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北京林业大学学报 2019年第5期41卷 66-75页

作者：周超凡张会儒徐奇刚雷相东中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业与草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091

【目的】林层是林分空间结构垂直尺度上的一种结构,也是当前林分空间结构的研究热点。对于林层的研究多集中于林层划分的方法以及各林层内的结构分析,而对林层间的关系研究较少。细致的林分结构分析是森林精准经营的前提,探讨林层结构... 详细信息

【目的】林层是林分空间结构垂直尺度上的一种结构,也是当前林分空间结构的研究热点。对于林层的研究多集中于林层划分的方法以及各林层内的结构分析,而对林层间的关系研究较少。细致的林分结构分析是森林精准经营的前提,探讨林层结构的分布及其与生长量的关系可以丰富结构化森林经营的理论基础,对竞争指数的构建也有一定指导价值。【方法】基于相邻木关系,区分对象木和相邻木在上、中、下林层中的分布,将林层比(L)的5种情形细化为45种"林层结构类型",结合林层比对蒙古栎林分的林层结构的株数分布进行深度解析,并探讨与林木生长量之间的关系规律。【结果】(1)蒙古栎林分林层结构较复杂:对象木结构单元中4株相邻木都与对象木同层的情况较少,而2株或3株相邻木与对象木不同层的情况较多;对象木结构单元中5株林木在3个林层都有分布的情况是最多的,其次5株林木倾向于分布在相邻的两个林层中,且中层分布有较多林木的林层结构类型的数量较多。(2)蒙古栎林分林层比类型间生长量的差异显著度为:下层>上层>中层;当对象木同层的相邻木从4株到0株时,下层对象木生长量有显著下降趋势,上层有明显上升趋势,而中层的相邻木的作用复杂,导致生长量没有显著变化趋势。(3)影响蒙古栎林上层对象木生长的林层因素较为单一,主要为上层相邻木的侧向挤压作用;而林层因素影响蒙古栎林中、下林层生长的作用是较为复杂的:中层对象木主要受上层的遮盖影响较大,其次是中层的侧向挤压;下层对象木主要受中层的遮盖影响较大,其次是下层的侧向挤压或上层的遮盖影响。【结论】本文构建的"林层结构类型"在分析林层结构的数量分布、解释生长量的大小方面都有较好的效果,可以系统又全面地解析林层间结构。

关键词：林层林层结构类型林层比胸径生长量相邻木关系蒙古栎

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不同抚育间伐方式对蒙古栎次生林空间结构的影响

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北京林业大学学报 2019年第5期41卷 137-147页

作者：胡雪凡张会儒周超凡张晓红中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091

【目的】以长白山林区蒙古栎次生林为研究对象,分析基于目标树经营与传统经营的抚育间伐前后蒙古栎次生林空间结构主要指标及空间结构综合指数变化,评价不同抚育间伐方式对森林空间结构的影响。【方法】在吉林汪清设置9块面积均为1 hm^... 详细信息

【目的】以长白山林区蒙古栎次生林为研究对象,分析基于目标树经营与传统经营的抚育间伐前后蒙古栎次生林空间结构主要指标及空间结构综合指数变化,评价不同抚育间伐方式对森林空间结构的影响。【方法】在吉林汪清设置9块面积均为1 hm^2的蒙古栎次生林样地,随机区组进行3种处理,分别为传统经营(T1)、目标树经营密度1(T2)和目标树经营密度2(T3)。利用混交度、角尺度、大小比数和密集度4个林分空间结构指标,分析间伐前后目标树及林分的空间结构变化,并利用4个指标构建空间结构综合指数(CSSI)来综合评价蒙古栎次生林的空间结构对不同抚育间伐的响应。【结果】结果表明,从干扰树间伐对目标树的影响来看,目标树的混交度、大小比数和密集度3个指标的改善明显,角尺度改善不明显;从不同抚育间伐方式对林分空间结构的影响来看,3种处理均提高了林分内种间隔离程度、降低了密集程度,使林分空间分布格局趋向于随机分布,对林木大小分化度的影响不明显;根据CSSI综合评价得知:3种处理均提高了林分的空间结构综合指数,提高幅度为T3> T2> T1。【结论】干扰树间伐优化了目标树的空间结构,3种处理的抚育间伐均优化了林分的空间结构。基于目标树经营的抚育间伐对空间结构的改善程度优于传统的抚育间伐,T3处理,也即目标树选择密度为100株/hm^2时采取的抚育间伐最有利于目标树和林分的空间结构优化。

关键词：抚育间伐目标树经营空间结构评价指标空间结构综合指数

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永安市半天然马尾松阔叶混交林的树种组成与多样性

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林业科学 2019年第11期55卷 19-26页

作者：王金池黄清麟马志波黄如楚郑群瑞中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 永安市林业局永安366000 建瓯万木林省级自然保护区管理处建瓯353105

【目的】揭示半天然马尾松阔叶混交林特别是其中天然更新阔叶林木的树种组成与多样性特征,为该类型林分的经营利用提供科学依据。【方法】在福建省永安市岭头村半天然马尾松阔叶混交林中设置1块50 m×160 m样地,将样地划分为80个10 ... 详细信息

【目的】揭示半天然马尾松阔叶混交林特别是其中天然更新阔叶林木的树种组成与多样性特征,为该类型林分的经营利用提供科学依据。【方法】在福建省永安市岭头村半天然马尾松阔叶混交林中设置1块50 m×160 m样地,将样地划分为80个10 m×10 m样方,对样方乔木层和灌木层进行每木调查,在样地内设置128个2 m×2 m草本层小样方进行草本植物调查。采用最大受光面法将乔木层划分为第Ⅰ亚层(受光层)和第Ⅱ亚层(非受光层),运用重要值及常用生物多样性指标分析乔木层(包括第Ⅰ亚层和第Ⅱ亚层)和灌木层的树种组成与多样性。【结果】乔木层、灌木层、草本层的物种丰富度分别为47、109和56;乔木层的Shannon-Wiener指数、均匀度和生态优势度分别为2.93、0.53和0.26;乔木层密度为2686株·hm^-2,其中灌木树种仅有9种,密度为28株·hm^-2,总重要值为1.58%;乔木层所有树种中,重要值排前5位的为马尾松(37.87%)、杉木(16.85%)、拟赤杨(10.40%)、檫木(7.01%)和木荷(4.91%);最大受光面的高度为12.6 m;第Ⅰ亚层的物种丰富度、Shannon-Wiener指数、均匀度和生态优势度分别为23、1.80、0.40和0.47,第Ⅰ亚层所有树种中,重要值排前5位的为马尾松(55.49%)、拟赤杨(13.38%)、檫木(10.69%)、杉木(9.04%)和丝栗栲(2.00%);第Ⅱ亚层的物种丰富度、Shannon-Wiener指数、均匀度和生态优势度分别为45、3.17、0.77和0.23,重要值排前5位的为杉木(38.84%)、拟赤杨(10.73%)、木荷(9.21%)、赛山梅(8.29%)和丝栗栲(4.26%);灌木层的Shannon-Wiener指数、均匀度和生态优势度分别为4.44、0.65和0.08,层内林木密度高达9651株·hm-2,其中灌木树种的密度仅为3143株·hm^-2、重要值仅占28.23%,层内所有树种中,重要值排前5位的为杉木(15.47%)、赛山梅(11.10%)、细枝柃(7.84%)、丝栗栲(5.75%)和拟赤杨(5.61%);草本层中草本植物株数占比为37.90%。【结论】半天然马尾松阔叶混交林已形成多树种混交的复层异龄林结构,乔木层、灌木层和草本层均具有较高的物种丰富度。人工马尾松是乔木层的优势种,天然更新的阔叶树以拟赤杨、檫木、木荷和赛山梅等为主,层内阔叶树的树种组成与多样性已接近相近年龄的人促阔叶林。第Ⅰ、Ⅱ亚层物种丰富度分别为23和45,第Ⅰ亚层中马尾松占据绝对优势,第Ⅱ亚层中杉木的重要值最大。灌木层内大多为乔木幼树,草本层中草本植物较少。

关键词：半天然林马尾松阔叶树天然更新混交林树种组成多样性

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森林质量评价及精准提升理论与技术研究

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北京林业大学学报 2019年第5期41卷 1-18页

作者：张会儒雷相东张春雨赵秀海胡雪凡中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业与草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 国家林业与草原局森林经营工程技术研究中心北京100091 北京林业大学林学院北京100083

在当前大力推进生态文明建设的背景下,森林质量提升已经成为一个重要的主题,并将是今后相当长一个时期内林业的目标和任务。森林经营是实现森林质量提升的根本途径,当前迫切需要明确实现精准提升森林质量的理论基础和技术体系。森林质... 详细信息

在当前大力推进生态文明建设的背景下,森林质量提升已经成为一个重要的主题,并将是今后相当长一个时期内林业的目标和任务。森林经营是实现森林质量提升的根本途径,当前迫切需要明确实现精准提升森林质量的理论基础和技术体系。森林质量的评价指标有哪些?如何基于生态学理论和经营理论来提升森林质量?本文采用文献分析方法,对国内外森林质量评价指标进行了综述,从森林干扰理论、演替理论、主导生态因子作用、生态位原理、生物多样性原理和边缘效应原理等方面总结分析了质量提升的生态学和林学基础。认为森林质量评价指标存在层次性和目标相关性,核心是森林生态系统本身的属性,提出了评价指标体系框架。构建了森林质量精准提升技术体系,包括立地评价和适地适树、森林生长收获预测、森林经营规划等7个方面,为我国的森林质量精准提升工作提供依据。

关键词：森林质量评价指标质量提升理论基础提升技术

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基于多层感知机的长白落叶松人工林林分生物量模型

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北京林业大学学报 2019年第5期41卷 97-107页

作者：徐奇刚雷相东国红李海奎李玉堂中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟实验室北京100091 吉林省林业调查规划院吉林长春130022

【目的】神经网络模型能避免林分生物量模型建模时自变量共线性与异方差问题,研究多层感知机在林分生物量模型中的应用,为森林经营单位、区域生物量和碳储量的估算提供方法和依据。【方法】以长白落叶松人工林为研究对象,利用吉林省一... 详细信息

【目的】神经网络模型能避免林分生物量模型建模时自变量共线性与异方差问题,研究多层感知机在林分生物量模型中的应用,为森林经营单位、区域生物量和碳储量的估算提供方法和依据。【方法】以长白落叶松人工林为研究对象,利用吉林省一类清查固定样地的917组数据,分别建立了基于传统的对数转化后线性模型和神经网络多层感知机的地上生物量和总生物量模型。使用AIC、决定系数(R^2)、均方根误差(RMSE)、相对均方根误差(RMSEr)和平均绝对误差(MAE)来评价模型。【结果】估计精度最高的模型是输入单元为林分平均胸径(D)-平均高(H)-林分密度指数(S)-海拔(HB)-坡向(PX)-坡位(PW)、2个隐藏层、隐单元数为40-20的神经网络模型,与传统对数转换线性回归模型相比,地上生物量和总生物量模型的调整决定系数(Adj.R^2)分别从0.902 1提高到了0.914 1,从0.897 9提高到了0.908 9;RMSEr分别从6.330 5%降低到了5.992 2%,从6.490 1%降低到了6.153 6%。包含立地因子的神经网络模型比未包含立地因子的神经网络模型估计精度略有提升,地上生物量与总生物量的Adj.R^2分别提高了0.88%和0.99%,RMSEr分别降低了5.33%和5.46%。【结论】多层感知机生物量模型的估计精度比传统回归模型略有提高,但它可以避免模型选型和违背传统统计假设的处理等问题,且能够一次性计算地上生物量和总生物量模型,有一定优势。

关键词：长白落叶松林分生物量对数转化后线性回归模型多层感知机模型

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马尾松人工林皆伐1年后新增天然阔叶幼树初报

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林草资源研究 2019年第6期 115-120页

作者：王金池黄如楚黄清麟马志波郑群瑞严铭海中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室永安市林业局建瓯万木林省级自然保护区管理处

福建永安市31a生马尾松人工林皆伐迹地封育1年后,新增天然阔叶幼树树种多达71种、株数密度高达64 547株/hm2。其中天然阔叶乔木树种38种、重要值30.64%、株数密度12 200株/hm2,常绿与落叶天然阔叶乔木树种分别为22种和16种,这是非常宝... 详细信息

福建永安市31a生马尾松人工林皆伐迹地封育1年后,新增天然阔叶幼树树种多达71种、株数密度高达64 547株/hm2。其中天然阔叶乔木树种38种、重要值30.64%、株数密度12 200株/hm2,常绿与落叶天然阔叶乔木树种分别为22种和16种,这是非常宝贵的天然阔叶乔木树种资源,是该区域人工林植被管理的重要基础。这些阔叶乔木树种中有不少珍贵的或高价值的用材树种,如红楠、木荷、青冈栎、米槠、红锥、刨花润楠、闽楠、檫树、泡桐、南酸枣和拟赤杨等。

关键词：马尾松人工林皆伐迹地封育天然更新阔叶幼树

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基于最大熵模型的吉林省主要天然林潜在分布适宜性

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林业科学 2018年第7期54卷 1-15页

作者：刘丹李玉堂洪玲霞国红谢阳生张卓立雷相东唐守正中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业与草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091

【目的】研究基于物种分布模型预测天然林类型适宜分布区的方法,探讨影响天然林类型适宜性分布的主导环境因子及其阈值,制作主要天然林类型的潜在分布适宜性等级图,为东北林区天然林修复中的树种选择和结构调整提供依据。【方法】基于... 详细信息

【目的】研究基于物种分布模型预测天然林类型适宜分布区的方法,探讨影响天然林类型适宜性分布的主导环境因子及其阈值,制作主要天然林类型的潜在分布适宜性等级图,为东北林区天然林修复中的树种选择和结构调整提供依据。【方法】基于吉林省第八次森林资源连续清查固定样地数据,采用最大熵物种分布模型,划分11个主要天然林类型(含7类混交林),确定其现实分布点,选取影响林分生长的19个气候因子、33个土壤因子和3个地形因子共55个环境变量。对各天然林类型经变量筛选后进行分布建模,通过受试者工作特征曲线下的面积(AUC)评价模型精度。采用刀切法对模型进行检验,计算各环境变量对天然林类型分布的影响程度,筛选影响天然林类型分布的主导环境因子;将分布适宜性划分为5个等级,并制作不同天然林类型的分布适宜性等级图。【结果】基于最大熵模型的吉林省11个主要天然林类型适宜性分布的训练集和检验集的AUC在0.687 2~0.946 9之间,检验集的精度1个达到"极准确"、7个达到"很准确"、2个达到"较准确"、1个达到"一般"的水平,模型具有很好的泛化能力。各环境变量对天然林类型分布的影响程度由大到小依次为最热月的最高温度、海拔、最热季度的平均温度和年平均温度,最热月的最高温度为其中10个类型的主导环境因子,海拔为其中8个类型的主导环境因子,最热季度的平均温度为7个类型的主导变量因子,年平均温度为其中6个类型的主导环境因子,气温和海拔对预测的天然林类型分布有重要影响。基于建立的模型,形成吉林省11个主要天然林类型的潜在分布适宜性等级图。【结论】最大熵模型能够很好预测吉林省主要天然林类型的分布适宜区,筛选的影响每个天然林类型分布的主导环境因子及阈值合理,形成的吉林天然林类型潜在分布适宜性等级图可为东北林区天然林修复中的树种选择和结构调整提供科学依据。

关键词：森林资源连续清查数据天然林混交林物种分布模型分布适宜性制图

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基于林分潜在生长量的立地质量评价方法与应用

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林业科学 2018年第12期54卷 116-126页

作者：雷相东符利勇李海奎李玉堂唐守正中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 吉林省林业调查规划院长春130022

【目的】提出一种基于林分潜在生长量的立地质量评价方法,为精准提升森林质量提供可靠依据。【方法】首次严格定义潜在立地生产力概念,推导出潜在生产力和现实生产力的模型和计算方法,提出立地元素-林分元素-林分生长类型-现实生产力和... 详细信息

【目的】提出一种基于林分潜在生长量的立地质量评价方法,为精准提升森林质量提供可靠依据。【方法】首次严格定义潜在立地生产力概念,推导出潜在生产力和现实生产力的模型和计算方法,提出立地元素-林分元素-林分生长类型-现实生产力和潜在生产力模型-落实到地块的立地质量制图技术流程,并以吉林省针阔混交林为例,利用4期一类清查固定样地数据,基于林分潜在生长量的立地质量评价方法开展案例研究。【结果】影响吉林省林地立地质量的主要立地因子包括地貌、海拔、坡位、坡度、土壤类型和腐殖质层厚度;采用立地类型约束的树高生长分级法,将6个因子组合的立地类型分为5个等级,针阔混交林不同立地等级的林分平均高、断面积和蓄积量生长模型具有较好的生物学意义和统计可靠性,决定系数(R^2)分别为0.991 8、0.986 6和0.984 2; 5个立地等级的潜在蓄积生产力在3.6～5.8 m^3·hm^(-2)a^(-1)间,并给出了立地潜在生长量对应的合理林分密度。【结论】基于林分潜在生长量的立地质量评价方法适用于纯林和混交林,可以回答一定立地的最大生产力及现存林分通过密度调控可以提高多少生产力。

关键词：立地质量潜在生长量立地分级林分生长类型混交林

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中国代表性森林经营技术模式对比研究

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森林工程 2019年第4期35卷 32-38页

作者：胡雪凡张会儒张晓红中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091

森林经营是林业发展永恒的主题,对比研究中国代表性的森林经营技术模式,为了解这些模式的实践应用情况和因地制宜的选择适应性的技术模式提供参考。采用文献分析法,系统论述中国自二十世纪五六十年代以来涌现的技术模式以及实践应用现状... 详细信息

森林经营是林业发展永恒的主题,对比研究中国代表性的森林经营技术模式,为了解这些模式的实践应用情况和因地制宜的选择适应性的技术模式提供参考。采用文献分析法,系统论述中国自二十世纪五六十年代以来涌现的技术模式以及实践应用现状,包括法正林、检查法、采伐强度控制、森林生态采伐、结构化经营及近自然经营等经营技术模式。从理论来源、核心思想、技术体系、优缺点以及应用情况等方面进行对比分析,得出不同森林经营模式的适用情况,提出我国森林经营模式发展的一些思考和建议。森林多功能的需求是当前森林经营面临的挑战,同时也是难得的机遇。生态采伐、结构化经营和近自然经营这3种模式均属于森林多功能经营的代表性技术模式,未来探索发挥森林多种功能的森林经营模式将成为森林经营研究的重要任务。

关键词：森林经营技术模式强度控制生态采伐结构化经营近自然经营检查法

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