基于GDI~＋技术的林分结构可视化技术研究

针对林分结构数据,筛选并规范化必要的林分结构因子,对林分内林木将实地坐标转换为屏幕坐标,通过对单株木逐一绘制二维示意图的方式,直观展示林分空间和属性结构。基于GDI＋技术,生成空间结构二维示意图反映林分密度、郁闭度、空间分布格局等,生成分布直方图反映林分属性结构分布,实现了湖南攸县黄丰桥林场某林分的结构可视化。结果显示,以可视化手段展示林分结构,比数据表展示更加生动、直观。     

林分空间结构可视化方法研究

通过可视化方法对林分空间结构特征进行模拟,既真实的反映林分现实状态,又方便直观的为森林生产经营提供依据和指导.以河北省张家口桥东区油松林为研究对象,将分布格局中均匀分布、随机分布、聚集分布的特征与计算机图形学的几何特征相结合作为可视化参数,先通过聚集指数R判断分布格局,再依据3参数Weibull函数划分林木大小,对油松林的空间结构进行了初步的可视化实现,并建立了相应的植物形态特征数据库,取得了良好的效果.     

利用SVS模型实现林分空间格局可视化方法初探

利用景观管理系统(Landscape Management System,LMS)软件工具包中的林分可视化系统(SVS)模块对刺槐林分空间格局的可视化过程进行了详细的分析,调整了现实林分空间格局状况,模拟出调整后的刺槐林分空间格局可视化图形。比较了SVS与传统林分空间格局测定方法的优劣。从SVS模拟调整林分空间格局的结果可以看出,调整后比调整前林冠分布的均匀度提高了45%。同时指出了引用国外林分空间格局可视化软件时存在的问题及其解决办法。     

林分可视化系统在帽儿山地区的应用

对Stand Visualization System（SVS）林分可视化系统作了初步的介绍，并以帽儿山生态站次生林分为例进行了应用研究，结果表明：SVS是一个理想的对林分数据（树种、高、颜色、密度、冠幅特征、树叶特征）进行可视化研究的软件，它以图像的形式直观生动地展示出所模拟林分的结构及其树种、径级以及树木高度等指标的分布情况。但是SVS所需参数较多，有些数据的获取有一定的难度，需要加强相关基础研究。     

不同龄组柳杉人工林林分结构分析

选取平坝大坡林场的5个龄组21个样地为研究对象,利用基于R软件的forestSAS软件包,通过树种组成、胸径分布、树高分布、林分密度和林木分布格局来分析林分空间结构,并评价其林分空间异质性.结果表明:研究区域树种组成单一,林木优势度不明显,林分垂直结构简单,林木太密集使之可利用空间小,林分空间分布格局较为均匀;大坡林场柳杉林分空间结构异质性弱,林分结构多样性低,林分不稳定.     

兴安落叶松中幼龄天然林空间利用特征及影响因子

  目的  以大兴安岭过伐林为研究对象，界定林分空间利用，提出林分空间利用率计算方法，从林分水平空间、垂直空间、综合空间利用率3个方面分析天然林空间利用规律。  方法  利用14块样地数据，应用相关分析和逐步回归分析方法揭示影响林分空间利用率的主要因子。  结果  14块样地林分水平空间利用率、垂直空间利用率和综合空间利用率分别为62.5%~85.9%、31.2%~65.5%和50.1%~68.7%；平均水平分别达73.6%、46.0%和59.2%；随着林分生长，林木数量、个体大小、分布格局不断被调整，林分水平空间利用率发生变化；林分水平空间利用率与样地林木株数、更新密度和林木聚集系数极显著正相关(P＜0.01)，与林分蓄积量显著负相关(P＜0.05)，与林分平均胸径极显著负相关(P＜0.01)；不同生长阶段的林分垂直空间大小不一，随着林分生长，林分高度、各层林木株数和高度逐渐被调整，林分垂直空间大小和空间利用率发生动态变化；林分垂直空间利用率与更新层高极显著正相关(P＜0.01)，与样地林木株数、更新密度、林木聚集系数显著负相关(P＜0.05)，与垂直层次数、主林层高、演替层高、主林层与更新层高差、演替层与更新层高差、更新层株数极显著负相关(P＜0.01)；林分综合空间利用率受水平和垂直结构两方面因素影响，与林分密度、主林层株数显著正相关(P＜0.05)，与垂直层次数、演替层高显著负相关(P＜0.05)，与主林层高、主林层与更新层高差极显著负相关(P＜0.01)。  结论  随着林分生长，林分空间大小和空间利用率发生动态变化。影响林分水平空间、垂直空间、综合空间利用率主要因子分别为更新密度、演替层与更新层高差、主林层高、林分密度和演替层高。提高林分空间利用率，优化林分结构，需要采取兼顾水平结构和垂直结构多种因子的立体技术措施。在林分不同生长阶段合理调控林分密度，确保林分自然更新能力，合理设置林分各层次林木株数和高度分布，形成阶梯式分布状态，使林分空间得到充分利用。表6参22     

基于相邻木关系的林木密集程度表达方式研究

林木密集程度是林分空间结构的重要属性,反映林木的疏密程度,包含一定的竞争信息,同时直观表达了林冠层对林地是否连续覆盖。如何通过构建空间结构参数准确量化单株林木周围和林分整体的密集程度是本研究的主要目的。以相邻木空间关系为基础,采用模拟林分数据和实际林分调查数据相结合的方法,提出了一种新的与林木距离有关的林分空间结构参数——密集度,它以林分空间结构单元为基础,通过判断林分空间结构单元中树冠的连接程度分析林木的密集程度。密集度有5种取值,以中度级为岭脊,明确地定义了参照树所在的结构单元的林木密集程度,密集度的值越大说明参照树所处小环境林木密集程度越高,参照树可能面临的竞争越激烈,林冠层越连续覆盖;密集度值越小说明林木密集程度越低,参照树面临的竞争压力越小,参数生物学意义十分明显。在计算林分密集度时,综合考虑分布格局对于林木占据空间方位的影响,增加了参数的准确性。在模拟林分和吉林蛟河红松阔叶林、江西分宜大岗山杉木人工纯林等不同格局、不同密度、不同类型的林分密集程度研究中,密集度均取得了满意的结果,密集度在实际应用中与其他结构参数相似,也可通过抽样调查直接获得,不需要测量距离,并为分析林分空间结构与林木竞争的关系提供了一种可行的途径。如何突破技术上的限制,将密集度与混交度、大小比数和角尺度联合分析,实现空间结构参数的多元联立是下一步研究的重点。      

样方法及其在林分空间格局研究中的应用

该文对测定空间格局的方法进行了总结和分类。利用定位标准地的资料,对非自然样方下测定空间格局的小样方面积进行了比较试验,提出了测定空间格局效果最好的小样方面积。应用样方法中的9种常用分布型和7种分布型指数,研究了大兴安岭林区落叶松天然林的林分空间格局;选出了适合此研究范围的理论分布型,用Iδ、G和Iwao指数研究了林分空间格局的个体聚集规模、个体群的分布规律、林分空间格局的时间动态以及林分空间格局变化与其他林分结构因子之间的关系等。     

一二代不同林龄马尾松林分材积生长过程及林分结构比较

采用配对样地法,以不同栽植代数(一、二代)、不同发育阶段(8、15、20年)的马尾松人工林为对象,对一、二代不同林龄马尾松林分单株材积生长过程及林分结构进行比较分析.结果表明:连栽后,一、二代幼龄、中龄林分平均木单株材积平均生长和连年生长在整个生长过程总体表现为二代要好于一代,马尾松连栽并未导致林分平均木单株材积生长出现下降趋势,一、二代林分株数百分比径阶分布随林龄不同而不同,同代林分林木株数百分比径阶分布在不同林龄阶段也不同,连栽并未影响林分结构.     

基于关系模型的林分生长可视化建模

针对杉木人工纯林,利用少量的林木实测数据,基于高次Bezier曲线结合最小二乘法,拟合单株林木及林分的关系模型,生成插值方程。采用一种新的林分增长量分配方法,以此推算出任意时段林分中林木模型数据,同时根据林分生长特征属性参数和对随机变量的自适应控制,智能构建任意时段林分中各种形态结构的林木可视化模型。结果表明,该算法复杂度低、实效性强,使构建的林分生长模型既符合其生长规律,又具有较强的真实感。     

飞播马尾松林林分空间结构对林下植被多样性的影响

以飞播马尾松中龄林为研究对象,通过典型样地调查,运用单因素方差及灰色关联分析方法,分析林分空间结构对林下植被多样性的影响。结果表明:(1)大小比数对灌木及草本层多样性及盖度影响均不显著(P0.05);角尺度、混交度对灌木及草本Shannon-Wiener指数影响显著(P0.05),且混交度对草本Patrick指数影响达到显著水平(P0.05);空间密度、开敞度对草本Shannon-Wiener指数影响显著(P0.05),且开敞度对灌木Patrick指数的影响达显著水平(P0.05),空间密度对灌木盖度的影响达显著水平(P0.05);各种空间结构指数对Pielou指数的影响均不显著(P0.05)。总体上,林下植被多样性表现为林木随机分布的林分高于聚集分布的林分,混交林高于纯林,中等密度林分高于高密度林分,开敞度基本充足的林分高于开敞度严重不足的林分。(2)受林下植被物种多样性影响最大的是空间密度,最小的是大小比数。因此,以调整林分密度为主,综合调整林木分布格局、树种结构及其开敞度,将有利于提高林下植被的多样性。     

林分结构对人工林红松木材材质的影响

对不同林分结构（纯林、混交林和三株一从）的人工林红松（Pinus koraisensis)木材材质进行测试和分析，结果表明：红松木材生长速率、生长轮宽度、晚材率差异不显著，红松木材的管胞长度，纤丝角、生长轮密度、干缩率和差异干缩、绝大多数力学性质指标差异显著，采用综合坐标法，对不同林分结构的林分木材材质进行品质评定，综合性能和建筑材评定的优劣顺序为混交林、纯林，三株一丛的林分；纸浆材的优劣顺序为混交林、三株一丛，纯林的林分。     

Spatially correlated forest stand structures: A simulation approach using copulas

Spatial structure of forest stands is one of the main drivers of forest growth and yield, and is an important indicator of wildlife habitat, aesthetics, and other non-timber forest uses. Because spatial structure is costly to measure, a number of approaches for simulating spatial structures have been proposed. In this paper, we propose a simple approach that is capable of generating multispecies stand structures. Based on the method of copulas (Genest and MacKay, 1986, Am. Stat. 40:280-283), we utilize a normal copula to simulate spatially correlated stand structures. Species composition, diameter, height, and crown ratio distributions of each species, and their correlation with underlying spatial patterns are all controlled by user inputs. Example data sets are used to demonstrate how to estimate required parameters and compare simulated spatial structures with observed spatial structures. Except at the smallest scales (<10 m in the longleaf pine dataset and <2 m in the mixed Acadian Forest dataset), the simulated stand structures adequately captured the observed spatial patterns. Based on these comparisons, we conclude that the system is capable of simulating a range of forest stand spatial structures.     

降雨对不同密度栓皮栎林土壤温湿度及水分运移的影响1）

以黄河小浪底库区3种密度栓皮栎林为研究对象,运用稳定同位素技术,结合大气、土壤温湿度及土壤水分氘同位素（δD）值,探讨不同季节降雨对土壤剖面温度、水分动态及运移的影响。结果表明,降雨前后高密度林分土壤温度均最高,且下层土壤具保温效果。土壤湿度随密度增大而增加,且低密度林分下层湿度大,而中高密度林分表层湿度大。雨前土壤水分δD值与枯落物δD值变化趋势相同,均随密度增大而减小。低密度林分,降雨在枯落物及土壤表层滞留时间较短,均可较快入渗到深层土壤,随后涵养在上层水分以活塞流形式下渗。且前期降水较多时,混合水可侧向流动补给壤中流。中高密度林分,在前期土壤湿度较大的雨季和旱季初期,降雨也可较快入渗到深层,除高密度林分在前期降雨较多的雨季下渗到中层。而前期降雨较少时,降雨在中高密度林分的枯落物及表层土壤滞留时间较长。表明土壤湿度低时,中密度林分土壤可较好的蓄积水分,而高密度林分在湿度低或高时均能较好的调控土壤水分。此外,在前期降水充足和高强度降雨后,降雨在低中密度林分均可通过优先流形式快速入渗,补给深层土壤。泉水和地下水δD值没有明显改变,可为干旱季节植被生长提供重要水源。     

现有林分密度指标的评价

文章选择了１９５２年斯珀尔提出的评价林分密度的四个标准，对国内外现有的十二种密度指标进行了综合评价。林分密度指数（ＳＤＩ）、相对密度（ＲＤ）、树冠竞争因子（ＣＣＦ）、树木面积比和点密度既能反映树冠平均生长，又与林分疏伐直接相关，并为描述林分最大密度，预测死亡率，以及林分疏伐时最佳林分密度的确定等提供了方便的尺度。     

不同类型猴樟混交林种间关系和冠层结构

以贵州人工栽培的猴樟纯林和3种类型的混交林为研究对象,采用Hegyi单木竞争指数模型对其种内、种间及全林分竞争强度进行定量研究,分析了不同混交组成树种的生态位宽度、生态相似系数和生态位重叠并测定了林分的冠层结构参数。结果表明:猴樟纯林的竞争最强,猴樟×杜英×楠木混交林是一个生态相似性较大、生态位重叠较高的混交组合,但目前竞争最小;猴樟×广玉兰×女贞混交林则是一个生态相似性小、生态位重叠较低且竞争比较强的混交组合,需要进行结构调整。研究结果反映出了不同混交组合中物种生态位宽度、生态位重叠和种间竞争关系的复杂性。混交林的冠层结构参数因树种组成、混交比例不同而异,总体上混交林的冠层参数空间异质性大于纯林。     

影响亚热带东部森林结构的因子分析

利用第五次全国资源清查的部分数据，在我国亚热带东部地区构造了一条以温度为主要驱动的，长约750km、宽约100km，地跨安徽、江西、浙江、福建、广东五省的平行四边形样带，通过对样带内863块样地的胸径变异系数和有关林分因子、环境因子之间的相关分析，确定了不同因子对林分结构的影响程度，其中，林分的平均胸径对林分结构的影响最显著，林分密度、海拔高度、坡度、经纬度、土壤厚度等对林分结构也有影响。这些因子最多能够解释整个样带林分结构变化的35％。     

随机状态下林分密度调查精度分析

从林木随机分布的角度对林分密度的调查精度进行了相关分析.分析指出,在天然的林分中,林木分布具有一定的随机性,在一定面积的样地中,林木株数服从泊松分布,并得出结论,林分密度调查精度的直接影响因子为调查的林木株数.     

不同林分密度对日本落叶松生物量的影响

[目的]快速培育优质高产日本落叶松人工林,优选最佳的适宜密度。[方法]设间伐强度20.00%、30.00%、40.00%、对照4个处理,即Ⅰ号区2 235株/hm~2,Ⅱ号区1 995株/hm~2,Ⅲ号区1 365株/hm~2,Ⅳ号区2 975.00株/hm~2(CK),选择18年生的林分进行不同保留密度的试验研究。[结果]10年间各试验区日本落叶松的生物量变化比较明显,Ⅱ号区保留密度1 365株/hm~2,乔林层生物量比CK提高74.80%,总林分生物量比CK提高72.22%;Ⅲ号区保留密度810株/hm~2,林分乔木层生物量比CK降低3.94%,林分总生物量比CK降低3.36%,而草本层和灌木层的生物量比CK分别提高2.53%和20.34%。[结论]在日本落叶松中龄阶段,林分的保留密度以1 365株/hm~2为宜。