基于GM(1,1)的天然次生林空间结构预测

【目的】系统地分析已有天然次生林林分空间结构数据,通过灰色模型预测天然次生林林分空间结构各指标未来的发展趋势,对天然林经营具有十分重要的意义。【方法】以湖南大围山自然保护区典型次生林为研究对象,依据结构化森林经营理论,选取了混交度、竞争指数、角尺度、空间密度指数、开阔比数、大小比数、林分综合均质性指数作为天然次生林林分空间结构合理性评价与预测的量化指标,构建了基于GM(1,1)的天然次生林林分空间结构灰色预测模型。模型将2008年林分空间结构各指标的平均值作为初始值,并在研究区设置了面积为20 m×20 m的5个研究样地(M1,M2,M3,M4,M5),利用保护区2008-2018年典型样地林分空间信息,预测了研究区调研样地2019年-2021年林分空间结构各指标未来的变化趋势。【结果】利用精度检验机制对该模型的精确度进行了有效性检验,检验结果表明,所有指标预测合格概率P合=71.43%,良好的概率P良好=22.86%,优的概率P优=5.71%,表明该预测模型符合精度检验要求。【结论】样地未来3 a各指标整体变化尺度不大,林分空间结构基本稳定。从各指标在2008-2018年时空上的变化规律来看,各样地林分平均竞争指数、平均大小比数及平均空间密度指数是影响林分均质性指数的关键指标。     

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。      

冀北山地山杨次生林优化经营策略

根据冀北山地山杨(Populus davidiana)林的立地条件、群落结构特征,划分为毛榛-山杨林、沟谷山杨林、绣线菊-山杨林和胡枝子-山杨林4种林型,分析了其生长发育特点和存在的主要问题。根据林型、立地和林分特征,针对不同林龄期和生长发育阶段的山杨次生林的生长规律及演替特点提出了混交造林、轻度抚育、疏伐更新和补植造林4项优化经营策略。     

采伐干扰下次生林灌木层主要树种的生态位动态

为探讨采伐干扰下的灌木层主要树种的生态适应性,用Levins、Schoener和Pianka等生态位测度公式定量分析闽北天然次生林采伐后灌木层主要树种生态位动态。结果表明:样地中黄绒润楠和刺毛杜鹃的生态位最大,属优势树种;甜槠、石栎和映山红为衰退树种,在林分生产作业中需加以保护。采伐干扰促进了灌木层主要树种的生态位释放,各树种的生态位宽度在伐后10~15 a达到峰值,随后下降,伐后20 a接近于未采伐林的生态位;各树种弱度和中度择伐的生态位宽度值约占其生态位宽度总值的50%。生态位重叠值在伐后10 a最大,随后下降,到伐后20 a趋于稳定状态。因此灌木层主要树种生态位的最优期为伐后10~15 a,最佳采伐干扰强度为弱度和中度择伐。     

辽东山区次生林不同改造措施对林下植物多样性影响

通过对经不同措施改造后的辽东山区次生林进行林下植被物种多样性调查,计算了该次生林下物种丰富度Margalef、Shannon-Wiener指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数,结果表明:改造后林下植被数量和物种数均高于对照区。改造后草本和木本植物丰富度指数和多样性指数均高于对照区,而优势度指数均小于对照区。可见,改造措施可以改变林下植被物种组成,增加植被数量和种类,加速林下植被演替,增加森林系统的稳定性。     

福建明溪丝栗栲天然次生林物种多样性分析

[目的]探讨不同干扰强度下丝栗栲天然次生林的物种多样性,为天然次生林的保护和培育提供依据。[方法]以物种丰富度指数、香农-威纳指数和Pielou均匀度指数为主要指标,分析了以丝栗栲为优势树种的天然次生林(TCK处理)及轻度干扰(TCR处理)、强度干扰(TCQ处理)林分的物种多样性变化。[结果]3种处理乔木层和灌木层物种丰富度指数依次为:TCK处理TCR处理TCQ处理,其中TCR和TCQ处理乔木层物种丰富度指数分别比TCK处理降低29.1%和63.6%;灌木层丰富度指数分别比TCK处理降低55.3%和74.5%。乔木层香农-威纳指数依次为:TCK处理(2.917)TCR处理(2.633)TCQ处理(1.784);灌木层依次为:TCK处理(2.941)TCR处理(2.450)TCQ处理(1.525)。乔木层和灌木层Pielou均匀度指数依次为:TCR处理TCK处理TCQ处理。[结论]丝栗栲天然次生林物种多样性高,林分较稳定,具有较强的生态功能。     

天然林林木空间格局的随机性检验和调整

通过对帽儿山林场101块固定标准地的林木空间分布格局的检验发现,对天然林而言空间格局以随机格局和均匀格局为主。集聚格局一般是由林窗引起的,而有林窗不一定都是集聚格局,但择伐过程中如果人为扩大林窗则会使随机格局变为集聚格局。在择伐设计中适当保留林窗周围的林木,一般能避免对原有空间格局的改变。     

次生林的经营管理

分析了次生林产生的原因及特点,提出次生林在生产活动中的经营管理方法。