中幼龄兴安落叶松过伐林垂直结构综合特征

[目的]分析中幼龄兴安落叶松过伐林的垂直结构特征,为进一步研究演替趋势和优化林分结构等提供参考依据.[方法]以内蒙古根河林业局潮查林场境内在20世纪80年代初主伐利用后形成的兴安落叶松过伐林为研究对象,利用10块标准地数据,采用树冠光竞争高度原理将兴安落叶松过伐林林分垂直层次划分为主林层、演替层和更新层,分析各层高度、径级分布、树种组成、蓄积量和水平格局特点[垂直结构各层次特点均基于a(截止系数)取值0.5,量化分析各林层的结果].[结果]1)主林层、演替层和更新层平均高度分别为11.2,6.8和2.8m,各层次高度间在0.01水平上差异极显著.2)随着林分垂直层次增高,其径级分布由反J型向左偏单峰型转变,最终呈无规则单峰型形状.主林层径级分布呈无规则的单峰型,峰值在8～16径级处,以12和14径级为多数;演替层径级分布呈左偏单峰型,峰值主要在8径级处;更新层径级分布呈反J型,峰值在2径级处.3)各层树种组成差异较大.主林层对整个林分树种组成起关键作用,二者组成成数非常接近,也直接影响更新层的树种组成;演替层树种组成揭示,未来林分演替趋势将出现落叶松成数增多、白桦成数逐渐增多和树种组成相对稳定3种可能性.4)随着林分层次增高,其蓄积量增大,主林层、演替层和更新层蓄积量占林分总蓄积量的平均比例分别达67.3％,28.6％和4.1％.5)各层分布格局主要呈聚集分布,与林分整体分布格局并非完全一致.随着林层的下降,其聚集系数逐渐增大,聚集化程度明显增加.6)各层次对林分结构与功能具有不同的作用.随林龄增长,更新层株数减少,向演替层转移,演替层分布径级变大,逐渐接近主林层径级分布.[结论]要通过优化结构、调控林分演替可持续地经营复层异龄林,须从林分各层人手控制各树种径级株数比例、合理高度,并持续地确保有更新层的存在.林分垂直结构是林分某个特定阶段的结构特征,随着林龄增长,在不同生长阶段垂直结构将会发生变化,如何动态表述林分垂直结构特征将是今后研究的重点;在林分中,不同树种达到不同林层高度以及形成现有垂直层次结构时所需要的时间等方面也需深入研究.     

北京九龙山侧柏生态公益林空间结构分析与评价

[目的]分析侧柏生态公益林空间结构并进行经营迫切性评价,为侧柏生态公益林空间结构的优化调整及区域内其它生态公益人工林空间结构优化调整奠定理论基础。[方法]基于北京九龙山侧柏生态公益林的实测数据,选取混交度、大小比数、角尺度、密集度、林层指数、开敞度和竞争指数7个空间结构参数分析侧柏生态公益林的空间结构特征,并从密度、格局、竞争和混交等方面选取10个指标构建了经营迫切性评价指标体系并确定评价标准,进而对侧柏林进行了经营迫切性评价。[结果]侧柏生态公益林空间结构较为简单,林分呈均匀分布,树种组成单一,以零度和弱度混交为主,呈现单种聚集趋势;林木大小分化不明显,侧柏的优势度最大;林木之间较为密集,处于很密集和比较密集的林木比例较高;林分中所有林木几乎都分布在中林层与上林层,林层指数为0.288,林层结构不太明显;林分开敞度和竞争指数分别为0.274和0.318,总体处于生长空间不足、中度竞争状态;侧柏林的经营迫切性指数为0.8,经营迫切性等级为特别迫切,说明侧柏人工林大多数状态特征不符合标准,急需通过采取有效的经营措施优化林分配置,改善森林状况,以实现侧柏人工林可持续发展的目的。[结论]林分空间结构的分析与经营迫切性评价,不仅能够发现林分结构的不合理方面,还能针对性的制定空间结构调整措施,促进侧柏生态公益林不断向健康稳定的方向发展,实现其生态、经济和社会效益的持续发挥。     

基于交角和密集度的竞争指数构建及评价

【目的】以蒙古栎次生林和云冷杉过伐林为研究对象,构建新的基于交角和密集度的竞争指数,为更好表达蒙古栎次生林和云冷杉过伐林林木间的竞争状况提供依据。【方法】在吉林省汪清林业局塔子沟和金沟岭林场分别选择具有代表性的3块1 hm2蒙古栎次生林和3块1 hm2云冷杉过伐林样地,基于2013和2018年2期调查数据,构建基于交角和密集度的竞争指数(ca CI),采用优势度分析法确定优势树种,并建立优势树种的单木断面积生长量模型评价竞争指数ca CI与Hegyi、a CI和ua CI的优劣。【结果】竞争指数ca CI与Hegyi、a CI和ua CI呈显著正相关关系。断面积生长量线性回归模型和混合效应模型表明,林木断面积生长量与初始断面积呈正相关关系,与竞争指数呈负相关关系,暗示影响生长量的主要因素是林木初始大小,而林木竞争也会影响林木生长。优势树种嵌套于样地的2水平线性混合效应模型的拟合精度优于回归模型,反映出不同树种的生长趋势差异显著,而样地影响较小。模型中带竞争指数的拟合效果较不带竞争指数的拟合效果有所提升,与Hegyi、a CI和ua CI相比,ca CI在云冷杉过伐林中表现最佳,在蒙古栎次生林中效果次之,说明竞争指数ca CI适合空间结构更复杂的林分。【结论】基于交角和密集度的竞争指数ca CI能够有效反映蒙古栎次生林和云冷杉过伐林林木间的竞争状况,尤其是林木结构更为复杂的天然混交林。     

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。     

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。     

川西山地岷江冷杉风景林林分空间结构分析

应用传统林分结构因子配合混交度、角尺度、大小比数和开敞度4个林分空间结构参数,分析了川西山地退化风景林的空间结构特征.结果表明:林分结构较为简单,林分乔木层由7个树种组成,树种密度分布差异较大,树种结构相对单一;林分垂直结构特征明显,可分为3个林层,呈现出典型的复层林结构特征;林分平均混交度为0.46,以中强度混交单元为主,所占比例达61％;平均角尺度为0.483,属于随机分布状态;林木的胸径大小比数为0.286,有接近30％的林木处于优势状态;林分平均敞开度为0.309,林木生长空间基本充足.岷江冷杉种群优势度明显,群落处于相对稳定状态,其他5个树种由于株数较少,且径级分布不连续,自然更新较困难,经过一定时间的演化,将死亡,因此必须切实采取保护措施,保证其顺利生长,以保持物种多样性和群落的稳定性.     

金沟岭云冷杉过伐林水平分布格局及更新研究

用距离方法(T-square)研究金沟岭林场云冷杉过伐林的空间分布格局,经T形指数C和Z1值检验,2块云冷杉林分别为集聚分布和随机分布。其中52林班在2002年择伐,其林分状况还没有得到恢复,因此呈集聚分布;而65林班在1988年择伐,林分已逐步恢复了天然林的特征,其空间格局呈随机分布。由调查的更新数据还可以清晰看出,该林分更新状况良好。     

小陇山辽东栎次生林的结构特征和物种多样性

运用混交度、角尺度、大小比数、林层数等林分空间结构参数,直径分布和物种多样性等非空间结构参数,对小陇山林区辽东栎天然林林分结构特征进行分析研究。结果表明:小陇山林区辽东栎天然林群落的灌木层和草本层物种丰富,多样性高;乔木层物种多样性指数明显低于灌木层和草本层;直径分布特征表现为典型的异龄林直径分布特征;林分天然更新良好,辽东栎实生苗占幼苗总数的46%;林分中林木个体分布角尺度均值为0.541,林木个体水平分布格局属团状分布;群落的树种隔离程度较高,平均混交度高达0.71,群落中77.4%以上的林木处于中度混交以上,处于强度混交的比例也接近于24%;林分中各树种以胸径作为比较指标的大小比数排序为:锐齿栎辽东栎漆树灯台树华山松青榨槭三桠乌药椴树秦岭白蜡梾木;在垂直结构方面,林分的平均林层数为2.45层,林层分化明显。依据辽东栎林分的天然更新和结构特征提出经营建议。     

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。     

基于加权Voronoi图的杉木生态公益林空间结构量化分析

以湖南省福寿国有林场内24年生杉木生态公益林为研究对象,通过胸径加权Voronoi图确定各中心木的邻近木,计算混交度、大小比数、聚集指数、林层指数和开敞度5个空间结构指数,全面分析了该林分的空间结构特征。结果表明:1)林分平均混交度为0.21,为弱度混交,树种空间隔离程度较低;2)林分平均大小比数为0.58,林分胸径大小分化不太明显,处于中等竞争状态;3)林分平均聚集指数为1.06,林木总体上处于由均匀分布向随机分布演替的过渡阶段;4)林分平均林层指数为0.24,林木在垂直空间上配置较为简单;5)林分平均开敞度为0.23,林木生长空间不足。     

基于分层的典型中亚热带天然阔叶林林木竞争关系研究

[目的]通过分析不同林层林木之间的竞争情况,以期揭示林木间相互竞争的类型、林木受到的竞争压力与林木垂直分布之间的关系,为森林资源的保护与利用提供科学依据。[方法]在福建万木林自然保护区内设5块典型中亚热带天然阔叶林样地,采用Hegyi的竞争指数,按分层和不分层两种情形研究林木间的竞争强度。[结果]在1—5号样地,当取样半径超过4 m后,林木间的竞争强度随取样半径的增大而减小的趋势变缓,4 m是分析林木竞争的适宜半径;以4 m为半径分析林木间的竞争,发现有一半以上的组成树种只发生种间竞争,剩余同时发生种间和种内竞争的树种,其竞争木构成中数量占优势的普遍是与其相异的树种,且种间竞争强度普遍强于种内竞争;各样地的乔木层都可以划分出由高到低的3个林层,在平均水平,越高层的林木距离竞争木越远、在竞争木的组成中较矮小的第3林层林木数量也越多;越高层的林木,平均每株对象木与其全部竞争木之间的竞争压力越小。[结论]在调查的典型群落中,普遍发生的是种间竞争,而林木受到的竞争压力及其竞争木的组成都与它们的垂直分布关系密切,在森林资源保护和经营中应对垂直分布予以更多的关注;乔木层中的优势树种未发生激烈种间或种内竞争;可以发生激烈种间竞争的乔木树种有米槠、庆元冬青、少叶黄杞和杜英,不存在特定的竞争木与它们竞争,它们与竞争木相近、主要分布在第2或第3林层;种内竞争过于激烈的有山杜英、华杜英、山黄皮、野含笑和羊舌树,也主要分布在第2或第3林层。     

兴安落叶松天然林林木直径与树高分布的分层特征

[目的]通过分析大兴安岭呼中林区兴安落叶松天然林胸径和树高的一元、二元分布特征,揭示脆弱地带森林群落的林木大小分布特征。[方法]在大兴安岭呼中林场设置3种不同类型兴安落叶松林固定样地,利用整体和分层的方法,对样地林分胸径和树高的变化规律以及两者之间的关系进行研究。[结果]表明:(1)草类-落叶松林直径分布为单峰分布,其他2块样地为双峰分布; 3块样地林木直径分布均呈左偏。杜鹃-落叶松林树高分布为多峰分布,其他2块地均为单峰分布; 3块样地林木树高分布均呈右偏。(2) 3块样地上、下层林木的直径分布均为单峰分布,上层木直径分布均呈左偏,下层木直径分布草类-落叶松林右偏,杜鹃-落叶松林左偏,杜香-落叶松林为近似正态。杜鹃-落叶松林的树高上、下层分布为双峰,其他2块样地均为单峰,3块样地上层木树高分布均左偏,而下层木树高分布均右偏。(3)草类-落叶松林和杜鹃-落叶松林小径阶林木株数占绝大多数。3块样地林分中树高与胸径的比值在小径阶林木中明显大于大径级林木。草类-落叶松林和杜鹃-落叶松林上层木中小径阶林木株数所占比例稍大,杜香-落叶松林和杜鹃-落叶松林下层木中大径阶林木株数比例稍大,但3块样地上层和下层木树高与胸径的比值在大小径阶林木中均无明显差异。[结论]高密度的杜鹃-落叶松林平均树高要高于低密度的杜香-落叶松林和草类-落叶松林平均树高,而平均胸径无明显差异。3块样地林分中树高与胸径的比值小径阶林木中明显大于大径级林木,但其差异在上层和下层林分中均表现不明显。     

沙地樟子松天然纯林的结构特征

[目的]为了解红花尔基地区沙地樟子松天然纯林的结构特征,指导沙地樟子松的保护与经营。[方法]在红花尔基地区设置2块100 m×100 m的樟子松天然纯林固定样地,利用样地内每木定位调查数据和分析统计软件进行一元分布及二元分布特征分析。[结果](1)樟子松天然林纯林直径分布为单峰或多峰山状分布,垂直结构简单,只有乔木层和草本层。(2)樟子松天然纯林的林木分布格局为均匀分布,接近随机分布,林木分布格局类型与林分密度无关;林分中樟子松个体竞争激烈,多数单元中林木呈较密集状态。(3)2块样地中随机分布状态下的林木多数为中等密集或比较密集,不同分布状态下的林木优劣性差异较小;低密度樟子松天然纯林中多数密集状态的林木为绝对优势木或优势木,而高密度林分中林木密集度分布与林木大小无关。[结论]红花尔基沙地樟子松天然林结构不合理,应选择病腐木及聚集分布的个体作为潜在调整对象,进行密度调整和结构优化。     

采伐对天然云冷杉针阔混交林半分解层凋落物现存量、含水率及林分郁闭度空间异质性的影响

[目的]以吉林省汪清林业局金沟岭林场4块天然云冷杉针阔混交林为研究对象,探究不同采伐强度下[重度(采伐强度21. 21%),中度(采伐强度11. 22%),轻度(采伐强度6. 29%)和对照(未采伐)]凋落物半分解层现存量、含水率与林分郁闭度的空间异质性。[方法]采用地统计学方法,对各样地凋落物半分解层现存量、含水率与林分郁闭度数据进行普通克里金插值,得到3个指标的空间分布格局图。[结果]表明:在10 100 m的尺度上,采伐使得凋落物现存量由离散型分布转变为聚集型分布,而对凋落物含水率的空间格局影响不大;所有样地的郁闭度均表现为聚集型分布,采伐一定程度上影响了其在中度采伐与重度采伐样地的空间异质性;凋落物现存量与林分郁闭度之间不存在相关性,而在对照样地,凋落物现存量与含水率存在显著的负相关,但相关程度较弱(r 0. 3)。[结论]采伐对凋落物半分解层含水率空间异质性影响不大;中度采伐与重度采伐样地的郁闭度异质性可能是由于采伐不均匀所导致;采伐使凋落物现存量空间异质性程度降低。     

基于目标树经营的抚育采伐对云冷杉针阔混交林空间结构的影响

[目的]以长白山林区云冷杉针阔混交林为研究对象,分析目标树抚育采伐前后云冷杉针阔混交林空间结构参数的变化,探索目标树抚育采伐对森林空间结构的影响。[方法]基于6块面积1 hm~2的样地,首先遵循近自然森林经营的原理进行林木分类,选定目标树,伐除干扰树;再结合结构化森林经营的原理,计算并分析抚育采伐前后目标树空间结构参数和林分空间结构评价指数的变化。[结果]表明:经目标树抚育采伐后(1)目标树空间结构单元内的树种隔离程度得到进一步提高;林木透光条件有所改善;目标树的竞争压力得以减小;林木空间分布格局总体上得到优化。(2)林分空间结构评价指数进一步提高,林分空间结构水平稳中有升。[结论]通过采取合理的目标树抚育采伐措施能兼顾改善单木水平和林分水平的空间结构状况,在实现优化目标树空间结构的同时,保证林分整体空间结构的稳定。从目标树抚育采伐对林分整体空间结构的影响来看:所有样地的林分空间结构状况均得到进一步改善。     

基于三维虚拟环境的林分结构调整可视化模拟技术

[目的]以真实林分三维场景为模型,结合计算机虚拟现实技术,实现对真实林分结构的调整优化可视化模拟。[方法]以湖南攸县黄丰桥国有林场杉木与鹅掌楸人工混交林为研究对象,采用可视化模拟技术,基于三维虚拟环境建立林分结构调整可视化模拟系统,实现对林分结构的优化调整进行可视化模拟。通过对林分的角尺度、大小比、混交度、开阔比等结构的计算分析,结合公告板显示技术和射线查询算法,在MOGRE构建的林分三维场景中对林分结构调整过程进行可视化模拟。[结果]样地林分结构经过调整后,平均树高由12.8 m变成13.6 m,平均胸径由17.1 cm变成18.6 cm;林分平均角尺度由0.449变为0.481,分布格局由调整前的均匀分布变成随机分布;林分平均大小比由0.511变为0.519,样地内林木生长更具有优势;林分平均混交度由0.093变为0.129,林分结构更加稳定,林分的整体质量也得到了提高。[结论]本研究采用可视化模拟技术和样地调查数据,构建虚拟三维森林环境,在三维场景中,森林经营者不仅能查看样地中每株林木构筑性属性,观察林分样地的整体状态,还能对林分结构进行优化调整,实现在虚拟森林环境中对样地林分结构调整进行可视化模拟。     

重庆缙云山自然保护区马尾松阔叶树混交林的空间结构特征

以缙云山自然保护区面积为0.36hm2样地的调查数据为基础,利用混交度、大小比数和角尺度3个空间结构参数,分析典型针阔混交林——马尾松阔叶树混交林的空间结构特征,结果表明:林分内乔木层共有11个种群,马尾松和阔叶树种的密度及断面积的优势均较明显,为典型的针阔混交林;林分平均混交度为0.817,单种聚集情况很少,林分混交程度高。林木的大小比数分布较均匀,林分稳定,个别伴生的阔叶树种四川杨桐、白毛新木姜子、细齿叶柃和虎皮楠表现为劣势,在林分中处于被压状态。林分的平均角尺度为0.485,空间分布格局为随机分布,且分布较均匀。     

桂西南岩溶区不同恢复模式群落生物量及林下植物多样性

[目的]研究桂西南岩溶区不同恢复模式群落的生物量及其林下植物多样性的特点,为该区域的生物多样性保护、生态功能恢复效果评价积累基础数据。[方法]以桂西南岩溶区4种不同恢复模式为研究对象,采用样方法对林下植物多样性进行研究;采用收获法研究灌木层与草本层的地上、地下生物量及凋落物层现存量;采用异速生长模型来估算乔木层的地上生物量,并参考IPCC根茎比来量化乔木的地下生物量。[结果]表明:共调查记录林下植物85种,隶属于46科,81属,其中,灌木植物25科,46属,50种;草本植物21科,35属,35种;不同恢复模式群落生物量的变化趋势为自然恢复林(166.66 t·hm-2)任豆林(48.61 t·hm-2)吊丝竹林(36.54 t·hm-2)灌草坡(0.96 t·hm-2)。[结论]不同恢复模式灌木层物种丰富度差异不显著,最高的为灌草坡(16种),其次为任豆林(15种),最低为自然恢复林(12种);草本层物种丰富度最高的为任豆林(12种),其次为灌草坡(10种),最低为自然恢复林(4种)。自然恢复林乔木不同组分生物量与任豆林、吊丝竹林之间差异显著(P0.05);灌草坡的灌木、草本地上生物量与吊丝竹林、任豆林、自然恢复林之间差异显著(P0.05)。吊丝竹林、任豆林的灌草生物量表现为草本层灌木层,而灌草坡与自然恢复林的灌草生物量则表现为灌木层草本层。     

老挝北部5省橡胶林提取及时空扩张研究

[目的]分析老挝北部"金三角"地区橡胶林提取方法及橡胶林时空扩张特征,为合理规划橡胶种植、区域生态环境保护等提供方法和依据。[方法]基于MODIS影像和橡胶林物候特征,选取不同地类特征参数,实现橡胶林空间分布快速可重复的决策树提取新方法,并基于单一土地利用率模型研究橡胶林扩张机制。[结果](1)橡胶林提取时间窗口为1月至3月,基于不同地类特征参数生成的橡胶成林、幼林决策树提取方法总精度为80.67%,高分一号影像通过面向对象方法验证MODIS影像提取结果精度可靠。(2)2010—2015年,老挝北部5省橡胶林由12.6万hm~2扩张到16.96万hm~2,面积变化率最大的是乌多姆赛省,丰沙里省扩张速度最慢。[结论]MODIS影像提取橡胶林方法和结果简单有效。橡胶林分布在海拔和坡度上呈现不断上升的趋势,海拔1 500 m以上零星分布,坡度上分布上限为35°,而坡向扩张无明显规律。从LUCC视角分析得到橡胶林时空扩张的主要影响因素是社会政策和经济因素。