拉绳式电子测径尺的研发及其测径效果分析

【目的】开发一种拉绳式电子测径尺，以解决围测类测径仪器因柔性尺面宽度而影响测量精度的问题，同时实现林木胸径外业数据的高效采集和内业高效记录。【方法】基于经典围测原理，以钢绳、卷盘、无刷直流电机和光电编码器为主要结构,研发了拉绳式电子测径尺。以钢尺测得的样木圆盘直径（8个方向测量）均值作为真值，利用拉绳式电子测径尺、柔性尺面电子测径尺、围尺和卡尺（2个方向测量），分别测量了20个近似圆形胸高圆盘（规则圆盘）的直径和20个不规则胸高圆盘的直径，比较各仪器测径的方差、准确度和t检验结果；用4种仪器分别测量7号样木规则圆盘直径和27号样木不规则圆盘直径，连续测6次,比较各仪器测径的精密度；用4种仪器分别测定10个规则圆盘和10个不规则圆盘的直径，记录平均耗时，比较各仪器的测径效率。【结果】拉绳式电子测径尺、柔性尺面电子测径仪、围尺和卡尺测量规则圆盘直径的准确度分别为0.045，0.205，0.115和0.140 cm，精密度分别为0.017，0.067，0.067和0.200 cm，方差分别为33.267，33.401，33.532和33.443；测量不规则圆盘直径的准确度分别为0.120，0.295，0.205和0.280 cm，精密度分别为0.058，0.092，0.067和0.350 cm，方差分别为22.525，22.908，22.611和21.607；测径平均耗时分别为6.9，7.5，7.7和13.9 s。【结论】拉绳式电子测径尺的测量精度和测径效率均优于柔性尺面电子测径仪、围尺和卡尺，不仅可满足森林资源连续清查和森林资源规划设计调查的精度要求，还能大大缩减外业测量和内业录入的成本。     

基于林木分级的大兴安岭天然兴安落叶松树高曲线研究

【目的】基于林木分级构建大兴安岭地区兴安落叶松的树高曲线模型，为该地区兴安落叶松的生长规律提供理论依据及森林可持续经营提供技术支撑。【方法】以大兴安岭地区翠岗林场56块固定样地数据为基础，根据单木相对直径(d)把林木分为了优势木、平均木、被压木3个等级，依据调整决定系数(R_adj² )最大、均方根误差(RMSE)和赤池信息量(AIC)最小的标准筛选出天然兴安落叶松各等级林木的最优树高曲线基础模型，并进一步评价和比较分位数回归和哑变量回归对兴安落叶松不同等级林木树高曲线模型模拟精度的影响。【结果】天然兴安落叶松树高曲线的最优基础模型均为Wykoff方程；当将林分分级哑变量同时添加在Wykoff方程的参数a和b上时，模型的拟合效果最好,其中兴安落叶松树高曲线模型的调整系数(R_adj²)、均方根误差(RMSE)和赤池信息量(AIC)分别为0.858 8、1.642 4和2 081.902；兴安落叶松中的不同等级林木对应的最优分位数模型与林分整体无差别，均表现为中位数模型最优(即τ=0.5)，其树高曲线的3...     

伊犁州引进杨树品种聚类筛选

【目的】对新疆伊犁州引进的426个杨树品种（无性系）两年生林木生长特性进行调查,筛选出速生品种,为该地区杨树的良种选择和遗传育种提供理论依据。【方法】根据杨树品种两年生林木生长状况,采用K-means聚类方法对树高和胸径进行聚类分析。【结果】聚类结果可将426个杨树品种两年生林木分为三大类：第Ⅰ类为生长快类,树高年均生长量为4.21 m,胸径年均生长量为4.89 cm;第Ⅱ类为生长较快类,树高年均生长量为3.57 m,胸径年均生长量为3.84 cm;第Ⅲ类为生长慢类,树高年均生长量为2.81 m,胸径年均生长量为2.52 cm。筛选出杨树优良品种（无性系）220个,其中树高和胸径生长快型的95个,树高和胸径生长较快型125个,占总数的50%以上。【结论】初步筛选出220个杨树优良品种,这些杨树品种生长快,抗逆性强,适宜在伊犁河流域栽培种植。     

精准测定技术在固定样地复位调查中的应用

为解决国家森林资源连续清查体系中固定样地复位较难、固定样木测定精度不高的问题,采用手持GPS对固定样地定位、全站仪对固定样木测高、罗盘仪对固定样木复位的方法可以提高调查精度.结果表明:利用手持GPS进行固定样地的复位调查,可以使固定样地的复位率达到100%;利用全站仪可以使树高的测量精度提高到1%;利用罗盘仪可以使固定样木的复位率达到95%以上.同时采用手持GPS与PDA相结合,可实现数据的自动存储、实时显示,使样木位置坐标化,改变了传统的森林资源复查方法,大大提高了工作效率.     

基于交角的林木竞争指数应用研究

【目的】基于交角的林木竞争指数(CI)简洁,能同时表达出竞争木上方的遮盖和侧翼的挤压。探讨不同林分用胸径(D)或通过胸径-树高(D-H)曲线预估树高后替代实测树高计算该竞争指数的可行性,以期给出基于交角的林木竞争指数的最优经验计算途径。【方法】以3个地区共6块样地的天然林和人工林为研究对象,利用全站仪测定并记录林木坐标、树种、胸径、树高、冠幅和健康状况,并计算和分析各样地林木通过胸径得到的竞争指数(CID),通过胸径-树高曲线预估树高后得到的竞争指数(CI_(D-H))与通过实测树高得到的竞争指数(CIH)间的关系。【结果】不同森林类型林分通过胸径和胸径-树高曲线预估树高后计算得到林木竞争指数的2个经验计算途径都是可行的,且都能表达出通过实测树高计算得到林木竞争指数(CIH)结果的95%以上。2个经验计算途径的效果与胸径-树高曲线模型精度呈显著正相关,当胸径-树高曲线模型精度低(R20.53)时,CI_(D-H)效果略差。【结论】由于CI_(D-H)计算过程较复杂,且当林分胸径-树高曲线模型精度较低时,竞争指数CI_(D-H)的应用效果比竞争指数CI_D略差,因此以胸径替代实测树高可作为该竞争指数的最佳经验计算途径。     

基于TLS的树高转换模型构建研究

树高是森林资源调查中重要的结构参数，也是森林蓄积量、树木生长模拟及森林碳汇计算的基础因子。以安徽省休宁县西田国有林场的杉木人工林为研究对象，使用地基激光雷达（TLS）采集单株样木的激光点云数据，通过HDScene软件完成测站拼接、去噪等预处理，并直接提取单株杉木树高。同时，联立获取的伐倒样木树高实测值，运用相关分析和回归分析方法构建树高转换模型。结果表明，树高转换模型关系式为y=0.970x+0.312,R²=0.973,RMSE=0.441,并且当树高超过9 m时，TLS树高测量值与伐倒木真实值之间的误差会降低且趋于平稳。该研究提出一种获取高精度树高参数的方法，可为解决传统方法获取树高时精度不高或工作量大等不足提供科学依据。     

广东琼楠人工林生长规律研究

【目的】研究广东琼楠树高(H)、胸径(DBH)、材积(V)与树龄(T)间的回归关系及最优生长模型,以期掌握广东琼楠的生长规律,为林木快速生长期的科学抚育及森林质量和产量的提高提供参考。【方法】以广西南宁树木园内33年生广东琼楠人工林为研究对象,采用树干解析的方法对广东琼楠人工林测树因子各年间变化动态进行测定。【结果】33年生广东琼楠人工林的平均胸径、树高和材积分别为23. 6 cm、19. 7 m和0. 37471 m~3;树高和胸径的平均生长量曲线和连年生长量曲线出现多个交叉点,变化幅度较大,但其单株材积生长曲线在33年间不断攀升,表现良好的生长趋势。各生长曲线表明6～12年为广东琼楠的速生期,所拟合回归模型R~2均达到0. 99以上,检验精度较高。【结论】广东琼楠树高最优生长模型为苏马克(Schumacher)模型,胸径生长最优模型为理查德(Richards)模型,材积生长最优模型为坎派兹(Compertz)模型; 30～32年之间材积生长达到数量成熟;拟合模型精度较高,可运用于生产实践中的预测。     

罗盘导线定位及其精度分析

为解决森林调查中罗盘定位的精度问题,利用全站仪具有测量边长和角度精度高的特点,将其测量值作为真值.用罗盘仪对其值进行重复观测,进行比较研究,通过间接平差,得出罗盘仪测量边长和竖角的精度,由此推导出罗盘导线和罗盘测树高的精度.试验表明,1 km罗盘支导线最弱点的中误差达3 m,罗盘测树高的相对精度达5%.这个精度能够满足林业上的测量要求.由此可见,用罗盘进行辅助定位,是一种理想手段.     

坡向对长白山区西南部蒙古栎林净初级生产力和净生态系统生产力的影响

以长白山西南部地区(地理中心坐标：125°58′54″E、41°44′31″N)为研究区域，以蒙古栎(Quercus mongolica)天然次生林为研究对象，分别在代表研究区域主要植被特征的同一座山、同一海拔高度的阳坡和阴坡，各设置固定样地3块(20 m×30 m)。在两坡向样地内分别设置3个样方(10 m×10 m),阳坡3个样方蒙古栎样木分别为17、13、17株，阴坡3个样方蒙古栎样木分别为13、19、10株，在生长季晚期测量样方内蒙古栎样木胸径、树高；利用生长锥(内径5 mm)钻取样方内所有树木的微生长芯，利用Lintab6年轮分析仪还原树木历年胸径。利用异速生长方程，结合树木年代学方法，测算两坡向蒙古栎林生物量、净初级生产力(NPP);在生长季初，利用挖壕法在各样地中随机设置3个异养呼吸样方(1 m×1 m),样方内随机放置土壤环1个(环高5.0 cm,内径19.5 cm),利用LGR便携式温室气体分析仪配备土壤呼吸气室，观测土壤异养呼吸速率；结合微气象法，整合森林净初级生产力及土壤异养呼吸速率数据，综合估算净生态系统生产力(NEP)。依据试验测试数据，分析坡向环境对蒙古栎林...     

三维前方交会法测量树高及其精度分析

为了解决森林调查中因地形起伏不能通过皮尺或者视距法获得测站与目标树的水平距离,而导致不能通过一般三角测量的办法来测量树高的问题,该文将测量高程的前方交会法应用到测树上来获得树高数据.前方交会法的内容为两台仪器与目标树构成一个三角形,测量两台仪器中心的斜距和三个夹角,利用正弦定理推算目标树与一台仪器的水平距离,然后再测得树顶和树根两处的天顶距,利用三角测量获得树高.经纬仪和罗盘仪是森林调查中常用的工具,通过对该模型的精度分析和实验发现经纬仪采用此方法可以控制误差在5%以内,满足林业上的测量要求,而罗盘仪采用此方法误差范围超过5%,不能满足要求.此方法可以配合经纬仪进行树高测量.     

倾斜摄影测量技术提取油松单木信息

  目的  获取森林单木参数的信息是经营、管理森林过程中的一项重要内容。倾斜摄影测量技术以其多角度拍摄方法,成为目前高效获得单木信息的研究方法之一。  方法  本研究以内蒙古旺业甸油松林为研究对象,利用无人机倾斜摄影测量技术获取油松单木的树高、冠幅和材积,探究了4种不同的相片分辨率（1、0.5、0.25、0.1 m）对单木信息提取能力的影响。采用基于点云数据的均值漂移算法和基于冠层高度模型（CHM）的分水岭算法分割单木树冠,以样地实测单木参数和激光雷达提取的单木数据作为验证数据,探索了相片分辨率与单木提取能力的关系,比较了两种分割方法的准确度及最优分辨率。建立了基于CHM提取树高与单木材积的异速生长模型（y = 0.000 1x2.717,R2 = 0.571 7）, 并绘制了测区油松单木材积分布图。  结果  （1）摄影测量提取单木油松冠幅,分水岭算法和均值漂移分割算法均在0.5 m相片分辨率的分割准确度最好,且分水岭算法提取的冠幅较均值漂移算法有较少的漏分、过度分割,其F得分分别为0.87和0.82;而在0.5 m分辨率下均值漂移算法提取的冠幅数值准确度较好,分水岭算法和均值漂移算法得到的参考树冠与分割树冠的相关系数分别为0.850和0.892,且在P < 0.01水平上极显著。（2）分水岭分割算法和均值漂移算法提取油松树高的能力相近,0.5 m相片分辨率得到的单木树高平均误差最小且相差不大,分别为0.42和0.66 m。  结论  研究明确了倾斜摄影测量技术提取油松单木的关键方法和最佳相片分辨率参数,提高了调查效率,为设置合理无人机数据获取的参数提供了科学依据。      

森林空间数据的统计与仿真

该文介绍一种简单有效的森林空间数据的仿真方法．假设森林中树高为正态分布，单株林木的高度与邻近木相关，与距离远的林木相关极小．利用一个协方差估计公式来描述这种相关性，并以一人工落叶松林样地为例，计算出估计公式中的特征参数ａ，在此基础上用ＣｈｏｌｅｓｋｙＤｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ方法建立树高空间分布的仿真模型，在与原样地相同的空间位置上产生出一组与样地数据无偏的虚拟树高数据．通过设定仿真程序的各种输入值，如平均值、方差、株距等，用此方法也可‘制造’出面积和分布各异的森林空间数据     

基于分级的福建将乐地区栲树树高曲线模型研究

【目的】研究栲树树高曲线模型，为编制福建省将乐地区亚热带常绿阔叶林森林经营数表、指导当地森林经营提供依据。【方法】以将乐地区常绿阔叶林中的栲树为研究对象，以17个栲树林样地中427株栲树胸径、树高实测数据为建模数据，通过分析坡度、坡向和坡位3个地形因子与树高生长之间的相关关系，以Richards方程为基本方程，分别构建基于树高分级和地形分级的栲树树高曲线模型，并与经典树高曲线模型进行精度对比。【结果】基于树高分级的栲树树高曲线模型的决定系数（R²）最大，为0.630;均方根误差（RMSE）最小，为2.283，表明模型拟合精度较高。基于地形分级的栲树树高曲线模型的平均绝对误差（MAE）和平均相对误差（MRE）分别为1.707和0.163，均为最小，表明该模型预估精度最高。【结论】结合将乐地区实际情况，基于地形分级的树高曲线模型能较为精确地预估栲树树高。     

基于FVS的华北落叶松人工林树高生长量模型研究

基于大量华北落叶松人工林临时样地和解析木数据,选用林木大小和立地条件为自变量,构建起单木树高生长量回归模型,模型相关系数R²为0.516。结果表明,影响华北落叶松单木树高生长量的因素从大到小依次为:林木生长、立地条件。利用检验数据对所建立的树高生长量模型进行检验,预测值2.77 m要略高于实测值2.74 m,t-检验差异不显著,模型预测效果良好。     

间伐强度对阴、阳坡栓皮栎林木生长及干形的影响

【目的】探索不同间伐强度对阴坡、阳坡栓皮栎林木生长及干形的影响,为栓皮栎林的合理抚育间伐和经营提供依据。【方法】以秦岭南坡商洛地区阴坡、阳坡生长的栓皮栎次生纯林为研究对象,设置不同间伐强度(弱度、中度、强度间伐分别保留郁闭度为0.8,0.7和0.6)和对照(未间伐)样地各3块,每块样地面积20m×20m,于抚育间伐7年后对不同间伐强度下林木的生长、干形进行调查比较。【结果】阴、阳坡两种生境条件下,栓皮栎胸径、冠幅、单株胸高断面积、单株材积现存量均与间伐强度成正相关关系,间伐7年后林分胸高断面积、蓄积均下降,间伐强度对树高的影响不显著;两种坡向的林木胸径、树高、冠幅年均生长率均表现为冠幅年均生长率胸径年均生长率树高年均生长率;间伐后,两种坡向的林木平均通直度均提高,阴、阳坡林木平均通直度分别在中度、弱度间伐时最高,高径比、活枝下高有所降低,而栓皮栎林平均分杈率出现先下降后升高的趋势,阴坡的平均分杈率小于阳坡。【结论】间伐强度对不同坡向栓皮栎林木生长、干形的影响存在差异,强度间伐(保留郁闭度0.6)对两种坡向林木生长的促进效果最好;弱度间伐(保留郁闭度0.8)较利于阳坡培育优质干形,而中度间伐(保留郁闭度0.7)较利于阴坡培育优质干形;对林分进行抚育间伐时,应考虑培育目标以及林木的生境条件,以便在更好地促进林木生长的同时获得更多的经济效益。     

贡嘎山海螺沟冰川退缩区4种常见树种的异速生长方程

【目的】异速生长方程是构建林木生物量最简单常用的方法,本研究旨在为川西亚高山森林生物量及碳储量估测提供有效的研究方法,同时为异速生长模型优化以及植被原生演替过程研究提供基础依据。【方法】本文基于海螺沟冰川退缩区植被原生演替过程中主要树种的生物量实测数据,通过模型将树木的总生物量及不同组分(如枝、叶、树干、根等)生物量与胸径和树高等易测指标联系起来,建立了各树种总生物量及各组分生物量异速生长方程。【结果】引入树高(H)的二元模型拟合效果要优于一元模型,同一模型对地上和树干生物量估计精度要优于枝叶和地下生物量的估计。【结论】以D~2H为自变量的方程对树干和地上生物量的拟合效果更好,而以D~3/H为自变量的方程更适合枝叶和根的生物量拟合。在实际工作中,考虑到野外测量的难度,可以采用一元模型W=aD~b。本次构建的生物量异速生长方程对于青藏高原东缘亚高山森林生态系统生物量的估算以及植被演替过程中生物量的动态研究具有重要参考价值。     

有机、无机肥配施对黄梁木幼林生长的影响

【目的】探究有机、无机肥配施对黄梁木Neolamarckia cadamba幼林生长的影响。【方法】采用林地现场小区试验法,对黄梁木幼林进行猪粪、鸡粪、过磷酸钙和氯化钾配施正交试验。【结果】有机、无机肥配施能显著促进黄梁木幼林树高和地径生长,造林半年后,与未施肥相比,施肥处理树高和地径分别增加23.53%~109.41%和37.99%~149.06%;多因素方差分析显示,猪粪和过磷酸钙对黄梁木树高和地径生长有显著影响,其不同水平间差异显著,而鸡粪和氯化钾主效应不显著;综合考虑黄梁木生长状况和肥料成本,选择猪粪14 kg·株-1+过磷酸钙1.5 kg·株-1作为黄梁木幼林施肥方案;回归分析得出,猪粪(x1)和过磷酸钙(x2)施用量与黄梁木树高(yH)和地径(yD)之间的回归方程分别为:yH=1.016+0.031x1+0.221x2(R2=0.835,P=0.000),yD=26.193+0.991x1+6.052x2(R2=0.83,P=0.000)。【结论】有机、无机肥配施能显著促进黄梁木幼林树高和地径生长,当黄梁木施用猪粪14 kg·株-1+过磷酸钙1.5 kg·株-1时,促进作用最为明显。     

基于度量误差模型方法建立的林分相容性树高曲线方程组

【目的】研究北京市蒙古栎天然林的林分树高生长规律,为林分的科学、合理经营管理提供参考。【方法】根据北京市蒙古栎一类清查数据,以Richards方程为基础,采用度量误差模型方法建立林分相容性平均树高曲线方程组。【结果】经检验,所建模型在置信水平α=0.05时显著,对林分树高、胸径的预估精度分别为96.39%和97.23%。随着蒙古栎林分林龄的增长,胸径生长速生期滞后于树高生长速生期,大约在15年时,林分树高生长速度最快,大约在23年时,林分胸径生长速度最快;而林分树高随其胸径的生长变化则是在林分胸径为10cm左右时生长最快,此后逐渐减缓。【结论】所建立的林分树高曲线联立方程组比较合理,既使得林分树高曲线与林分胸径、树高生长过程曲线之间具有相容性和一致性,也考虑了模型中自变量的度量误差。     

内蒙古大兴安岭林区立地质量评价及生产潜力研究

为探讨如何利用现有资料对全国林地进行立地质量评价,为各级森林经营方案的规划设计提供技术支撑,以内蒙古大兴安岭林区为例,依据内蒙古大兴安岭森林资源清查的标准木、样木和样地数据,构建了区域内5种主要树种(组)树高曲线,计算出各样地内样木树高,再经筛选得到各树种优势木数据并编制其立地形表,然后基于地形和土壤等环境因子与立地形之间的数量关系,拟合立地形估测模型。在此基础上,使用林区二类调查数据中的地形和土壤因子,估测林区内所有小班的立地形,得到林区林地立地质量等级及其分布情况。最后根据三期固定样地资料和林区现实林分状况,综合确定各立地质量等级的森林生产潜力,由此来实现林区森林现实生产力状况与生产潜力对比分析评价。结果表明:分等级的树高曲线符合林木生长规律,根据样地等级计算样木树高,筛选优势木,采用理查兹模型的导向曲线和标准胸径编制立地形表的方法可行;由评价结果来看,林区林地质量整体较好,林地质量等级为好和中等的分别占56.59%和29.05%,合计高达85.64%;林区98.38%的森林未达到林地生产潜力水平,特别是中幼龄林的年平均生产力(2.63m3·hm-2·a-1)仅为潜在水平的41.10%;林区内中幼龄森林占比较大,且抚育经营潜力巨大,通过森林抚育,森林蓄积量测算能增加1656.10×104m3。因而,基于森林清查资料和二类调查数据库,在中国森林立地类型分类体系下的二级区内,结合多个树种(组)对区域内的林地质量进行评价并对其生产潜力进行测算的方法可行、实用,值得推广。     

川西高原5种乡土杨树生长特性研究

【目的】探究川西高原乡土杨树人工林生长规律,为四川乡土杨树的栽培与推广提供科学依据。【方法】采用树干解析法,对伐自川西高原不同地点的5种乡土杨树(川杨、乡城杨、光果西南杨、三脉青杨和康定杨)人工林的生长特性进行研究。【结果】川杨、乡城杨、光果西南杨、三脉青杨、康定杨的树龄分别为26,24,24,26和20年,其树高总生长量分别为28.5,18.2,16.0,16.4和16.2m,胸径生长量分别为33.05,32.66,27.73,33.11和24cm,材积生长量分别为1.027 4,0.652 0,0.375 0,0.546 9和0.306 2m3;树高、胸径与材积的连年生长量均基本表现出先升后降的规律,各树种的树高与胸径连年生长量最大值及出现的时间存在一定差异;数量成熟年龄也存在差异,其成熟顺序依次是光果西南杨、乡城杨、康定杨、川杨、三脉青杨;各树种胸高形数开始时差异较大,但后期基本稳定在0.4左右;胸径、树高、材积的Logistic方程均能很好地反映各树种的生长过程,其回归方程的相关系数都在0.99以上。【结论】川西高原乡土杨树各树种的生长过程存在明显差异,在造林后应依据其生长特性进行抚育管理,以缩短其成材年限。