基于Voronoi图的北京公园常见林分空间结构分析

探究北京平原人工林的林分空间结构,为合理经营森林提供依据。采用混交度、大小比数和聚集指数3个指数,基于Voronoi图空间结构单元分析北京平原常见林分的空间结构特征。林分中存在8种空间结构单元,以1株对象木和5株最近邻木的空间结构为主;除了阔叶纯林外,其余各林分平均混交度处于0.352~0.838,树种间隔离程度有弱度混交、中度混交和强度混交;各林分平均胸径大小比数处于0.441~0.675,表明林分水平异质性不高,林分处于中等竞争状态;林分聚集指数处于0.894~2.037,除了9号和12号样地呈聚集分布,其余各林分均呈均匀分布。林分空间结构基本合理。建议在采取经营措施前,对林分空间结构做出诊断。     

基于Voronoi图的侧柏游憩林空间结构分析

为了探究侧柏游憩林的林分结构调控途径,采用聚集指数、混交度、大小比数及开敞度4个指数,基于Voronoi图空间结构单元分析了北京西山国家森林公园典型侧柏林的林分空间结构特征。结果表明:1）林分平均聚集指数为1.31,林木总体上呈均匀分布格局;2）林分平均混交度为0.427,树种空间隔离程度较低,且空间配置较为简单;3）林分平均胸径和树高大小比数分别为0.512和0.497,林木胸径及树高分化均不太明显,说明林分处于中等竞争状态;4）林分平均开敞度为0.320,林内空间较为开阔,林木生长空间基本充足。侧柏游憩林的林分空间结构基本合理,建议通过少量间伐或补植乡土阔叶树种等措施优化林分空间结构,进一步提升该地区侧柏林的游憩价值。      

福建三明市金丝湾森林公园米槠林林分空间结构分析

林分空间结构特征是识别森林林分健康与稳定的重要信息。在福建三明市金丝湾森林公园米槠林设置并调查5个的标准样地,采用角尺度、混交度、大小比数、开阔比和竞争指数5个空间结构参数分析该森林公园米槠林林分空间结构特征,并结合乘除法对各个空间参数进行多目标规划,参考人工林近自然化改造的目标和技术指标将其划分为5个等级。结果表明,三明金丝湾森林公园米槠林林分平均角尺度为0.526,整体上呈现聚集分布状态;林分平均混交度为0.478,接近中度混交;林分平均大小比为0.516,各样地平均大小比数较为接近,处于中庸向劣态的过渡阶段;林分平均开阔比为0.277,处于遮挡状态,林分生长空间不足;林分竞争指数为4.383,林木竞争压力较大;林分空间结构评价等级2级及以下的占到60%。总体来看,研究区林分空间结构参数中混交度、开阔比与理想米槠林林分取值标准相差较大,建议以提高林分树种混交度、增加林分开敞度为今后的重点调整方向。     

北京八达岭林场黄栌风景林空间结构分析

应用传统林分结构因子配合混交度、大小比、角尺度3个参数来表述北京八达岭林场黄栌风景林空间结构特征。该林分树种组成式为6黄栌2山荆子1侧柏1大果榆;全林混交度为0.31,树种混交程度较低,主要树种黄栌的混交程度更低为0.13,结构不稳定;林分树高大小比和胸径大小比值分别为0.42和0.40,而黄栌的胸径大小比和树高大小比值分别为0.51和0.52,有近一半的黄栌在大小比中处于优势地位;林分角尺度频率值为0.583,林分接近团状分布,而黄栌角尺度频率值为0.499,接近随机分布。     

北京市八达岭林场水源涵养林空间结构特征研究

研究北京市八达岭林场水源涵养林主要森林类型（油松人工林、元宝枫人工林、黄栌人工林和辽东栎天然林）混交度、角尺度和大小比数等结构参数,分析其空间结构特征,以期为研究区水源涵养林经营提供依据。结果表明,油松人工林混交度为0.207,介于零度和弱度混交之间;角尺度为0.496,为随机分布;大小比数为0.506,处于劣势到中庸状态。元宝枫人工林混交度为0.053,介于零度和弱度混交之间;角尺度为0.523,为聚集分布;大小比数为0.503,处于劣势到中庸状态。黄栌人工林混交度为0.310,介于弱度和中度混交之间;角尺度为0.499,为随机分布;大小比数为0.420,处于中庸到亚优势状态。辽东栎天然林混交度为0.442,介于弱度和中度混交之间;角尺度为0.494,为随机分布;大小比数为0.512,处于劣势到中庸状态。可见,北京市八达岭林场水源涵养林空间稳定性较差,天然林空间结构稍优于人工林。     

北京密云水库集水区刺槐人工林空间结构分析

2006年,在北京市五座楼林场选择以刺槐为优势树种的人工林为研究对象,利用混交度大小比数和角尺度3 种结构参数,结合树种组成,分析了刺槐人工林林分空间结构。结果表明:刺槐人工林的树种混交度以零度混交（Mi=0）和弱度混交（Mi=0.25）为主,树种的平均混交度为0.158,说明刺槐林的树种空间配置简单,林分中树种混交程度较低;林木大小比数分布存在波动性变化,林分中优势、亚优势和中庸状态分布的个体比例相差不大,乔木层树种稳定性大;在角尺度研究中,相对空间结构单元而言,个别等级林木分布频度变化幅度较大,分布格局呈集群分布。      

间伐对黄山松人工林林分空间结构及稳定性的影响

分析比较不同间伐强度对黄山松人工林林分空间结构以及林分状态的影响,旨在为黄山松人工林的科学经营提供一定的理论基础。以信阳市商城县黄柏山林场40年生黄山松人工林为研究对象,在弱度间伐、中度间伐和重度间伐前后的林分内各设置4块20 m×30 m的固定样地并对其进行样地调查,蓄积强度分别为16.5%、30.4%和48.8%。用混交度、角尺度和大小比数3个林分空间结构参数描述林分空间结构,用最优林分状态的π值法则评价林分稳定性。结果表明,间伐直接改变了林分树种混交度,其中,重度间伐影响最大,而弱度间伐影响最小;重度间伐使林分的水平空间分布格局介于随机分布与均匀分布之间,而其他间伐强度没有改变林木的水平空间分布状态;间伐对林分中林木的大小分化程度影响较小,间伐后的林分仍处于中庸状态;弱度、中度和重度间伐分别使林分的现实林分状态值（ω）提升了3.5%、21.3%和6.7%,其中中度间伐的林分的ω由0.394增加到0.478,其林分状态由较差变为一般,林分稳定性明显增强;弱度、重度间伐的林分的ω提升幅度较小,林分状态仍处于一般状态。中度间伐改善了林分空间结构和林分稳定性,为最适宜的间伐强度。     

秦岭中段华北落叶松人工林空间结构的二元分布特征

【目的】探讨采用二元分布描述林分空间结构特征的优越性并应用于实践。【方法】对秦岭中段20和40年生华北落叶松人工林典型样地进行调查,利用林分空间结构分析软件Winkelmass 1.0和Excel 2007计算林分空间结构指标的二元分布,即混交度-大小比数、大小比数-角尺度、角尺度-混交度。【结果】20年生华北落叶松林分中,处于不同优劣程度和混交等级组合的林木株数基本相等;相同优劣程度或相同混交等级的多数林木处于随机分布,而处于相同分布格局且不同优劣程度或不同混交等级的林木株数比例基本相等。40年生华北落叶松林分中,处于不同优劣程度的绝大多数林木周围无其他伴生树种;相同混交状况或相同优劣程度的林木大多处于随机分布;最常见的结构单元为参照树周围相邻木为相同树种且呈随机分布。20和40年生华北落叶松林分中,处于优势、高度混交和随机分布组合的林木相对频率值分布不合理。【结论】通过实例证实二元分布是研究林分空间结构特征较为有效的方法,可为林分结构优化和决策提供借鉴和指导。     

滇中地区滇油杉混交林空间结构分析

利用聚集指数、树种多样性混交度、大小比数等3个林分空间结构参数对滇中地区滇油杉混交林空间结构进行分析,结果表明：林木空间分布格局表现出以最近邻木3株及以上为均匀分布;林分树种多样性混交度为0．2322,混交程度较低,以弱度混交为主,阔叶树种混交程度高于针叶树,滇油杉零度混交明显;林木大小比数平均为0．52,变动小较为稳定,竞争处于中庸状态,滇油杉大小比数分布较均匀,其他组成树种分化程度差异较大,华山松和旱冬瓜处于竞争优势。     

金沟岭林场天然混交林空间结构分析

在吉林省汪清林业局金沟岭林场选取一块未受人为干扰的天然混交林,用角尺度 、混交度和大小比数3个林分空间结构参数对其进行了分析。结果表明,该林分的平均角尺度为0.520,林木分布格局为聚集分布;该林分的平均混交度为0.83,说明它是一个由不同树种组成呈现强度混交结构状态的复杂森林群落;阔叶树种胸径优势明显,针叶树种中只有冷杉处于优势,红松和云杉都处于劣势。通过分析天然混交林空间结构状态,为同地区的过伐林和人工林林分结构的优化调整提供依据。     

沙棘-侧柏混交林土壤养分、微生物与酶活性的研究

对侧柏(Platycladus orientalis)、沙棘(Hippophae rhamnoides)混交林及侧柏纯林土壤养分指标、微生物种群数量及酶活性进行了对比分析.结果表明,沙棘-侧柏混交显著改善了林地土壤养分状况和土壤生物学特性.土壤全N、水解N、全P、速效P、全K、速效K含量都明显高于侧柏纯林,N素增加尤为明显;混交林地与侧柏纯林地相比,土壤细菌和放线菌的种群数量均有不同程度的增大,而真菌数量却有所减小;土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性显著提高.相关分析表明,2种林分土壤有机质、全N、水解N、全P、速效P和速效K之间显著相关或极显著负相关;真菌数量与土壤pH值呈极显著负相关关系,而细菌、放线菌数量及蔗糖酶、脲酶活性分别与土壤有机质、全N、水解氨、速效N等主要养分指标呈显著或极显著正相关;过氧化氢酶活性除与全K有较高相关关系外(r=0.884*),与其他养分指标相关性不强.研究从一个侧面揭示了沙棘-侧柏混交造林速生丰产的机理.     

密度调控对油松人工林空间结构的影响

【目的】旨在探索密度调控对油松人工林空间结构的影响。【方法】以实施间伐后6种保留密度下油松(Pinustabulaeformis Carr.)人工林样地植被群落调查数据为基础,利用角尺度、混交度和大小比数来分析华北土石山区油松人工林空间结构。【结果】研究区油松人工林林分混交度和角尺度随密度增大呈减小趋势,林分大小比数呈波动型变化趋势,但各密度油松人工林林分大小比数相差不大,分布较均匀,林木分化程度较高;油松人工林空间分布格局整体呈均匀分布,但随保留密度的减小向随机分布演替,保留密度最小的林分(540株/hm2)已经向异龄混交林发展。【结论】密度调控使林分空间结构趋于优化合理状态,建议引进蒙古栎(Quercus mongolica Fisch.ex Ledeb.)等乡土树种,伐除角尺度较小林木来改变树种组成及竞争关系,以促进油松人工林演替。     

山西灵空山典型天然林空间结构特征及其对生产力的影响

通过探究辽东栎林、油松林空间结构特征,揭示林分生产力变化的影响因素,为天然林保护和管理提供科学依据。以山西灵空山典型辽东栎林、油松林为例,选取角尺度（W）、混交度（M）、大小比数（U）、密集度（C）和林层指数（S）5个指标表征林分空间结构特征,通过年轮条估算林分生产力,采用冗余分析探讨天然林空间结构对林分生产力的影响。结果表明,2种天然林具有相似的空间结构特征,呈现出聚集分布的水平格局,整体林分呈弱中度混交状态。其中,辽东栎林处轻微劣势状态,油松林则呈中庸状态（U₁=0.502,U₂=0.471）。2种天然林密集度均持较高水平,辽东栎林略优于油松林（C₁=0.955,C₂=0.994）。2种天然林垂直结构均较为简单,油松林垂直结构略优于辽东栎林（S₁=0.408,S₂=0.419）。辽东栎林生产力（V₁=3.828 t·hm^-2·a^-1）显著大于油松林（V₂=2.909 t·hm^-2·a^-1）（P<0.05）。冗余分析表明,辽东栎林林分生产力与U呈极显著正相关（P<0.01）,与W、C、M、S呈负相关,空间结构指标中U是其变化的主要驱动因子（解释度达50.7%）;油松林林分生产力与U、C和M呈正相关,与S呈负相关,与W呈显著负相关（P<0.05）,空间结构指标中W是其变化的主要驱动因子（解释度达57.1%）。林分空间结构能有效解释天然林生产力变化（75%以上）,可依据空间结构参数对林分进行优化管理,从而更好地发挥天然林的生态价值。     

人为干扰对徐州石灰岩山地林下植物多样性的短期影响

在对不同林分类型样地调查的基础上,采用物种丰富度指数Patrick指数（dP）,Menhinick指数（dMe）,Simpson指数（SSP）,Shannon-Wiener指数（SSW）和Pielou均匀度指数（JSW,JSP）进行物种多样性测度分析,探讨人为干扰对林下植物多样性的影响。结果表明：①同一林分各层物种多样性指数顺序是草本层〉灌木层,但在侧柏Platycladus orientalis纯林（对照地）中由于特殊生境影响表现为灌木层〉草本层;②不同林分灌木层植物多样性顺序是侧柏（对照地）〉栾树Koelreuteria paniculata＋侧柏（下坡）〉侧柏（2a）〉侧柏＋黄连木Pistacia chinensis〉侧柏＋朴树Celtis sihensis＋青桐Firmiana simplex＋刺槐Robinia pseudoacacia〉女贞Ligustrum lucidum＋雪松Cedrus deodara（2a）〉侧柏＋栾树（上坡）〉女贞（2a）,草本层植物多样性顺序是侧柏＋朴树＋青桐＋刺槐〉女贞（2a）〉女贞＋雪松（2a）〉栾树＋侧柏（下坡）〉侧柏＋黄连木〉侧柏＋栾树（上坡）〉侧柏（2a）〉侧柏（对照地）;③不同人为干扰对人工林下植物组成影响不同,结果显示不同林分间相似性指数变化范围为0.0560～0.5854,林分间共有种较少,差异大,多样性高。     

徐州侧柏人工林健康评价研究

为了明晰徐州侧柏人工林的健康状况,选取群落垂直结构、郁闭度、单位面积蓄积量、林分更新、森林病虫害等级、森林火险指数等10个评价指标,建立评价指标体系。根据该评价体系,采用层次分析法和模糊数学方法,将森林健康分为优质、健康、亚健康、不健康和疾病5个等级,通过样地调查并结合现有相关数据,对60块典型样地进行评价。结果表明：在总评样地中,优质样地占5.00％,健康样地占15.00％,亚健康样地占43.33％,不健康样地占30.00％,疾病样地占6．67％。徐州侧柏人工林的整体健康等级为亚健康,建议通过增加林下木本植物种类和数量、对密度过大的样地进行间伐及开设林窗等途径提高徐州侧柏人工林的健康程度。     

福建含笑和杉木纯林及混交林中龄期生物量研究

为了解福建含笑和杉木混交对其中龄期生长量、生物量及土壤肥力的影响,对福建省建瓯市中龄期福建含笑和杉木纯林及混交林进行研究。结果表明：福建含笑和杉木混交林中杉木的平均胸径、平均树高和单株材积分别比杉木纯林提高了2．3％、2．9％和8．5％;混交林土壤肥力各指标较各树种纯林均有所提高;各林分总生物量以混交林为最高,其排序为：混交林（121．13t／hm2）〉杉木纯林（107．27t／hm2）〉福建含笑纯林（84．50t／hm2）。     

北京西山地区侧柏游憩林群落结构及植物多样性

为了从群落生态学角度科学经营北京西山地区侧柏Platycladus orientalis游憩林,采用区系成分分析法、系统聚类法、方差均值比率法及物种丰富度指数（R,D_gl,D_ma）,多样性指数（D_si,D_sh,D_mc）,均匀度指数（J_si,J_sh,E_a）,群落总体多样性指数分别对其植物组成与区系、群落垂直结构、种群空间分布格局及植物多样性进行了系统研究。结果表明：侧柏游憩林群落植物种类较为丰富,包括32科59属63种高等维管束植物,且反映出以温带成分为主的植物区系特点。群落垂直层次分化明显,理论上可定量划分为乔木层、灌木层和草本层3个层次,且各层优势种群突出。建群种侧柏趋于随机分布（C＜1,t＜t_0.05）,而林下植被（荆条Vitex negundo var. heterophylla,孩儿拳头Grewia biloba,求米草Oplismenus undulatifolius等）则呈不同程度的聚集分布（C＞1,t＞t_0.01）。不同生长型间物种丰富度及多样性大小规律为：灌木＞乔木＞草本（P＜0.05）,乔木和灌木均匀度均大于草本（P＜0.05）。不同生长型对群落总体多样性的贡献率分别为乔木0.696,灌木0.204和草本0.100。低山阴坡厚土可作为营建侧柏游憩林的优先选择立地类型,同时建议营建相对低密度的群落以满足游客对游憩空间及生物多样性的需求。图2表4参22     

洞庭湖森林生态系统空间结构均质性评价

以东、南、西洞庭湖区域君山岛、龙山、赤山岛龙虎山林场、明朗山、常德林场、和洑林场和桃源县天然次生林为对象,借鉴生态学有关生态系统内部均衡和均质原理,在森林生态系统(斑块)尺度,从空间结构的混交、竞争、空间分布格局3个方面分析提出空间优化的均质性目标、均质性指数及均质性评价方法和评价标准.结果表明:15个洞庭湖湿地调查林分平均均质性评价指数为0.2517.均质性评价的5个等级中处于l级和2级的林分为12个,占80％,处于3级的林分只有3个,仅占20％.说明洞庭湖各林分整体上在空间结构、生长环境和树种优势度等方面不具有明显优势,离理想空间结构差距太大;按照高程不同,洞庭湖湿地从湖沼到丘陵岗地,林分空间结构均质性特征逐渐增强.森林生态系统空间优化均质性目标及均质性指数的提出是森林可持续经营空间途径的拓展,为森林经营的理想空间结构及其表达探索一条新途径.     

基于物种空间结构和多样性的改进型混交度研究

混交度是描述混交林中不同树种之间隔离程度的重要空间结构指数。由于忽略对象木周围邻近木的空间分布,传统混交度、树种多样性混交度和树种分隔程度空间测度指数在计算混交度时,使得一些不同混交程度混交林具有相同混交度;全混交度对只有几株对象木的结构单元,不能够体现出完全混交的状态。这些给混交林的混交度调查和不同混交林之间的混交度比较带来困难。鉴于此,依据物种空间结构特征和树种多样性,考虑结构单元中树种类型及分布差异,提出一种更具普遍意义的改进型混交度。通过不同的理论典型混交林和天目山不同混交程度的样地数据对不同混交度指数进行对比分析。结果得到:①对于混交程度不同的混交林,改进型混交度计算结果不同;②对于混交程度不是很强烈的混交林,改进型混交度描述更加准确。所以,该混交度是一个很好区分混交林的空间结构指数。     

长白落叶松-云杉-冷杉混交林林分空间结构分析

用角尺度、混交度和大小比数3个林分空间结构参数对长白山过伐林区特有的长白落叶松Larix olgensis-云杉Picea jezoensis-冷杉Abies nephrolepis混交林进行了分析,目的是为长白落叶松-云杉-冷杉混交林林分结构的优化调整提供依据。结果表明：该林分的平均角尺度为0.520,林木分布格局为团状分布;林分的平均混交度为0.64,说明它是一个由不同树种组成的呈现中度混交结构状态的较复杂森林群落;从直径大小比数来看,林分中针叶树种具有胸径优势,尤其是云杉的直径优势最突出,红松Pinus koraiensis则分化严重,生长处于劣势。在实际应用中,可以根据林分平均角尺度以及各树种的角尺度、混交度和大小比数,分树种来确定采伐木,逐步使林分结构得到调整,接近最优结构。