森林空间结构研究现状与发展趋势

介绍森林空间结构的概念、森林空间结构指数及其存在问题,阐述森林空间结构的研究现状与发展趋势。指出当前的森林空间结构研究主要针对森林空间结构进行诊断、描述和模拟,并未在森林经营活动中发挥作用。面向现实森林经营活动的森林空间结构调控将是未来研究的发展方向。     

樟子松人工林空间结构优化及可视化模拟

为实现人工林的近自然化改造,以帽儿山樟子松人工林为研究对象,以可视化模拟为手段,以林分空间结构优化为目标,以常用空间结构参数(角尺度、混交度、大小比)为切入点,按照森林演替的一般规律构建樟子松人工林的空间结构优化方案,并将其与林分三维可视化模拟模型进行耦合,建立樟子松人工林三维可视化经营模拟系统.模拟实例表明:林分的平均角尺度从0.461提高到0.487,林木分布格局由均匀分布变为随机分布;林分混交度由0.284上升到0.308,混交程度得到提高;林分大小比由0.515变为0.481,林木个体生长的优势程度得到提高;基于林分空间结构的择伐,使林分空间结构得到了显著优化.该系统可以在虚拟森林环境中实现对森林经营过程的模拟、经营方案的评价和优化、林分未来生长状况的预测以及森林经营活动对林分结构的影响,为我国人工林的科学经营和管理提供一个全新的平台.     

一面坡林场主要人工林林分空间结构特征分析研究

为提高我国大面积人工的科学经营水平,本文以尚志林管局一面坡林场3种主要人工林(杨树、红松和落叶松)不同生长阶段的固定样地调查数据为例,采用目前常用的林分空间结构参数定量分析各林分的基本空间结构特征,为人工林的健康经营提供基础。研究结果表明:各林型不同生长阶段的林分平均混交度均属典型零度或轻微弱度混交;林分的平均大小比值均接近0.50左右,整体处于中庸状态;林分的平均角尺度则均为典型的均匀分布或轻微聚集分布;林分整体空间结构则显示各林型的空间结构极不合理。为此,必须采取积极的森林经营措施以提高当前森林生态系统结构和功能稳定性。     

应用地理信息系统进行林木空间模拟分析

把地理信息系统方法引入林分空间结构研究中，对具体指定林分(硬阔叶林和白桦林)的林木空间分布进行模拟分析，获得它们分化度、混交度、聚集度、不同树种潜在生长空间，为研究该区域的森林生态系统修复和空间结构优化决策提供基本信息，为森林经营技术的发展提供有效的支持。     

基于目标树经营的抚育采伐对云冷杉针阔混交林空间结构的影响

[目的]以长白山林区云冷杉针阔混交林为研究对象,分析目标树抚育采伐前后云冷杉针阔混交林空间结构参数的变化,探索目标树抚育采伐对森林空间结构的影响。[方法]基于6块面积1 hm~2的样地,首先遵循近自然森林经营的原理进行林木分类,选定目标树,伐除干扰树;再结合结构化森林经营的原理,计算并分析抚育采伐前后目标树空间结构参数和林分空间结构评价指数的变化。[结果]表明:经目标树抚育采伐后(1)目标树空间结构单元内的树种隔离程度得到进一步提高;林木透光条件有所改善;目标树的竞争压力得以减小;林木空间分布格局总体上得到优化。(2)林分空间结构评价指数进一步提高,林分空间结构水平稳中有升。[结论]通过采取合理的目标树抚育采伐措施能兼顾改善单木水平和林分水平的空间结构状况,在实现优化目标树空间结构的同时,保证林分整体空间结构的稳定。从目标树抚育采伐对林分整体空间结构的影响来看:所有样地的林分空间结构状况均得到进一步改善。     

基于粗糙集的林分经营决策因子分类研究

以湖南涟源龙山森林公园次生林林分为研究对象,以森林生态系统近自然经营为目标,以林分空间结构理论为指导,选取影响林分经营决策的多个主要因子作为条件属性,以主要经营措施择伐作为决策属性,应用粗糙集理论(Rough Set)进行属性约简,获得各因子的决策优先度和指标权重,精简和优化林分经营决策的指标体系。结果表明:应用优化的经营决策指标体系指导林分经营,有利于林分空间结构的优化和生态系统的稳定,且实际使用简单,操作性强。     

河北雾灵山自然保护区蒙古栎林空间结构分析

以河北雾灵山蒙古栎林为研究对象,利用混交度、大小比和角尺度3个空间结构参数分析了蒙古栎天然林空间结构特征。结果表明:蒙古栎种群密度和断面积占有优势,蒙古栎林平均混交度为0.253,蒙古栎林空间配置简单,林分混交度较低;蒙古栎种群和核桃楸种群以优势和亚优势为主,分别占总林分的57%和64%;在角尺度研究中,相对空间结构单元而言,该林分空间分布格局为聚集分布。在对林分以森林生态系统健康为前提的经营时,应以森林群落自然生长和演替过程为依据。     

不同密度油松飞播林灌草多样性与林分空间结构关系

林下植被是森林生态系统的重要组成部分,物种多样性和林分空间结构是评估森林生态系统功能和林分经营质量的关键指标。本文以44年生油松飞播林为研究对象,通过典型样地调查,运用单因素方差分析和相关分析,分析林分密度对油松飞播林灌草多样性和林分空间结构的影响。结果表明:(1)林分密度对灌草多样性指数影响差异显著,灌草多样性指数均在低密度的样地中达到最大值。(2)混交度和密集度受林分密度影响显著,而林分密度对乔木胸径和树高的影响体现在林分水平上,而非空间结构单元中。(3)林分空间结构与灌草多样性之间有密切联系,影响林下植被多样性的最主要因子是乔木层混交度。因此,未来在飞播林经营活动中,调整林分密度的同时,应综合考虑林木分布格局,兼顾灌草多样性保护。     

基于林分垂直空间结构特征的杉木人工林抚育间伐可视化模拟研究

[目的 ]针对抚育间伐目前存在较少利用垂直空间结构参数的问题,以林分三维可视化模拟系统为基础,加入森林结构功能模块,研究一种以林分垂直空间结构参数A_Pvi为依据,对森林经营方案原定的抚育强度进行改进的方法。[方法 ]利用林分三维场景可视化模拟系统中的森林结构功能模块,通过读取杉木样地调查表中的每木数据,在虚拟场景中模拟样地的真实情况,分析样地的各空间结构参数。[结果 ]经过考虑林分垂直结构的间伐强度间伐后的4块样地与原定间伐强度相比,平均A_Pvi更加趋近于0,样地内林木竞争状况更加均匀,1号样地的平均A_Pvi由0.46降到了-0.24,2号样地由0.46降为0,3号样地由-0.19提升到了-0.04,4号样地由0.40降到了0.04;平均角尺度无大幅度变化,4块样地都呈随机分布状态;4块样地中,除了3号样地外,平均大小比数均出现了较大幅度的减少。[结论 ]考虑林分垂直结构的间伐强度与原林场森林经营方案既定的间伐强度相比,改善了林分的竞争状况,使林分内的竞争状况趋近均势。林分三维场景可视化模拟系统可以精确模拟采用不同间伐强度进行间伐后的林分拟真场景及其空间结构变化情况。     

北京九龙山侧柏生态公益林空间结构分析与评价

[目的]分析侧柏生态公益林空间结构并进行经营迫切性评价,为侧柏生态公益林空间结构的优化调整及区域内其它生态公益人工林空间结构优化调整奠定理论基础。[方法]基于北京九龙山侧柏生态公益林的实测数据,选取混交度、大小比数、角尺度、密集度、林层指数、开敞度和竞争指数7个空间结构参数分析侧柏生态公益林的空间结构特征,并从密度、格局、竞争和混交等方面选取10个指标构建了经营迫切性评价指标体系并确定评价标准,进而对侧柏林进行了经营迫切性评价。[结果]侧柏生态公益林空间结构较为简单,林分呈均匀分布,树种组成单一,以零度和弱度混交为主,呈现单种聚集趋势;林木大小分化不明显,侧柏的优势度最大;林木之间较为密集,处于很密集和比较密集的林木比例较高;林分中所有林木几乎都分布在中林层与上林层,林层指数为0.288,林层结构不太明显;林分开敞度和竞争指数分别为0.274和0.318,总体处于生长空间不足、中度竞争状态;侧柏林的经营迫切性指数为0.8,经营迫切性等级为特别迫切,说明侧柏人工林大多数状态特征不符合标准,急需通过采取有效的经营措施优化林分配置,改善森林状况,以实现侧柏人工林可持续发展的目的。[结论]林分空间结构的分析与经营迫切性评价,不仅能够发现林分结构的不合理方面,还能针对性的制定空间结构调整措施,促进侧柏生态公益林不断向健康稳定的方向发展,实现其生态、经济和社会效益的持续发挥。     

大兴安岭主要森林类型林分空间结构及最优树种组成

以2011—2012年大兴安岭的44块固定样地调查数据为基础,以常用的林分空间结构参数(角尺度、大小比、混交度、林分空间结构指数和林分空间结构距离)为切入点,对大兴安岭主要森林类型的林分空间结构特征及最优树种组成进行研究。结果表明:天然落叶松林、针叶混交林以及针阔混交林的林木水平分布格局均表现为随机分布,而白桦林则为明显的聚集分布;4种林型中树木的生长整体处于中庸状态,落叶松处于明显优势地位,其他伴生树种则处于不同程度受压状态;落叶松混交程度随着其优势程度的增加而降低,其他伴生树种则具有较高的混交度,整体上天然落叶松林、白桦林的树种空间隔离程度较低,而针叶混交林、针阔混交林的林分平均混交度相对较高;大兴安岭4种主要森林类型林分空间结构的优劣表现为针阔混交林针叶混交林天然落叶松林天然白桦林;天然落叶松林最优的树种组成为8落,其次为7落。     

森林多功能经营技术研究综述

科学合理的林分结构调整对于森林多功能经营是非常重要的。现在国内外常用的表达林分结构的指标,更趋向于与空间位置相关的指标。主要基于林分结构与森林功能的关系,探讨了如何实施森林经营技术才能使森林效益最大化。     

森林土壤养分空间异质性研究进展

森林土壤养分的空间异质性直接关系着林地生产力、生态恢复的方向与途径,是植物群落空间格局形成的重要影响因素,对生态系统的演替有重要作用,因此近年来有关土壤养分空间异质性的研究成为国内外研究的热点。文中就海拔高度、土层深度、坡向、植被类型等环境因素对森林土壤养分空间异质性的影响进行了综述,指出目前该研究领域存在的主要问题是结合多种环境因子对土壤进行季节动态变化的研究比较缺乏,基于林分或更大尺度下对森林生态系统土壤空间异质性的形成机制、土壤空间变异规律同人为干扰、物种空间分布格局等关系的研究应该得到更多重视,并提出今后研究的方向。     

我国森林火灾发生的时空规律研究

森林火灾对森林生态系统有重要影响,可能给森林生态系统带来毁灭性的损害,但在森林生态系统演替中又具有重要和积极的影响。研究森林火灾发生规律是森林火灾预测预报的基础,也是指导森林防火与补救工作的重要科学依据,具有重要的理论与现实意义。受气候变化等因素的影响,近年来森林火灾有多发的趋势,关于森林火灾发生及其生态影响成为研究的热点。文中在参考国外研究成果的基础上,从森林火灾发生的不同时间尺度和不同空间尺度上评述我国森林火灾发生的时空分布规律,总结我国森林火灾发生的一些总体规律性,指出现有研究存在的问题,并对未来的研究方向进行展望。     

小陇山2种典型天然林空间结构参数分布特征

采用林分空间结构参数一元分布、二元分布、林分综合指数和距离分析方法,探讨小陇山林区2种典型天然林空间结构特征。结果显示:(1)油松天然林混交度为0.397,树种隔离程度较低,锐齿栎天然林混交度为0.797,混交良好,油松、锐齿栎天然林胸径大小比数分别为0.507、0.485,林分均处于中庸状态,角尺度分别为0.511、0.508,林木分布格局均属随机分布。(2)油松、锐齿栎天然林中相同混交程度或优劣程度的林木大多处于随机分布,相同混交程度或分布格局的林木处于不同优劣程度的林木大致相等。区别在于油松天然林中同一优劣程度或分布格局的林木大多与同种相邻,而锐齿栎天然林中同一优劣程度或分布格局林木大多处于强度和极强度混交。(3)油松、锐齿栎天然林林分空间结构指数(FSSI)分别为0.526、0.739,林分空间结构距离(FSSD)分别为0.788、0.576,锐齿栎林空间结构明显优于油松林。FSSI和FSSD具有极显著的线性关系,FSSD=-1.481 5×FSSI+1.625 7,R²=0.990 6(P < 0.01),二者在表述林分空间结构方面具有较强的一致性。研究表明:二元分布、林分空间结构指数和距离分别是从林木水平和样地水平研究林分空间结构较为有效的方法,可为小陇山林区林分微观结构分析和精细的结构调整提供新途径。     

林火对森林演替动态的影响及其应用

森林火灾是危害森林的一个重要的自然因子,但中等强度的林火干扰又是森林生态系统的一个建设因子,林火与森林演替动态的关系密切相关.通过查阅国内外有关林火与森林演替之间相互关系的资料,阐述了林火对森林演替动态的影响,分析了林火与原生演替、次生演替、进展演替和逆行演替的相互关系,列举了林火在维持偏途演替顶极群落和火顶极群落中的作用.     

甘肃小陇山5种不同灌木林改造模式对比分析

运用林分空间结构参数角尺度、混交度、大小比数和树种多样性指数等指标对甘肃小陇山5种不同灌木林改造模式的林分组成、结构特征以及树种多样性进行评价,研究表明:带状割灌营造的华山松林模式从树种组成、林分结构以及树种多样性等各方面优于其它模式,林分更易形成异龄混交林,是一种较好的改造模式;带状割灌改造较全面割灌改造更有利于提高林分的树种多样性,增加林木个体分布的随机性和混交程度;其它改造模式的林分状态并不完全表现为人工纯林的特征,在今后的经营中,可以通过优化林分空间结构促使现有林趋向进展演替,实现人工林自然化.