基于Hegyi改进模型的青冈栎次生林竞争分析

基于湖南省平江县芦头林场的12块青冈栎次生林固定样地数据,采用固定半径法、树冠重叠法以及单木影响圈分析样地内青冈栎树种的竞争状况,同时依据对象木与竞争木的树高比值对Hegyi竞争指数进行改进。结果表明:青冈栎树种的竞争影响范围随着直径的增加而增大,说明林木直径越大,竞争越激烈;青冈栎自由树冠幅模型为:CW=0.1773+0.2799×D,直径与冠幅大小呈正相关;三类竞争指标的相关性大小比较为Hegyi改进模型Bella竞争指数Hegyi竞争指数,说明综合考虑树木胸径比值、树高比值以及树木距离的竞争指标能更加准确地反映青冈栎次生林的竞争状况。     

小兴安岭阔叶次生林典型树种单木生长模型的建立

以小兴安岭过伐林区阔叶次生林典型类型(杨桦林、硬阔林)为研究对象,通过建立阔叶次生林典型类型(柞树、白桦、黑桦)的单木生长模型,对小兴安岭过伐林区阔叶次生林主要树种的生长进行预测,直接判定各单木树种的生长状况。研究结果表明,林木直径是影响阔叶次生林主要树种单木生长量的最主要因素,直径越大,定期直径生长量也越大;林木直径是影响林木枯损的主要因子,林木直径越大,枯损概率越小。     

不同密度下小陇山蒙古栎次生混交林树冠结构与密集度的关系

[目的 ]林木树冠结构与密集度具有一定关联性。密度效应一直是森林经营关注的问题,本研究通过探究蒙古栎次生林林分密度与树冠结构、密集度的关系,以期深入掌握蒙古栎次生林结构特征,为蒙古栎林可持续经营提供充分的科学依据。[方法 ]于2020年8月在小陇山蒙古栎次生混交林中选取立地条件均一、不同密度的典型样地进行调查,采用最小显著性差异法、Pearson相关系数和最优结构方程模型,分析不同密度下树冠结构与密集度的关系。[结果 ]不同密度蒙古栎林中树冠体积的变异最强,其次为冠长与树冠面积,冠幅、冠长率和冠形率的变异最弱,树冠结构特征的变化趋势随林分密度的改变呈单峰型分布。随着林分密度递减,冠幅、树冠面积、树冠体积分别与胸径的相关性趋势近似于“L”型,而冠长和胸径的相关性趋势与林分密度的变化保持了一致,林分密度对冠长率、冠形率与胸径相关性的影响不大。蒙古栎林密集度处于中等密集至很密集状态,但不同密度林分内林木树冠的挤压与重叠程度有差异,其中优势树种蒙古栎、白桦、华山松和椴树起了决定性作用。蒙古栎林中林分密度对树冠结构与密集度关系的影响包含两种路径：林木竞争—树冠结构共同介导的间接影响;林木竞争—胸...     

崇礼冬奥核心区华北落叶松人工林结构特征与优化模拟

【目的】以崇礼冬奥核心区华北落叶松人工林为研究对象,开展林分结构特征分析和空间结构优化模拟研究,为制定华北落叶松人工林结构调控措施提供科学依据。【方法】设置3块面积0.09hm²(30m×30m)标准地,基于标准地调查数据分析林分结构特征,以空间结构最优为目标,采用乘除法对角尺度W、混交度M、密集度C、交角竞争指数Ua CI和林层指数S共5个林分空间结构指标进行多目标规划,构建林分空间结构优化模型,对比模拟采伐前后林分空间结构的变化。【结果】3块标准地华北落叶松断面积比例达70%以上,白桦为伴生种,径阶分布在6～26cm之间,均呈近似正态分布,树高分布呈非对称型单峰山状,且峰值均出现在14m树高级。林分平均角尺度■、混交度■、密集度■、交角竞争指数■和林层指数S■分别为0.460、0.106、0.918、0.297和0.363,处于林木均匀分布、低度树种混交、高度树冠竞争和垂直结构分化较差的状态。模拟采伐后采伐强度均低于20%,林分空间结构目标函数值提升13.62%。在■分别提高21.17%和15.23%的同时,■分别下降10.22%和5.19%。【结论】研究区华...     

长白山北坡云冷杉阔叶混交林的物种多度格局

【目的】研究长白山北坡云冷杉阔叶混交过伐林乔木层物种多度格局,阐明过伐林群落冠层结构维持的生态过程,探讨生境异质性、密度依赖、种间关联、扩散限制、更新限制和物种分化在针阔混交林群落装配中的作用,为揭示过伐林恢复过程中的物种多度分布机制提供理论指导。【方法】采用经验统计模型、生态位模型、群落中性理论模型以及复合生态位模型,对长白山北坡12块云冷杉阔叶混交过伐林样地进行物种多度格局分析。【结果】经验统计模型中对数正态模型和泊松对数正态模型拟合效果最佳,对数级数模型拟合效果较差,对数级数模型参数T和对数正态模型参数λ可作为表征群落多样性的重要参数;生态位模型中断棍模型拟合效果最佳,其次是生态位重叠模型和几何级数模型,再次为Zipf模型和Zipf-Mandelbrot模型,最后为随机分配模型和优势优先模型;复合生态位模型拟合效果较传统生态位模型有较大提高,复合模型可能在群落丰富种和稀有种呈现竞争等级多度分布时拟合效果最佳;以胸高断面积为指标的物种多度分布拟合与以个体数为指标的经验统计模型和生态位模型物种多度分布拟合表现基本一致,而在群落中性理论模型和复合模型拟合表现方面有一定差异,可能与稀有种断面积比重较大有关。【结论】复合模型可能成为连接经验模型、生态位模型和中性理论模型的纽带,为研究物种多度格局提供数学途径和思路。云冷杉阔叶混交过伐林群落物种等级多度分布某种程度上是生态位过程和随机干扰生态过程共同作用的结果。     

长白山过伐云冷杉恢复林分主要树种径阶生长与枯损模拟

以长白山过伐林区金沟岭林场的云冷杉林4个局级固定样地连续12年的观测数据为研究对象,利用固定样地内主要针叶树种红松、冷杉和云杉,从1978年到1984年6年内的胸径与定期平均生长量对应值数据,建立林木径阶生长转移概率模型,预估林木径阶平均生长量,并利用1990年观测数据进行检验,结果表明:所建概率模型实际应用误差较小,精度较高;同时还分析了1978年至1990年12年间云冷杉林的枯损林木株数分布特征,通过模型模拟和检验,表明Weibull分布函数适用于异龄混交林的枯损株数分布模拟。     

林分内竞争对林木胸径生长量的影响研究

以广西来宾灰木莲阔叶林、杉木针叶林分作为研究对象,分别以树冠竞争指数、Hegyi简单竞争指数作为因变量,3 a内胸径增长量作为自变量,研究林分内林木竞争对单木胸径生长量的影响。结果表明,林木胸径增长量与竞争指数均为负相关,表明林木受到的竞争越大,林木的胸径增长量就越小;作为阔叶树种的灰木莲胸径的增长量比针叶树杉木更容易受到林木树冠竞争的影响;相对于Hegyi简单竞争指数,树冠竞争指数更能说明林木胸径增长量与林木竞争程度的关系。     

藏东南川滇高山栎天然林的种内与种间竞争指数的海拔差异

【目的】通过定量分析藏东南地区不同海拔的川滇高山栎天然林的种内与种间竞争指数,揭示海拔对林木竞争指数的影响,为川滇高山栎天然林的经营和保护提供理论参考。【方法】在西藏林芝市巴宜区鲁朗镇,根据海拔梯度设置4块川滇高山栎天然林样地,土壤类型为山地暗棕壤,林分特征为针阔混交林。对样地内的竞争木和对象木进行调查,采用Hegyi单木竞争模型分析各样地内林木的种内与种间竞争;用幂函数、对数函数、指数函数、多项式、Logistic这5种模型拟合川滇高山栎对象木胸径与其竞争指数变化的回归关系,并选择最优函数。【结果】1)不同海拔的川滇高山栎天然林内的竞争指数不同,海拔3 740 m(样地a)、3 640 m(样地b)、3 540 m(样地c)和3 440 m(样地d)样地的种内竞争指数分别占总竞争指数的17.11%、22.26%、30.79%和70.13%,表明样地a、b、c以种间竞争为主,样地d以种内竞争为主。2)在川滇高山栎的伴生树种中,以急尖长苞冷杉的竞争力最强,其次是白桦,竞争力最弱的是糙皮桦。3)在所有样地中,川滇高山栎的竞争指数随对象木胸径增加而不断减小,呈显著负相关。在样地a中对象木胸径...     

金沟岭云冷杉针阔混交林林分结构研究

以吉林汪清金沟岭林场1 hm2云冷杉针阔混交林数据为研究基础,对样地内树种组成、直径结构以及树种的空间分布结构进行分析。结果表明:1)优势物种云杉Abies nephrole-pis、冷杉Picea koraiensis、枫桦Betula costata大径阶的单木占多数,云冷杉的峰度值小于0,直径分布较为分散,枫桦峰度值大于0,直径分布比较集中。在物种的胸径分布格局解释上,负指数模型的解释程度要优于Weibull模型。2)该群落树种的平均角尺度为0.545,空间分布格局呈聚集分布,3种优势树种的平均角尺度为0.475～0.517,呈现随机分布特征。3)云杉、枫桦的平均混交度较高,而冷杉的平均混交度相对较低。4)样地所有物种的平均大小比数为0.496,3种主要树种的平均大小比数排序为云杉<冷杉<枫桦,表明云杉竞争力最大,冷杉次之,而枫桦的竞争力最小。该林分结构较为复杂,群落内树种以聚集分布为主,所以应调整林分林木分布格局,促进林木向随机分布格局发展,同时伐除上层的"霸王树"以及病腐木、弯曲树等处于竞争劣势的林木,将混交度维持在中度混交,从而尽可能保留维持群落的物种多样性。     

林层对赣南阔叶次生林主要树种个体生长的影响

阔叶次生林是赣南地区的重要森林类型之一,其森林质量影响到森林多种功能的充分发挥,森林多功能经营是提高森林质量的有效途径。以赣南地区阔叶次生林为研究对象,选取森林多功能经营后的两类阔叶次生林,通过对不同林层主要优势树种胸高断面积年均生长量对不同经营模式响应规律的研究发现:1)经营3年后,作业样地与对照样地的平均胸高断面积生长不显著,p值为0.188; 2)林层是影响阔叶次生林胸高断面积生长量的重要指标,处于主林层的林木,其胸高断面积年均生长量最高,其次是次林层,而林下层个体普遍较低;3)米槠、米锥、木荷、丝栗栲等优势树种的累积胸高断面积较大,其生长量也明显高于其他树种。本研究可为阔叶次生林改造及森林质量提升提供依据和参考。     

湖南次生栎林空间结构优化

以湖南省国家森林连续清查中栎类为优势树种的样地作为研究对象,通过空间结构指数结合生长量选取合适的间伐木,为湖南栎类次生林的结构调整提供优化方法。运用邻域分析方法对每一个样地创建Voronoi图,分析林分空间结构特征。根据全混交度、角尺度、大小比数、竞争指数4个主要空间结构指数并运用乘除法的思想构建综合空间结构模型。根据每一株林木的综合空间结构指数选取合适的间伐木进行优化。用相容性林分生长收获模型模拟最优断面积,用最优的断面积控制间伐量,使得林分被间伐后,其生长活力能得到提高,在样地结构优化的同时达到提质增量的目的。以2 277号样地为例,根据模型确定样地间伐木为21株,株数间伐强度为16.27%,且间伐后的林分树种个数与径阶个数都未减少;间伐后的林分全混交度提高3.70%,林分整体竞争强度降低31.74%,林分的角尺度降低0.46%,林木的分布格局趋于随机分布,林分空间结构指数增加160.12%,使得林分的空间结构得到大幅的改善。林分的结构越合理,稳定性就越高,发挥的功能作用就越多。本研究以湖南栎类次生林为研究对象,在提出林分空间结构优化目标的基础上,结合了生长量的优化,构建林分间伐空间结构优化模型和每个年龄段的最优断面积预测曲线,为栎类次生林空间结构优化调控和林分提质增量措施的制定奠定理论基础。     

基于单木位置的杉木林分空间竞争关系研究

研究林木竞争关系,有助于了解林木生长规律,帮助制定科学有效的营林措施。本文基于树冠因子的林木竞争指数,提出了一种顾及林分地形因子的树冠竞争指数,并把这两种指数与基于交角的林木竞争指数以及简单竞争指数在不同林分中的适应性进行对比。同时用这四种指数计算不同树种组成的林分以及杉木林中不同龄组、坡向、坡度的林分中单木受到的平均竞争。结果表明四种指数中简单竞争指数的相关性最高,顾及地形的树冠竞争指数次之,基于交角的林木竞争指数相关性最低;在不同树种组成的林分中马褂木样地单木受到的平均竞争最大,马褂木杉木混交林最小,其它两种林分次之;在杉木林分中,中龄林单木受到平均竞争要大于成熟林,阴坡样地中单木受到平均竞争要大于阳坡,单木受到的平均竞争随坡度增大而增大。因此四种指数中简单竞争指数的适用性最好;在杉木林经营中,中龄林需要及时间伐;在造林过程中阴坡的林地造林密度要适当小于阳坡、坡度级大的林地要小于坡度级小的林地。     

长白山区野生刺五加种群结构与数量特征分析

采用样地调查法,对长白山区野生刺五加种群资源现状、群落特征及种群数量进行研究,分析群落物种丰富度、多样性指数、主要灌木物种的重要值及种群个体数量估算,结果表明:野生刺五加种群主要分布在阔叶红松林、蒙古栎林、杂木林和云冷杉林群落内,阔叶红松林内种群区域分布频度最大,部分区域已形成优势群落。云冷杉林内乔、灌木层Pielou均匀度指数(R)均为最高,灌木层生态优势度指数(SN)、Shannon-Wiener多样性指数(SW)最高,而丰富度指数D2和Hurlbert种间机遇指数(H)最低。杂木林内丰富度指数(D1、D2)最高,蒙古栎林内Hurlbert种间机遇指数(H)最高,说明云冷杉林内刺五加群落相对较为稳定,而其他林内由于人为采挖严重,群落相对不稳定。刺五加在阔叶红松林的灌木层占有较高重要性,重要值最大,其大小依次为阔叶红松林杂木林云冷杉林蒙古栎林。     

基于π值法则的油松人工林稳定性与空间结构关联性研究

【目的】研究林分空间结构与稳定性的关系是开展结构化森林经营的前提,旨在探索空间结构对林分稳定性的影响特征,为结构化森林经营提供支持与理论依据。【方法】以黄龙山油松人工林为研究对象,通过设置典型样地,采用最优林分的π值法则,选取10项稳定性指标进行稳定性评价,利用典型相关分析、逐步线性回归分析等方法研究空间结构(包括混交度M、角尺度W和Hegyi竞争指数CI)与林分稳定性ω的关联机制。【结果】1)林分稳定性ω平均值为0.18,变异系数为36%,总体评价结果偏差;混交度M平均值为0.26,变异系数为79%,研究区油松林分物种入侵差异大。2)典型相关分析显示,空间结构指数(包括混交度M、角尺度W和Hegyi竞争指数CI)与稳定性评价指标体系在整体上存在很强的线性相关,典型相关系数可达0.95。3)Pearson相关性分析中,W、M和CI均与ω强烈相关,相关系数分别为-0.5、0.61和-0.73。W与林分健康状态呈极显著负相关,相关系数为-0.63;M与树种多样性呈极显著正相关,与林分长势呈极显著负相关,相关系数分别为0.86、-0.66;CI与林分健康、林分密度呈极显著负相关,相关系数分别为-0.60、-0.57。4)逐步回归分析显示,混交度和林木竞争是影响稳定性的主要因素;由标准化系数可看出,林木竞争(-0.58)对稳定性的影响比混交度(0.39)大。【结论】空间结构与林分稳定性在整体上显著相关;林分混交程度显著提高林分稳定性,但是会削弱优势林木长势;团状分布格局加大了林木竞争,不利于林分稳定性。在结构调控中应适当提高林分混交程度,对竞争强度进行调整时可以连带调整林分的团状分布格局,从而提高林分稳定性水平。     

帽儿山地区山杨次生林林木竞争关系的研究

基于山杨（Poptdus davidianaD．）次生林固定标准地M712、M720的每木检尺数据,采用Hegyi单木竞争指数对帽儿山林场天然山杨次生林的种内、种间竞争强度进行定量分析。研究结果表明：山杨次生林林木所受到的竞争强度随着林木径级的增大而逐渐减小。山杨次生林种内竞争较与伴生树种枫桦的种间竞争弱。山杨次生林种内和种间竞争强度的顺序为：枫桦〉白桦〉蒙古栎〉杏树〉黄菠萝〉山杨〉胡桃楸〉槭树〉榆树〉水曲柳〉椴树〉暴马丁香〉桦树〉花楸〉花曲柳〉色木。     

云冷杉过伐林垂直结构特征分析

[目的]以云冷杉过伐林为研究对象,综合分析其在垂直层次上的结构特征,进一步探索云冷杉过伐林的生长过程、演替规律,更加准确和全面地认识云冷杉过伐林的状态和发展趋势,从而为合理地制定和调整针对过伐林的经营措施提供理论依据。[方法]基于12块面积1hm~2的标准地数据,首先,采用定量的树冠光竞争高法划分林层,将林分从垂直层次上划分为上林层、中林层和下林层;其次,在垂直结构的基础上,进行林分结构特征分析,包括各林层的直径分布、树种组成、树种隔离程度、竞争以及分布格局。[结果]表明:(1)以树冠光竞争高度法划分的林层分层效果较好,各林层树冠光竞争高、平均胸径和蓄积量均在0.01水平上差异极显著;(2)随林层高度的增加直径分布由反"J"形分布转变为左偏单峰状分布,中林层和上林层峰值差别较大;(3)各林层树种构成差异不大,但下林层中针叶树种蓄积比重偏低;(4)上林层更有可能出现较高的混交度,不同树种随林层高度的增加其混交度的变化趋势有所差异;(5)随林层高度的增加,林分平均竞争压力逐渐减小,各树种竞争压力随林层的变化趋势与各林层总体平均变化趋势基本一致;在不同林层,不同生长习性的树种竞争差异明显;(6)各林层多呈聚集和随机分布,上林层更有可能出现随机分布,而下林层更有可能出现聚集分布。[结论]综合分析可知研究区的林分结构相对稳定,处于由过伐林向原始林恢复演替的进程中。垂直结构定量化的方法能更加全面的认识和描述过伐林的结构现状及未来的发展方向,研究结果可为长白山地区过伐林的可持续经营提供参考。     

金沟岭林场云冷杉过伐林林分直径结构的研究

以吉林省汪清林业局金沟岭林场云冷杉过伐林112块固定样地1987—2003年间4次调查数据为依据,分析其株数径阶分布特点,并用Weibull分布和负指数分布描述其直径结构。研究表明:该林分直径结构为异龄林结构;Weibull分布函数和负指数分布函数均能表达云冷杉过伐林直径结构,Weibull分布函数拟合的效果比负指数分布好。     

湖南省楠木次生林收获表的研制

【目的】利用湖南省森林资源连续清查样地中楠木数据,编制楠木次生林主要收获表,为林分生长收获预估、鉴定经营效果及制定营林措施提供科学依据。【方法】采用主要生长方程对楠木次生林平均胸径、断面积生长规律进行拟合,以计算平均提升系数的方法将现实林分提升至标准林分状态,利用Reineke模型为基础,加入林分类型效应构建湖南楠木次生林自稀疏混合效应模型,对比Reineke模型和自稀疏混合效应模型拟合结果,筛选拟合效果较好的模型来反映林分自稀疏规律。根据林分各调查因子间相互关系,编制出湖南楠木次生林现实收获表、正常收获表。【结果】修正Weibull方程对各指数级林分平均胸径生长规律的拟合效果最好,12、15指数级林分断面生长规律拟合效果最好的分别是修正Weibull方程和Logistic方程,模型χ2检验显示各指数级林分平均胸径、断面积均有χ2χ02.05,加入林分类型效应的自稀疏混合效应模型AIC、BIC值均比基础模型小,残差分布范围较小且相对均匀,相关系数R2由基础模型的0.681提升为0.796,模型拟合效果较好。【结论】生长方程拟合理论值与林木实际生长情况相符,自稀疏混合效应模型可很好地反映林分自稀疏规律,所编制的楠木次生林收获表精度较高,可为科学制定楠木次生林经营方案提供技术支持。     

近天然落叶松-云冷杉林树种竞争关系的变化

以4块落叶松-云冷杉间伐实验样地为对象,采用6个与距离无关的竞争指标,研究林木竞争状态在20年间(1986～2006年)的变化及间伐的影响。结果表明,落叶松为主要树种,竞争能力最强,其竞争压力主要来自种内,红松和其他阔叶树的竞争能力有逐渐增强的趋势,因此,随着林分生长,落叶松的竞争主体地位受到了来自其他针叶树云冷杉、红松及阔叶树种的威胁。该林分竞争关系近期相对稳定,但有从落叶松-云冷杉林向阔叶树及红松林发展的趋势。间伐影响种间竞争关系和林分平均竞争水平,影响程度与间伐对象的选择与间伐强度有关。林分竞争水平随间伐强度的增加而降低,但会逐渐恢复。     

基于W_V_Hegyi竞争指数的杉木竞争生长模型研究——以湖南省福寿国有林场杉木生态公益林为例

根据湖南省福寿国有林场杉木生态公益林(幼龄林、中龄林、近熟林)复测数据,通过研究Hegyi,V_Hegyi,W_V_Hegyi三种竞争指数与胸径的相关性,选择相关性最强的W_V_Hegyi竞争指数,构建单木竞争生长模型。以此为基础,用加权平均树高作为胸径生长量的权重,重新构建了单木竞争生长模型,并对W_V_Hegyi竞争指数分布规律进行分析,利用回归分析方法构建径阶竞争指数预估模型和径阶生长模型。通过基于加权胸径生长量与W_V_Hegyi竞争指数构建径阶生长模型,以期为林木从单木到林分的模拟提供新途径。