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。

基于随机森林回归的电离层幅度闪烁指数预测

为满足低成本、高精度的电离层闪烁监测需求,提出一种基于随机森林回归的闪烁指数预测模型。在卫星导航接收机输出信息基础上,计算电离层结构状态参数,形成输入参数,并进行参数筛选构建训练数据集,结合专用型电离层闪烁监测接收机观测到的闪烁指数,训练生成基于随机森林回归的幅度闪烁指数预测模型。实验结果表明,与传统电离层幅度闪烁指数计算方法相比,随机森林回归模型预测得到的闪烁指数相关性更强、精度更高。

结合群落结构的城市森林地上碳储量遥感估算——以长沙市为例

以传统遥感植被指数模型法为基础,加入群落结构指标以提升城市森林碳储量估算精度。以长沙市为例,根据90个样地调查数据和Sentinel-2A遥感影像,建立城市森林地上碳储量与归一化植被指数(N DVI)间的指数模型,分析模型残差与城市森林结构间的定量关系,提出结合群落结构的城市森林地上碳储量遥感估算优化模型。结果表明:归一化植被指数模型估算城市森林地上碳储量的精度,即决定系数(R^(2))较低,为0.35。归一化植被指数模型残差与城市森林结构,如平均胸径、最大胸径、平均树高、最大树高均呈极显著正相关关系。结合群落结构指标的归一化植被指数模型能显著提高城市森林地上碳储量估算精度,平均胸径、最大胸径、平均树高、最大树高的R^(2)分别提升至0.70、0.57、0.56、0.57。根据Sentinel-2A遥感影像和全球森林冠层高度数据估算出长沙市三环内建成区城市森林地上碳储量为599.1 Gg,碳密度为32.03 Mg·hm^(-2)。

近自然森林景观空间结构参数化设计研究

【目的】现有近自然森林景观营造手段缺乏在设计阶段对群落空间结构的控制,制约了城市森林的营造效益。可以利用邻体相互作用的群落空间结构生成机制建立设计算法,实现近自然森林空间结构的参数化设计。【方法】基于树冠竞争指数构建设计竞争指数(DCI)作为近自然森林空间结构的优化规则,利用该规则开发包含植株生境适宜性预分布、空间结构迭代优化两个模块的设计算法。并参照北京市浅山地区天然森林群落特征,采用该算法对北京市青龙湖公园内的一处场地进行应用,验证其可行性。【结果】在应用情景中,该算法能够通过优化规则降低植株间的DCI,实现空间结构的优化,并根据预设的树种类型、适宜性和比例生成符合近自然森林景观特征的植株分布平面图。【结论】该算法能够生成符合近自然森林群落空间结构特征的设计群落,可以作为一种近自然森林景观空间结构生成的辅助设计方法,但需要根据近自然指标进一步优化算法,积累近自然森林植物种类、形态特征和适宜性的特征参数,完善该算法对近自然森林群落的仿真程度。

森林空间结构分析中基于Voronoi图的样地边缘校正

【目的】提出一种新的样地边缘校正方法——Voronoi图结点距离判定,为森林空间结构分析和调控提供技术支撑。【方法】为评估Voronoi图结点距离判定的性能,引入量化评估指标RMSE,采用角尺度、聚集指数和大小比数等空间结构指数构造RMSE,并通过设置不同场景的模拟样地和调查样地,将Voronoi图结点距离判定与其他校正方法进行比较和分析。【结果】缓冲区法、最近邻体校正、Voronoi图结点距离判定虽同属减少样本类校正方法,但各校正方法的性能及效果受到林木样本量、林木空间格局、空间结构指数、样地情况等因素影响,差异很大。缓冲区法虽简单易行,但样本浪费严重,且同时存在漏判和误判2种误差,其校正样地的RMSE曲线通常维持在较高水平。Voronoi图结点距离判定可视为缓冲距离随边界林木实际分布自适应变化的校正方法,具备更强的校正能力,能最大限度地排除样地外林木的边缘干扰,在角尺度、大小比数以及样本量充足的聚集指数计算中均优于其他校正方法,但也存在误判及样本利用率偏低等不足。最近邻体校正的性能介于缓冲区法和Voronoi图结点距离判定之间,其RMSE曲线的整体水平要高于Voronoi图结点距离判定。【结论】林木样本量与样地边缘校正密切相关,对于样地大小和林分密度的任何改变最终都体现在林木样本量的增减上,维持充足的林木样本对于样地校正尤为重要。林木空间分布是影响样地边缘校正的另一重要因素,当林木呈随机分布或均匀分布时,样地边缘校正的重要作用能得到更好体现。此外,样地经过校正后,各类空间结构指数的计算精度均能获得显著提高,且聚集指数的计算需要样地提供充足的林木样本量。

森林空间结构研究现状与发展趋势

介绍森林空间结构的概念、森林空间结构指数及其存在问题,阐述森林空间结构的研究现状与发展趋势。指出当前的森林空间结构研究主要针对森林空间结构进行诊断、描述和模拟,并未在森林经营活动中发挥作用。面向现实森林经营活动的森林空间结构调控将是未来研究的发展方向。

结构-多样性指数在八达岭地区森林健康评价中的应用

森林健康评价已经成为当前林业研究的迫切任务。通过对北京市八达岭林场森林健康实验区的16块固定样地进行研究,首次提出结构-多样性指数(Community Structure-Diversity Index,CSDI)模型,制订了群落结构和物种多样性层面上的森林健康评价等级(CSDI数值):>15.0(健康);10.1～15.0(亚健康);6.1～10.0(不健康);<6.0(极不健康)。结果表明:16块样地中,健康群落共4个(P10、P11、P12、P16);亚健康群落共5个(P3、P5、P7、P9、P14);不健康群落共5个(P6、P8、P13、P15);极不健康群落共3个(P1、P2、P4)。从实际效果来看,结构-多样性指数具有一定的科学性和可操作性,对北京地区森林健康评价具有参考价值。

与林内小气候舒适度相关的城市森林冠层结构指数选择

【目的】选择与林内小气候舒适度相关的城市森林冠层结构指数,为进一步优化城市森林结构、改善城市森林热环境提供参考。【方法】以与城市森林降温效应相关度较高的一维度冠层结构指标(包括叶面积指数、平均叶倾角、冠层厚度、枝下高、冠高比和冠层通透度)为基础,从林内外空气流动和能量交换的角度,构建多维度城市森林冠层结构指数,通过相关分析筛选对小气候舒适度解释度较高的城市森林冠层结构指数。【结果】一维度冠层结构指标与林内舒适度(S)、舒适度相对变化(Sd)呈弱度相关关系,对S的解释力为0~30.5%,对Sd的解释力为0~53.5%;多维度冠层结构指数对S和Sd的解释程度明显提升,对S的解释力为0~37.5%,对Sd的解释力为30.9%~55.1%;热垂直扩散结构指数和热水平扩散结构指数的协同作用对S的解释程度相对较高(43.5%);垂直冠层指数和树冠垂直均匀指数的协同作用对Sd的解释程度最高(63.9%)。【结论】城市森林舒适度和舒适度相对变化受多个冠层结构指标和指数共同影响,所构建的多维度冠层结构指数(包括热垂直扩散结构指数、热水平扩散结构指数、综合热扩散结构指数、垂直冠层指数、树冠均匀指数、树冠垂直均匀指数和冠层综合指数)与林内小气候舒适度及其相对变化相关性较高。

基于统计软件R的典型栎类林空间结构研究

为了更合理的分析栎类林空间结构,以北京地区典型栎类林每木检尺的数据为来源,以树高、胸径、冠幅数据为基础,通过R软件对数据进行处理生成图像,并通过图像处理软件Photoshop和ENVI进行一系列叠加得到森林结构的数值化的统计信息,最后对统计信息进行分析,从而来研究森林的结构。研究结果表明:在所研究的3块样地中,2号样地蒙古栎林空间结构信息指数最大为70.075 2,表明2号样地空间信息复杂程度最大,林分结构相对稳定;3号样地栓皮栎林空间结构信息指数最小为42.101 6,表明3号样地空间信息复杂程度低,林分结构相对不稳定。

快速城市化过程中深圳森林小群落结构特征及其多样性研究

以深圳城市森林小群落为例,研究群落个体数与直径、高度、物种数之间的结构相关性;选用10种多样性指数,分别以丰富度、均匀度、物种多样性的综合指数值和排序,描述和比较深圳城市森林小群落多样性差异和水平;提出蓄积指数的概念和群落综合指数K以及应用于多样性比较的方法;指出多样性分析应考虑胸径结构,树高结构,并统一可比性标准.结果表明：深圳市各小群落的多样性综合指数K值在3.21～16.65之间,以蓄积水平为Ⅰ级的桉树群落多样性最小,平均综合指数K值为9.11.

林分规模与结构对北京城市森林夏季温湿效应的影响

城市化进程加快引发了城市热岛效应等一系列环境问题,城市森林的温湿效应能有效缓解城市热岛,是居民夏季户外活动舒适及健康的保障。以北京城市公园内17处片状林为研究对象,以林分面积和林内到林缘的距离(林内不同深度,L)作为林分规模的参数、以叶面积指数(LAI)作为表征林分结构的参数,对城市森林面积、L、LAI等参数与城市森林降温、增湿程度及温湿指数的关系进行了研究。结果表明,森林规模和林分结构对城市森林的温湿效应有显著影响:1)城市森林温湿效应随林分面积增大而增高,61.67%的相对降温程度(d T)、69.44%的相对增湿程度(dRH)、55.63%的相对温湿指数(d THI)变化是由城市森林面积引起的;2)城市森林降温效应随LAI的增大而增高,城市森林的降温效应58.98%来自于LAI;3)林分面积和LAI对城市森林降温效应有显著的交互影响,随面积增加LAI对降温程度的影响逐渐下降;4)城市森林d T随L的加大而增高,L对d T的解释程度为57.26%。因此,在城市森林规划与建设中,重视大规模林地的建设并注重增加林分覆盖度才能发挥稳定的温湿效应,有效缓解热岛。

云蒙山典型森林群落垂直结构研究

采用以树冠光竞争高度为基础的林分垂直层数量化方法研究了云蒙山几种典型森林群落的垂直结构特征,并将不同群落的垂直层划分结果与树高系统聚类分析结果相比较,发现在森林群落垂直层划分过程中,树冠光竞争高度附近的树被误划的几率较高;截止系数a=0.4时,平均误划率最低,为10.10%。对几种森林群落结构指标相关性分析表明:森林群落垂直分层数与乔木高度多样性指数、树高变异系数及乔木物种多样性指数呈显著正相关;乔木高度多样性指数和树高变异系数与灌木层多样性指数呈极显著正相关,而与草本层多样性指数却均呈显著负相关。几种描述林分垂直结构的指标能很好地描述森林群落的垂直分层情况,同时森林群落的垂直结构对下层植物的物种组成具有重要影响。

孟家岗林场森林景观结构动态分析

以黑龙江省孟家岗林场1989年和2006年两期森林资源二类调查数据为基础,结合林相图,利用GIS技术和景观格局分析软件包FRAGSTATS进行分析,提取森林景观要素内部结构指标等景观指数,并对孟家岗林场近20年的景观格局的动态特征进行了系统的分析。研究结果表明:由于孟家岗林场森林景观要素类型的增加以及多样性和优势度指数的增高,使得森林景观的分离度和破碎度也在增加;虽然落叶松林为该研究区域的优势景观要素类型,但其优势度却在逐渐降低,表明落叶松景观要素在向其它景观要素类型转化;首次对孟家岗林场进行景观内部结构指数分析,表明阔叶树和混交林景观要素类型是以成、过熟林为主,三大主要针叶树种以中龄林和近熟林为主。人为干扰的加剧,使针叶林年龄结构趋于单一化。

凉水自然保护区森林景观结构动态

以凉水自然保护区1974年、1989年和1999年3期森林资源调查成果为主要信息源,在地理信息系统软件的支持下,通过分析景观指数,对凉水自然保护区3个时段的景观格局作了系统分析。研究表明:1974年至1999年,与其它森林景观要素相比红松林景观要素的面积大、斑块数目多,优势度指数高,它对凉水自然保护区森林景观的结构功能起着控制作用。应用景观内部结构指数,对保护区内的森林景观要素进行了分析,表明红松林、针叶混交林和针阔混交林景观要素是以成、过熟林为主,而且红松林景观要素的年龄结构具有多样性。

南岭山地森林群落冠层结构与立木多度的关系

林冠是森林与外部环境相互作用最直接与最活跃的界面层,影响着森林的物理环境和生物环境。采用半球面摄影技术(Hemispherical Photography)、典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)和Kruskal-Wallis分析定量研究了森林群落冠层结构与立木分布及多度的关系。结果表明:(1)基于10 000 m2调查样地,南岭山地森林群落共有立木47科81属143种,枯立木多来源于林冠上层大树;(2)CCA排序结果显示,冠层结构各参数与立木分布均有一定相关性,叶面积指数、林冠开度与立木分布的关系尤为密切;(3)立木多度与活立木多度在林下散射光分组变量间差异显著(P<0.05),枯立木多度在林冠开度分组变量间的差异性显著(P<0.05),立木多度随林下直射光增强而减少。叶面积指数和林冠开度通过影响林下光照条件进而影响立木,尤其是枯立木的形成和多度。

香港郊野公园森林群落结构和物种多样性

通过香港大榄郊野公园森林群落的样地调查,利用物种的丰富度、多样性指数和均匀度指数对群落的类型、结构和物种多样性进行了分析和研究。结果显示了7个主要的森林群落的物种多样性和群落结构的关系,森林群落的物种多样性顺序为:土沉香群落>台湾相思群落>红胶木群落>木荷群落>毛叶桉群落>湿地松+鸭脚木群落>柠檬桉群落。森林群落的乔、灌、草3个层次的丰富度和多样性指数普遍以灌木层最高,均匀度指数则以乔木层最高。而影响物种多样性的因素主要为造林技术和频繁的山火。

沈阳城市森林植被结构和植物多样性研究

1引言 城市森林植被结构包括林地布局、林地类型、植物种类组成、树木胸径结构等方面;植物多样性包括物种丰富度、多样性指数和物种均匀度指数等内容.城市森林植被结构和植物多样性水平影响到城市森林的功能和健康,影响到城市森林的可持续管理[4,5,6].

南京无想寺国家森林公园群落结构特征及林分结构调整

为了提高南京无想寺国家森林公园的生态和景观质量,对森林公园内典型林分类型进行了标准地调查,并分析了其物种多样性,探讨了林分结构调整的措施。结果表明:(1)物种组成较丰富;(2)各林分的物种多样性指数为阔叶混交林>针阔混交林>纯林;(3)各群落垂直结构分层明显;(4)各群落均处于顺行演替。最后根据群落结构特征,提出了适当间伐和增加林窗等林分结构调整的建议。本研究可为苏南城市近郊次生林的经营提供一定依据。

上海市森林生态功能综合指数评定

本文以2004年、2009年和2014年3次森林资源规划设计调查成果为主要依据,采用森林蓄积量、森林自然度、森林群落结构、树种结构、植被总覆盖度、郁闭度、平均树高和枯枝落叶厚度等级以及林地面积占国土面积的比例等9项指标,分析了上海市森林生态功能综合指数现状及变化情况、变化原因,提出了进一步扩大林地面积、努力提高林地稳定性、积极开展森林抚育经营和科学优化森林空间布局等提高全市林业生态建设水平的建议,对于上海市林业生态建设具有一定的指导意义。

森林结构研究方法综述

文章介绍了森林非空间结构的直径分布规律、常用的直径结构拟合函数及空间结构中描述林木空间分布格局、树种空间隔离程度、林木竞争等指数的研究动态,并指出未来森林结构研究方向是将经营措施-森林结构-功能相结合,建立经营措施-林分结构-功能耦合模型,从而更科学有效地经营森林,提高森林质量,发挥森林的多功能性。