【摘 要】
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以福建省长汀县河田镇为研究区域,以马尾松林生态系统为研究对象,探究马尾松林下植被的生长状况,对解释南方红壤水土流失区“远看青山在,近看水土流”的生态现象具有重要意义。研究设计马尾松林冠层、林下植被以及生态系统等3种垂直分层有效叶面积指数（LAIe）的测量方案,探究马尾松林垂直分层LAIe分配规律与联系;并以Landsat8 OLI遥感影像为数据源,应用CASA（Carnegie-Ames-Stan
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目《林分垂直结构降雨减蚀功能遥感量化模拟（31770760）》; 国家自然科学基金青年项目《南方红壤水土流失区植被覆盖与管理因子（C因子）遥感重建研究（41401385）》; 国家重点研发子课题《人工林郁闭度自动测量技术（2017YFD0600901-3）》; 福建农林大学科技计划项目《南方集体林区林分参数遥感反演及优化经营研究》
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以福建省长汀县河田镇为研究区域,以马尾松林生态系统为研究对象,探究马尾松林下植被的生长状况,对解释南方红壤水土流失区“远看青山在,近看水土流”的生态现象具有重要意义。研究设计马尾松林冠层、林下植被以及生态系统等3种垂直分层有效叶面积指数（LAIe）的测量方案,探究马尾松林垂直分层LAIe分配规律与联系;并以Landsat8 OLI遥感影像为数据源,应用CASA（Carnegie-Ames-Stanford Approach）遥感参数模型与改进CENTURY模型,实现马尾松林地土壤基础呼吸的遥感量化;进而构建“遥感模拟土壤呼吸-实测土壤呼吸-LAIe”间接转化模型,耦合马尾松林垂直分层LAIe空间分布规律,实现马尾松林下植被叶面积指数估算。主要研究结果如下:（1）研究区马尾松林冠层LAIe介于0.34-3.40,冠层平均LAIe为1.278;林下植被LAIe介于0.58-3.74,平均LAIe为2.224;生态系统总LAIe介于1.86-5.40,平均LAIe为3.473。林上冠层LAIe与其郁密度、林下植被LAIe与其覆盖度均呈较高的相关性,反映出利用LAI-2200PCA结合设计的测定方案能有效获取的林上冠层LAIe、林下植被LAIe与生态系统总LAIe。（2）研究区马尾松林下植被LAIe与生态系统总LAIe的最大差距达3.25（相差比例达6.64倍）,冠层LAIe与生态系统总LAIe最大差距达4.00（相差比例达9.16倍）,并通过多元回归分析确定冠层LAIe、林下植被LAIe对生态系统总LAIe的贡献率分别为0.426、0.574,以及确定“冠层LAIe/生态系统总LAIe”介于0.104-0.896,“林下植被LAIe/生态系统总LAIe”介于0.153-0.896,指示出研究区马尾松林生态系统林下植被覆盖程度较高,局部地区林下植被较为稀疏。（3）研究区4月份马尾松林生态系统NPP介于0.106-103.627 gC·m-2/月,平均值为54.413 gC·m-2/月,实测平均土壤呼吸速率为1.721umol·m2·s-1,其土壤呼吸温度敏感性系数为0.1,进而确定研究区4月份马尾松林土壤呼吸Q10值为2.7,而模拟土壤呼吸速率为1.686 mol·m-2·s-1,模型验证R2为0.4373,平均相对精度为82.29%,均值估测精度为97%,均方根误差为0.367。（4）研究区马尾松林实测土壤呼吸、实测转化0℃土壤呼吸与生态系统总LAIe的相关系数分别为0.677、0.759均达极显著水平（P<0.01）,以实测转化的0℃条件下土壤呼吸为中间变量,确定遥感模拟0℃土壤呼吸-实测转化的0℃土壤呼吸-生态系统总LAIe的间接转化模型,模型建模R2=0.608;检验精度为:验证R2=0.370、RMSE=0.7125、RA=83.84%,RM=96.10%。（5）研究区马尾松生态系统林下植被LAIe/生态系统总LAIe、冠层LAIe/生态系统总LAIe的地统计学分析指出,二者空间特征均属中等变异,变程均为1524.205m,变异幅度大,具有较强的空间连续性,利用Kriging插值并通过交叉验证和样点验证,进而确定研究区的林下植被LAIe/生态系统总LAIe、冠层LAIe/生态系统总LAIe空间分布,耦合遥感模拟0℃土壤呼吸-实测转化的0℃土壤呼吸-生态系统总LAIe的间接转化模型,实现对林下有效叶面积指数估算。
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