乘法法则对"林分平均胸径100倍圆法"的破解

本人写了“对《林分平均胸径100倍圆法测定每公顷断面积的理论初探（之一）》一文的《审稿意见》”,8月4日包含该文作者在内的林校老师3人来访,lO月25日由《林业调查规划》编辑部得知,该文及本人的《审稿意见》、及作者对《审稿意见》的答复与商榷、一并在2005年第5期上发表,并写了“编者按”。本文对《林分平均胸径100倍圆法》做进一步破解。     

林分平均胸径100倍圆公式在随机抽样中的理论论证

对文献[1]提出的在林分中作样圆随机抽样,分别采用样圆直径为林分平均胸径100倍和样圆直径为林分平均胸径目测值的100倍园法测定每公顷断面积的新方法,笔者从样本统计分析上分别推导与论证了林分平均胸径100倍圆公式G/hm2=N0与修正公式G/hm2=N.K的理论成立性。     

林分平均胸径100倍圆法与角规、标准地法测树特征的对比分析

通过林分平均胸径100倍圆法与角规及标准地的测树特征比较分析,阐明了林分平均胸径100倍圆法的原理、工具、方法,该方法具有简便、工效快与操作误差小等优势,认为林分平均胸径100倍圆法是一种具有实践应用研究价值与实用技术推广价值的林分断面积测定的新方法,将成为一项具有广阔前景的实用技术。     

林分平均胸径100倍圆法测定每公顷胸高断面积的理论初探(之三)——方法与特点

提出了林分平均胸径100倍圆法的测树方法、一般操作步骤与技术要求。通过100Dg圆公式含义设计了100倍圆法在生产上可实行的林分平均胸径实测方法,即100Dg圆圆内控制检尺法、100Dg圆随机检尺法、100Dg圆快速估测法、100Dg圆快速估测修正等4种方法,并进行了讨论。     

方形样地法测定林分胸高断面积的理论探讨

通过对林分平均胸径100倍圆法理论含义的分析,推导出方形样地(或标准地)的边长等于林分平均胸径的88.62倍时,林分每公顷断面积等于方形样地内的林木株数加上边界上林木株数的一半.文章对该方法的理论成立性、误差分析、操作方法及对林分适应性特点等作了相应的探讨.     

对《林分平均胸径100倍圆法测定每公顷断面积的理论初探》一文的审稿意见

该文的结论是“以林分平均胸径的100倍为直径作圆形样地，得出林分每公顷胸高断面积等于圆形样地圆内的林木株数加上圆界上林木株数的一半”的结论。     

林分平均胸径100倍圆法测定每公顷断面积的理论初探(之二)--误差分析与修正系数

通过对100Dg圆公式含义的分析,对影响林分断面积精度的2个主要因子:样地株数密度与林分平均胸径估测值进行了误差分析与探讨,提出了样地株数密度估计林分株数密度采用典型选样,林分平均胸径估测值采用目测法等相应解决办法。其中,当目测值有偏差时采用修正系数可使100Dg圆的可靠性进行了理论上的探讨。     

100倍圆法和角规测定林分株数密度的性能对比分析

林分平均直径100倍圆法在测定林分每公顷胸高断面积的同时,还能测定林分每公顷株数。100倍圆法测定每公顷株数与角规相比较而言,两者的精度如何,两者测定每公顷株数可靠性如何,能否反应林分直径分布规律等都有待验证和评价。对12块马尾松人工林与杉木人工林样地进行了典型抽样调查,通过内业分析发现100倍圆法测定每公顷株数的平均精度为92.28%,角规测定每公顷株数的平均精度为86.23%,100倍圆法测定每公顷株数的平均精度高于角规约6个百分点。同时,100倍圆法野外测量效率更高一些,也更能反应林分直径分布结构分布规律的特点。此方法是理论到实践的首次应用,可使今后的测树工作更加精准方便。     

对杨茂先生提出的"对《林分平均胸径100倍圆法测定每公顷断面积的理论初探》审稿意见"的答复与商榷

《林分平均胸径100倍圆法测定每公顷断面积的理论初探（之一）》在公开发表之前，十分荣幸地得到杨茂先生的悉心审阅，杨先生抱着对本文负责、对作者负责、对期刊负责的敬业精神和严谨的学术态度提出了自己的见解和意见，笔者十分敬佩。同样，笔者抱着对本文负责、对期刊负责的态度对此提出该意见答复与商榷，以期进一步获得杨老以及诸位同仁的批评、指正与教诲。     

造林密度对米老排人工林初期生长的影响

[目的]探讨不同造林密度对米老排人工林生长的影响规律,为米老排人工林定向培育过程中的密度控制提供参考。[方法]以广东省云浮市造林后6年生米老排人工林为研究对象,对不同造林密度(625、833、1 111、1 667、2 500株·hm~(-2))林分平均树高、优势木高、胸径、保留率和枝下高等生长指标进行连续4年调查。[结果]表明:随着造林密度的增大,米老排林分平均胸径、胸径连年生长量、保留率、单株材积和材积连年生长量均显著减小,而枝下高、林分蓄积量和蓄积连年生长量显著增加。在一定密度范围内,造林密度对林分高生长的影响比较小。造林后第6年,密度1 667株·hm~(-2)林分的平均树高最大(11.4 m),优势木高以密度1 111株·hm~(-2)林分的最大(13.3m),树高连年生长量以密度625株·hm~(-2)林分的最大(1.5 m·a~(-1));密度625株·hm~(-2)林分的平均胸径、胸径连年生长量、单株材积和材积连年生长量均最大,分别为14.3 cm、2.5 cm·a~(-1)、0.097 3 m~3和0.038 2 m~3·a~(-1),比密度2 500株·hm~(-2)林分的分别增加27.7%、81.0%、49.0%和82.4%;密度2 500株·hm~(-2)林分的枝下高、蓄积量和蓄积连年生长量均最大,分别为6.0 m、149.4 m~3·hm~(-2)和44.8 m~3·hm~(-2)·a~(-1),分别是密度625株·hm~(-2)林分的2.61、2.52、1.95倍。[结论]分析了造林密度对米老排初期生长的影响,对米老排人工林的培育具有理论指导意义。     

基于模拟退火算法的林分多目标经营动态可视化模拟

[目的]基于模拟退火算法,研究一种考虑林分结构健康状况和目标平均胸径的多目标森林经营方法,同时结合单木生长方程,基于Unity3D可视化引擎实现林分经营动态可视化模拟。[方法]以湖南省攸县黄丰桥国有林场5块杉木人工纯林2012—2017年样地连年调查数据为数据源,考虑林分分布状况、竞争程度、营养空间,以平均角尺度、平均大小比、林分拥挤度3个结构参数建立空间结构函数。在此基础上,以健康林分结构和平均胸径为经营目标,以竞争指数为参考初步筛选出的间伐木组合排列的结果作为经营方案的集合,通过模拟退火算法进行最优间伐经营方案解的选择。最后,通过建立考虑Hegyi竞争指数的可变生长率的单木生长方程,以结构分析-经营-生长三者不断迭代的方式并基于Unity3D渲染引擎实现林分经营动态可视化模拟。[结果]通过对5号样地(初始林分230株,年龄16 a,平均胸径20.21 cm)以健康林分结构和30 cm林分平均胸径为经营目标进行经营动态可视化模拟,结果表明林分年龄在21、26、31 a分别进行过间伐模拟,当林分年龄31 a间伐后,林分平均胸径达到30.10 cm,林分平均角尺度为0.64,林分拥挤度为0.74,林分结构接近健康水平。[结论]本研究提出的基于模拟退火算法的林分多目标经营动态可视化模拟方法能够模拟在多目标经营需求下的林分动态,并且形象直观,可以进一步为林业科研和生产提供支持。     

退化森林生态系统中林分碳储量的驱动因素——以内蒙古大兴安岭为例

[目的]确定退化森林生态系统中林分碳储量的驱动因素,为其碳汇功能的恢复提供参考。[方法]基于调查数据,使用逐步回归的方差分析法和结构方程模型(SEM)法,考虑林分因子和非生物环境因子(地形、气候),探究林分碳储量的驱动因素。[结果]2种方法得到的结果基本一致:方差分析法的确定系数为0.890,林分因子中的平均胸径和株数密度,非生物环境中的月平均最高温和月平均最低温以及干扰类型对林分碳储量有显著影响;SEM中林分碳储量部分的模型确定系数为0.757,林分因子中的平均胸径和株数密度对林分碳储量的影响最大,其中株数密度既有正向的直接作用,也有负向的间接作用,而非生物环境中,月平均最高温对林分碳储量有间接的负向影响,各变量对林分碳储量的影响大小排序为平均胸径(0.94)>月平均最高温(-0.52)>株数密度(0.12)。[结论]综合2种方法得到的结果,在退化森林生态系统中,林分因子和气候因子均对林分碳储量有影响,而地形因子却对其无显著影响。研究结果可为大兴安岭森林碳库探究提供数据参考和借鉴。     

林分平均胸径100倍圆法测定每公顷断面积的理论初探(之一)

以林分平均胸高直径的100倍为直径作圆形样地,得出林分每公顷胸高断面积等于圆形样地圆内的林木株数加上圆界上林木株数的一半。并根据标准地原理和角规测树原理进行了公式推导,利用了概率论原理对角规在100Dg圆绕测时,对圆外相割株数与圆内相离株数的理论数据近似相等性、互补性的假设进行了分析与论证。     

林分结构调整对云南松次生林生长和土壤性质的影响

[目的]探究云南松林结构调整对林木生长和土壤性状的影响,为云南松林保护和利用提供科学依据。[方法]按照森林抚育规程对林分进行结构调整,采用典型取样法对比分析林分结构调整前后土壤性质和林木生长状况的差异。[结果]云南松林结构调整后,(1)结构调整样地单株蓄积量比对照样地提高了近60%,树高和胸径提高幅度均在15%以上,林下天然更新植株数量是对照样地的3.1倍;(2)结构调整后林内植物种类增加,林下灌木层和草本层盖度分别提高了63.3%和22.7%,灌木层和草本层平均高度分别提高了24.7%和17.9%;(3)结构调整样地现存凋落物量显著下降,与对照相比下降了20.4%,土壤表层温度、有机质含量、基础呼吸和土壤微生物生物量显著提高,土壤其他性质参数变幅相对较小。[结论]林分结构调整可显著提高云南松生长量,有利于云南松较大径级林木的培育;促进了云南松林下更新和林下植被发育,有利于林分群落结构的形成;提高了土壤微生物数量和活性,加速了土壤有机质转化,研究揭示林分结构调整促进了云南松林土壤—植物系统正反馈作用。     

桂西南马尾松人工林生长对不同强度采伐的动态响应

[目的]研究不同强度采伐下马尾松的生长动态,筛选适宜的采伐强度,为马尾松人工林近自然经营提供技术支撑。[方法]2007年10月在14年生马尾松人工林(保存密度1 100株·hm~(-2))内进行采伐试验,设置4个采伐强度,即保留密度分别为225、300、375、450株·hm~(-2),以不采伐为对照;其后,自2008年开始连续8 a,每2 a测定1次马尾松的胸径、树高、枝下高和冠面积等生长指标,并计算单株材积和林分蓄积量,应用方差分析和Duncan多重比较分析生长指标对不同采伐强度的动态响应。[结果]表明:采伐强度显著影响林分生长,其中,林分平均胸径、单株材积、冠面积的年均增长量随保留密度增大而减小,但均显著高于对照(P0.05)。采伐后第1 3年,马尾松冠面积增长量显著高于采伐后期,胸径则在采伐后第3 5年最高,而不同采伐强度对林分树高生长影响不明显。保留密度显著影响林分枝下高和蓄积量的动态变化,其年均增长量随密度增大而递增。5个处理间林分蓄积年均增长量的差异随林龄的增大而逐渐缩小。[结论]马尾松人工林生长对不同强度采伐的动态响应以树冠最敏感,冠面积首先陡然增大,进而引起胸径的快速生长。树高和枝下高在采伐后年均增量变化相对平稳。4个采伐强度均显著促进单株材积生长,而仅保留密度为225株·hm~(-2)的采伐对林分蓄积增长量影响显著。综合比较林分的单株材积和林分蓄积连年增长量,建议在桂西南15年生马尾松人工林近自然经营中宜选择300株·hm~(-2)的保留密度进行采伐。     

尾巨桉萌芽更新不同密度处理对林分初期生长的影响

对尾巨桉不同处理更新3.2a生林分的生长调查,分析结果表明:在密度1 110株/hm2时,植苗更新林分平均胸径比萌芽更新林分高6.8%;平均单株材积比萌芽更新高11.4%;萌芽更新林分平均胸径随保留密度的增大而减小,方差分析结果表明不同处理尾巨桉林分胸径生长有极显著差异。萌芽更新林分平均单株材积随保留密度的增大而减小,萌芽保留1 110株/hm2平均单株材积比2 100株/hm2减小26.5%。在相同密度1 110株/hm2时,植苗更新林分每公顷蓄积比萌芽更新高23.1%。萌芽更新林分单位面积蓄积随密度的增大而增大,林分密度2 100株/hm2的林分每公顷蓄积量比密度1 110株/hm2高53.7%。     

以树冠投影面积导算林分最大密度的研究

一、问题的提出及其意义定量间伐方法有数种,其一认为:“假设林分中平均木以上的立木,在其生长发育中不受其相邻立木的挤压,因而能获得正常的生长条件,能正确地反映生长规律”,因此,在任一林分内首先要调查林分的平均胸径;凡大于或等于平均胸径的立木(有明显偏冠、损伤者除外)都选作调查对象。“并用每个径阶的冠幅面积除单位面积(公顷),而得各径阶单位面积上的株数,称为林分理论最大密度(以下简称理论密度)。”     

基于UAV高分影像的杨树冠幅提取及相关性研究

[目的]以无人机高清影像为数据源,结合样地实地调查数据,研究杨树冠幅提取及其与胸径和林分蓄积量的相关性,为无人机森林调查技术提供一种思路和方法。[方法]基于无人机高分影像及实地调查数据,采用面向对象法,对杨树林木冠幅进行分割与提取,通过实地测量数据建立冠幅-胸径模型,利用一元材积表计算样地蓄积量,并进行相关性分析与精度检验。[结果]影像分割效果良好,但提取得到的冠幅比实际值偏小,研究区最适宜的杨树冠幅分割尺度为10,平滑度0.1,紧致度0.5。杨树冠幅与胸径建立相关模型,其中一元线性方程拟合效果最好,相关系数为0.75。通过模型计算的样地蓄积与实测样地蓄积进行双侧T检验,结果 sig=0.0580.05,两组数据差异不显著。[结论]采用面向对象法,通过无人机高分影像能自动分割并提取了杨树林木冠幅信息,提取效果良好;利用影像提取林木平均冠幅,通过冠幅-胸径相关关系模型得到林木胸径,进而推算林分蓄积的方法可以满足森林资源调查精度要求。     

典型中亚热带天然阔叶林林层特征及蓄积估计研究

[目的]研究典型中亚热带天然阔叶林各林层(包括全林分和各亚层)主要测树因子的特征,特别是各林层树高和蓄积的关系,探讨中亚热带天然阔叶林蓄积的估计方法。[方法]通过计算各林层林分平均胸径、平均高、标准差、变异系数等指标,分析各亚层株数和蓄积占全林分的比重,采用亚层平均高H_s和亚层中值高H_z代替林木树高H计算林分蓄积,并对结果进行相对误差和方差分析检验。[结果]表明,与全林分相比,分层后各亚层胸径和树高的变异系数明显变小,各亚层之间胸径的变异系数随亚层高度的增加而减小,而第Ⅰ、Ⅱ亚层树高的变异系数基本一致,小于第Ⅲ亚层。第Ⅰ、Ⅱ亚层的株数占全林分的20%~30%,蓄积却占全林分的90%以上。相对误差结果表明3种方法计算林分蓄积时全林分、第Ⅰ亚层和第Ⅱ亚层误差均在5%以内,第Ⅲ亚层在10%以内,方差分析结果表明3种方法算出各林层的蓄积差异p值均大于0.05。[结论]在典型中亚热带天然阔叶林中,受光层(第Ⅰ、Ⅱ亚层)的蓄积占绝对优势,是外业调查的重点。亚层平均高H_s和亚层中值高H_z代替林木树高H计算林分蓄积计算方法的误差总体上符合生产实践中精度的要求,方差分析得出3种方法计算得到的结果没有显著差异,表明在典型中亚热带天然阔叶林中采用亚层平均高H_s和亚层中值高H_z代替林木树高H计算林分蓄积,可在满足精度的同时提高工作效率。     

天然阔叶混交林人工更新动态规律的研究

对天然阔叶混交林林下不同更新年龄的红松和云杉的树高、胸径和林分公顷蓄积进行了调查,分析结果显示:红松和云杉的树高、胸径和林分公顷蓄积随更新年龄的增长均呈"S"型曲线。红松在16~48年间胸径的平均生长量较14~25年间的云杉要高些,更新云杉的林分公顷蓄积的平均生长量是更新红松林分的2倍多。