森林空间结构分析中基于Voronoi图的样地边缘校正

【目的】提出一种新的样地边缘校正方法——Voronoi图结点距离判定,为森林空间结构分析和调控提供技术支撑。【方法】为评估Voronoi图结点距离判定的性能,引入量化评估指标RMSE,采用角尺度、聚集指数和大小比数等空间结构指数构造RMSE,并通过设置不同场景的模拟样地和调查样地,将Voronoi图结点距离判定与其他校正方法进行比较和分析。【结果】缓冲区法、最近邻体校正、Voronoi图结点距离判定虽同属减少样本类校正方法,但各校正方法的性能及效果受到林木样本量、林木空间格局、空间结构指数、样地情况等因素影响,差异很大。缓冲区法虽简单易行,但样本浪费严重,且同时存在漏判和误判2种误差,其校正样地的RMSE曲线通常维持在较高水平。Voronoi图结点距离判定可视为缓冲距离随边界林木实际分布自适应变化的校正方法,具备更强的校正能力,能最大限度地排除样地外林木的边缘干扰,在角尺度、大小比数以及样本量充足的聚集指数计算中均优于其他校正方法,但也存在误判及样本利用率偏低等不足。最近邻体校正的性能介于缓冲区法和Voronoi图结点距离判定之间,其RMSE曲线的整体水平要高于Voronoi图结点距离判定。【结论】林木样本量与样地边缘校正密切相关,对于样地大小和林分密度的任何改变最终都体现在林木样本量的增减上,维持充足的林木样本对于样地校正尤为重要。林木空间分布是影响样地边缘校正的另一重要因素,当林木呈随机分布或均匀分布时,样地边缘校正的重要作用能得到更好体现。此外,样地经过校正后,各类空间结构指数的计算精度均能获得显著提高,且聚集指数的计算需要样地提供充足的林木样本量。     

森林结构调查中最适样方面积和数量的研究

以30块100 m×100 m的模拟样地为研究材料,从林木空间分布格局吻合率关系对模拟的小样方进行研究,并以1块100 m×100 m的实地调查样地为例,验证新确定样方的合理性和可行性;根据实际调查样地的调查时间来分析比较样方间的调查时间和成本,进而确定较优的样方面积和样方数.结果表明:(1)空间结构参数中的角尺度与抽取的样方面积大小和样方数量有关.随着样地面积的增大和样方数量的增加,所估计的林木空间结构均趋于稳定;(2)从林木空间格局来看,样方面积为10 m×10 m、15 m×15 m、20 m×20 m、25 m×25 m、30 m×30 m抽样数分别为42、23、12、9、4时,均能准确的表达林分的空间分布格局;(3)在考虑调查时间和成本时,样方面积为30 m×30 m、抽样数为4是林分空间结构调查时较适合样方调查面积和调查数.     

古尔班通古特沙漠南缘梭梭林分距离结构模拟

以天然梭梭林分的距离结构情况为研究对象,通过对梭梭林分最近邻距离概率分布模型的构建,建立预估梭梭林木距离的模型,为荒漠树种林分空间结构的分析与重建提供方法支持。利用Stochastic Geometry 4.1软件随机生成均匀、随机和团状3种分布类型的模拟样地,使用Matlab软件对模拟样地中的目标点以及实测样地的林分进行最近邻距离分布模型拟合,并对模型进行了拟合参数估计和拟合效果的Kolmogorov-Smirnov(K-S)检验。结果表明:模拟样地和实测样地的最近邻距离分布可以用两参数威布尔分布(Weibull-2)模型进行拟合,拟合效果较好,其中模拟样地和实测样地距离分布拟合的R~2值均在0.883～0.997之间,均方根误差(RMSE)取值分别在0.003～0.052与0.007～0.041之间,D值均小于D_(0.05)值,结果服从原定假设。因此,Weibull-2分布可以用来描述天然梭梭林分距离结构的分布,且表现出了良好的适应性,说明Weibull-2分布可以用来对不同树种的林分空间结构进行描述。     

青石冈林场木荷次生林空间结构调控研究

选取青石冈林场木荷次生林4块样地,计算出样地内各林木的间伐指数,并根据间伐指数值对4块样地进行弱度、中度以及强度间伐模拟来调整林分空间结构。基于不同的间伐强度,根据林分空间结构相关指标(混交度、大小比、角尺度等)和间伐指数对间伐前后的林分空间结构特征变化进行分析,确定了基于中度间伐的方案可以优化该林场木荷次生林空间结构。     

基于生态系统经营的雷州半岛红树林空间结构研究

利用角尺度、混交度和大小比数3个林分空间结构参数,分析了雷州半岛红树林的空间结构。结果表明:1)由样地1→样地2→样地3→样地4,混交度为0.272→0.292→0.158→0.197,样地1和样地2为中度混交,样地3和样地4为弱度混交。2)在空间大小对比上,白骨壤直径大小比数在4块样地都较小,占有较大的优势;红海榄在各样地中都处于劣势和绝对劣势状态;其它树种平均大小比数都在0.5左右,生长上处于中庸状态。3)各样地林分平均角尺度分别为0.61,0.43,0.45,0.63,样地1、样地4的林木分布格局为团状分布,样地2、样地3为均匀分布。     

天目山近自然毛竹林空间结构与生物量的关系

在浙江省天目山国家级自然保护区内的近自然毛竹林内设置1块100m×100m的固定标准地,用相邻网格调查法划分100个调查单元,用全站仪对每株毛竹进行精确定位调查,基于GIS的Voronoi图空间分析功能,确定空间结构单元,选择聚集指数、年龄隔离度、竞争指数和目标竹最近邻竹株数4个空间结构指数,运用主成分分析法,分析近自然毛竹林空间结构与生物量的关系。结果表明:各空间结构因子的重要性表现为聚集指数>年龄隔离度>最近邻竹株数>竞争指数;聚集指数与单位面积生物量的负相关关系最明显,较高聚集程度是提高单位面积生物量的前提条件;年龄隔离度的增加有助于提高毛竹林单位面积生物量,高产毛竹林的年龄隔离度≥0.5;单位面积生物量随最近邻竹株数增加而降低,当目标竹有4株最近邻竹时,最有可能获得高产;随竞争指数增加,毛竹林单位面积生物量有下降趋势,但不明显。     

基于 VBA 的杉阔混交人工林林分择伐空间结构分析

基于VBA建立的林分空间结构分析系统,主要包括林分空间参数自动化计算及林分择伐优化两部分。利用ExcelVBA对混交度、大小比数和角尺度3个空间结构参数的数学模型进行编码,实现林分空间结构自动分析计算,采用第4邻体距离判定法校正边缘效应,提高空间参数计算的准确性;在ExcelVBA编辑器中通过编写宏语言设置择伐参数进行模拟采伐,对比分析林分择伐前后空间结构,在择伐强度满足要求的前提下,对林分空间结构进行多次调整优化。以杉阅混交人工林为例,林分空间结构分析系统在分析现实林分空间结构的基础上,合理确定采伐木,使调整后的杉闹混交人工林分空间结构趋向合理。结果表明：基于ExcelVBA建立的林分择伐空间结构分析系统,其计算过程简化,结果可靠,能为林分近自然经营提供科学依据。     

抚育采伐对蛟河次生针阔混交林功能结构和谱系结构的影响

【目的】研究不同强度森林抚育采伐对温带针阔混交林群落结构、生物多样性及生态系统功能的影响机制,为温带针阔混交林经营管理提供科学依据和理论指导。【方法】以吉林蛟河4块1 hm2的针阔混交林采伐样地为研究对象,样地于2011年7月建立,2011年12月进行抚育采伐作业,并于2015年7月对保留木进行复测。采集、测定叶面积、比叶面积、叶碳含量、叶氮含量、叶片碳氮比和最大树高6类植物功能性状数据,根据物种之间的性状距离和谱系距离构建功能性状树和系统发育树。通过Blomberg’s K值法检验植物功能性状的系统发育信号;利用功能多样性指数和最近邻体性状距离指数计算2011年采伐前和2015采伐后不同空间尺度上(10 m×10 m、20 m×20 m和50 m×50 m)群落功能多样性和功能结构的变化情况;利用谱系多样性指数和最近亲缘关系指数计算群落谱系多样性和谱系结构的变化情况;通过树木4年间平均胸高断面积的增长量来量化保留木的生长差异。【结果】除叶面积外,其余5类功能性状均表现出显著的系统发育信号;抚育采伐前后,群落功能结构和谱系结构的变化具有尺度依赖性,在10 m×10 m尺度上,采伐后群落的离散度上升,聚集度下降,在20 m×20 m和50 m×50 m尺度上,采伐后群落的离散度下降,而聚集度上升;功能多样性和谱系多样性对采伐强度的响应同样存在尺度效应,中低强度抚育采伐对群落多样性的影响仅体现在小尺度上,而高强度抚育采伐即使在大尺度上也会对群落多样性产生显著影响;经历不同强度的抚育采伐后,样地内保留木的生长差异表现为中度采伐样地重度采伐样地轻度采伐样地对照样地。【结论】中低强度的抚育采伐能够优化群落的功能结构和谱系结构,从而达到促进资源利用、加快保留木生长的目的;高强度的采伐会导致生态位空间过度释放,不利于资源的充分利用以及树木生长,也会对森林生物多样性产生严重的负面影响。因此,从调整群落结构、促进保留木生长以及保护生物多样性的角度出发,对温带针阔混交林的抚育采伐作业应控制在中等强度以内。     

冀北山地杨桦次生林林分空间结构研究

在木兰林管局桃山林场选取面积为100 m×100 m的杨桦次生林样地,以每株林木树高、胸径和坐标为基础数据,运用混交度、大小比数和角尺度等林分空间结构参数分析了杨桦次生林的空间结构特征。结果表明:(1)该林分中山杨Populus davidiana和白桦Betula platyphylla在株数和断面积比例上占优势,为林分内优势树种;(2)林分各混交类型的比例相差不大,林分整体呈中度混交状态;(3)林分优势木和亚优势木相对较多,基于胸径、树高得到的平均大小比数结果基本一致,均能客观反映林分的分化规律;(4)林分平均角尺度为0.504,属于随机分布,林下伴生树种以集聚分布为主,但优势树种的随机分布趋势起决定作用。     

结构化经营对栎松混交林林分空间结构及稳定性的影响

【目的】研究结构化经营对栎松混交林林分空间结构一元、二元分布特征及稳定性的影响,为结构化经营技术在栎松混交林中的实施和评价提供科学依据。【方法】以甘肃小陇山自然保护区百花林场大干子沟天然栎松混交林为研究对象,2012年设置1块50 m×50 m、2块30 m×30 m固定样地,实施结构化经营;同时设置3块20 m×20 m固定样地,不实施经营措施,作为对照; 2017年对所有样地进行复测。采用角尺度、大小比数和混交度对比经营样地和未经营样地林分空间结构5年前后的变化,并通过最优林分状态的π值法则评价林分稳定性。【结果】1)经营样地在经营前林分水平分布格局接近团状分布,实施结构化经营5年后林分水平分布格局为随机分布;未经营样地林分水平分布格局始终为团状分布。实施结构化经营5年后林分混交度较经营前增加10. 4%,未经营样地5年后林分混交度较5年前仅增加5. 5%。2)实施结构化经营5年后的林分中,处于高度混交且为随机分布、高度混交且为中庸到优势的林木(优势微结构)比例较经营前分别增加21. 63%和13. 84%;未经营样地5年后的林分中,处于高度混交且为随机分布、高度混交且为中庸到优势的林木(优势微结构)比例较5年前仅分别增加3. 75%和3. 35%。实施结构化经营5年后的林分中,处于中庸到优势且为随机分布的林木比例较经营前降低6. 79%;未经营样地5年后的林分中,处于中庸到优势木且为随机分布的林木比例较5年前降低8. 10%。3)林分状态单位圆分析表明,林分状态评价值在实施结构化经营5年后较经营前提高27. 09%,状态由较差到良好,林分稳定性增强;未经营样地林分状态评价值在自然生长5年中提高13. 24%,状态仍为较差。【结论】结构化经营可使林分水平分布格局合理、混交度大幅度增加,优势微结构(高度混交且为随机分布、高度混交且为中庸到优势)林木比例得到明显提高,林分稳定性增强。     

北京市八达岭林场灌木林结构分析

用传统林分结构因子配合角尺度、混交度、大小比3个参数来分析北京八达岭林场灌木林空间结构特征。结果表明:1)主要灌木种类有荆条(Verbenaceae)、山杏(prunus armniacaL)、小叶鼠李(Rhamnus parvifolia)、绣线菊(Spiraea salicifoliaL.)、胡枝子(Lespedeza bicolorTurcz.);2)灌丛冠幅体积随海拔升高而减小,阳坡灌丛冠幅体积大于阴坡;3)灌木种混交度与灌木丛数在整个林分中所占的比例有关,比例增大混交度减弱;4)灌丛高度大小比数排序为:绣线菊>胡枝子>小叶鼠李,灌木种的灌丛大小比数主要与自身的生物学特性有关。     

吉林蛟河天然红松阔叶林的空间结构分析

利用混交度、大小比数和角尺度等三种结构参数,分析了红松阔叶天然林的空间结构。用平均混交度和混交度分布分析了林分的树种空间配置情况,得到该种林分主要以中、强度混交为主;用平均角尺度和角尺度分布分析了林木水平分布格局,得到该种林分以随机分布为主等结论。同时还应用大小比数和混交度分析了一些主要树种的空间属性,发现两种参数的结合可以清楚地描述树种的空间属性。     

马尾松幼林邻体竞争效应及其在营林中的应用

通过对１１种竞争指标及其与径生长量相互关系的分析，将竞争指标划分为四类，它们从不同侧面反映了个体竞争状况，个体竞争能力取决于自身在群体中的相对位置及生长发育状况和邻体对它的干扰程度。逐步回归分析表明，阳冠比率是影响马尾松生长的主导因子。文中还建立了主要竞争指标如生长空间指数、邻体干扰指数、阳冠比率与胸径生长量的数学模型，并对这些模型的生态学意义及其在营林中的应用进行了初步探讨。     

叶山林场常绿阔叶混交林林分空间结构研究

结合试验地调查以及林分内树种组成,利用混交度(M)、大小比数(U)和角尺度(W)3个林分结构参数,分析了叶山林场常绿阔叶混交林林分空间结构。结果表明:该林分平均混交度为0.371 8,主要树种麻栎多呈单种聚集,其余树种中强度混交比例达到96%;平均大小比数为0.493 6,在林分空间配置上,马尾松处于优势状态,其余树种分化严重;平均角尺度为0.518 9,混交林的分布格局基本上以团状分布为主。     

角尺度在林分空间结构调整中的应用

给出了应用角尺度调整林分空间结构的方法。角尺度是一种优秀的格局分析方法,不用测距也不用准确度量角度,既可用均值也可用单个值的分布来表达结果,对空间结构有很强的解析能力。根据进展演替的一般规律,顶级群落的水平分布格局应为随机分布,因此格局调整的目标是将所经营林分从非随机分布向随机型转变,也就是应将左右不对称的林分角尺度分布调整为左右基本对称。     

不同潮带红树林空间结构比较研究

通过对广东廉江市高桥红树林保护区不同潮带红树林林分混交度、大小比数及角尺度等空间结构参数进行分析比较,结果表明:红树林几种优势树种在不同潮带其空间分布格局多呈均匀分布和中弱度混交,低潮带的红树林呈随机分布的概率较高,而高潮带中红树林均匀分布的比例相对较高,空间大小分化和大小组合的差异不大。重构林分空间结构应以恢复到天然红树林结构为目标。     

Voronoi图方法确定云冷杉林最近邻木的适用性研究

以吉林省汪清林业局金沟岭林场天然云冷杉林标准地内147株树木为研究对象,选用最近邻木取4的传统方法和Voronoi图来确定每株树木的最近邻木株数和树号,对2种方法计算出的混交度和大小比数进行配对检验,并且对2种方法的适用性进行评价。结果表明:2种计算方法得出的结果具有较高的相关性和一致性,同为有效数据,但是传统方法计算出的混交度和大小比数要偏小;总体而言,天然云冷杉林具有较高的混交度、大小比数适中;相对于传统方法,利用Voronoi图来确定最近邻木时较为灵活。因此,在计算天然云冷杉林混交度和大小比数时,选用Voronoi图更为合理。     

浅谈内蒙古大兴安岭林区林业分类经营

文章通过对内蒙古大兴安岭林区的林业经营现状进行调查研究 ,并结合该林区特点 ,对实施林业分类经营的建设问题进行初探。     

柳杉纯林改造后林分空间结构变化预测

运用混交度、大小比数、角尺度和开敞度参数对柳杉林间伐前后空间结构的变化进行预测分析.结果表明:间伐后柳杉周围的同种树种相对减少,柳杉的混交度增加;而杉木的混交度变化则相反.柳杉和杉木的大小比数都有所增加,其中杉木最为明显.在角尺度方面,间伐前后林木的分布格局均为均匀分布.开敞度则由于间伐后林木间距的增大而得以提高.由此可见,在人工择伐作业后,单木的优势地位、树种的空间隔离程度,以及所占生存空间的大小都得到了较好的改善;这有利于培育大径级材和乡土树种的侵入.而林木分布格局的调整则明显滞后.     

某市新建居住小区交通影响评价研究

交通影响评价是定量评估土地开发对城市交通所产生的影响，并运用交通工程的理论和技术手段制定解决方案的过程。本文对某市新建居住小区在项目建设前进行交通影响评价，以预测项目完工后，会对周边道路和交通产生多大的影响，以及是否会恶化原有的交通环境。并对该居住小区开发对交通产生的影响进行研究，对可能出现的交通问题进行预测，并提出交通改善措施。