
化趋势相同 ∀ul 西天山云杉林单位面积生物量均值的大小依次为过熟林 !成熟林 !近熟林和中幼林 ∀us年
间西天山云杉林单位面积生物量变化不大 ∀其中近熟林和成熟林的单位面积生物量略有增加 o中幼林 !过
熟林的单位面积生物量减少 ∀vl t|{y ) ussz年 us年间 o西天山云杉林的面积减少了 t1| h o生物总量减少了
t1|u h ∀其中 ot|{y ) t||y年间 o西天山云杉林的面积减少了 u1{{ h o生物总量减少了 v1zz h ∀t||y ) ussz
年西天山云杉林面积增加了 t h o生物总量增加了 t1|t h ∀wl就不同区域云杉林生物量动态变化而言 o喀什
河流域云杉林总体单位面积生物量最高 o随后依次为巩乃斯河流域 !特克斯河流域及其他流域 ∀t|{y ) ussz
年 us年间 o特克斯河流域云杉林的面积减少了 t1|v h o生物量减少了 t1|y h ~喀什河流域云杉林的面积减
少了 s1y h o生物量减少了 t h ~巩乃斯河流域云杉林的面积减少了 t1w| h o生物量减少了 t1t{ h ~其余流域
云杉林的面积减少了 v1sy h o生物量减少了 v1vv h ∀
天山云杉林是天山山地最主要的地带性植被 o是构成天山乃至新疆森林生态系统的主体 ∀选取该区域
开展森林生物量的相关研究 o可以填补我国对于中亚地区山地森林生物量和森林生态系统生产力研究的不
足 ∀利用 ‘⁄∂Œ进行大范围的植被生物量与 ‘°°的估算和动态监测 o国内外已有大量实例k…µ²º± ετ αλqo
t|{|l o对于多尺度森林生物量的整合研究 o多时空数据和整合模型是最重要的 u个方面 ∀数据来源复杂 !缺
乏约束体系都会影响结果的科学性和准确性 o是森林生物量研究今后需要着力解决的问题 ∀本文基于遥感
测量和地面调查相结合的研究思路 o对西天山林区不同龄级的云杉林生物量测算方法及其动态变化进行了
研究 o为基于不同尺度森林生物量模型的构建提供了可行方法 ∀研究结果对于解决临界指标可比性差和模
型参数不准确等问题具有借鉴作用 ∀
以下问题还需在后续研究中解决 }tl 生物量转换因子 …∞ƒ虽在全国范围比较通用 o但对于不同龄级的
云杉还需在实测生物量的基础上再次调整 ~ul 对所建立的不同龄级的云杉生物量遥感模型 o在进行后续研
究时应考虑更多生物量影响因子 o如将森林立地类型 !立地指数与气象因子等要素与生物量进行相关研究分
析 o并对遥感生物量模型的系数再次修正和不断优化 ~同时结合土地覆盖与土地利用变化 o进一步研究森林
生物量动态变化 !森林碳储量及能量流动的方式 ∀
参 考 文 献
李 虎 o吕巡贤 o陈蜀江 qussv1 新疆森林资源动态分析 q地理学报 ox{ktl }tvv p tv{ q
新疆森林编辑委员会 qt|{|1 新疆森林 q北京 }中国林业出版社 q
…µ²º± ≥ oŠ¬¯¯ ¶¨³¬¨ „ • o∏ª² „ ∞qt|{|1…¬²°¤¶¶ ¶¨·¬°¤·¬²± ° ·¨«²§¶©²µ·µ²³¬¦¤¯ ©²µ¨¶·¶º¬·«¤³³¯¬¦¤·¬²±·²©²µ¨¶·¬±√ ±¨·²µ¼§¤·¤qƒ²µ¨¶·≥¦¬¨±¦¨ ovx }{{t p |su q
≤¬¤¬¶° oפ±¶° o×µ²¯¬¨µ oετ αλqt||x1„ ¤¯µª¨ ±²µ·«¨µ± «¨ °¬¶³«¨µ¨ ·¨µµ¨¶·µ¬¤¯ ≤’u ¶¬±®¬±§¬¦¤·¨§¥¼·«¨ tv≤Πtu≤ µ¤·¬²²©¤·°²¶³«¨µ¬¦≤’u1≥¦¬¨±¦¨ ou|y }ts|{
p ttst q
⁄¬¬²± • Žo…µ²º± ≥ o‹²∏ª«·²± • „ o ετ αλqt||w1 ≤¤µ¥²± ³²²¯¶¤±§©¯∏¬²©ª¯²¥¤¯ ©²µ¨¶·¨ ¦²¶¼¶·¨°¶q≥¦¬¨±¦¨ ouyu }t{x p t|s q
ƒ¤¯®²º¶®¬° o≥¦«²¯ ¶¨• o…²¼¯¨ ∞oετ αλqusss1 ׫¨ ª¯²¥¤¯ ¦¤µ¥²± ¦¼¦¯¨}¤·¨¶·²©²∏µ®±²º¯ §¨ª¨ ²© ¤¨µ·«¤¶¤¶¼¶·¨° q≥¦¬¨±¦¨ ou|sktvl }u|t p u|y q
Š²∏¯§¨ ±  Œo• ²©¶¼ ≥ ≤ o‹¤µ§¨±  • oετ αλqt||{1 ≥¨ ±¶¬·¬√¬·¼ ²©¥²µ¨¤¯ ©²µ¨¶·¦¤µ¥²± ¥¤¯¤±¦¨ ·²¶²¬¯·«¤º q≥¦¬¨±¦¨ ouz| }utw p utz q
‹¤±¶¨± o• ∏¨§¼ • o®¬≥¤·²oετ αλqt||y1 Š¯ ²¥¤¯ ¶∏µ©¤¦¨ ¤¬µ·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ¬± t||x }• ·¨∏µ±·²³µ¨2³¬±¤·∏¥²¯¨ √¨ ¯qŠ¨ ²³«¼¶¬¦¤¯ • ¶¨¨¤µ¦«¨·¨µouv }tyyx p tyy{ q
‹²∏ª«·²± × o⁄¬±ª ≠ oŠµ¬ªª¶⁄o ετ αλqusst1 ≤¯ ¬°¤·¨ ≤«¤±ª¨ usst1 ׫¨ ¶¦¬¨±·¬©¬¦¥¤¶¬¶q≤²±·µ¬¥∏·¬²± ²©º²µ®¬±ªªµ²∏³ ´ ·²·«¨ ·«¬µ§¤¶¶¨¶¶°¨ ±·µ¨³²µ·²©
·«¨ ¬±·¨µª²√¨ µ±°¨ ±·¤¯ ³¤±¨ ¯²± ¦¯¬°¤·¨ ¦«¤±ª¨ q≤¤°¥µ¬§ª¨ }≤¤°¥µ¬§ª¨ ˜±¬√¨ µ¶¬·¼ °µ¨¶¶q
פ±¶° ° oƒ∏±ªŒ ≠ oפ®¤«¤¶®¬‘° o ετ αλqt||s1 ’¥¶¨µ√¤·¬²±¤¯ ¦²±¶·µ¤¬±·¶²±·«¨ ª¯²¥¤¯ ¤·°²¶³«¨µ¬¦≤’u ¥∏§ª¨·q≥¦¬¨±¦¨ ouwz }twvt p twv{ q
k责任编辑 于静娴l
|t 第 ts期 李 虎等 }新疆西天山云杉林生物量的动态监测