基于物种空间结构和多样性的改进型混交度研究

混交度是描述混交林中不同树种之间隔离程度的重要空间结构指数。由于忽略对象木周围邻近木的空间分布,传统混交度、树种多样性混交度和树种分隔程度空间测度指数在计算混交度时,使得一些不同混交程度混交林具有相同混交度;全混交度对只有几株对象木的结构单元,不能够体现出完全混交的状态。这些给混交林的混交度调查和不同混交林之间的混交度比较带来困难。鉴于此,依据物种空间结构特征和树种多样性,考虑结构单元中树种类型及分布差异,提出一种更具普遍意义的改进型混交度。通过不同的理论典型混交林和天目山不同混交程度的样地数据对不同混交度指数进行对比分析。结果得到:①对于混交程度不同的混交林,改进型混交度计算结果不同;②对于混交程度不是很强烈的混交林,改进型混交度描述更加准确。所以,该混交度是一个很好区分混交林的空间结构指数。     

极小种群广西青梅群落物种及空间结构特征

以广西老虎跳自然保护区全面调查数据为基础。利用混交度、角尺度和大小比数等结构参数,分析广西青梅的群落空间结构特征。结果表明:广西青梅的群落木本植物共有45种,隶属于27科38属432株;香楠林木数量最多,广西青梅次之。树高≥20 m的上层乔木,以广西青梅、橄榄占优势;胸径≥30 cm以上的乔木以广西青梅、橄榄、薄片青冈为优势。群落林分混交度均值为0.88,林分处于强度混交水平;香楠以零度混交和弱度混交为主,其余的树种均以强度混交和极强度混交为主。林分中大部分林木介于随机分布和不均匀分布之间,均匀分布极少,角尺度均值为0.69,空间分布格局为轻度团状分布。群落林分不同径级的林木在空间结构单元内分布频率相差不大,林木分化程度较高,林分大小比数均值为0.36,其中林木数量较多的橄榄、麻楝和饭甑青冈在各自种群结构单元中为优势木,其它树种优势度不明显。     

长白山云冷杉针阔混交林演替过程空间格局变化

利用林分空间结构参数——混交度、大小比数和角尺度,分析长白山金沟岭林场云冷杉针阔混交林从1989—2005年的空间结构信息演变过程。研究结果表明:该林分已由随机分布过渡到轻度聚集分布;林分内各树木之间的直径差距逐渐缩小;该林分已经从中度混交过渡到强度混交。随着森林演替的进程,林分中杨树、白桦和蒙古栎等先锋树种逐渐退出所在群落,而当地云杉、冷杉和红松等顶级群落树种则演变为优势树种。文中利用空间格局方法研究森林演替过程中的结构变化,从而反映云冷杉针阔混交林的演替过程动态变化格局。     

连城县黑松针阔混交林林分空间结构分析

研究的林分是以黑松为优势的针阔混交林,胸径分布以1~20 cm的中小径木占绝对优势。经角尺度、混交度、大小比数3种空间结构参数分析,结果表明:林分水平空间分布格局为聚集分布,单树种除杨梅属随机分布外其他树种都属聚集分布;整体林分混交程度为中度以下,树种间隔离程度较小。黑松在林分中以同树种或只与一种不同树种混交占71.4%;林木生长竞争处于中庸状态,个体大小分化差异不大,不同竞争地位的个体数量基本相同。但各树种都有一定个体受到相邻木的压制,阔叶树被压制的个体相对比例最大。     

基于Voronoi图的杉木生态公益林空间结构量化分析

以福寿国有林场24 年生杉木生态公益林为研究对象,通过Voronoi 图确定林分基本空间结构单元,确立各中 心木的邻近木,计算混交度、大小比数、聚集指数和林层指数,量化分析了群落的林分空间结构特征。结果表明:1) 群落内共存在9 种不同大小的空间结构单元,其中以1 株中心木与5 株邻近木的形式最为常见;2)林分平均混交 度为0.23,为弱度混交,不同树种间的相互隔离程度较低,空间配置较为简单;3)林木大小比数分布存在波动性变 化,乔木层树种稳定性大;4)林分平均聚集指数为1.01,林木水平分布格局正处于由团状分布向随机分布演替的过 渡阶段;5)林分平均林层指数为0.23,林木垂直方向上分层较为简单。      

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     

长白落叶松-云杉-冷杉混交林林分空间结构分析

用角尺度、混交度和大小比数3个林分空间结构参数对长白山过伐林区特有的长白落叶松Larix olgensis-云杉Picea jezoensis-冷杉Abies nephrolepis混交林进行了分析,目的是为长白落叶松-云杉-冷杉混交林林分结构的优化调整提供依据。结果表明：该林分的平均角尺度为0.520,林木分布格局为团状分布;林分的平均混交度为0.64,说明它是一个由不同树种组成的呈现中度混交结构状态的较复杂森林群落;从直径大小比数来看,林分中针叶树种具有胸径优势,尤其是云杉的直径优势最突出,红松Pinus koraiensis则分化严重,生长处于劣势。在实际应用中,可以根据林分平均角尺度以及各树种的角尺度、混交度和大小比数,分树种来确定采伐木,逐步使林分结构得到调整,接近最优结构。     

长白山过伐林区云冷杉针阔混交林空间结构分析

用角尺度、混交度和大小比数3个林分空间结构参数,分析了长白山过伐林区云冷杉针阔混交林的空间结构。结果表明:该林分的平均角尺度为0.504,林木分布格局为随机分布,该林分的平均混交度为0.81。说明它是一个由不同树种呈现强度混交结构状态组成的复杂森林群落。针叶树种具有胸径和树高的优势,尤其是红松的直径和树高最突出。     

八一镇湿地公园林分空间结构分析

以西藏林芝市八一镇湿地公园的高山松混交林为对象,从林分空间结构因子聚集指数、角尺度、混交度、大小比数等4个方面对湿地公园的林分空间结构进行研究。八一镇湿地公园森林群落类型主要为高山松针阔混交林,高山松针阔混交林中北京杨、藏川杨、旱柳、高山松等树种的组成很丰富,在研究标准地中不同树种的组成为3高3藏3北1旱。结果表明,八一镇湿地公园的结构较为合理,林分处于相对稳定状态,林分平均角尺度约为0.45,群落呈均匀分布格局;群落的混交度平均约0.4125,所以呈中度混交状态。大小比数约0.36,有将近30%在该林分空间结构中处于优势地位;聚集指数约0.9389,所以林木有随机分布趋势。通过适当增加树种多样性,制定相应的补植改造、抚育间伐等措施,可进一步改善湿地公园的林分结构。     

金沟岭林场天然混交林空间结构分析

在吉林省汪清林业局金沟岭林场选取一块未受人为干扰的天然混交林,用角尺度 、混交度和大小比数3个林分空间结构参数对其进行了分析。结果表明,该林分的平均角尺度为0.520,林木分布格局为聚集分布;该林分的平均混交度为0.83,说明它是一个由不同树种组成呈现强度混交结构状态的复杂森林群落;阔叶树种胸径优势明显,针叶树种中只有冷杉处于优势,红松和云杉都处于劣势。通过分析天然混交林空间结构状态,为同地区的过伐林和人工林林分结构的优化调整提供依据。     

一种新的基于混交度的林木种群分布格局测度方法

种群的空间格局分析是研究种群特征、种群间相互作用以及种群与环境关系的重要手段,一直是生态学中的研究热点之一。混交度用来说明混交林中树种空间隔离程度,表明了混交林中任意一株树的最近相邻木为其他种的概率。迄今为止,国内外文献中还未见到有关直接利用在表达树种隔离程度方面科学明了、在数据获取方面简单有效的混交度来成功分析种群分布格局的报道。本文通过研究树种混交度期望值与观测值的关系,提出了一种新的基于混交度的种群分布格局测度方法DM,并给出了统计显著性检验方法。将这一方法应用于中国西北甘肃小陇山天然混交林中树种分布格局检验,与经典的聚集指数R相比,格局判断准确率达100%,明显克服了聚集指数的理论缺陷。这一方法的提出进一步完善了基于相邻木关系的林分空间结构研究。      

叶山次生落叶阔叶林主要树种空间结构特征

通过对铜陵叶山林场天然次生落叶阔叶混交林内具有代表性的样地调查,利用角尺度、混交度和大小比数3个林分空间结构参数分析了该次生落叶阔叶林林分空间结构特征。结果表明,该林分乔木层共有19个树种,麻栎是该森林类型的优势树种,主要伴生树种为化香、枫香、檫木等;该森林类型林分平均角尺度、平均混交度和平均大小比数分别为0.556、0.525和0.497;在林木空间格局上,林分整体呈团状分布;从林分种间隔离程度来看,整体处于中度混交状态;在林木大小分化程度上,麻栎、化香、枫香和檫木在生长上整体处于中庸状态,林木空间大小分化不大。该森林类型还处在不稳定阶段,即落叶阔叶向常绿与落叶阔叶林演替过程中。     

长白山不同林型空间格局及树种多样性多尺度分析

物种空间分布如何影响群落多样性格局目前还不清楚。以长白山针阔混交林、椴树红松林和云冷杉林3 个 5.2 hm2 样地为基础,采用Ripley爷s K 函数分析了树种的空间分布,在种群水平上检验了不同树种对局域多样性格 局的影响。研究结果显示:1)针阔混交林、椴树红松林和云冷杉林样地中绝大多数树种在小尺度上呈聚集分布;针 阔混交林样地中簇毛槭、色木槭和蒙古栎在大尺度( 30 m)上呈现随机或均匀分布;椴树红松林和云冷杉林样地 中树种空间分布受研究尺度影响较小,在不同空间尺度上树种空间格局基本一致。2)在物种组织水平上,同一树 种对不同林分的多样性格局影响存在差异。但在群落组织水平,针阔混交林、椴树红松林和云冷杉林却具有一致 的多样性格局组建规律。多样性促进种比例随着空间尺度的增加而减少,中性种比例随着空间尺度的增加而增 大。中小尺度上多样性促进种在群落构建中起主导作用,而在大尺度上中性种决定了群落多样性格局。3)绝大多 数树种的空间分布与其多样性维持作用之间没有明显关联性。少数针叶树种臭松、红松和鱼鳞松在空间聚集分布 的尺度范围越大时,其对局域群落多样性呈非促进效应的尺度范围相对也越大。建议未来从物种聚集效应角度出 发进一步探讨群落多样性的形成和维持机制。      

亮叶水青冈次生林种间分离特征的研究

采用最近邻体列联表法和计算主要树种混交度的方法,研究亮叶水青冈天然次生林不同树种的种间分离特征。结果表明:1）亮叶水青冈空间分布格局为聚集型,该群落中随机毗邻种对的数量占优势(比例达69.89%),正分离种对较少(比例为29.88%),负分离种对极少(仅为0.23%)。星座图清晰显示种间分离在不同种之间存在一定的差异。2）随着亮叶水青冈在群落中的重要值增大,亮叶水青冈与其他树种发生正分离的种对也增加;随着亮叶水青冈径阶增大,与其他树种的分离关系逐渐接近自然状态,即以随机毗邻为主,正分离次之,负分离不存在。3）群落的平均混交度较高,取值集中在0.5～0.75,说明整体上树种之间的隔离程度较大;亮叶水青冈的混交度值为0.34,处于弱度与中度混交之间,趋向于聚集分布;茅栗、四照花等主要伴生树种的混交度在0.75左右,可以视为强度混交。种间分离类型比例和主要树种混交度的取值分析均说明该亮叶水青冈群落的稳定性较强。      

基于Voronoi图的侧柏游憩林空间结构分析

为了探究侧柏游憩林的林分结构调控途径,采用聚集指数、混交度、大小比数及开敞度4个指数,基于Voronoi图空间结构单元分析了北京西山国家森林公园典型侧柏林的林分空间结构特征。结果表明:1）林分平均聚集指数为1.31,林木总体上呈均匀分布格局;2）林分平均混交度为0.427,树种空间隔离程度较低,且空间配置较为简单;3）林分平均胸径和树高大小比数分别为0.512和0.497,林木胸径及树高分化均不太明显,说明林分处于中等竞争状态;4）林分平均开敞度为0.320,林内空间较为开阔,林木生长空间基本充足。侧柏游憩林的林分空间结构基本合理,建议通过少量间伐或补植乡土阔叶树种等措施优化林分空间结构,进一步提升该地区侧柏林的游憩价值。      

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。     

福建三明格氏栲群落的结构特征

本文在０．３公顷样地调查材料的基础上，分析了福建三明小湖地区格氏栲群落的植物区系成份、群落外貌、水平结构和垂直结构特征．该群落共有维管束植物１１０种，隶属于４２科６８属，其中单种属占６７．６％，包括藤本在内的高位芽植物占总数的８７．３％．乔木种群的空间格局以聚集分布为主，在垂直空间上常可分为三个亚层．物种多样性指数介于南亚热带季风常绿阔叶林和中亚热带常绿阔叶林之间．     

冀北山地山杨白桦混交林林分空间结构研究

为了探究山杨和白桦混交林的林分空间结构,运用林分结构参数混交度、角尺度、大小比数和直径分布指标,对木兰围场次生山杨、白桦混交林的群落结构特征进行了研究.结果表明:山杨、白桦次生混交林的树种组成很丰富,群落中当地树种占绝对主导地位;从水平结构来说,林分平均角尺度为0.502,群落呈现出随机分布格局;群落的树种隔离度很高,平均混交度为0.618,但其主要树种山杨和白桦的混交度最低为0.26和0.39;群落所有乔木树种以胸径作为大小比数的指标的优势树种排列为:落叶松>黑桦>白桦>蒙古栎>山杨>棘皮桦>花楸>云杉>黄桦>油松>五角枫;林分整体处于结构稳定发展状态.     

大兴安岭天然次生林林木补植空间优化

目的为优化林分空间结构，提高现有林分质量，加速森林生态系统恢复，加速大兴安岭地区森林群落向顶级群落演替，确定天然次生林林下补植树种和补植位置，为大兴安岭地区的森林经营提供理论支持和方法。方法本文以大兴安岭地区白桦纯林、落叶松白桦混交及针叶混交3种典型的林分类型为例，在次生林原有天然更新的基础上，利用Voronoi图进行空间单元确定和Voronoi结点边缘校正，并使用反距离插值使林木空间结构参数可视化，预测林分中未含林木区域的空间结构信息，将其作为补植依据，使用熵权法确定各空间结构参数权重，将各空间结构参数插值后图像进行加权叠加，以林分非空间结构为约束条件，优化林分空间结构为目标，探讨次生林林下补植树种和位置。结果（1）选取兴安落叶松为补植树种，各林型幼树补植数量分别为660、1 970、315。（2）补植后白桦纯林样地中白桦幼树幼苗混交度增加为0.52，其他树种幼树幼苗混交度增加为0.51；落叶松白桦混交林中白桦幼树幼苗混交度增加为0.84，其他树种幼树幼苗混交度增加为0.70；针叶混交林中白桦幼树幼苗增加为0.78，其他树种幼树幼苗混交度增加为0.50。（3）补植后各林型样地林下幼树幼苗Voronoi图多边形边数标准差分别为1.31、1.41、1.36，均处于随机分布状态。白桦纯林、落叶松白桦混交林及针叶混交林中落叶松幼树幼苗Voronoi图多边形边数标准差分别为1.27、1.40、1.37，均呈随机分布。结论采伐和补植是两种相反的空间优化方式，将林木空间结构参数进行反距离插值，可以预测林分中无林木区域的空间结构参数值，插值后的图像像元大小可以设定为补植幼树所需要的林地面积大小，依据林分空间结构的优化目标和补植数量的调控目标，提取样地未含林木区域空间参数值，进而确定补植的树种和位置。