东北地区天然水曲柳地位指数表和立地形表的编制

在东北三省调查水曲柳临时样地198块,收集234株优势木数据和19株解析木数据,通过对查数年龄木芯的严格筛查,剔除了被压木,确定用于编表的数据845组。用9个函数式对水曲柳的年龄与优势木高、胸径与优势木高分别进行模拟,通过相关系数和剩余标准差的比较,选择了理查德函数式作为导向曲线模型。地位指数级14~30 m,级距2 m,用相对树高法展开曲线簇。经过相关系数检验、X^(2)检验和落点检验,地位指数表与立地形表符合要求,立地形精度更高。通过木芯年轮的疏密来筛选优势木,可有效地提高立地形表精度。

长白落叶松人工林地位指数及立地形的比较研究

【目的】以吉林省长白落叶松人工林为对象,分析立地形与地位指数及其与林分生产力之间的关系,检验立地形评价长白落叶松人工林立地质量的可行性。【方法】基于168块固定样地的314个观测数据,提出了基准胸径确定的方法,即以胸径-年龄的逻辑斯蒂方程为基础,求其拐点纵坐标(即为基准胸径)。以理查兹生长方程分别拟合优势高-年龄、优势高-优势胸径的导向曲线,分别计算各样地的地位指数与立地形,并分析立地形与地位指数以及二者与林分生产力之间的关系。【结果】立地形与地位指数回归方程的决定系数R2为0.362 7,RMSE为1.993 0 m,平均绝对误差MAE为1.563 2 m。地位指数、立地形与生产力的相关系数分别为0.676 4和0.320 3。采用等距划分的方法将计算所得的地位指数与立地形划分为8个等级,地位指数从1至8级各等级所占比例分别为0.64%、3.82%、12.74%、24.84%、32.48%、19.43%、5.10%、0.96%;立地形从1至8级各等级所占比例分别为0%、1.59%、9.24%、42.36%、44.90%、1.91%、0%、0%。【结论】对于落叶松人工林来说,立地形只能解释36.27%的地位指数变异;地位指数与生产力的相关性远大于立地形与生产力的相关性。对立地形与地位指数采用等距划分的方法进行立地质量等级划分,立地质量等级均呈现出中间多、两头少的趋势,但各等级的样地数量差异较大。总体来说,本研究中立地形不宜作为长白落叶松人工林立地质量评价的指标。

利用马尾松解析木对林地立地指数和立地形的研究

利用重庆市南川区马尾松解析木数据,选择合适的导向曲线方程,建立基于导向曲线的立地指数和立地形模型,并对立地形的适用性进行说明。根据散点图和三倍标准差对解析木数据进行了选择,排除了不符合要求的圆盘记录对。采用5种常用的经验生长方程对年龄-树高、胸径-树高进行拟合,根据决定系数R2,均方根误差RMES、AIC、方程的参数变动系数以及拟合曲线对方程进行选择;根据选定的方程,求出其连续生长量方程和平均生长量方程,并采用matlab绘制出其曲线方程,根据连续生长量和平均生长量次相交后的下一个龄(径)阶,选择出基准年龄(胸径);利用标准差调整法进行编表,编表后采用成对T检验方法对立地指数表和立地形表进行验证。结果表明,立地指数和立地形的表达精度在95%水平下显著,平均总相对误差和相对总误差都<5%,而预估精度分别达到了99.18%和99.22%,说明所编立地指数表和立地形表精度较高,能够满足编表需要。根据导向曲线绘制生长量曲线方程的方法确定基准年龄和基准胸径的方法准确可行;由于龄阶和径阶的选择差异,导致立地指数级不同,同时影响了立地形与立地指数的编表质量;由于树木的生长特性,立地形在表示立地质量时,在林木的早期将会低于立地指数,在树木生长的中后期将会高于立地指数;立地形的适用性取决于胸径与树高的相关性,相关性越强,立地形就越准确,在选择合适的优势木的情况下,立地形可以取代立地指数来表示林地质量。

西北地区红桦天然次生林立地质量评价

在陕西、宁夏、甘肃、青海等地设置红桦天然次生林临时样地85块,以年龄-树高、胸径-树高数据为依据,选取常用的9个树木生长模型拟合导向曲线,采用相对优势高法编制立地指数表和立地形表,并采用2种方法对4个不同地区的立地质量进行比较,实现对西北地区红桦天然次生林立地质量的科学评价。结果表明,立地指数和立地形的最优导向曲线方程分别为H=18.073/{1+exp[-(A-22.571)/9.144]}、H=19.793/{1+exp[-(D-12.218)/6.588]};确定基准年龄为40 a,基准胸径为20 cm,指数级距为2 m,划定10~20 m共6个立地质量等级,编制立地指数表和立地形表。检验结果表明,两表的卡方值均小于临界值,落点检验精度分别为95%和97.5%,达到编表精度要求,均能够良好地反映红桦天然次生林立地质量。2种方法在对4个地区的立地质量评价中表现出较好的一致性,其中陕西火地塘林场立地质量最优,宁夏二龙河林场次之,青海北山林场和甘肃洮坪林场立地质量一般。

利用多树种立地形指数对林地质量进行综合评价

【目的】采用青海省湟水规模化林场3种常见乔木树种桦木、杨树和青海云杉的立地形指数,通过分析其与生长域的地貌、坡向、坡度、土壤类型、土壤厚度以及年平均气温、年降雨量、年日照辐射等因子的关系,对规模化林场进行立地质量评价,构建林地质量评价综合数据库,指导林场科学造林和科学营林,发挥林地生产力和生态服务价值的目标。【方法】根据建模区域范围内的一类清查数据,获取每个样地的优势高,求出该样地的立地形指数。分析立地形指数与地貌、坡向、坡度、土壤类型、土壤厚度以及年平均气温、年降雨量、年日照辐射等因子的关系,利用因子分析法选择影响立地形指数的主导因子,并建立回归模型;根据计算出的3个常见树种的立地形指数的平均值,进行聚类分析,把林地分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ5个等级,并作出林地质量分布图;最后,根据分类结果进行了验证,并提出了相应的经营措施。【结果】Ⅰ级林地3 409.37hm^(2),占整个林地面积的1.39%;Ⅱ级林地38 765.07hm^(2),占15.77%;Ⅲ级林地78 989.17hm^(2),占32.14%;Ⅳ级林地77 102.74hm^(2),占31.38%;Ⅴ级林地47 477.50hm^(2),占19.32%。从整个分类结果来看,规模化林场林地质量等级较低,以Ⅲ、Ⅳ级林地为主;现场验证质量等级正确率为88%,正确率较高。【结论】通过一类清查数据中的标准木、样木库、样地库获取优势高的方法可行;评价因子选择了地形因子、土壤因子、气象因子,多因子的引入使评价的结果更为客观,提高了评价的准确性;采用多树种立地指数进行综合评价,特别是对非林地的立地质量进行评价是一种更为有效的方法。

基于不同立地质量评价指标的杉木大径材林分树高-胸径模型

【目的】基于不同立地质量评价指标,构建杉木大径材林分的树高-胸径模型,评价包含不同立地质量评价指标模型的拟合及预测效果,为大径材林分下的杉木生长预测和经营措施制定提供参考。【方法】以福建省上杭白砂国有林场的大径材杉木人工林为研究对象,选取7个具有代表性的树高-胸径模型,从中筛选出拟合效果最优的模型作为树高-胸径基础模型,在基础模型中分别加入优势高、地位级、地位指数和立地形4个不同立地质量评价指标,并引入样地效应构建非线性混合效应模型,通过交叉检验对不同模型的预测效果进行评价。【结果】在7个树高-胸径候选模型中,选定Richards模型作为杉木大径材林分的树高-胸径基础模型,在基础模型中引入不同立地质量评价指标均可有效提高模型的拟合及检验精度,其中加入优势高的模型表现效果最好。添加样地随机效应后,所有模型的拟合和检验精度均获得了提升,且包含不同立地质量评价指标模型的排序没有变化。其中,以优势高为立地质量评价指标的混合效应模型预测精度最高。最优模型各径级的残差比基础模型更小、更稳定,无偏性更好。【结论】与传统回归方法建立的基础模型相比,加入立地变量和随机效应的树高-胸径模型能更好地描述大径材杉木树高与胸径之间的关系。优势高的表现优于其他立地质量评价指标,立地形与地位指数的效果接近,二者均可以作为杉木大径材林分中地位指数的替代指标。

秦岭林区天然次生林与人工林立地质量评价

【目的】以秦岭林区典型的松栎林带为例,采用临时样地、固定样地和解析木3套数据建立立地指数模型和立地形模型,比较天然次生林与人工林立地质量评价差异,为天然次生林立地质量评价提供科学依据和评价方法。【方法】首先对样地直径分布进行SW正态性检验和株数积累分布曲线检验,论证天然次生林编制立地指数表的可行性;然后拟合优势树高生长方程,根据R2和标准估计误差选择各树种导向曲线模型;依据树高连年生长量曲线与平均生长量曲线相交且趋于平缓、树高变异系数趋于平稳确定基准年龄和基准胸径;分别采用相对优势高法、标准差调整法和变动系数调整法形成立地指数和立地形曲线簇,编制油松、华山松、锐齿栎和落叶松立地指数表和立地形表。运用卡方检验、落点检验和相关性检验分析不同树种立地指数表和立地形表精度差异,采用平均误差、平均绝对误差和平均相对误差比较通用地位级表与立地指数表、立地形表评价立地质量偏差。【结果】各树种卡方检验值均小于卡方检验临界值,符合精度要求。油松和落叶松立地指数卡方检验平均值低于立地形,锐齿栎立地指数卡方检验平均值高于立地形,华山松立地指数与立地形卡方检验平均值差异较小。卡方检验、落点检验和相关性检验综合分析结果表明,立地形适用于天然次生林立地质量评价,而立地指数适用于人工林。与通用地位级表的比较表明,地位级评价立地质量平均误差、平均绝对误差、平均相对误差大于立地指数和立地形,地位级评价落叶松人工林立地质量误差显著大于立地指数。【结论】编制的油松、落叶松立地指数表,华山松、锐齿栎立地形表满足立地质量评价精度要求,能够反映林区天然次生林和人工林立地质量差异,可用于林区立地质量评价和森林经营管理。同时如何解决次生林立地质量评价中混交和异龄的特点、建立更具普遍性的立地指数和立地形模型仍是一个值得深入研究的问题。

内蒙古大兴安岭林区立地质量评价及生产潜力研究

为探讨如何利用现有资料对全国林地进行立地质量评价,为各级森林经营方案的规划设计提供技术支撑,以内蒙古大兴安岭林区为例,依据内蒙古大兴安岭森林资源清查的标准木、样木和样地数据,构建了区域内5种主要树种(组)树高曲线,计算出各样地内样木树高,再经筛选得到各树种优势木数据并编制其立地形表,然后基于地形和土壤等环境因子与立地形之间的数量关系,拟合立地形估测模型。在此基础上,使用林区二类调查数据中的地形和土壤因子,估测林区内所有小班的立地形,得到林区林地立地质量等级及其分布情况。最后根据三期固定样地资料和林区现实林分状况,综合确定各立地质量等级的森林生产潜力,由此来实现林区森林现实生产力状况与生产潜力对比分析评价。结果表明:分等级的树高曲线符合林木生长规律,根据样地等级计算样木树高,筛选优势木,采用理查兹模型的导向曲线和标准胸径编制立地形表的方法可行;由评价结果来看,林区林地质量整体较好,林地质量等级为好和中等的分别占56.59%和29.05%,合计高达85.64%;林区98.38%的森林未达到林地生产潜力水平,特别是中幼龄林的年平均生产力(2.63m3·hm-2·a-1)仅为潜在水平的41.10%;林区内中幼龄森林占比较大,且抚育经营潜力巨大,通过森林抚育,森林蓄积量测算能增加1656.10×104m3。因而,基于森林清查资料和二类调查数据库,在中国森林立地类型分类体系下的二级区内,结合多个树种(组)对区域内的林地质量进行评价并对其生产潜力进行测算的方法可行、实用,值得推广。

吉林省林地立地质量评价及生产潜力研究

依据一类清查的标准木、样木和样地数据,构建主要树种(组)树高曲线,编制立地形表,用地形和土壤因子拟合立地形估测模型。以此,基于吉林省二类调查数据库,估测全省小班立地形,得到立地质量等级及分布。同时根据全省现实林分状况,综合确定各立地质量等级林地的生产潜力,由此对比分析现实与潜在生产力。结果表明:1)基于清查资料构建的立地形估测模型,经检验,均达到显著相关水平,可用于立地质量的评价;2)吉林省林地质量较好,林地质量等级为好和中等的分别占31.03%和66.00%,合计高达97.03%;3)全省现实生产力为潜在生产力的56.65%,仅7.20%的森林达到林地生产潜力水平,森林生产力仍有较大可提高性;4)基于一类清查和二类调查数据库的立地质量评价和生产潜力测算的方法可靠,具有可推广性。