林分空间格局的研究方法

森林群落中的植物种群以其特有的生态学和形态学属性,在与环境因子的相互作用下,成为森林生态系统中基本结构与功能单元。研究森林群落的种群空间格局及其动态可以为森林群落演替趋势、森林生态系统可持续经营提供基础理论。格局分析的数量指标还可以为生物多样性保护、森林可持续经营评价等提供可靠依据。但采用何种方法进行种群分布格局的分析研究是一个争论性的问题。本文介绍了林分空间格局的分析方法,根据取样的不同分为样方法和距离法。而它们都有各自的优缺点,而本文认为空间点格局方法是一种研究空间格局的比较好的方法。

利用SVS模型实现林分空间格局可视化方法初探

利用景观管理系统(Landscape Management System,LMS)软件工具包中的林分可视化系统(SVS)模块对刺槐林分空间格局的可视化过程进行了详细的分析,调整了现实林分空间格局状况,模拟出调整后的刺槐林分空间格局可视化图形。比较了SVS与传统林分空间格局测定方法的优劣。从SVS模拟调整林分空间格局的结果可以看出,调整后比调整前林冠分布的均匀度提高了45%。同时指出了引用国外林分空间格局可视化软件时存在的问题及其解决办法。

大兴安岭地区火干扰强度与林分空间格局的动态关系

以大兴安岭根河地区兴安落叶松林为研究对象,在1987年、2003年和2015年受到火干扰区域选取中度、重度火干扰样地,并设置未受火干扰的对照样地,运用树轮数据和样地调查数据,分析火干扰下林分结构特征及其空间分布格局动态。结果表明:3~5 m尺度上不同火干扰强度下林分空间格局存在差异且具有阶段性。中度火干扰的兴安落叶松林,恢复5 a趋向均匀分布,恢复15 a和31 a后呈聚集分布;而重度火干扰的兴安落叶松林,恢复5 a趋向聚集分布,恢复15 a呈随机分布,恢复31 a呈聚集分布。不同树种空间分布格局有所不同,重度火干扰的白桦林,恢复初期由随机分布变为不显著聚集分布,恢复10 a后呈显著聚集分布,恢复31 a后,在3 m以上的尺度上又变为不显著聚集分布甚至趋向随机分布。因此,火干扰样地林分空间格局研究应考虑物种差异以及响应的滞后性。

基于Voronoi图的林分空间模型及分布格局研究

以南洞庭湖龙虎山次生林为研究对象,建立林分Voronoi图模型,通过该模型表示林分空间结构特征,提取林木空间量化信息。在此基础上,引入变异系数量化Voronoi多边形面积的变化率,将林木空间格局分析转化为计算Voronoi图变异系数,并将计算结果与角尺度作相关性比较。结果表明:林分Voronoi图模型能准确表达林木邻接关系、相邻木距离及角度、空间密度等重要空间信息;大尺度取样时(76m以上),变异系数趋于稳定,林分整体空间格局呈接近随机分布的轻度聚集;Voronoi图变异系数和角尺度存在显著的正相关关系,进一步说明本研究格局分析方法的可行性和有效性;受多种因素影响,乔木层主要树种在不同发育阶段的空间格局表现出强烈的时间和空间动态特性,且小径木多为聚集分布,大径木呈轻度聚集或随机分布。基于Voronoi图的林分空间模型及格局分析方法,从空间上表征林木的生长繁育特性、种内种间关系、资源及环境分布特征,为计算几何方法应用于林分空间经营提供了新的思路。

林分可视化模拟系统的设计

林分模拟可视化系统是针对林分分布、生长的专业模拟与可视化系统,在计算机上恢复与重建林分空间结构,动态模拟林分生长过程,预测林分生长情况,并进行二维、三维显示。本文分别从系统结构、设计流程、功能方面对林分模拟可视化系统进行了详细介绍。

杉木人工林林分可视化模拟系统设计与实现

在林业领域,森林生长模型的预测结果可以提供丰富的详细信息,然而传统使用文本或统计表的方式表达模拟结果不利于结果的分析和理解。针对此问题,根据林分结构描述参数和分析内容的具体可视化需求,集成虚拟植物、可视化技术和森林径阶模型,设计了杉木人工林林分可视化模拟系统的体系结构。利用VS2008开发平台、Arc Engine与OSG图形渲染引擎,在Vis Forest原型系统的基础上,开发集成Weibull分布模型、杉木胸径与树高和冠幅的关系模型等,形成杉木人工林可视化模拟系统。系统实现了林分结构的统计分析、二维可视化和二三维一体化的可视化模拟。该系统为林分生长和林分经营管理的研究和决策提供了直观高效的表达手段和可视化分析工具。

基于林木特征和经济指标天然次生林单木优化

以往的林分空间结构优化大多是根据1期的林分调查数据,采用林空结构3指标(角尺度、混交度、大小比数)来反映空间结构状况。研究利用帽儿山实验林场固定样地2期调查数据及林木价格数据,采用林分空间结构指数和林分空间距离指数对固定样地的各主要目标树种进行空间格局分析,并结合林木的价值增长率指标对采伐的林木进行最优化控制,以实现天然次生林合理的经营。