以地面光達評估北加州多樣化森林之非破壞性地上生物量異速生長方程式Using terrestrial laser scanning to evaluate non-destructive aboveground biomass allometries in diverse Northern California forests

研究問題

這篇想回答在缺乏在地破壞性採樣資料的北加州多樹種森林，能不能用地面光達非破壞性地準確量出樹高、胸徑與地上生物量，並建立比既有公式更可靠的物種別異速生長方程式。

材料與方法

作者在北加州三個樣區對 5 個樹種共 282 棵樹做地面光達掃描，每個樣區用 10×10 公尺網格設 9 個掃描站，套合後在 Lidar360 半自動分割單株、量出胸徑與樹高，再去除葉片只留木質部，用 TreeQSM 量化結構模型估算莖與枝體積，結合文獻木材密度算出地上生物量；同時用野外調查的 550 棵胸徑與 291 棵樹高來驗證，並把 TLS 結果和 FIA、Jenkins 2003、Chojnacky 2014 及 Sillett 2019 四套既有公式比較，最後為每個樹種建立僅用胸徑與用胸徑加樹高的兩式新異速方程式。

結論

結論是 TLS 量出的胸徑與樹高跟野外實測幾乎一致（R2 分別為 0.98 與 0.95），而以 TLS 結構模型算出的體積平均比 FIA 公式高約 30%、生物量比既有公式高約 10%，偏差因樹種而異，闊葉樹比針葉樹大；加入樹高的新異速方程式幾乎對所有樹種都比僅用胸徑的擬合更好。

討論與我的觀察

這對我很重要，因為它用實證告訴我地面量測階段的異速生長方程式本身就帶有系統性而且因樹種而異的偏差，不是一個可以照搬的標準答案，FDT 的碳儲量層必須把這層誤差顯式吸收進來。限制也要記得，這篇沒有做破壞性採樣當真值，所以 30% 與 10% 的差異只是 TLS 相對既有公式的落差，不能直接當成真實生物量偏差，原文自己也說需要後續破壞性採樣驗證；木材密度還是取自文獻並假設物種內一致，較大的樹也偏離得比較多。對台灣的可移轉性是中等的，方法可用，但樹種與木材密度都得用本地資料重新校正。

重要科學發現

• 原文確認，TLS 量出的胸徑與樹高與野外實測無顯著差異，DBH R2 = 0.98、樹高 R2 = 0.95。
• 原文確認，除 P. ponderosa 外，TLS QSM 體積約比 FIA 異速方程式高 30%，整體 TLS AGB 平均比既有公式高約 10%。
• 原文確認，與 Jenkins et al. 2003 公式比對的 CV RMSE 最低為 36.10%、bias 約 1%；納入樹高的新異速方程式對除 Q. garryana 外所有樹種擬合更好。

關鍵短引用

TLS QSM 體積約比 FIA 估算高 30%p.05 Sec 3.2

TLS AGB 平均比既有公式高約 10%p.08 Discussion

博士生的話

這篇支撐我把地面異速生長方程式的系統性偏差當成 FDT 碳儲量層必須處理的核心誤差來源，而不是套用單一公式；對 TJFS review，它提供 TLS 作為非破壞性異速方程式來源的具體案例與可引用的偏差數字。