长白山过伐林区云冷杉针阔混交林空间结构分析

用角尺度、混交度和大小比数3个林分空间结构参数,分析了长白山过伐林区云冷杉针阔混交林的空间结构。结果表明:该林分的平均角尺度为0.504,林木分布格局为随机分布,该林分的平均混交度为0.81。说明它是一个由不同树种呈现强度混交结构状态组成的复杂森林群落。针叶树种具有胸径和树高的优势,尤其是红松的直径和树高最突出。     

长白山云冷杉混交林不同针阔比与土壤养分的关系1）

以吉林省汪清林业局金沟岭林场云冷杉混交林为研究对象,运用模糊线性隶属度函数、主成分分析法,分析不同针阔比云冷杉林分土壤养分（有机质、全N、全P、全K、碱解N、有效P、速效K）质量分数差异及变动趋势。结果表明：随着阔叶树比例的增加,林分土壤pH增大;林分针阔比与土壤养分存在显著关联,针叶树种增加有利于土壤N和P积累;针阔比为7∶3时,土壤养分综合质量分数最高。     

长白山云冷杉针阔混交林土壤有机碳与土壤理化性质的相关性

以长白山地区汪清林业局金沟岭林场3种不同针阔比的云冷杉混交林为研究对象,采用野外调查、样品采集、室内分析等相结合的方法,揭示了土壤有机碳以及土壤理化性质的剖面分布特征,探讨了有机碳与理化性质间的相关性。结果表明,长白山云冷杉针阔混交林土壤有机碳质量分数均值为38.84g·kg^-1、有机碳密度均值为13.89kg·m^-2;两者的剖面分布特征一致,均具有表聚性,即表层含量最高,随着土层加深逐渐下降;土壤含水率以及土壤全氮、全磷、全钾质量分数也均呈现逐渐降低趋势,而土壤密度和土壤pH值呈增加趋势;土壤有机碳与土壤密度呈极显著负相关,与土壤含水量、土壤全氮、全磷质量分数呈极显著正相关,与土壤pH值、全钾质量分数相关性不显著。     

基于混合效应和分位数回归的温带针阔混交林树高与胸径关系研究

【目的】基于非线性回归和广义模型构建不同分位数回归和混合效应的树高预测方程,并对比分析非线性模型、不同分位点(τ=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)模型、广义模型及非线性混合效应模型的拟合效果和预测精度,为研究林分生长和收获提供理论依据。【方法】本研究以吉林蛟河地区针阔混交林的主要树种(红松、色木槭、紫椴和水曲柳)为研究对象,基于21.12 hm²样地数据,首先在11个广泛使用的树高方程基础模型中选定基础模型;其次探究林分变量对树高的影响并构建含林分变量的广义模型;最后在基础模型和广义模型的基础上,构建分位数模型,同时考虑样方效应对树高的影响,构建混合效应模型。【结果】(1)各树种均以Richards模型拟合精度更高,且具有生物学意义,选定为基础模型;考虑林分变量与树高的相关性以及模型收敛性,加入优势木高建立的广义模型能显著提高拟合效果。(2)各树种均为中位数τ=0.5时模型拟合效果最佳,且与非线性回归预测精度相近,红松、色木槭、紫椴和水曲柳最高R²值分别为0.811、0.809、0.724和0.617,...     

天然云冷杉针阔混交林单木胸径树高空间自回归模型研究

林木间普遍存在着空间自相关,这直接关联着林木间的竞争与相互作用。单木胸径树高模型是森林生长、收获与预测的基础,忽略林木间的空间自相关将会导致胸径树高模型的普通最小二乘(OLS)回归违背残差独立分布假设,导致犯第一类错误的可能性变大,以及模型参数标准差的有偏估计和回归模型估计的有效性降低。因此,本文选择我国东北地区主要森林类型即天然云冷杉针阔混交林为研究对象,考虑林木间的空间自相关,选用合适的线性化单木胸径树高OLS模型为基准模型,利用3个同步自回归(SAR)模型即空间滞后模型(SLM)、空间误差模型(SEM)和空间Durbin模型(SDM),构建该混交林的单木胸径树高模型。与此同时,每个SAR模型分别采用5个不同的空间加权矩阵即Delaunay三角网(DT)矩阵、逆距离一次幂(ID1)、逆距离二次幂(ID2)、逆距离五次幂(ID5)和高斯变异函数(GV)矩阵,利用极大似然(maximum likelihood)估计3个SAR模型的参数。对OLS和3个SAR模型的回归参数进行t检验,对3个SAR模型的自回归参数进行似然比检验。选择Morans I(MI)指数比较分析4个模型的残差空间自相关,选择决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和Akaike信息准则(AIC)3个拟合指标比较分析这4个模型的拟合效果,选择均方误差(MS)检验模型预测效果。结果表明:未考虑空间自相关的OLS模型残差存在正空间自相关;3个SAR模型拟合效果均优于OLS,SDM和SEM的拟合效果最好,SLM最差;无论使用哪个空间加权矩阵,SLM均不能消除模型残差空间自相关,但可降低空间自相关,在一定程度上提高了模型的拟合效果;5个空间矩阵应用于SDM和SEM时,均可以消除模型残差空间自相关,但空间加权矩阵GV只适用于SEM;ID2是5个空间加权矩阵中最好的空间加权矩阵,将ID2应用于4个模型进行预测时,SDM和SEM的预测效果明显优于SLM,但3个SAR模型的预测效果均优于OLS。利用3个SAR模型提高了单木胸径树高模型拟合和预测的精度,为合理经营天然云冷杉针阔混交林提供了理论基础。      

择伐强度对长白山区天然云冷杉针阔混交林空间结构的影响

利用混交度、大小比数、角尺度3个林分空间结构参数,分析研究了不同择伐强度(未择伐、20%、30%、40%)对长白山区天然云冷杉针阔混交林林分空间结构的影响。结果表明:20%择伐强度的样地平均混交度最大,30%择伐次之,40%择伐样地平均混交度最小;不同择伐强度对林木大小分化程度影响不是太大:20%择伐样地林木成均匀分布,未采伐样地和30%采伐样地林木成随机分布,40%择伐样地林木成团状分布。总的来说,20%择伐更有利于云冷杉针阔混交林林分空间结构的优化。     

长白山云冷杉针阔混交林林木空间利用率混合模型

目的  建立林木空间利用率模型，为天然混交林中不同树种间生产力的比较提供依据，为单木成熟的判断提供参考。 方法  利用林木生长量与树冠大小比值定义林木空间利用率，以长白山地区云冷杉针阔混交林为研究对象，基于20块标准地的2 268株单木数据，建立林木空间利用率混合模型，拟合各树种的空间利用率。 结果  （1）备选指标中蓄积生长量和树冠投影面积之比与胸径相关系数最高，适宜作为计算指标。（2）通过逐步回归，最终选定林木胸径、胸径平方（代表胸高断面积）、树高、冠幅、样地蓄积、针阔比、坡向坡度、竞争指标作为林木空间利用率基础模型的自变量。（3）确定按树种分组，包含胸径平方及截距随机效应参数、指数函数异方差结构的混合模型，经检验，混合模型在建模数据及检验数据中的表现均略优于一般线性模型。（4）利用所构建的混合效应模型，对研究数据进行拟合预测，各树种空间利用率最高时期的胸径分别为云杉约40 cm，冷杉、落叶松、红松、中阔组约37 cm，慢阔组约32 cm。 结论  林木利用率模型得到的数量成熟是以单位营养空间的生产力为基础的，使不同树种间的比较更为合理，且计算结果符合一般林学规律，可以作为该地区云冷杉针阔混交林判定单木成熟及优化林分结构的参考依据。      

云冷杉天然针阔混交林合理经营密度研究

[目的]评价云冷杉针阔混交林不同径级层的合理经营密度范围。[方法]以长白山云冷杉针阔混交林为研究对象,利用林分平均胸径和树冠面积建立的最大密度模型和半峰宽原理,求得大、中、小不同径级林分的合理经营密度。[结果](1)树冠面积方程方面,云杉、冷杉、红松以二次函数为主,阔叶树种组以线性方程为主,模型的有效区间胸径应在[5, 70]之间;(2)指数函数对于拟合平均胸径与不同径级层最大密度关系较好,但决定系数R~2仅在0.5～0.6之间(P0.05);(3)小、中、大径级层合理经营密度范围分别为0.403N_(max)～1.619N_(max)、0.523N_(max)～1.754N_(max)、 0.478N_(max)～1.307N_(max)。[结论]合理经营密度株数配比在6∶3∶1、5∶3∶2、5∶4∶1等比例之间变化,且经营指数的频数分布符合正态分布。     

云冷杉针阔混交林单木枝下高和冠幅模型构建

以吉林省汪清县金沟岭林场云冷杉针阔混交林为研究对象,基于研究区内均匀分布的98块样地的2487株单木数据,按7:3的比例随机抽样分别用于建模和检验.对林内云杉、冷杉、红松、中生阔叶树种组和慢生阔叶树种组这5个树种(组)的单木枝下高和冠幅模型分别采用最小二乘法估计、极大似然估计和似不相关回归估计3种参数估计方法进行建模,...     

天然云冷杉针阔混交林的年龄变动及估测精度分析

本文采用长白山地区天然云冷杉针阔混交林的14个皆伐样地数据,分析6个主要树种的径阶年龄变异系数,根据其计算不同精度下外业捕样调查估测林分年龄所需的样本量;采用平均_小法估测林分年龄,分析其他测精度随着株数的变化。结果表明,6个树种的年龄变异系数随着径阶的增加,呈现波动性变化。石杉、冷杉和红松3种譬f叶树的年龄变异系数随...     

长白山云冷杉林下主要树种幼树生物量

为了对林下灌木草本生物量进行补充和完善,提供更为详实、丰富的灌木层、草本层生物量数据,将长白山云杉Piceajezoensis一冷杉Abiesnephrolepis林（云冷杉林）样地按郁闭度0．6,0．8,1．O分类,以林下主要树种幼树生物量进行模型拟合并估算了主要树种幼树生物量。结果表明,云冷杉林主要树种器官（干、枝、叶、根）生物量模型自变量与DW和DH（D为地径,H为树高）关系最为紧密,最优函数以线性函数为主。其次,随着郁闭度的增加．幼树生物量（W）呈现先减小后增加的趋势。再次,郁闭度为0．6,0-8和1．0时,冷杉对林下幼树生物量贡献率较大．分别达到了34．94％,40．79％和50．26％;云杉对林下幼树贡献率较小,只有6．03％,8．58％和8．03％。图1表4参16     

长白山云冷杉混交林直径结构分布研究

【目的】选择能够正确拟合经过采伐后的长白山云冷杉针阔混交林直径结构分布的模型。【方法】以长白山12块经过2~3次采伐的云冷杉过伐林固定样地数据为依据,分别运用负指数、三参数Weibull、限定混合Weibull模型拟合云冷杉混交林的直径分布。【结果】12块样地密度为535~1 035株/hm2,平均胸径变化不大,在20.1~23.9cm;所有样地直径分布偏度为正。除1号、7号样地的直径结构用负指数模型效果较好,2号、4号样地用三参数Weibull模型拟合效果较好外,其余样地均适合用限定混合Weibull模型拟合。【结论】3种分布模型中,负指数模型拟合近似"反J"型曲线时效果较好,而限定混合Weibull模型在拟合不规则直径分布时效果较好。     

长白山云冷杉针阔混交林两个演替阶段乔木的种间联结性

基于2×2联列表和方差比率,通过χ2统计量检验和种间联结系数值计算,对杨桦次生林和云冷杉针阔混交林阶段林分总体种间联结性进行了分析。结果表明：杨桦次生林群落内出现的12个乔木树种之间的总体关联性方差比率为0.932,接近1,表现为无相关性;在针阔混交林阶段,群落主要种间的总体关联性表现为正相关,说明该阶段的群落已处于和...     

长白山天然林不同树种树高曲线对比研究

以Weibull方程为基础模型,使用1680株标准木数据,分别为长白山主要的7个树种建立了树高曲线方程。研究发现,针叶树种的树高曲线具有较高的精度,决定系数R^2均在0．8以上,而阔叶树的精度较低,尤其椴树Tilia amurensis和榆树Ulmus pumila的R^2低于0．5。对比针阔叶树的树高曲线发现,在胸径较小时,阔叶树的树高普遍较高,而在胸径较大时．针叶树的树高较大。从相邻径阶的树高之差来看,针叶树的径阶树高生长量普遍较大。由于相同径阶的林木．径阶树高生长量越大,其材积生长量越大。因此,在林分调整采伐时,应尽量保留径阶树高生长量较大的林木。单纯从木材收获的角度出发,在长白山地区,相同径阶下主要针叶树种的采伐顺序应为臭冷杉Abies nephrolepis．红松Pinus koraiensis和红皮云杉Picea koraiensis。     

长白山云冷杉针阔混交林最优竞争指标的研究

【目的】基于长白山天然云冷杉针阔混交林林分的结构特点,构造了与距离有关的新竞争指标——树种耐阴性竞争指数(CIS)。【方法】以天然云冷杉针阔混交林12块固定样地为研究对象,将搭配4种竞争木选择方法(M1、M2、M3和M4)的11个竞争指标,分别用于拟合林木胸高断面积生长量,利用非线性平方和法检验(F检验)各竞争指标的拟合度。【结果】与距离有关的竞争指标在拟合天然异龄混交林胸高断面积生长量方程上要优于与距离无关的竞争指标。以CIS/M2拟合的长白山云冷杉针阔混交林全树种、云杉和冷杉胸高断面积生长方程的减小均方误差均最大,分别为0.462,0.085和0.623。【结论】与其他各类竞争指标相比,CIS/M2的拟合度最高。     

长白山金沟岭杨桦次生林下幼树生物量模型

为了对杨桦次生林下生物量模型进行补充研究,以长白山金沟岭林场杨桦次生林固定样地为研究对象,采用样地抽样的方法对林下主要树种幼树进行抽样,运用异速生长方程对幼树生物量模型进行拟合。结果表明,林下主要树种幼树生物量模型呈异速生长关系,自变量以地径D0,树高H最为紧密。其中,仅以地径D0作为单一自变量的模型精度明显低于以地径D0和树高H为自变量的模型精度;调整系数Radj2均在0.9以上,平均预测误差MPE范围在5%～49%之间,椴树的枝、叶、根和地上生物量,色木的枝生物量模型相对较差,平均预测误差均达到了40%以上;其次,根茎比与地径D0呈明显负相关关系,与树高H相关性不显著,调整系数Radj2较低,范围仅为0.053～0.507之间。最后,主要树种幼树生物量随着郁闭度的增大,表现依次下降的趋势,即W(0.6)>W(0.8)>W(1.0)。     

长白山云冷杉针阔混交林径阶多样性指数对比

径阶多样性是林分结构多样性的一个重要方面,并影响森林的经济、生态、社会效益。利用7个常用的多样性指数计算了长白山云杉Picea koraiensis冷杉Abies holophylla针阔混交林不同采伐强度采伐前后的径阶多样性指数值,并对各指数的判别能力及对样本大小的敏感性进行了评价。结果表明：在判别能力上Margalef指数、Shannon指数和Gini指数较好,但是Margalef指数和Shannon指数受样本的影响较大,综合来说Gini指数评价效果较好。通过比较不同采伐强度采伐前后各指数值的变动得出,当采伐强度为20%～30%时,径阶多样性变大,而当采伐强度为40%时,径阶多样性反而减小。采用多样性指数来表示林分的径阶多样性可用于指导森林经营,如比较不同林分的径阶多样性、评估林分或景观水平在一定时间内树木大小多样性变化以及比较不同的经营措施对林分径阶多样性的影响等。表6参18     

基于非线性混合模型的栓皮栎树高与胸径关系研究

以西北农林科技大学测量的39块栓皮栎样地数据为例,首先选择非线性最小二乘法对6个常用方程进行模拟,找出模拟精度最高的模型作为基础模型。然后,利用基础模型及模拟数据构建非线性混合效应模型,分别考虑区域效应和样地效应,通过变化混合参数个数并利用SAS软件进行模拟,选择对数似然值、AIC和BIC值最小并且收敛的混合模型作为最优模型。最后利用验证数据与传统的非线性最小二乘法进行精度比较。结果表明:由于h=1.3+［(a1+a2BA+a3ha)exp(b1/D)］+ei考虑了林分断面积和优势木平均高,在模拟单木的树高时精度比其他5个模型高,并且该模型对于描述单木树高的生长趋势效果显著,因此作为构建非线性混合模型的基础模型。利用AIC、BIC和对数似然值来评价非线性混合模型的效果,结果表明:考虑区域效应的影响时,a2、a3、b1同时作为混合参数的模拟效果最好;考虑样地效应的影响时,a1、b1同时作为混合参数的模拟效果最好。无论考虑区域效应影响还是考虑样地效应影响,混合模型的拟合精度都比固定模型的模拟精度高,并且考虑样地效应影响要比考虑区域效应影响的精度更高。      

长白山林区14种幼树生物量估测模型

以长白山林区林下14种幼树为对象,采用收获法对胸径D1.3≤2.5cm的幼树植株进行随机取样,通过对不同树种各器官和全株生物量的统计,建立了幼树生物量的最优估测模型,并进行了实测验证。结果表明:以地径(D0)和地径平方与株高乘积(D20H)为自变量,拟合的14种幼树各器官和全株生物量最优模型为幂函数,并达到了极显著水平,而且都有较大的R2值(0.712～0.983)和较小的SEE值(0.217～1.122)。幼树器官和全株生物量最优回归方程的R2值,从大到小依次为全株生物量地上部分枝地下部分叶。验证结果表明:以地径(D0)为自变量时,建立的幼树器官和全株生物量模型,对生物量的估测结果均较为准确。自变量为地径平方与株高乘积(D20H)时,怀槐、东北槭等8种幼树器官和全株生物量模型对生物量预测效果较好;除红松、拧筋槭等6种幼树部分器官和全株生物量模型估测效果相对较差外,其他模型均可对生物量进行准确估测。     

Spatial distribution patterns and associations of tree species during different succession stages in spruce-fir forests of Changbai Mountains, northeastern China.

云冷杉针阔混交林、云冷杉针叶混交林和近原始云冷杉林是长白山区代表性的森林群落。以这3种典型群落的各1块样地调查数据为基础,采用点格局分析法的0-ring统计,对各样地主要树种的空间分布格局及树种间的空间关联性进行分析。结果表明：各种群以随机分布为主,从云冷杉针阔混交林到云冷杉针叶混交林和近原始云冷杉林,所有主要树种的空间分布格局聚集分布减少,而随机分布、均匀分布增多,云杉、冷杉和红松两两间的空间关联性,表现为负相关的现象增多。在小尺度上,椴树呈显著聚集分布,其他尺度上表现为随机分布,其他树种分布的规律性不明显。