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林业科学 2013年第9期49卷 1-7页

作者：刘恩斌施拥军李永夫周国模杨东浙江农林大学浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室临安311300 浙江农林大学环境与资源学院临安311300 南京林业大学材料科学与工程学院南京210037

利用2004与2009年浙江省两期森林连续清查毛竹样地数据,应用因子分析、聚类分析、相关分析、多元方差分析及核密度估计方法,采用7个指标(样地生物量,样地株数,林分平均胸径,1,2,3和≥4度竹所占比例)描述毛竹林分非空间结构特征。结果表... 详细信息

利用2004与2009年浙江省两期森林连续清查毛竹样地数据,应用因子分析、聚类分析、相关分析、多元方差分析及核密度估计方法,采用7个指标(样地生物量,样地株数,林分平均胸径,1,2,3和≥4度竹所占比例)描述毛竹林分非空间结构特征。结果表明:毛竹林分非空间结构特征的主导因素依次为年龄结构因子、样地生物量因子、林分平均胸径因子;浙江现有毛竹林老龄化问题较突出,林分中各龄级所占比极不合理,现有经营措施存在较大缺陷,从而使林分生产力衰退;样地株数较少时,林分平均胸径与样地株数几乎没有相关性,但随着样地毛竹株数的增加,表现出一定的负指数关系;影响毛竹林分生物量的主要因素依次是样地株数与林分平均胸径;7个指标中除3度竹所占比例没有显著差异外,其他指标都存在显著差异,使得毛竹林分非空间结构(由7个指标构成)在2004年与2009年存在显著性差异;平均胸径小于8.7 cm的林分随着毛竹的生长所占比重在减少,而平均胸径大于8.7 cm的林分在增加,这也说明2009年林分平均胸径比2004年显著增大,样地株数和林分生物量与林分平均胸径有类似的趋势。研究结果对毛竹林的可持续经营与固碳功能的提高有一定的参考价值。

关键词：毛竹林分非空间结构多元统计分析显著性差异

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南方杉木人工林林分非空间结构及林分质量遥感量化

南方杉木人工林林分非空间结构及林分质量遥感量化

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作者：陈奕辰福建农林大学

学位级别：硕士

林分质量是衡量人工林是否达到培育要求和经营目标的关键评判标准。林木的胸径、树高、冠幅、林分密度和郁闭度等既是表达林分非空间结构因子的重要指标,又是评价人工林林分质量的重要参量。通过遥感手段快速获取林分非空间结构指标数据... 详细信息

林分质量是衡量人工林是否达到培育要求和经营目标的关键评判标准。林木的胸径、树高、冠幅、林分密度和郁闭度等既是表达林分非空间结构因子的重要指标,又是评价人工林林分质量的重要参量。通过遥感手段快速获取林分非空间结构指标数据,构建人工林林分质量遥感评价模型,实现人工林林分质量评价,对森林资源监测及经营措施优化等具有重要意义。研究以南方典型用材树种杉木（Cunninghamia lanceolate）人工林为研究对象,通过无人机搭载激光雷达获取林分点云数据,结合地面实测调查结果,研究不同飞行参数、林分条件和点云处理手段对林分三维重构结果和参数提取的影响规律,揭示林分非空间结构指标的遥感量化机理,结合地形因子构建杉木人工林林分质量评价模型,并基于评价结果提出杉木人工林优化经营措施,以期为南方典型人工林的遥感监测及杉木人工林经营管理提供理论基础和技术借鉴。主要结论如下: （1）研究设置50m、100m、150m和200m不同飞行高度和60%、70%和80%不同旁向重叠率飞行方案,比较分析不同飞行方案下杉木人工林林分三维重构及参数提取精度。结果表明:相对地面100m的仿地飞行高度能使雷达保持0.6m较大的穿透力度和93%的地面点云覆盖,70%旁向重叠率既能保证地面点云的有效覆盖又能控制50%数据冗余。在点云航测中选取100m相对飞行高度和70%旁向重叠率能获取最佳林分重构结果。（2）针对于传统归一化的树冠形变技术难点,研究提出基于面向对象的树顶点提取技术,该技术基于林分点云单木分割结果,获取单木树顶点结合DEM得到高程,通过计算单木点云内所有点与对应高程的距离的方法,将计算得到的距离赋值给单木点云Z轴,以此实现树冠低形变的点云归一化改进。结果表明,研究提出的面向单木为对象的归一化方法有效地减小树冠形态的形变。树顶点探测能力平均提升10%。树顶点偏移量减少20cm,平均精度提升46%。当坡度增长时,传统归一化方法的树顶点偏移量增长幅度大于改进结果50%,研究所提出的方法在不同坡度条件下均能较好发挥地形起伏消除作用。（3）基于重构的林木冠层点云,采用凹包算法、差值法等方法,对杉木树冠、树高、郁闭度等指标进行提取,实现杉木林分非空间结构指标的遥感量化。所提取的相关非空间结构参数精度整体较高,其中树高R2=0.96、RMSE=1.06m,冠幅R2=0.84、RMSE=0.42m,郁闭度R2=0.3、RMSE=0.09、林分密度R2=0.90、RMSE=240株/hm2。并结合地面调查实测胸径构建杉木胸径反演模型:D=-3.602+1.264H+1.118CW（R2=0.7、RMSE=6.4cm）,模型估测结果良好。（4）研究通过构建层次分析法（AHP）-熵权法评价模型,构建杉木人工林林分质量评价模型,具体模型为:杉木人工林林分质量=0.673林分状况+0.164林分结构+0.163立地条件=（0.234平均树高+0.112平均冠幅+0.181平均胸径+0.146平均冠面积）+（0.106林分密度+0.058郁闭度）+（14.906-0.159坡度A1-2.181坡度A2+9.977坡度A3+2.852坡向B1+4.25坡向B2-1.997坡向B3+9.802坡向B4-4.614海拔C1+3.991海拔C2-15.529海拔C3）。对模型评分与样地实测蓄积量进行拟合分析,发现R2达到0.64,样地得分与对应实测蓄积量的整体拟合程度较高,因此该评价模型可以有效反映杉木人工林林分质量。（5）研究按杉木样地龄组分类,分别进行评价分数的标准化处理,并将分值区间限定在[0,1],确定Ⅰ好（0-0.25）、Ⅱ较好（0.26-0.5）、Ⅲ一般（0.51-0.75）、Ⅳ较差（0.76-1）共4个等级。结果发现,研究所选样地中,27%的样本处于Ⅰ、Ⅳ等级,21%样本处于Ⅲ等级,24%样本处于Ⅱ级,整体分布较为均匀。结合模型的林分质量评价结果,对林分质量等级在Ⅰ、Ⅱ级、立地条件相近的杉木人工林样地林分情况分析后发现:在坡度为25°,坡向为半阳坡,海拔230m-240的立地条件下,幼龄林林分密度为2519株/hm2,郁闭度0.9为佳;中龄林分密度为1867株/hm2,郁闭度0.9为佳;在近、成熟林阶段林分密度为1519株/hm2,郁闭度0.8为佳;在过熟林阶段林分密度为1099株/hm2,郁闭度0.7为佳。

关键词：激光雷达杉木人工林林分质量林分非空间结构

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森林公园林分结构特征对空间热环境的影响

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福建农林大学学报（自然科学版） 2019年第1期48卷 48-54页

作者：赵秋月余坤勇项佳林丽丽黄河谢巧雅刘健福建农林大学园林学院福建福州350002 3S技术与资源优化利用福建省高等学校重点实验室福建福州350002 福建农林大学林学院福建福州350002

通过对野外标准地实测与分析获取森林公园林分结构特征和温度的相关信息,研究林分非空间结构特征与林分空间结构特征对热环境的影响.结果表明:林分非空间结构及空间结构特征对空间热环境模型的影响占比分别为66.25%、33.75%.林分非空间... 详细信息

通过对野外标准地实测与分析获取森林公园林分结构特征和温度的相关信息,研究林分非空间结构特征与林分空间结构特征对热环境的影响.结果表明:林分非空间结构及空间结构特征对空间热环境模型的影响占比分别为66.25%、33.75%.林分非空间结构中的郁闭度、树高、枝下高对空间热环境的影响最显著,而胸径、林分胸高断面积、植株密度对空间热环境的影响不显著.郁闭度与气温呈线性负相关,树高、枝下高与空间热环境存在显著正相关,郁闭度每增加0.1,空气温度降低0.4℃;而树高每增加0.1 m,温度增加0.013℃;枝下高每增加0.1 m,温度增加0.017℃.空间结构特征中混交度与空间热环境呈正相关,混交度每增加0.1,温度增加0.19℃;开阔比与空间热环境呈负相关关系,开阔比每增加0.1,温度下降0.22℃.

关键词：空间热环境林分非空间结构林分空间结构森林公园

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基于非空间结构的浙江省毛竹林固碳潜力

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林业科学 2012年第11期48卷 9-14页

作者：刘恩斌施拥军李永夫周国模浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室浙江农林大学环境与资源学院临安311300

在毛竹单株生物量模型及其林分特征的基础上,构建基于非空间结构的毛竹林固碳潜力模型,并阐述模型的生物学意义;应用Matlab提供的Linprog函数与Solve函数,对所建模型在满足约束条件下进行优化求解,结果表明,当1度竹、2度竹、3度竹和≥4... 详细信息

在毛竹单株生物量模型及其林分特征的基础上,构建基于非空间结构的毛竹林固碳潜力模型,并阐述模型的生物学意义;应用Matlab提供的Linprog函数与Solve函数,对所建模型在满足约束条件下进行优化求解,结果表明,当1度竹、2度竹、3度竹和≥4度竹占毛竹样地总株数的百分比均为0.25,毛竹林分立竹度为4363株·hm-2,平均胸径为12.1691cm时,毛竹林碳储量达到最大,其值为42220.2149kg·hm-2;根据优化结果与2004年浙江省毛竹林结构现状,提出增加毛竹林固碳量的一些措施。

关键词：毛竹固碳潜力林分非空间结构

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间伐重构的不同密度柏木人工林林分结构

间伐重构的不同密度柏木人工林林分结构

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作者：王宇四川农业大学

学位级别：硕士

柏木（Cupressus funebris）人工林广泛分布于川中丘陵区,作为20世纪80年代开始营建的长江中上游防护林的主要类型,由于初植密度大和纯林营建为主等原因,存在林分结构不合理、天然更新不良、林分稳定性差、木材产量低、地力衰退和水土... 详细信息

柏木（Cupressus funebris）人工林广泛分布于川中丘陵区,作为20世纪80年代开始营建的长江中上游防护林的主要类型,由于初植密度大和纯林营建为主等原因,存在林分结构不合理、天然更新不良、林分稳定性差、木材产量低、地力衰退和水土保持功能低等严重问题,对其进行林分改造与结构调控已刻不容缓。因此,本研究以梓潼县七曲山国有林场现存的3种不同林分密度(低密度1200株·hm-2、中密度1900株·hm-2、高密度2600株·hm-2)的同龄（1995年栽植）柏木人工林为研究对象,于2022年11月采用抚育间伐对其林分结构进行调控,每种密度的林分都设置蓄积间伐强度为0%、10%、20%、30%的4种处理,以未间伐（间伐强度为0%）林分作为对照,每种处理设置3个重复样地,共设置36个样地。从林分非空间结构（直径结构和林层结构）和空间结构（混交度、角尺度、大小比数和开敞度）两个方面对调控效果进行探讨,分析林分结构随间伐强度的变化规律,并对不同间伐强度下的林分空间结构进行综合评价,以期为柏木人工林结构优化调整提供参考。主要研究结果如下:（1）低、中、高密度林分的径阶分布峰值分别为16、12和8,中、高密度小径阶占比大;各密度直径分布偏度都大于0,直径分布曲线表现出密度越大越左偏。各密度林分直径分布曲线峰度都小于或接近0,林分直径分布相对分散,变动系数差异很小。低、中密度林分主要以上层林为主,高密度林分主要以上、中层林为主。间伐后,各密度林分径阶分布均向大径阶方向移动,其中低密度林分径阶峰值未发生改变,中、高密度林分在间伐强度20%和30%处理下,径阶峰值分别上升为16和12;林分直径分布曲线偏度随间伐强度增大而减小,林分直径分布靠近正态分布;峰度随间伐强度增强而变大,林分直径分布更加集中;变动系数减小,林分直径分布离散程度降低;间伐强度越大,林层越向上层集中。（2）各林分密度下,林分混交度随间伐强度增加而增大。低密度林分中,20%和30%间伐强度处理下,林分混交度显著高于10%处理和未间伐;中密度林分,30%间伐强度处理后,林分混交度显著高于其他处理;高密度林分中,只有30%间伐强度处理下,林分混交度才显著升高;其它处理的林分之间差异并不显著。低密度林分中,各间伐处理之间,林分角尺度提升并不显著;中密度林分中,20%和30%间伐强度处理下,林分角尺度显著高于未间伐林分;高密度林分中,各间伐处理后,均显著提高了林分角尺度,而10%、20%和30%间伐强度处理之间,林分角尺度提升并不显著。不同林分密度的林分大小比数差异不明显,各个间伐强度处理后差异也不明显,林分仍处于中庸状态。低密度林分中,间伐强度10%、20%和30%处理下的林分开敞度均显著高于未间伐林分,间伐强度30%和20%的提升效果显著高于间伐强度10%,而间伐强度20%和30%处理之间的提升效果不显著。中密度林分中,30%间伐强度处理下的林分开敞度显著高于未间伐和10%间伐强度处理的林分;而30%间伐强度处理和间伐强度20%处理、20%和10%间伐强度处理之间差异不显著。高密度林分中,30%间伐强度处理后,林分开敞度高于未间伐、10%和20%间伐强度;而未间伐、10%和20%间伐强度处理间,林分开敞度差异不显著。（3）低密度林分中,20%间伐强度处理对林分中高混交度-随机分布、高混交度-优势状态、高混交度-光照条件好、随机分布-优势状态的林木个体比例提升效果显著。中密度林分中,各间伐强度处理对林分中各种组合的提升效果或者降低效果没有较为统一的规律。高密度林分中,30%间伐强度处理对林分中高混交度-随机分布个体比例提升、非随机分布-劣势状态和非随机分布-光照条件差个体比例的降低效果明显;但间伐对林分中混交度-非随机分布、低混交度-劣势状态以及劣势状态-光照条件差的林木个体比例降低效果并不明显。（4）低、高密度林分中,20%和30%处理下的林分空间结构评价指数显著高于未间伐林分;20%处理下的空间结构评价指数显著高于10%处理的林分;而10%处理和未间伐、20%处理和30%处理以及30%处理和10%处理之间,空间结构评价指数差异并不显著。中密度林分中,20%和30%间伐强度处理下的林分空间结构评价指数显著高于未间伐林分;10%间伐强度处理和未间伐林分差异不显著;10%、20%和30%间伐强度处理下的林分空间结构评价指数差异也不显著。综上所述,不同密度柏木人工林的林分空间结构评价指数能够对抚育间伐产生积极地响应,且随着间伐强度增大而增加,低、高密度林分的林分空间结构评价指数在20%间伐强度最高,而中密度林分在30%间伐强度最高,但各密度下20%和30%间伐强度的处理差异并不显著,因此,采用20%间伐强度对各密度柏木人工林进行林分改造,更有利于林分空间结构质量的提升。

关键词：柏木林分密度抚育间伐林分非空间结构林分空间结构

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密度调控对华北落叶松人工林林分特征及土壤特性的影响

密度调控对华北落叶松人工林林分特征及土壤特性的影响

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作者：米泽明河北农业大学

学位级别：硕士

为了探究密度调控对华北落叶松人工林林分非空间结构、林下植被多样性和土壤理化性质的影响,以期为冀北山地华北落叶松人工林确定合理保留密度,科学经营提供理论依据。本研究以河北省木兰围场国有林场山湾子分场15a华北落叶松人工林为... 详细信息

为了探究密度调控对华北落叶松人工林林分非空间结构、林下植被多样性和土壤理化性质的影响,以期为冀北山地华北落叶松人工林确定合理保留密度,科学经营提供理论依据。本研究以河北省木兰围场国有林场山湾子分场15a华北落叶松人工林为研究对象,分别设置低、中、高强度密度调控以及对照样地,采用野外调查和室内实验的方法对比分析密度调控对华北落叶松人工林林分非空间结构、林下植被多样性以及土壤理化性质差异性,采用主成分分析法进行综合评价,确定其合理密度。分析结果如下: (1)密度调控促进了林分直径结构向较大径阶偏移,提高了大径阶林木比例,减小了小径阶林木比例。林分直径分布范围CK林分6cm～14cm,LT、MT和HT林分均在6cm～16cm之间,LT、MT、HT和CK林分12cm及以上径阶株数所占比例分别为25.5%、30.5%、41.7%和15.6%。LT林分直径分布Weibull分布拟合效果最好;MT林分对数正态分布拟合效果最佳,HT林分Logistic分布拟合程度最高;CK林分正态分布拟合效果最佳。树高结构方面,LT、HT和CK林分树高实际频数曲线均正态分布拟合曲线接近程度较高;MT林分则与Logistic分布拟合效果最佳。 (2)密度调控对林下植被多样性具有提升作用,且HT林分提升效果最为明显。LT林分草本12科16属20种,MT林分林下草本15科19属21种,HT林分草本17科20属25种,CK林分草本13科15属17种,林下植被科、属、种属随调控强度增加呈现增加趋势。LT林分内蓬子菜、斑叶堇菜和地榆为其草本优势种。斑叶堇菜、野山芹和水杨梅为MT林分草本优势种,HT林分砧草、荫地冷水花和斑叶堇菜为草本优势种。CK林分内荫地冷水花、瓣蕊唐松草和鼠掌老鹳草为草本优势种。林下植被4种多样性指数均表现为HT>MT>LT>CK。Simpson指数LT、MT和HT与CK林分差异显著(P<0.05);Shannon-Wiener指数、Margalef指数和Pielou指数均表现为MT和HT林分显著高于CK林分(P<0.05)。 (3)密度调控对林下土壤物理性质具有一定的改善作用。土壤容重范围在0.92～1.13g/cm3之间,土壤容重随密度调控变化规律为HTMT>LT>CK,且随土层深度加深呈现出下降的趋势。在0～10cm 土层,CK林分与HT林分差异显著(P<0.05);土壤总孔隙度、土壤最大持水量、土壤毛管孔隙度、土壤毛管持水量、土壤非毛管孔隙度和土壤非毛管持水量等指标均表现为HT>MT>LT>CK。 (4)密度调控对林下土壤化学性质具有一定的提升作用。土壤有机质、pH值、全氮、有效磷、全磷和全钾等化学性质均表现为HT>MT>LT>CK。铵态氮含量各土层表现为HT>LT>MT>CK,速效钾含量0～10cm 土层表现为HT>MT>LT>CK,其余两土层表现为HT>LT>MT>CK。0～10cm 土层,土壤有机质含量HT林分显著高于CK林分(P<0.05),铵态氮含量HT林分显著高于CK林分(P<0.05),全氮含量HT和MT林分显著高于CK林分(P<0.05),有效磷含量HT和MT林分显著高于CK林分(P<0.05),速效钾含量HT林分显著高于LT和CK林分(P<0.05);10～20cm 土层,铵态氮含量HT林分显著高于CK林分(P<0.05),有效磷含量HT林分显著高于CK林分(P<0.05),速效钾含量HT林分显著高于CK林分差异显著(P<0.05)。 (5)采用主成分分析进行综合评价,结果表明此区域15a华北落叶松密度在2585株/hm2～2625株/hm2范围内经营效果最好。

关键词：华北落叶松人工林密度调控林分非空间结构林下植被多样性土壤理化性质

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