洞庭湖森林生态系统空间结构均质性评价

以东、南、西洞庭湖区域君山岛、龙山、赤山岛龙虎山林场、明朗山、常德林场、和洑林场和桃源县天然次生林为对象,借鉴生态学有关生态系统内部均衡和均质原理,在森林生态系统(斑块)尺度,从空间结构的混交、竞争、空间分布格局3个方面分析提出空间优化的均质性目标、均质性指数及均质性评价方法和评价标准.结果表明:15个洞庭湖湿地调查林分平均均质性评价指数为0.2517.均质性评价的5个等级中处于l级和2级的林分为12个,占80％,处于3级的林分只有3个,仅占20％.说明洞庭湖各林分整体上在空间结构、生长环境和树种优势度等方面不具有明显优势,离理想空间结构差距太大;按照高程不同,洞庭湖湿地从湖沼到丘陵岗地,林分空间结构均质性特征逐渐增强.森林生态系统空间优化均质性目标及均质性指数的提出是森林可持续经营空间途径的拓展,为森林经营的理想空间结构及其表达探索一条新途径.     

结合大斑啄木鸟生境适宜性的林分空间结构优化

  目的  优化林分空间结构,提高现有林分质量的同时更好地保护野生动物栖息地,为帽儿山地区的森林经营提供理论依据。  方法  本文以帽儿山林场为研究对象,根据全混交度、角尺度、竞争指数、林层指数4个空间结构指标和生境适宜性指数,采用乘除法思想构建林分空间优化模型。生境适宜性指数以大斑啄木鸟为例根据2016年帽儿山林场森林资源二类调查数据进行计算。利用R语言进行林分优化模拟,比较不同采伐强度下林分结构和生境适宜性指数的变化,分析将生境适宜性指数融入到优化模型中的可行性。  结果  通过对比不同采伐强度（10%、20%、30%）下各指标和目标函数值（Q）的变化,确定最优采伐强度为20%。最优采伐强度下Q值的最大值为73.28,平均值为49.59,郁闭度为0.62,林分结构平均状态达到最佳,采伐木主要集中于林木密集区域共计采伐133株;林分空间结构优化后林分全混交度和林层指数提高,竞争指数减小,角尺度介于[0.475,0.517]之间,由聚集分布状态调整为随机分布状态;并且生境适宜性指数由0.52提高到0.57属于较适宜区域。  结论  表明本次优化模拟将生境适宜性指数融入到林分空间优化模型中,在优化林分结构和提高林分质量的基础上,一定程度上提高了生境适宜性指数;为空间结构优化调整和保护帽儿山野生动物的生存环境提供科学依据。      

福寿林场天然次生林空间结构分析与评价

分析天然次生林空间结构并对其评价,为制定合理的林分空间结构优化措施提供理论依据,同时也为人工林林分的空间结构优化和生态功能提高提供参照模板。以湖南省平江县福寿林场天然次生林为对象,选取角尺度、混交度和林层指数3个林分空间结构指标分析其林分空间结构特征,运用乘除法原理构建空间结构评价参数对其空间结构进行评价。结果表明,林分平均角尺度为0.45,林木的水平分布状况较为理想,接近随机分布;林分的平均混交度0.73,接近强度混交,林分树种丰富,具有良好的树种混交程度,林分稳定性较强;林分平均林层指数为0.42,林分垂直结构上成层性较高,空间利用性较好;天然次生林林分空间结构评价指数为0.624 8、0.554 1和0.569 3,评价等级分属3、4等级,林分空间结构较理想。     

福建三明市金丝湾森林公园米槠林林分空间结构分析

林分空间结构特征是识别森林林分健康与稳定的重要信息。在福建三明市金丝湾森林公园米槠林设置并调查5个的标准样地,采用角尺度、混交度、大小比数、开阔比和竞争指数5个空间结构参数分析该森林公园米槠林林分空间结构特征,并结合乘除法对各个空间参数进行多目标规划,参考人工林近自然化改造的目标和技术指标将其划分为5个等级。结果表明,三明金丝湾森林公园米槠林林分平均角尺度为0.526,整体上呈现聚集分布状态;林分平均混交度为0.478,接近中度混交;林分平均大小比为0.516,各样地平均大小比数较为接近,处于中庸向劣态的过渡阶段;林分平均开阔比为0.277,处于遮挡状态,林分生长空间不足;林分竞争指数为4.383,林木竞争压力较大;林分空间结构评价等级2级及以下的占到60%。总体来看,研究区林分空间结构参数中混交度、开阔比与理想米槠林林分取值标准相差较大,建议以提高林分树种混交度、增加林分开敞度为今后的重点调整方向。     

未来3种气候模式下的阔叶林森林空间结构优化

全球气候变化对森林生态系统造成了重大影响,构建气候模式下的阔叶林森林空间结构优化模型可应对气候变化,同时进行林木数量上的恢复和保护。选择湖南省龙虎山林场1 600 m²的固定样地,模拟林木在林分中的位置,采用改进多族群PSO算法并结合气候敏感的树高-胸径的广义模型,开展RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5气候情景下15 a后森林空间结构优化研究。结果表明,RCP2.6气候情景下样地择伐4株树后效果最明显,林分调整后的混交度、林层指数、开阔比数、大小比数以及林分均质性指数均增加,竞争指数、角尺度以及空间密度指数均下降,其中竞争指数和开阔比数变化最大,为-26.877%和28.148%;RCP4.5气候情景下该样地择伐8株树后效果最明显,林分调整后的混交度、林层指数、开阔比数、大小比数、均质性指数等均增加,竞争指数、角尺度以及空间密度指数均下降,其中开阔比数和均质性指数的变化最大,为21.43%和38.01%;RCP8.5气候情景下该样地择伐7株树后林分优化为最佳状态,林分调整后的混交度、林层指数、开阔比数、大小比数、均质性指数均增加,竞争指数、角尺度以及空间密度...     

基于Voronoi图的北京公园常见林分空间结构分析

探究北京平原人工林的林分空间结构,为合理经营森林提供依据。采用混交度、大小比数和聚集指数3个指数,基于Voronoi图空间结构单元分析北京平原常见林分的空间结构特征。林分中存在8种空间结构单元,以1株对象木和5株最近邻木的空间结构为主;除了阔叶纯林外,其余各林分平均混交度处于0.352~0.838,树种间隔离程度有弱度混交、中度混交和强度混交;各林分平均胸径大小比数处于0.441~0.675,表明林分水平异质性不高,林分处于中等竞争状态;林分聚集指数处于0.894~2.037,除了9号和12号样地呈聚集分布,其余各林分均呈均匀分布。林分空间结构基本合理。建议在采取经营措施前,对林分空间结构做出诊断。     

赣南马尾松林分多功能经营空间结构优化模型研究

以赣南飞播马尾松林为对象,通过对30个标准地的调查与样品测试,分析大小比数(U)、混交度(M)、角尺度(W)、开敞度(K)、空间密度(D)等空间结构指数及林分各功能大小;从林分尺度上利用多目标规划技术,分别建立以不同功能为主导的经营空间结构模型,采用顺序线性规划法求解理想空间结构的模式和综合指数。结果表明:以固碳、水源涵养、生物多样性保护、木材生产4个单项功能为主导及以生态功能为主导、整体功能最优的6种多功能经营模式的理想空间结构综合指数分别为0.78、0.78、0.90、0.68、0.97、0.93,其空间结构模式f(U,M,W,K,D)的理想值分别为{0.50,0.45,0.61,0.22,0.36}、{0.54,0.66,0.51,0.18,0.61}、{0.44,0.53,0.54,0.29,0.46}、{0.54,0.52,0.53,0.17,0.65}、{0.44,0.66,0.48,0.29,0.51}、{0.52,0.66,0.61,0.23,0.29};在拟合林分功能与空间结构关系模型的基础上,多目标规划技术是构建林分尺度上多功能经营空间结构模式的有效方法,不同功能为主导的理想空间结构模式可为其经营目标空间结构调整措施的制订提供科学依据。     

采伐强度对水源涵养林林分结构特征的影响

水源涵养林一般要求具有复层、冠长率高、冠幅完满、树种混交、灌草丰富的森林结构。中村林场位于山西省晋城市沁水县中村镇,其经营范围位于黄河中游一、二级支流的上游山区地带,90%以上为水源涵养林,油松为主要优势树种。为增强林分水源涵养能力,林场开始采取近自然经营理念与技术优化林分结构,增强生态功能,但由于生态公益林采伐限额的限制,林场在小面积范围内进行了不同采伐强度的经营试验。本研究定量分析了3种经营强度下形成的3种林分类型（包括不经营的高密度油松纯林T₀、总间伐强度47%的油松相对纯林T₁、总间伐强度62%的油松混交林T₂）的空间结构与非空间结构,包括空间混交度、大小比、多样性指数、林层结构、径阶分布、林冠层指标（冠长率、冠幅面积与冠幅）、灌草盖度等,并初步提出未来近自然经营措施。结果表明:T₂林分各林层树种丰富度、冠长率与冠幅面积最高,其次是T₁,T₀最差;在林分水平结构与林分多样性以及树种竞争力方面,亦是同样结果;由此可知,人工生态公益林其森林结构与生态功能只有通过经营才能得到提高。对于初始密度高的人工水源涵养林,只有通过不断间伐,调整林分密度与林木分布,才能促进天然更新,增加树种多样性与提高林分稳定性。本研究为全场调整林分结构和制定针对性经营措施提供数据支持与基本林分特征参数,同时,为被划分为生态公益林的高密度人工林经营提供案例参考。     

不同抚育间伐方式对蒙古栎次生林空间结构的影响

目的以长白山林区蒙古栎次生林为研究对象,分析基于目标树经营与传统经营的抚育间伐前后蒙古栎次生林空间结构主要指标及空间结构综合指数变化,评价不同抚育间伐方式对森林空间结构的影响。方法在吉林汪清设置9块面积均为1 hm2的蒙古栎次生林样地,随机区组进行3种处理,分别为传统经营（T1）、目标树经营密度1（T2）和目标树经营密度2（T3）。利用混交度、角尺度、大小比数和密集度4个林分空间结构指标,分析间伐前后目标树及林分的空间结构变化,并利用4个指标构建空间结构综合指数（CSSI）来综合评价蒙古栎次生林的空间结构对不同抚育间伐的响应。结果结果表明,从干扰树间伐对目标树的影响来看,目标树的混交度、大小比数和密集度3个指标的改善明显,角尺度改善不明显;从不同抚育间伐方式对林分空间结构的影响来看,3种处理均提高了林分内种间隔离程度、降低了密集程度,使林分空间分布格局趋向于随机分布,对林木大小分化度的影响不明显;根据CSSI综合评价得知:3种处理均提高了林分的空间结构综合指数,提高幅度为T3 > T2 > T1。结论干扰树间伐优化了目标树的空间结构,3种处理的抚育间伐均优化了林分的空间结构。基于目标树经营的抚育间伐对空间结构的改善程度优于传统的抚育间伐,T3处理,也即目标树选择密度为100株/hm2时采取的抚育间伐最有利于目标树和林分的空间结构优化。      

黔中马尾松近熟林空间结构特征及其调控

林分空间结构是描述林分结构极其变化的重要指标,是森林经营与管理成功的标志。利用随机抽样方法在黔中马尾松Pinus massoniana可持续经营管理试点（安顺市平坝区）设置100 m×100 m马尾松近熟林固定样地,采用10 m×10 m网格调查每株林木的树高、胸径和坐标数据,主要以混交度、大小比数和角尺度的一元和二元分布研究马尾松林的空间结构特征。结果表明:①该林分中马尾松在株数和断面积比例上占明显优势,种内竞争对马尾松生长影响很大,整个林分以零度混交为主,空间异质性不高;②在整个林分中,大部分林木处于随机分布,胸径差异不显著,伴生树种主要空间分布格局为集聚分布;③模拟采伐有利于林分空间结构的调控,改善林分空间分布格局,为森林群落的正向演替以及优势种群的健康生长提供了有利空间条件。     

次生林林木分级指数及其应用

为了更加科学、准确的评价林木在林分中的位置优劣状况,为林木分级提供新方法。以芦头国有林场青冈栎次生林为例,提出林木分级指数概念,筛选得到大小比数、健康指数、空间密度指数、混交度、交角竞争指数5个指标来构建林木分级指数计量模型,基于层次分析法,得到林木分级指数的计量模型为TCI=0.368 3(1-U)+0.279 2H+0.147 9(1-UCI)+0.136 4(1-D)+0.068 2M。采用等间距法得到每个林木等级的林木分级指数值分别为:优势木(0.75~1],亚优势木(0.5~0.75],中庸木(0.25~0.5],被压木(0~0.25]。运用指数计量模型计算得到芦头国有林场2个样地的林木分级指数均值分别为0.602 1和0.583 4,表明2个样地优势木和亚优势木均较多,林木总体生长状况较好。     

基于Voronoi图的阔叶红松林空间结构特征分析

[目的]森林空间结构是森林生物物理过程和动态演替的结果,又决定着森林的生长过程和生态服务功能的发挥.小兴安岭地区作为多样性保护与水源涵养的重要生态功能区,森林退化已经非常严重,有必要对现存的地带性顶极群落的结构特征进行分析,为退化森林的结构优化与调整提供理论支撑,促进其发挥应有的森林生态服务功能.[方法]本文以细鳞河国...     

混交林生长模型研究进展

通过对国内外各种混交林生长模型文献的分析研究 ,得出以下结论 :混交林是森林可持续经营的重要的营林体制 .随着混交林面积的增加 ,混交林的经营面临着挑战 .迫切需要研究合适的模型用于混交林的生长预测和经营 .混交林生长模拟的难点主要包括多树种、林分年龄、立地指数和竞争效应的表达等方面 .在这些方面仍需要大量的工作 .混交林生长模型按模型的层次可分为单木模型、径级模型和全林分模型 .其中单木模型最适合于描述受不同树种间个体竞争影响的混交林的生长 ,个体竞争的描述是这类模型的研究重点 .文章最后讨论了混交林生长模型的发展趋势 ,包括单木模型的研究、混合模型的研究、三维模型和模拟的可视化及与GIS相结合等     

油松林林分空间结构分析及评价指数构建

分析油松生态公益林林分空间结构并进行评价，用客观数据直观的表现林分空间结构的特点，为培育多功能生态公益林奠定理论基础。以古城林场油松林100 m×100 m的样地实测数据为基础，根据林木坐标位置生成Voronoi图，确定空间结构单元。选取角尺度、大小比数、开敞度、林层指数4个空间结构参数对林分空间结构进行基础性分析。对各个空间结构参数采用乘除法进行多目标规划，并以变异系数法的思想根据各林分空间结构参数内部标准差的大小确定参数权重，提出林分空间结构评价指数，再根据该油松林生态公益林的特点，将评价指数值划分为 5 个等级。结果表明，角尺度的均值为0.35，整个林分处于随机分布的状态。大小比数的均值为0.50，整个林分大小分化不严重，林木的胸径差异不明显。开敞度均值为0.40，整个林分透光条件平均水平较好。林层指数均值为0.55，有73％的林木林层指数>0.50，表明该林分中林木绝大多数都与相邻木处于不同林层。该林分空间结构评价指数均值为0.48，林分空间结构整体状态一般。对林分空间结构的分析与空间结构评价指数的构建，不仅能了解到林分空间结构各个方面的状况，也能得知林分空间结构的整体状况，并为森林空间结构优化调整提供理论基础。     

苏州太湖流域2种针阔混交林林分空间结构特征比较

选取太湖流域2种具有代表性的针阔混交林,应用传统林分结构因子配合混交度、角尺度、大小比数和开敞度4个参数进行比较,分析冬青湿地松混交林和栎树湿地松混交林的林分基本特征、空间结构和演替趋势。结果表明,冬青湿地松林的物种丰富度相对较高;对空间结构各参数进行比较,冬青湿地松林空间结构优于栎树湿地松林,林分处于相对稳定状态。其中在冬青湿地松林中,山矾、冬青可能会发展成为优势树种;在栎树混交林中,麻栎和栓皮栎的生长空间受限制,演替过程中优势度会有所下降,短柄粃和构树可能成为优势种。     

天目山针阔混交林林木空间分布格局特征

森林中林木的空间位置和森林功能息息相关,为更好地掌握树种的空间分布规律,科学合理地开展森林经营管理活动,在浙江省天目山区设置了30 m×30 m的针阔混交林样地15个,使用全站仪对样地边界和胸径≥5cm的木琴植物个体进行精确测量定位,同时进行种类识别、挂牌、定位和每木检测,获取基础数据。利用混交度、大小比数和角尺度等3种结构参数表征针阔混交林林分空间结构。结果表明：林分空间分布格局上,混交度为0．700～0．900的比例较大,树种平均混交度为0．712。天目山针阔混交林的林木零度混交和轻度混交的比例不高,中度混交和强度、极强度混交占很大比例。林分空间大小分化差异较小,在空间结构单元里,林分平均的大小比数位0．477,大部分个体分化程度处于中等水平。林分中有近一半的树木处于优势地位,总体优势度有继续上升的潜力。树种问的大小比数有一定差异,马尾松Pinus massoniana生长空间比其他树种略小一些,枫香Liquidambar for-mos（ana,杉木Cunninghamia larweolata,短柄抱Quercus glandulifera var．brevipetiolata等优势不明显,其余树种生长占优势地位。天目山针阔混交林林分处于相对稳定的状态,角尺度为0．500等级的分布频率最大,林分平均角尺度为0．533,林分中极少有很均匀和很不均匀的结构单元出现,整体林木水平分布格局为团状分布。未来的演替过程中,林分分布有随机分布的趋势。天目山针阔混交林物种丰富,结构相对合理,林分处于较为稳定的状态中。图3表4参20