基于交角的林木竞争指数应用研究

【目的】基于交角的林木竞争指数(CI)简洁,能同时表达出竞争木上方的遮盖和侧翼的挤压。探讨不同林分用胸径(D)或通过胸径-树高(D-H)曲线预估树高后替代实测树高计算该竞争指数的可行性,以期给出基于交角的林木竞争指数的最优经验计算途径。【方法】以3个地区共6块样地的天然林和人工林为研究对象,利用全站仪测定并记录林木坐标、树种、胸径、树高、冠幅和健康状况,并计算和分析各样地林木通过胸径得到的竞争指数(CID),通过胸径-树高曲线预估树高后得到的竞争指数(CI_(D-H))与通过实测树高得到的竞争指数(CIH)间的关系。【结果】不同森林类型林分通过胸径和胸径-树高曲线预估树高后计算得到林木竞争指数的2个经验计算途径都是可行的,且都能表达出通过实测树高计算得到林木竞争指数(CIH)结果的95%以上。2个经验计算途径的效果与胸径-树高曲线模型精度呈显著正相关,当胸径-树高曲线模型精度低(R2<0.53)时,CI_(D-H)效果略差。【结论】由于CI_(D-H)计算过程较复杂,且当林分胸径-树高曲线模型精度较低时,竞争指数CI_(D-H)的应用效果比竞争指数CI_D略差,因此以胸径替代实测树高可作为该竞争指数的最佳经验计算途径。

基于交角的林木竞争指数

建立基于交角的林木竞争指数(u_a_CIi),该指数能够同时表达出竞争木对对象木的上方遮盖和侧翼挤压。该指数取值范围为[0,1),无量纲,指数值越大,表明树体越小,所承受的竞争压力越大,清晰直观地表达林木在林分中所处的相对竞争态势。从理论上阐明大的竞争邻体比小的竞争邻体对对象木有更大影响,不仅反映在上方的遮盖也体现在侧方的挤压中。该指数与林木大小的相关性明显高于常用的HEGYI竞争指数。在测量技术飞速发展的今天,该竞争指数将具有很大的应用前景。

基于加权Voronoi图的林木竞争指数

以福寿山林场25年生的杉木生态公益林为研究对象,通过分析林木竞争指数与胸径生长因子的相关关系,得出二者为负相关,从而确定加权Voronoi图的权重为胸径倒数(W),借助Arcgis软件里的加权Voronoi图工具,通过加权Voronoi图的方法来确定竞争单元,提出基于加权Voronoi图的W_V_Hegyi竞争指数,最后将W_V_Hegyi竞争指数与Hegyi、V_Hegyi竞争指数进行对比分析,结果表明:1)3种竞争指数与胸径相关性强弱排序为:W_V_Hegyi>V_Hegyi>Hegyi;2)3种竞争指数与胸径服从幂函数关系,曲线拟合度排序为:W_V_Hegyi>V_Hegyi>Hegyi;3)样地竞争指数平均值排序均为:V_Hegyi>W_V_Hegyi>Hegyi。通过以上比较分析证明,W_V_Hegyi竞争指数比Hegyi、V_Hegyi竞争指数能更准确地反映林木间的竞争关系。

基于树冠因子的林木竞争指数研究

[目的]以湖南省黄丰桥国有林场杉木纯林为研究对象,进行树木竞争指数的研究,基于Hegyi简单竞争指数的形式,提出包含反映树冠特征因子的树冠竞争指数。[方法]将树冠竞争指数和Hegyi简单竞争指数分别与胸径增长量进行相关分析。[结果]Kendall’s tau-b系数、Spearman’s rho系数和相关系数R2均显示树冠竞争指数与林木生长量的相关性高于Hegyi简单竞争指数。[结论]该结果表明树冠竞争指数与林木生长量有更强的相关性,可以更好地体现树冠在树木生长中的作用,能作为模拟林分生长量的依据。

5个林木竞争指数模型的比较

【目的】比较计算1个Hegyi竞争指数和4个Bella竞争指数的5个林木竞争指数计算模型在评价林木竞争关系中的适应性。【方法】在吉林省汪清林业局金沟岭林场某一近原始状态的针阔混交林内设置40m×50m的样地,以样地内对象木5年间的胸高断面积生长量为因变量,以通过5个竞争指数模型(分别命名为H_1、B_1、B_2、B_3和B_4)计算得到的的竞争指数为自变量,构建胸高断面积生长量模型,采用模型的决定系数来评价各竞争指数模型的适应性。【结果】样地中红皮云杉、冷杉、紫椴和红松4个树种的累计胸高断面积占所有样木胸高断面积总和的比例超过80%,因此将这4个树种作为对象木进行研究。对紫椴和红松而言,模型B_1的适应性最强;对红皮云杉和冷杉而言,各个竞争指数模型的表现不一致。【结论】5个竞争指数模型在不同树种间的适应性表现不一致,说明采用单一竞争指数模型来反映混交林的竞争关系难以获得理想结果,对竞争指数模型还需要进行深入和广泛的研究。

青冈栎次生林林木综合竞争压力指数研究

以研究青冈栎林木竞争、掌握青冈栎林分竞争结构规律、为评价林木竞争压力状况提供新方法为目的。以中南林业科技大学芦头林场青冈栎次生林为研究对象,构建青冈栎优势木冠幅模型,并采取平均离差百分数调整法对模型进行调整得到青冈栎自由树冠幅模型。分别利用样地偏移法和影响力因子判别法确定对象木和竞争木。基于单木影响圈构建单木影响体,同时结合竞争压力指数(CSI)提出综合竞争压力指数(C-CSI)概念。分析得到CSI、C-CSI以及简单竞争指数CI与胸径均为指数函数关系。三个竞争指数均表明林木胸径越大其受到的竞争压力越小,但综合竞争压力指数C-CSI比CSI和CI有更高的相关性,说明竞争指数考虑树高的必要性,用C-CSI评价林木在林分中受到的竞争压力要优于CSI和CI。

蒙古栎次生林林木竞争压力指数研究

为研究林木竞争机制,优化林分结构和调整抚育间伐技术,以汪清林业局蒙古栎次生林为研究对象,构建了蒙古栎自由树的冠幅模型,提出了影响力因子、影响圈共生模式识别因子,量化单木竞争状态。基于108棵蒙古栎优势木数据,采用调整系数法构建蒙古栎自由树的冠幅与胸径相关的冠幅模型为CW=0.109 4+0.299 8×D;采用影响力因子来确定林分中任意对象木的竞争木;将对象木的影响圈与其竞争木的影响圈之间的共生模式划分为4种类型,利用影响圈共生模式识别因子(FSI)进行共生模式判断,分别4种共生模式确定树冠重叠面积的计算方法。基于不同的共生模式,运用相应的竞争压力指数(CSI)计量模型计算CSI值,并通过案例分析,得到样木CSI值为439。

基于林木竞争指数诠释小蓬竹生境中的群落组成

文章从物种竞争角度对小蓬竹种间竞争强度进行定量分析,研究其在不同生境下的适应性。在喀斯特地貌上选取小蓬竹常见的3种小生境样地(Q1石槽为主,Q2石沟为主,Q3石隙为主),对每种样地进行每木检尺。基于Hegyi林木竞争指数,分别对小蓬竹进行胸径与距离加权。结果表明:胸径方面,小蓬竹(对象木)竞争指数随着胸径的增大而增大;距离方面,二者并非距离越近竞争越激烈,而是存在最佳共存距离1.112 m(常见树种与小蓬竹的平均距离)。试验结果显示,基于胸径测量的竞争指数成正比,基于距离测量的竞争指数存在距离极值。

邻近木多样性与竞争对天然云冷杉林树木生长的影响

【目的】探究天然云冷杉林邻近木多样性、竞争强度对林木生长的影响,为云冷杉林结构化经营和管理提供科学依据。【方法】选取长白山天然云冷杉林2015、2018年两期固定样地调查数据,基于结构方程模型分析邻近木多样性、竞争与树木生长的关系。【结果】(1)研究区内天然云冷杉林的邻近木树种、径阶、树高多样性指数均集中在1.04处,3个多样性指数整体上分布均匀,树种混交度高,林分结构复杂。(2)结构方程模型中,树种、径阶、树高3个邻近木多样性指数和竞争指数对材积生长量的总影响系数分别为-0.001、0.166、0.073和-0.489,结果表明竞争是影响林木生长的关键因素。(3)径阶和树高多样性的增加对生长量均为正面影响,其中径阶多样性为直接影响,树高多样性为间接影响;树种多样性表现为直接的负面影响与间接的正面影响,总体为负面影响;此外,树种多样性的提高可以减少林木间的竞争强度,树高多样性的提高可能会导致林分结构的分化,进而促进林分中林木个体的生长。(4)研究区内林木的生长压力可能多来自于同径级林木,小径级林木生长状况较差且竞争压力较大,大中径级林木与之相反。【结论】择伐同径级或相近径级林木,同时提高林分内的径阶、树高多样性水平,可以降低林木竞争水平,促进林木个体生长,进而提高云冷杉林林分生产力。

山杨中龄林林本竞争指数的研究(Ⅰ)

一、研究方法 调查样地设在北京市怀柔县北部山区不同密度(由每公顷2050株至7300株不等)的Ⅱ龄级山杨根蘖林中,本文分析材料取自于1984年、1985年设立的4块扶育间伐固定样地和7块临时样地。样地面积为20×20m^2。研究采用了分析群体中林木间竞争强度指标和反映竞争结果的个体形状等特征值的两种方法。 (一)

林木竞争与钝鞘中脉叶蜂虫口密度的关联性

在6种不同的林分类型中设置20 m×30 m的标准地,对林木竞争指数与钝鞘中脉叶蜂虫口密度的相关性进行研究的结果表明:钝鞘中脉叶蜂虫口密度与相对胸径、相对树高、相对冠幅和相对断面积均呈正相关关系,其相关性强弱依次为:相对冠幅、相对胸径、相对断面积、相对树高;与Hegyi指数、基于交角的林木竞争指数(胸径大小比数)呈负相关关系,与基于交角的林木竞争指数(树高大小比数)、大小比数不存在相关关系;与生长空间指数呈正相关关系,与树冠伸展度、树冠冠长率、树冠圆满度和树冠投影比无相关性。钝鞘中脉叶蜂虫口密度与反映林木个体与群体水平的林木竞争指数的相关性强于反映林木个体与相邻木水平指数的相关性,与反映林木个体特征指数的相关性最差;寄主在林分中的优势地位越高,虫口密度越大;在森林经营中,可针对不同的林种类型,选择一种相关性强且符合经营目的的竞争指数,作为利用营林措施防控钝鞘中脉叶蜂的依据。

考虑预估期间林木枯死及采伐影响的杉木单木胸高断面积生长模型研究

单木生长模型以单木为模拟对象,模拟单株林木在一定立地条件下的生长规律,其良好的精度为森林经营措施的制定提供了决策依据。基于两期福建省三明市杉木人工林一类调查数据,以林木生长量为因变量,林木大小、立地条件、林木竞争指数以及基于所有保留木相同的3个竞争指数为自变量,运用R语言,采用多元线性逐步回归,构建杉木胸高断面积生长模型。结果表明,考虑枯死及采伐效应的基于保留木所构建的竞争指数在模型中影响显著,说明预估期间林木采伐及枯死对林木生长的影响显著。在单木生长模型构建中,有必要考虑预估期间林木采伐及枯死效应,从而使模型更具合理性。所做模型还可用来模拟不同采伐强度及不同采伐林木下林分的生长动态,为合理制定采伐措施提供决策依据。

基于冠幅比数的次生林林木分级研究

为优化蒙栎次生林的林分结构和抚育间伐技术,以汪清林业局蒙栎次生林为研究对象,基于已有的汪清林业局蒙栎自由树冠幅模型,提出了林木冠幅比数的新概念,通过构建林木冠幅比数与林木竞争压力指数的相关模型CCI=1.07-0.001*CSI,采用林木冠幅比数替代林木竞争压力指数,提出一种简便实用的林木分级新方法,即当林木CCI≥0.77为优势木,CCI∈[0.62,0.77)为亚优势木,CCI∈[0.52,0.62)为中庸木,CCI<0.52为被压木。

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。

基于单木位置的杉木林分空间竞争关系研究

研究林木竞争关系,有助于了解林木生长规律,帮助制定科学有效的营林措施。本文基于树冠因子的林木竞争指数,提出了一种顾及林分地形因子的树冠竞争指数,并把这两种指数与基于交角的林木竞争指数以及简单竞争指数在不同林分中的适应性进行对比。同时用这四种指数计算不同树种组成的林分以及杉木林中不同龄组、坡向、坡度的林分中单木受到的平均竞争。结果表明四种指数中简单竞争指数的相关性最高,顾及地形的树冠竞争指数次之,基于交角的林木竞争指数相关性最低;在不同树种组成的林分中马褂木样地单木受到的平均竞争最大,马褂木杉木混交林最小,其它两种林分次之;在杉木林分中,中龄林单木受到平均竞争要大于成熟林,阴坡样地中单木受到平均竞争要大于阳坡,单木受到的平均竞争随坡度增大而增大。因此四种指数中简单竞争指数的适用性最好;在杉木林经营中,中龄林需要及时间伐;在造林过程中阴坡的林地造林密度要适当小于阳坡、坡度级大的林地要小于坡度级小的林地。

空间竞争指数在华北土石山区天然次生林的应用

为了揭示森林群落内林木竞争关系,对比分析不同空间竞争指数的特点与关系,采用大小比数和开敞度对木兰围场国有林场管理局域内天然次生林林木竞争强度进行定量分析。研究结果显示:研究区天然次生林林分内各树种大小分化较为明显,平均大小比数为0.476;林分内不同种群和林木个体生长空间分配并不均匀,差异较大,全林分开敞度为0.282,处于不足状态;树种大小比数与开敞度呈负相关关系,但其相关性显著程度存在差异。大小比数与开敞度计算结果存在差异,且这一差异主要受控于两种指数对参照木与相邻木距离的不同处理方法。大小比数全面考虑了参照木与相邻木之间的大小关系,但忽略了参照木与相邻木之间的干扰程度随二者距离增大而降低的特性;开敞度虽然考虑了参照木与相邻木之间的距离,却又将参照木与相邻木抽象为没有大小的点与线,忽略了二者之间的大小关系。

基于引力模型的林木竞争分析

引力模型是否可以应用于森林群落林木竞争关系分析是值得研究的问题。基于引力模型建立林木相对活力圈能反映竞争木活力大小,基于竞争木的相对活力圈建立引力竞争指数能准确反映林木生长与林木竞争的关系。以浙江省天目山国家级自然保护区针阔混交林为研究对象,将V_Hegyi竞争指数、引力竞争指数分别与胸径进行相关分析,胸高断面积生长量分别与2种竞争指数进行相关分析,胸径生长率与2期引力竞争指数的比值(2021年与2006年的引力竞争指数之比)进行相关分析,此外,对相对活力圈直径与胸径进行相关分析,并比较分析了活立木与枯死木的竞争指数大小。结果表明:2种竞争指数与胸径均呈显著负相关,且均服从幂函数关系。林木胸高断面积生长量与2种竞争指数均呈显著负相关,但引力竞争指数比V_Hegyi竞争指数更能反映林木生长与林木竞争的关系。相对于V_Hegyi竞争指数的比值,2期引力竞争指数的比值更能说明林木生长与林木竞争的关系。在针阔混交林中,阔叶树种的生长与竞争的相关性>针叶树种生长与竞争的相关性。林木枯损受竞争的显著影响。林木相对活力圈大小与林木胸径大小呈显著负相关。引力模型是反映空间相互作用的重要模型之一,可以应用于林木竞争关系的研究,且基于引力模型建立的引力竞争指数可以作为评价林木竞争和林木活力的一个空间结构指标,比V_Hegyi竞争指数更能反映林木生长与林木竞争的关系。