基于空间结构参数多元分布的云冷杉红松林模拟采伐研究

验证以林分空间结构参数四元分布作为林分结构调整依据的有效性,为林分结构调整及抚育采伐中合理选择采伐木提供理论依据。以延吉地区金沟岭林场的云冷杉红松天然林为研究对象,设置20块距离较远的标准样地,调查记录林分的基本特征并使用混交度、角尺度、密集度及大小比数4种空间结构参数来描述林分的空间结构,根据林分空间结构参数四元分布的特点确定采伐目标树,按采伐优先级进行模拟采伐,比较伐前伐后林分空间结构参数的变化。结果表明,伐后林分中树种的重要值未产生明显变化,林分的空间结构参数在均值分布上亦无明显变化,在一元分布上体现为密集度和大小比数减小,即林分的分布更为稀疏,林木的生长环境得到改善,在四元分布上体现为满足更优林分结构(C=0.0,W=0.5,M=1.0,U=0.0)的林木占比增加。研究表明,按照林分空间参数多元分布确定采伐木并进行采伐,对林分的空间结构有一定的改善作用,可以使林分的空间结构更接近理想状态,更加符合结构化森林经营的林分目标结构,同时不会对林分的树种组成造成较大影响,可以为森林的经营生产提供参考依据。

基于空间结构优化的马尾松阔叶树混交林模拟采伐

利用空间结构参数选择采伐木,确定采伐木选择的基本原则,制定以角尺度作为主要调整目标的林分空间结构优化方案。初步选择采伐结构单元,并在此基础上通过综合分析确定出应该采伐的林木,并对采伐后的林分空间结构进行分析。结果表明:基于林分空间结构格局的采伐使得林分整体质量得到提高,优化了林分的空间结构,适用于生态公益林的经营。

基于模拟采伐马尾松人工林的空间结构优化决策

【目的】森林空间结构评价及优化经营是森林质量调控和提升的关键,可为森林经营决策提供科学参考。【方法】本研究以马尾松人工林固定样地调查数据为基础,选择混交度、角尺度、林层差异化、大小比数、密集度等5个典型空间结构参数,基于计算机R语言模拟采伐结合空间结构综合评价指数的构建,构建了一套基于模拟采伐的多目标森林空间结构优化体系,分别确定了马尾松人工林6个样地的采伐木及合理采伐强度。【结果】马尾松人工林6个样地中,样地1共有林木152株,最优采伐强度为25%,最优采伐株数为38。样地2共有林木107株,最优采伐强度为23.36%,最优采伐株数为25。样地3共有林木72株,最优采伐强度为25%,最优采伐株数为18。样地4共有林木47株,最优采伐强度为21.28%,最优采伐株数为10。样地5共有林木53株,最优采伐强度为25%,最优采伐株数为13。样地6共有林木34株,最优采伐强度为8.82%,最优采伐株数为3。模拟采伐后,马尾松人工林6个样地的树种混交度处于0~0.65,林层差异化处于0.35~0.63,大小比数处于0.43~0.48,聚集度处于0.77~0.91,角尺度处于0.48~0.57,森林空间结构综合指数IFVE处于0.25~0.42,不管从森林空间结构参数及综合指数比较,伐后的空间结构明显优于伐前状态,林分结构得到明显提升和优化。【结论】本研究提出的基于模拟采伐的多目标森林空间结构优化体系,能够有效实现森林空间结构优化及森林质量精准提升,可以在森林经营实践中进一步借鉴应用。

内蒙古旺业甸华北落叶松人工林空间结构分析及其优化

以内蒙古赤峰市旺业甸实验林场未采伐的落叶松人工林幼龄林(18 a)、近熟林(34 a)及成熟林(48 a)为对象,分析3种林分空间结构,对结构不理想的林分进行空间结构优化。采用角尺度、大小比数、混交度及竞争指数4个林分空间结构参数,构建空间结构评价指数,对其空间结构进行优化。结果表明,旺业甸落叶松人工林幼龄林呈随机分布,近熟林及成熟林呈均匀分布,靠近随机分布,林木大小分化不明显,林木竞争较大,评价等级均为2级较差。根据评价结果,采用20%采伐强度后,竞争指数明显降低。采伐前后落叶松幼龄林空间结构综合指数由0.247增加为0.308,近熟林由0.312增加为0.406,成熟林由0.265增加为0.319,近熟林评价等级由2级提升为3级。通过对内蒙古赤峰市旺业甸林场的华北落叶松人工林空间结构分析与优化,可以较好地改善当地华北地区华北落叶松人工林林分空间结构,为我国华北落叶松人工林经营提供数据支持。

基于地空激光雷达的池杉人工林林分空间结构优化

【目的】以池杉人工林为研究对象,融合地空激光雷达点云数据,评估林分空间结构特征,为池杉人工林质量提升和可持续经营提供科学依据和理论支持。【方法】以仙女林场2块30 m×30 m池杉样地的无人机激光雷达、地基激光雷达和野外实地调查数据为数据源,融合点云数据后进行单木分割和单木参数提取,选择角尺度、大小比数、空间密度指数、开敞度、生长空间指数、生长空间竞争指数、简单竞争指数等7个参数构建综合评价模型。通过综合评价模型进行模拟采伐,选取最优采伐强度,对林分空间结构优化策略进行评估。【结果】与实测数据对比,地空激光雷达的胸径和树高的提取精度R^(2)均值分别为0.9883、0.9853,均方根误差均值分别为0.4939 cm、0.1255 m;A、B样方的林分空间结构综合指数为0.526、0.349,通过模拟采伐选取的A、B两个样方的最优采伐强度分别为总蓄积6%、8%,该采伐强度能够在不过量采伐基础上,使林分空间结构综合指数分别上升0.067、0.132,有效地改善林分内树木的生长环境和降低资源竞争压力。【结论】利用地空激光雷达融合可高效实现林分结构信息的数字化、精细化,克服单一激光雷达和传统人工存在的局限性,对于人工林资源调查与监测具有重要的实际意义;利用综合评价模型对池杉人工林的空间结构进行综合评估和模拟采伐可以指导林分空间结构优化,为林分改造与森林质量提升提供科学依据和实践参考。

基于AHP-CRITIC组合赋权法的长白山天然林空间结构优化调整

【目的】合理采伐能促进林木生长,提高林分生产力。探索林分空间结构优化,以期为该地区天然林林分采伐木的选择提供新的指导工具。【方法】本文采用4块不同优势树种的天然林固定样地监测数据,基于混交度(M)、角尺度(W)、大小比数(U)和Hegyi竞争指数(CI)4种空间结构指数,根据AHP-CRITIC组合赋权法构建单木采伐指数(Fi),分析不同强度的采伐模拟前后林分空间结构变化。【结果】4个样地采伐后的空间结构均得到一定程度的优化:混交度提高,林木大小分化程度减少,林分水平分布格局趋向于随机分布,林分竞争压力也得到很大的缓解。其中竞争指数随着采伐强度的增加呈现持续下降的趋势,在30%采伐强度下最多减少了24.80%~34.88%,大小比数最多减少了24.97%,混交度最高提升了12.76%。采伐木主要集中于林分密度较大的区域,采伐木的胸径以中小型居多。【结论】对于天然纯林,适度加大采伐强度可以更好地调节林分空间结构,而对于天然混交林,进行相对较低强度的采伐可以在其整体结构获得优化的同时保持较高程度的树种混交。研究同时证明了AHP-CRITIC组合赋权法用于构建采伐指数的合理性,基本实现了对长白山地区天然林林分结构的优化调整,可为合理选取采伐木、科学经营森林提供技术支持。