湖南次生栎林空间结构优化

以湖南省国家森林连续清查中栎类为优势树种的样地作为研究对象,通过空间结构指数结合生长量选取合适的间伐木,为湖南栎类次生林的结构调整提供优化方法。运用邻域分析方法对每一个样地创建Voronoi图,分析林分空间结构特征。根据全混交度、角尺度、大小比数、竞争指数4个主要空间结构指数并运用乘除法的思想构建综合空间结构模型。根据每一株林木的综合空间结构指数选取合适的间伐木进行优化。用相容性林分生长收获模型模拟最优断面积,用最优的断面积控制间伐量,使得林分被间伐后,其生长活力能得到提高,在样地结构优化的同时达到提质增量的目的。以2 277号样地为例,根据模型确定样地间伐木为21株,株数间伐强度为16.27%,且间伐后的林分树种个数与径阶个数都未减少;间伐后的林分全混交度提高3.70%,林分整体竞争强度降低31.74%,林分的角尺度降低0.46%,林木的分布格局趋于随机分布,林分空间结构指数增加160.12%,使得林分的空间结构得到大幅的改善。林分的结构越合理,稳定性就越高,发挥的功能作用就越多。本研究以湖南栎类次生林为研究对象,在提出林分空间结构优化目标的基础上,结合了生长量的优化,构建林分间伐空间结构优化模型和每个年龄段的最优断面积预测曲线,为栎类次生林空间结构优化调控和林分提质增量措施的制定奠定理论基础。     

湖南楠木次生林生长与收获预估模型

[目的]建立湖南省楠木次生林林分断面积与蓄积相容性生长收获预估模型,为林分的生长预测和经营决策提供理论依据.[方法]以湖南省1989—2014年6期一类清查样地中的楠木次生林为研究对象,建立其林分断面积和蓄积生长的联立方程组,在此基础上,加入样地效应,构建基于混合效应的联立方程系统.[结果]基础模型包括3个含林分变量的...     

湖南楠木次生林断面积生长模型研究

建立湖南楠木次生林断面积生长预测模型,为林分的生长预测和经营决策提供理论依据和科学指导。以湖南省1989—2014年6期森林资源连续清查样地中的楠木次生林为对象,以5个有生物学意义的理论模型构建断面积生长基础模型;在此基础上,加入与林分生长密切相关的立地指数,构建立地指数模型;为提高模型预测精度,加入含林分密度的随机参数,构建湖南楠木次生林断面积生长混合效应模型。选择5个有生物学意义的理论模型中确定系数(R~2=0.2410)和预估精度(P=98.8213%)最高、残差平方和最小(SSE=2986.1492)的Logistic生长模型作为基础模型;在参数b_1处加入立地指数,构建了湖南楠木次生林立地指数模型,其确定系数提升到0.331 2;以林分密度划分密度等级,构建以林分密度为随机效应的混合效应模型,结果显示,在参数b_4处加入随机参数的模拟,其AIC和BIC值最小,拟合效果显著优于其他模拟(ρ<0.0001);相比基础模型,混合效应模型的ME,MAE,RME,RMAE值均明显降低,确定系数提升到0.946 2,预测精度有所提升。所构建的混合效应模型能够提升林分断面积生长的预估精度,消除林分不同密度等级间的差异,为湖南楠木次生林的合理经营提供了科学依据。     

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。     

湖南省楠木次生林收获表的研制

【目的】利用湖南省森林资源连续清查样地中楠木数据,编制楠木次生林主要收获表,为林分生长收获预估、鉴定经营效果及制定营林措施提供科学依据。【方法】采用主要生长方程对楠木次生林平均胸径、断面积生长规律进行拟合,以计算平均提升系数的方法将现实林分提升至标准林分状态,利用Reineke模型为基础,加入林分类型效应构建湖南楠木次生林自稀疏混合效应模型,对比Reineke模型和自稀疏混合效应模型拟合结果,筛选拟合效果较好的模型来反映林分自稀疏规律。根据林分各调查因子间相互关系,编制出湖南楠木次生林现实收获表、正常收获表。【结果】修正Weibull方程对各指数级林分平均胸径生长规律的拟合效果最好,12、15指数级林分断面生长规律拟合效果最好的分别是修正Weibull方程和Logistic方程,模型χ2检验显示各指数级林分平均胸径、断面积均有χ2χ02.05,加入林分类型效应的自稀疏混合效应模型AIC、BIC值均比基础模型小,残差分布范围较小且相对均匀,相关系数R2由基础模型的0.681提升为0.796,模型拟合效果较好。【结论】生长方程拟合理论值与林木实际生长情况相符,自稀疏混合效应模型可很好地反映林分自稀疏规律,所编制的楠木次生林收获表精度较高,可为科学制定楠木次生林经营方案提供技术支持。     

日本落叶松人工林密度调控技术研究

以日本落叶松中幼林抚育间伐样地监测数据,利用树冠竞争因子（CCF）、林分密度指数、单位断面积生长过程等指标,分析了抚育间伐对断面积和蓄积两方面的影响,结果表明：间伐林分的断面积和蓄积有相同的生长过程,即林分在一定间伐强度范围内（强度小于50％）间伐强度越大,年均生长率越大;用树冠竞争因子描述日本落叶松人工林断面积的生长过程,未间伐林分的立木度接近稳定状态,而间伐林分降低了林分的CCF值,随着林龄的增加,CCF值不断增加,逐渐向未间伐林分靠近。总的来说间伐林分在间伐初期要小于未间伐林分,但随着林龄的增大及林木竞争的加剧,间伐林分逐渐向未间伐林分靠近。     

青椆混交林间伐指数初探

提出"间伐指数"这一新概念来量化林木在抚育间伐中被确定为间伐木的概率,突破了传统方法中对间伐木确定笼统定性的局限。选取林木的自由度、混交度、大小比数、健康指数、空间密度指数和目的树种特性指数等6个指标,结合对象林分的经营类型,并运用层次分析法给各指标赋权重,可得出该林分林木间伐指数的计算模型。以湖南省沅江市龙虎山林场青椆混交林的一个试验样地为案例,采用"间伐指数"来确定间伐木,得到了较为理想的抚育间伐方案。     

不同间伐强度对核桃楸次生林生长及林下植物多样性的影响

利用核桃楸幼龄次生林2 a的定位观测数据,分析不同间伐强度对林分生长及林下植物多样性的影响。结果表明:抚育间伐能促进保留木的生长,林分平均胸径和单株材积总生长量表现出相同的趋势,即随间伐强度的增加而增加。抚育间伐能提高核桃楸幼龄次生林林分断面积和蓄积总生长量,各指标随着间伐强度的增加先升高后降低,轻度间伐总生长量最大;林分断面积和蓄积量随间伐强度的增加而减少。抚育间伐能提高核桃楸幼龄次生林林下植物多样性,丰富度指数、多样性指数、生态优势度指数和均匀度指数都随着间伐强度的增加而增加,且差异显著。综合考虑,轻度间伐的效果最好。     

天然次生林间伐强度的探讨——以国有青石冈林场木荷次生林为例

从林分空间结构指标参数出发,提出了以角尺度为主要调整目标的林分空间结构优化方案。结合林木间伐指数,确定间伐木,并进行间伐后林分空间结构的分析,最终确定间伐强度,结果表明:间伐后林分中林木的空间分布格局由团状分布调整为随机分布,林分平均角尺度ω=0.49,混交度得到提高,林木竞争指数和间伐指数均减小,大小比数基本保持不变,林分调整达到预期目标,林分结构得到优化,由此确定的间伐强度为26.2%。     

基于GM(1,1)的天然次生林空间结构预测

【目的】系统地分析已有天然次生林林分空间结构数据,通过灰色模型预测天然次生林林分空间结构各指标未来的发展趋势,对天然林经营具有十分重要的意义。【方法】以湖南大围山自然保护区典型次生林为研究对象,依据结构化森林经营理论,选取了混交度、竞争指数、角尺度、空间密度指数、开阔比数、大小比数、林分综合均质性指数作为天然次生林林分空间结构合理性评价与预测的量化指标,构建了基于GM(1,1)的天然次生林林分空间结构灰色预测模型。模型将2008年林分空间结构各指标的平均值作为初始值,并在研究区设置了面积为20 m×20 m的5个研究样地(M1,M2,M3,M4,M5),利用保护区2008-2018年典型样地林分空间信息,预测了研究区调研样地2019年-2021年林分空间结构各指标未来的变化趋势。【结果】利用精度检验机制对该模型的精确度进行了有效性检验,检验结果表明,所有指标预测合格概率P合=71.43%,良好的概率P良好=22.86%,优的概率P优=5.71%,表明该预测模型符合精度检验要求。【结论】样地未来3 a各指标整体变化尺度不大,林分空间结构基本稳定。从各指标在2008-2018年时空上的变化规律来看,各样地林分平均竞争指数、平均大小比数及平均空间密度指数是影响林分均质性指数的关键指标。     

全林整体模型在林分间伐模拟中的效果评定

使用江西大岗山实验局杉木资料,验证了以断面积生长模型为基础的全林分模型系统,得到以下结论：断面积生长模型不仅适用于自然生长状态的林分,也适用于间伐林分;可以用全林分模型系统对林分进行模拟预测,特别是间伐预测,从而为指导林业生产实践提供有益的参考;ＣＣＦ反映了林分的竞争状况,以此可以判断林分的生长状态。     

基于林层哑变量的湖南栎类天然次生林断面积生长模型

【目的】基于栎类天然次生林林层分异现象,分析林层效应对林分断面积生长的影响,以林层效应为哑变量建立栎类天然次生林断面积生长模型,为更有效地经营管理湖南栎类天然林提供参考与依据。【方法】基于湖南省内设置的栎类固定样地51块,以调查的样地数据,从6个具有生物学意义的备选模型中选出一个最优基础模型。通过国际林联(IUFRO)的优势高划分、全树高聚类与光竞争高度法划分林层后,以最优模型分别对全林分及主林层、次林层断面积进行拟合,选出最优林层划分方法;根据林层划分结果,构建含林层效应哑变量的林层断面积生长模型。【结果】3种林层划分方法的划分结果均能满足国标(GBT 26424—2010)的要求;断面积生长模型的最优形式为Schumacher形式的模型,林分断面积模型的确定系数(R~2)为0.925 5,各林层断面积模型的确定系数(R~2)均在0.95以上,栎类林最优林层划分方法为国际林联(IUFRO)法,根据其划分结果构建的断面积生长模型的确定系数(R~2)为0.972 1,采用林层效应作为哑变量构建断面积模型有效提升了模型精度,与不分层的全林分断面积模型相比,确定系数(R~2)提高了4.94%,平均绝对误差(MAE)降低了10.23%,总相对误差(TRE)降低了1.19%。【结论】构建含林层效应哑变量模型解决了林层效应对断面积生长预估的影响,同时减少了建模工作量,提高了模型的精度与适用性,对栎类林的林分生长收获与经营管理具有重要意义。     

以近自然森林经营为目标的天然次生林间伐木选择策略研究

以近自然森林经营为目标,对天然次生林抚育间伐技术关键点——间伐木的选择策略进行研究。选取林木的自由度、混交度、大小比数、健康指数、空间密度指数和目的树种特性指数等6个指标,结合近自然森林经营目标的需求,运用层次分析法(AHP)对以上各个指标进行赋权、"间伐指数"计算模型对该林分的间伐木被伐几率进行排序,以确定最后的间伐木。本文以黑龙江省东京城林业局天然次生林为案例进行研究,得到了较为理想的抚育间伐方案。     

基于知识粒度的林分择伐空间结构优化研究

以湖南省大围山自然保护区2个天然阔叶混交林样地为应用实例,选取自由度、混交度、大小比数、健康指数、空间密度指数和目的树种特性指数等6个空间结构影响因子来分析林分采伐木的确定,建立林分择伐空间结构优化模型。应用粗糙集理论中的知识粒度赋权法挖掘林分空间结构影响因子之间的相关性及其重要度,得到各影响因子的权重,从而确定间伐指数。应用知识粒度的赋权法对其中一块样地各影响因子的原始数据进行分析,得到各影响因子的权重。在确定间伐强度的前提下,对另一样地进行林分择伐空间结构优化,确定采伐木。结果表明:知识粒度赋权法不依赖专家经验,直接从原始数据中挖掘信息来确定权重,可使间伐指数的计算更客观实际。     

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。     

日本落叶松人工林生长预测的全林分模型研究

以长岭岗林场日本落叶松人工林中的固定样地以及临时样地调查数据为基础，从模型间的相容性出发，建立了包含立地指数SI、林分密度SDI、林分断面积生长模型、树高曲线动态模型和林分收获模型的全林分模型系统，着重探讨了用Korf方程构造林分断面积生长模型时有关参数与SI和SDI的关系。     

林分断面积生长模拟理论与技术研究

林分断面积是众多测树因子中的核心因子。文中对林分断面积生长规律及其模拟技术研究进展进行了综述, 分析了自然生长林分与间伐林分断面积生长的异同, 并重点从生长方程的选取、断面积模型的分类研制、研制途径及间伐指标、林分自变量及密度指标以及单木竞争指标等5个方面探讨了林分断面积模拟研究进展, 指出林分断面积生长模拟理论与技术领域存在的问题及未来研究重点, 以期为相关研究提供借鉴与参考。     

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。     

林分断面积生长模型研究评述

林分断面积生长模型是林分生长和收获预估模型的体系的主要组成部分。在对常用的新面积生长模型Ｒｉｃｈａｒｄｓ型和Ｓｃｈｕｍａｃｈｅｒ型分析的基础上，总结出断面积生长模型研究中应注意的４个问题；（１）选择的自变量应为３个，即立地质量指标、年龄和林分密度指标；（２）间伐林分模型应与未间伐林分模型同时考虑，进而详细介绍了用于间伐林分断面积预估的被压指数法；（３）间伐指标的构造需要伐前和后伐后的林分因子；（４     

蒙古栎间伐林分和未间伐林分生长模型研究

以Richards和Schumacher模型为原型,利用地位级指数代替地位指数来反映林分的立地质量,通过选取不同的密度指标,分别拟合蒙古栎间伐、未间伐林分的断面积、蓄积量生长模型。结果表明:选用不同的密度指标直接影响着模型的预估效果,林分断面积生长模型选用林分密度指数作为密度指标时预估效果更好,且Schumacher模型要优于Richards模型;林分蓄积量生长模型选用林分断面积作为密度指标时预估效果更好,当认为模型中的渐近值参数只与立地质量相关、而与密度无关时,选用林分断面积作为密度指标的Richards模型要优于Schumacher模型,而在Schumacher模型渐近值参数中引入密度指标后,对林分蓄积量的预估精度又要略优于Richards模型。建议在研究蒙古栎断面积、蓄积量生长模型时,分别选用林分密度指数和林分断面积作为密度指标较好。