流溪河国家森林公园不同干扰强度林分空间结构研究

林分空间结构是林分质量评价的重要指标之一,合理的林分空间结构是森林健康稳定和多功能作用的基础。为探究不同干扰强度对林分空间结构的影响,文章以流溪河国家森林公园的天然次生阔叶混交林为研究对象,以郁闭度为依据划分不同的干扰等级,分析不同干扰强度下的混交度、大小比数和角尺度的特征及变化规律,并运用林分空间结构指数和林分空间结构距离对林分空间结构进行综合定量评价。结果表明:不同强度的干扰对林分空间结构参数有影响,其中弱度干扰时标准地混交度最大、大小比数最小,干扰强度的增大或减小,其混交度变小、而大小比数变大,强度干扰时标准地混交度最小、大小比数最大;角尺度未随干扰强度的变化产生规律性变化。干扰强度影响林分空间结构,当林分受到弱度干扰时,林分空间结构最优,林分受到强度干扰时,林分空间结构最差。因此,在进行林相改造和森林抚育过程中,可适度对林分进行干扰,使其郁闭度保持在0.77~0.83,这样有利于林分空间结构的优化。

油松天然林林分空间结构特征

【目的】分析灵空山自然保护区典型森林类型即油松天然林的空间结构并对其进行评价,旨在为油松天然林空间结构优化措施的制定提供理论支撑。【方法】以灵空山自然保护区的油松天然林为研究对象,采用角尺度、大小比数、混交度、林层指数和开敞度5个指数分析油松天然林的空间结构特征,并利用熵权法确定权重进而构建空间结构综合指数,对其空间结构进行分级评价。【结果】油松天然林林分角尺度均值为0.54~0.66,林分空间分布格局总体上呈聚集分布;阳坡林分平均混交度为0.20,属弱度混交,其他立地林分混交程度介于中度与强度混交之间;林分大小比数均值为0.35~0.50,大小分化程度为中庸或近中庸状态;林分平均林层指数为0.29~0.41,且阴坡林层指数高于阳坡,林层结构总体较为简单,但阴坡林层结构较阳坡丰富;林分平均开敞度为0.37~0.52,林分内光照条件总体均达到了基本充足及以上,但半阴坡和阳坡半数以上油松光照条件受限;油松天然林林分空间结构综合指数为0.313 5~0.543 5,评价等级分属2、3级,半阴坡油松和阴坡辽东栎的空间结构综合指数分别为0.283 6和0.253 3,均属2级。【结论】灵空山油松天然林林分结构整体状况较差或一般,需进行结构优化调整,半阴坡油松和阴坡辽东栎的结构调整需求更为迫切,空间结构综合指数可作为优化调整油松天然林林分空间结构的依据。

天然林林分空间结构综合指数的研究

以常用林分空间结构参数(混交度、大小比数和角尺度)为切入点,以微观经济学中柯布--道格拉斯生产函数相关理论为基础,通过构建以混交度、大小比数和角尺度为"投入"与林分整体空间结构为"产出"的林分空间结构生产函数,定义了林分空间结构指数(FSSI)。同时,根据林分空间结构3参数的"三维散点图"中现实的林分空间结构向理想结构点变化的趋势,计算了林分空间结构距离(FSSD)。结合黑龙江省3个不同区域、不同林分类型的75块固定样地全面调查数据的林分空间结构参数、林分空间结构指数以及林分空间结构距离的计算结果,验证了林分空间结构指数和林分空间结构距离均能有效反映林分空间结构特征及其动态变化。可以认为,林分空间结构指数和林分空间结构距离是对目前广泛使用的林分空间结构参数的完善和补充,二者均能作为定量描述林分空间结构状态和变化的综合指标。

基于空间结构优化的长白落叶松人工林分间伐模型构建

【目的】构建一整套林分空间结构优化的评价方法,以此为基础建立林分间伐模型,以期为森林抚育经营提供科学的间伐方案。【方法】以长白落叶松人工林为研究对象,将林木调查因子树高、胸径、冠幅标准化计算后,加权到Delaunays三角网中并确定林分空间竞争单元,计算样地角尺度、大小比数、密集度、开敞度、竞争指数、混交度这6个林分空间结构参数并使用熵权法赋予各参数权重,结合乘除法思想对其进行多目标规划,进而计算出林分空间评价指数(SEE)与林分空间评价等级(SET)。以SEE为基础构建林分均分间伐模型(该模型可以选定林分中空间结构较差的林木并让其较为均匀地分布在林分中)并将其应用到实际样地中。在露水河林业局东升林场设立了20块面积为0.06 hm^(2)的落叶松人天混林分的正方形样地,利用样地数据分析间伐前后6个林分空间结构参数、SEE、SET、林冠投影图的变化以验证模型的合理性。【结果】将SEE应用到调查林分中发现,20块样地SEE均值为0.138~0.216,SET分布在1级和2级,其中85%的样地属于1级,15%的样地属于2级,根据SET的定义可以判定该林分质量较差,需要进行优化。以评级指数最低的z17号样地为例,对均分间伐模型进行应用后发现,各林分空间结构参数均往优的方向发展,且样地SET从1级提升到2级。【结论】以加权Delaunays三角网为基础,结合乘除法与熵权法思想所构建的林分均分间伐模型,改善了同类模型所存在的缺陷,可以显著优化林分空间结构,对于林分生长与收获预估模型构建具有重要的参考意义。

基于加权三角网的林分空间结构综合指数模型

【目的】基于加权三角网提出的林分空间结构综合指数模型,为综合性评价林分空间结构及制定森林经营决策方案提供一种新的方法模型。【方法】选取林木的自身属性(胸径、树高和冠幅)为综合权重,建立了一种用于描述林分空间结构单元的加权三角网。引入微观经济学中C-D生产函数的相关理论,构建了以全混交度、角尺度和交角竞争指数3个参数作为“投入”,以林分整体空间结构综合指数作为“产出”的林分空间结构生产函数模型,从而定义林分空间结构综合指数(FSSCI)。以实验样地为例,对基于加权三角网确定的3个参数和FSSCI进行适用性评价。【结果】1)天然林样地加权前后的3个空间结构参数均符合正态分布;加权前后的全混交度呈显著相关,但由于加权过程中改变了林木的坐标,导致角尺度和交角竞争指数不存在相关性。2)天然林样地加权前后的平均FSSCI存在相关性,相关系数为0.650,Sig.值为0.029;天然林样地的FSSCI与FSSI′之间存在相关性,且两者对天然林的评价结果基本一致,但FSSI′对人工林的评价结果为0,无法做出有效的评价;FSSCI对林分空间结构的评价比传统方法更为全面。【结论】基于加权三角网计算的3个空间结构参数和FSSCI仍然是合理可用的。FSSCI同FSSI′一样对天然林的空间结构评价具有合理性和适用性,但FSSCI的适用范围广于FSSI′,满足天然林和人工林的空间结构评价。FSSCI的提出丰富了林分空间结构综合性评价方法,为森林可持续经营提供了合理可靠的理论与技术支持。

四川盆周山地5种典型林分的空间结构对比分析

【目的】研究四川盆周山地5种典型林分空间结构的特征,为该地区森林结构化经营提供理论依据。【方法】以四川盆周山地同龄的杉木纯林、柳杉纯林、杉木-柳杉混交林及同一时期形成的人天混交林和天然次生林为研究对象,采用角尺度、混交度、大小比数和林分空间结构指数对其空间结构进行分析。【结果】1)杉木纯林、杉木-柳杉混交林、人工天然混交林和天然次生林的水平分布格局为随机分布,平均角尺度分别为0.485、0.478、0.478、0.481,柳杉纯林为均匀分布,平均角尺度为0.455。2)5种林分的大小比数频率分布比较均匀,平均大小比数分别为0.465、0.529、0.446、0.810和0.534,林分整体为中庸生长状态。3)在混交度研究中,杉木纯林和柳杉纯林以零度混交为主,平均混交度分别为0.227和0.020;杉木-柳杉混交林的平均混交度为0.460,林分整体为中度混交;人工天然混交林和天然次生林平均混交度为0.610和0.674,为强度混交。4)引入林分空间结构指数FSSI,综合分析3种林分空间结构参数,FSSI大小排序为:天然次生林>人工天然混交林>杉木-柳杉混交林>杉木纯林>柳杉纯林,其排序与林分混交度排序结果一致。【结论】该地区5种典型林分空间结构的大小比数和角尺度相差不大,林分空间结构主要受混交度的影响。

基于空间结构指数的黄龙山林区不同森林群落稳定性评价

为探求简便快捷的森林群落的稳定性评价方法,从森林群落的空间结构入手,基于柯布—道格拉斯生产函数相关理论,构建以混交度M、大小比数U、角尺度W为"投入",林分空间结构指数(FSSI)和林分空间结构距离(FSSD)为"产出"的林分空间结构生产函数。利用这5个指标比较分析黄龙山林区8种森林群落(油松纯林PPP、油松阔杂林PLM、辽东栎纯林QQQ、辽东栎阔杂林QLM、白桦阔杂林BLM、油桦辽林PBQ、辽桦油林QBP、阔杂混交林LLM)的空间结构特点并评价其稳定性。结果表明:(1)8种森林群落类型的稳定性评价结果为:PBQ和QBP相对较优;PLM、QLM和LLM相对良好;BLM相对中等;PPP和QQQ相对较差。(2)8种类型森林群落的竞争优势没有明显差别,但混交度相差较大,分布格局存在一定区别,稳定性排序与混交值相关性较大,而分布格局与稳定性评价也有一定的相关性,但大小比数值与稳定性值几乎没有相关性。(3)空间结构指数可以较好的反映群落的稳定性,在未来稳定性的研究中,可将林分空间结构指标纳入稳定性综合评价指标体系。

杉木生态公益林林分空间结构分析及评价

【目的】分析杉木生态公益林林分空间结构并对其进行评价,为杉木生态公益林空间结构优化措施的制定和其他生态公益林纯林空间结构优化调整措施的制定奠定理论基础。【方法】基于福寿林场不同龄组杉木生态公益林（幼龄林、中龄林、近熟林）18个固定样地的实测数据和9个固定样地的复测数据,采用Voronoi图确定林木的空间结构单元,进而用混交度、大小比数、角尺度、竞争指数、林层指数和开敞度6个林分空间结构参数分析3个龄组杉木生态公益林间伐补植前后的林分空间结构特征,采用乘除法对各个空间结构参数进行多目标规划,提出林分空间结构评价指数,并参考人工林近自然化改造的目标和技术指标,采用定性和定量相结合的方法,将林分空间结构评价指数值划分为5个评价等级。【结果】3个龄组杉木生态公益林间伐补植前的混交度和林层指数都偏低,林分混交程度低,稳定性差,垂直空间结构较差,林木对垂直方向的空间利用不足;大小比数都接近中庸状态,林木个体差异不大,林木分化不严重;角尺度为均匀分布和随机分布的中间状态,不是理想的水平分布格局;幼龄林开敞度较大,林木生长空间充足,中龄林和近熟林开敞度较小,林木生长空间不足;随着杉木的生长发育,竞争指数呈现出逐渐增加的趋势,说明杉木年龄的增加使林木个体所承受的竞争压力越来越大。18个固定样地杉木生态公益林林分空间结构评价指数为0.185 9~0.364 7,评价等级属于1级的样地占样地总数的11%,属于2级的样地占样地总数的89%,分属3,4,5级的样地没有,这说明杉木生态公益林的空间结构距理想状态差距还很大,需要进行林分空间结构优化。间伐补植后3个龄组杉木生态公益林的林层指数和混交度得到明显提高,林木个体差异变大,中、幼龄林的生长空间更加充足,9个复测样地杉木生态公益林林分空间结构评价指数为0.346 2~0.613 1,评价等级属于2级的样地占样地总数的11%,属于3级的样地占样地总数的78%,属于4级的样地占样地总数的11%,这说明通过间伐补植林分空间结构得到了明显改善。【结论】分析林分空间结构,能够发现林分空间结构中存在的不合理性,从而为优化空间结构经营措施提供依据。林分空间结构评价指数的提出可为杉木生态公益林的理想空间结构及其表达探索一条新途径,可为改造以杉木为主的人工生态公益林向理想结构演变提供理论依据,从对研究区杉木生态公益林林分空间结构的评价结果来看,可较客观地反映杉木生态公益林间伐补植前后林分空间结构的实际现状。

闽楠天然次生林林分空间结构研究

以闽楠天然次生林为研究对象,通过12块标准地调查获取数据,运用混交度、大小比数和角尺度分析林分空间结构特征,并采用林分空间结构评价指数将其划分为5个评价等级。结果表明：（1）林分平均混交度为0.525,林木为强度混交;平均大小比数为0.506,林木分化属于中庸向劣态过渡状态;平均角尺度为0.518,林木呈聚集分布。（2）林分空间结构评价指数值为0.08～0.89,与理想的空间结构差距较大;仅5号标准地评价等级最高（Ⅴ级）,其表现为林木混交程度高,林木大小分化不明显,分布格局为随机分布,闽楠为主要优势树种,在林木竞争上占有优势地位,是较理想的空间结构模式。研究结果可为优化闽楠天然次生林空间结构经营措施的制定提供参考。

芦芽山阴坡华北落叶松-云杉天然次生林林分空间结构特征

【目的】分析芦芽山国家级自然保护区阴坡典型天然次生林的林分空间结构,为当地天然次生林的科学经营和相似立地条件下人工林的培育提供参考依据。【方法】以芦芽山自然保护区阴坡5个不同海拔的华北落叶松Larix principisrupprechtii-云杉Picea spp.天然次生林群落调查数据为基础,通过计算群落的角尺度、大小比数、混交度和林分空间结构指数,分析不同海拔群落的空间结构特征。【结果】华北落叶松-云杉天然次生林平均角尺度为0.51~0.53,林木空间分布格局以聚集分布为主,但聚集程度较低,优势树种在林分中属于随机分布;各海拔林木的大小分化程度整体均接近中庸状态,林木大小分化程度较小,华北落叶松的大小比数小于云杉,表明华北落叶松的竞争力较大;随海拔高度的上升,林木空间隔离程度呈下降趋势;林分空间结构指数随海拔升高而下降,低海拔林分的整体结构较其他海拔更好。【结论】研究区华北落叶松-云杉天然次生林群落均处于演替后期阶段,海拔1950 m处林分的空间结构最好,稳定性最高。

九万山常绿阔叶林物种组成及空间结构特征分析

【目的】为了探究九万山自然保护区常绿阔叶林物种组成特点及空间结构分布特征。【方法】于2017年建立了2 hm2固定监测样地,逐一测量并记录样地中所有胸径(DBH)≥2 cm的林木的树高、胸径,并对其挂牌标记、鉴定和确定坐标位置等群落调查,从林分物种组成、空间分布格局等分析该区域常绿阔叶林物种组成和群落结构。【结果】1)样方内DBH≥2 cm的木本植物个体共8934株,隶属于53科99属192种,为典型的阔叶混交异龄林;群落优势树种不明显,由较多的优势种形成了群落的共建种;树高≤10 m的林木占比超过70%;径级≤8 cm的林木占比超过65%。2)2个样方林分的混交度分别达到0.851和0.842,树种混交状况良好,隔离程度较高。3)林分林木大小分化不明显,绝对劣势的林木个体比例稍大于优势木个体,林分整体处于中庸偏劣势过渡状态;林分内主要树种间的大小分化存在很大差异(大小比数范围0.099~0.727)。4)整体林分和主要种群中大多数林木个体为随机分布,均匀分布和不均匀分布频率差异不大,团状分布远大于绝对均匀分布,林分整体呈轻度聚集分布。5)林分空间结构指数和林分空间结构距离分析得出,九万山群落林分结构与自然顶极群落还有一定的差距。【结论】通过采取有效的经营措施优化林分空间结构,改善森林状况,使之得到更有效的保护和管理,达到稳定的群落状态。

小陇山2种典型天然林空间结构参数分布特征

采用林分空间结构参数一元分布、二元分布、林分综合指数和距离分析方法,探讨小陇山林区2种典型天然林空间结构特征。结果显示:(1)油松天然林混交度为0.397,树种隔离程度较低,锐齿栎天然林混交度为0.797,混交良好,油松、锐齿栎天然林胸径大小比数分别为0.507、0.485,林分均处于中庸状态,角尺度分别为0.511、0.508,林木分布格局均属随机分布。(2)油松、锐齿栎天然林中相同混交程度或优劣程度的林木大多处于随机分布,相同混交程度或分布格局的林木处于不同优劣程度的林木大致相等。区别在于油松天然林中同一优劣程度或分布格局的林木大多与同种相邻,而锐齿栎天然林中同一优劣程度或分布格局林木大多处于强度和极强度混交。(3)油松、锐齿栎天然林林分空间结构指数(FSSI)分别为0.526、0.739,林分空间结构距离(FSSD)分别为0.788、0.576,锐齿栎林空间结构明显优于油松林。FSSI和FSSD具有极显著的线性关系,FSSD=-1.481 5×FSSI+1.625 7,R2=0.990 6(P<0.01),二者在表述林分空间结构方面具有较强的一致性。研究表明:二元分布、林分空间结构指数和距离分别是从林木水平和样地水平研究林分空间结构较为有效的方法,可为小陇山林区林分微观结构分析和精细的结构调整提供新途径。

大兴安岭盘古林场2种优势树种空间分布格局研究

基于2011年大兴安岭林区外业调查数据中的10块样地数据,采用4种方法对大兴安岭盘古林场落叶松和白桦2种优势树种的空间分布格局进行研究。结果表明,在落叶松中龄林内,落叶松呈显著聚集分布;随着林分发展到近熟林和成熟林阶段,种内和种间竞争加剧,落叶松聚集程度明显下降;落叶松林各龄组间空间结构优劣表现为中龄林>成熟林>近熟林,林分空间结构指数(FSSI)和林分空间结构距离(FSSD)具有极显著的线性关系,FSSD=-1.201 3FSSI+144.03,R^2=0.984 2(P<0.01),表明二者在表达林分空间结构的优劣性方面存在较强的一致性。白桦林从幼龄林发育为成熟林的过程中,林木的分布格局由聚集分布转化为均匀分布,中龄林内林木的聚集程度最高,在近熟林内林木开始出现由聚集分布向均匀分布转化的趋势;当发展到成熟林时完全转化为均匀分布;白桦林各龄组间空间结构的优劣表现为中龄林>成熟林>近熟林>幼龄林。FSSD=-0.703 8FSSI+113.19,R^2=0.998 5(P<0.01),二者同样具有极显著的线性关系。通过研究天然落叶松林和白桦林优势种群及其空间分布格局,为日后制定合理的健康的森林经营措施提供有力依据。

辽东大伙房水库库区天然针阔次生林林分空间结构

为了解辽东大伙房水库库区天然针阔次生林内林分空间结构的优劣,本研究以角尺度、大小比数、混交度和林分空间结构指数这4个结构参数作为切入点,对天然针阔次生林上坡位和下坡位的林分空间结构特征进行了调查。结果表明:上坡位的林木水平分布格局表现为随机分布,下坡位表现为轻微的聚集分布,从两种坡位中林木的大小分化程度来看,下坡位偏亚优势状态,上坡位偏中庸状态;上坡位混交度为0.29,下坡位混交度为0.56,上坡位林分呈弱度混交,下坡位为中度混交,下坡位混交程度较上坡位好;下坡位林分的林分空间结构指数为68.04,上坡位为54.81,林分整体结构较上坡位更稳定。通过4种林分空间结构参数的分析,得出天然针阔次生林下坡位的林分空间结构较上坡位稳定,本研究结果可为该区林分空间结构调整提供一定的依据。