检索结果-内蒙古大学图书馆

南京林业大学学报(自然科学版) 2022年第1期46卷 81-87页

作者：崔泽宇张怀清左袁青杨廷栋刘洋张京王林龙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中国林业科学研究院林业科技信息研究所

【目的】通过分析实测枝下高分布方向与空间竞争强度的关系,解决基于传统林学研究调查数据所构建的林木三维模型对不同方向枝下高分布差异难以直观表达,林木三维模型多态性表现不足的问题。【方法】以江西省新余市分宜县亚热带林业实验... 详细信息

【目的】通过分析实测枝下高分布方向与空间竞争强度的关系,解决基于传统林学研究调查数据所构建的林木三维模型对不同方向枝下高分布差异难以直观表达,林木三维模型多态性表现不足的问题。【方法】以江西省新余市分宜县亚热带林业实验中心山下林场8块杉木临时样地为数据源,以已有枝下高模型为理论基础,将空间分析方法缓冲区构建与林分空间结构单元构建结合,构建对林木造成直接影响的水平空间结构参数与垂直空间结构参数,分析空间结构参数与枝下高相关性,并以此计算各方向空间竞争强度,建立空间竞争强度与实测枝下高的分布关系,再按照枝下高模型求解剩余方向枝下高,最终按照实测数据与分析计算结果加载分枝、主干模型,构建林木三维模型。【结果】所选模型变量包括林木属性与空间结构参数,原始模型决定系数为0.720,消除树高影响的调整后实测枝下高与水平空间结构参数相关系数为0.410、与垂直空间结构参数相关系数为0.782,且均呈正相关;将各自相关系数为权重计算对应方向空间竞争强度,将最小竞争强度方向空间结构参数代入模型,拟合结果决定系数为0.790,相比原始模型拟合精度有所提高;将实测枝下高分配到竞争强度最小的方向,根据模型可对其他方向枝下高进行估算。【结论】以杉木为例,通过空间竞争强度判别枝下高分布,在提高已有数据利用率、减小外业工作强度的基础上,可直观表现林木不同方向枝下高分布的差异性,增强了林木三维模型的多态性表达。

关键词：杉木枝下高空间竞争强度可视化模拟三维模型多态性

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基于冠层图像的海南粗榧苗期生长状态无损监测方法研究

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植物营养与肥料学报 2023年第11期29卷 2181-2192页

作者：石蒙蒙王雪峰袁莹陈飞飞黄川腾王鹏陈星京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 海南省林业科学研究院海南海口571100

【目的】海南粗榧是国家重点保护植物,利用冠层图像无损估测叶绿素含量和生长状况,可对生长受限制的幼苗进行诊断预警,为精准管理提供参考。【方法】采用L9(34)正交设计和单因素设计,于2021—2022年在海口市云龙镇进行盆栽试验,试验材... 详细信息

【目的】海南粗榧是国家重点保护植物,利用冠层图像无损估测叶绿素含量和生长状况,可对生长受限制的幼苗进行诊断预警,为精准管理提供参考。【方法】采用L9(34)正交设计和单因素设计,于2021—2022年在海口市云龙镇进行盆栽试验,试验材料为一年生粗榧幼苗。3个因素包括灌溉量(W)、透光率(S)和氮肥施用量(N),为使海南粗榧幼苗生长呈现较大差异,各因素水平相差较大,3个灌溉量分别为2500、5000、7500 mL;3个相对透光率分别为30%、10%、5%;3个氮肥施用量分别为0、5、10 g/plant。在幼苗处理一个月后开始测量幼苗基径、株高、冠长、侧枝长度和叶绿素相对含量,每两个月测定一次,共7次。采用Duncan法进行多重比较,比较结果差异显著性较低的为幼苗生长不适宜环境,记为0,否则记为1。每个处理选3株代表性幼苗获取冠层图像,然后进行图像分割,提取颜色特征参数作为自变量构建分类模型,以诊断该环境是否适宜生长。采用偏最小二乘回归(PLSR,partial least squares regression)和逐步回归(SR,stepwise regression)模型,同时将二分类转换为哑变量加入模型,估测叶绿素相对含量(SPAD)。【结果】光照(透光率)和灌溉量对海南粗榧幼苗的生长影响显著,氮肥用量影响不显著,且3个因素间无明显交互效应。海南粗榧生长过程中的SPAD值与各生长指标间呈显著正相关,与冠层图像中的颜色参数也呈显著相关。在低透光率和高灌溉量环境下海南粗榧生长发育迟缓,为不适宜生长环境。依据海南粗榧生长指标间的多重比较结果,将幼苗分别标记为不宜环境和适宜环境的幼苗样本。支持向量机(SVM,support vector machines)模型能较好的判别处于不宜环境下的幼苗(假阳性率为14%);PLSR和SR模型对SPAD值都有较好的估测效果,但PLSR模型较SR模型适应能力更强,且PLSR能更好的解决共线和降维问题;将二分类变量转换为哑变量加入PLSR模型,模型整体预测能力没有明显提高,但对处于不宜环境下的幼苗SPAD值的预测能力有明显提高,通过该模型反演不宜环境下幼苗冠层SPAD分布发现,在下部叶尖部位叶绿素相对含量最低,叶尖有黄化现象。【结论】海南粗榧幼苗生长的主要影响因素是透光率和灌溉量,光照和灌溉对下部叶尖处影响较大。冠层图像能较准确地诊断出幼苗生长状况,PLSR加哑变量模型能提高0类样本(生长在不宜环境下)SPAD值的预测能力,实现生长环境受限预警,为幼苗管理提供依据。

关键词：海南粗榧多重比较颜色特征参数 SPAD值估测生长评估

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林分和地形因子对崇礼冬奥核心区森林地表可燃物载量的影响

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林业科学 2022年第10期58卷 59-66页

作者：张状宗树琴闫星蓉张浩黄宏超翟跃琴符利勇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 河北省张家口市崇礼区林业和草原局张家口075000 山西农业大学林学院晋中030801

【目的】建立林分因子和地形因子与森林地表可燃物载量之间的回归关系,对崇礼冬奥核心区华北落叶松林和白桦林森林地表可燃物载量进行估计,为研究区森林防火和可燃物管理提供科学依据。【方法】2021年在研究区设置63块华北落叶松林和白... 详细信息

【目的】建立林分因子和地形因子与森林地表可燃物载量之间的回归关系,对崇礼冬奥核心区华北落叶松林和白桦林森林地表可燃物载量进行估计,为研究区森林防火和可燃物管理提供科学依据。【方法】2021年在研究区设置63块华北落叶松林和白桦林实测样地,调查森林地表可燃物载量(灌木、草本、枯枝落叶和腐殖质的鲜质量和干质量)、林分因子(胸径、树高、冠幅等)和地形因子(坡度、海拔、土层厚度)。对森林地表可燃物数据进行处理、分析,以林分因子和地形因子为自变量、以森林地表可燃物总载量为因变量进行相关性分析,利用逐步筛选法,选择合适的模型形式。对因子进行逐步回归,筛选相关性强的因子,最终选用年龄、林分密度、植被盖度和海拔估算华北落叶松林森林地表可燃物总载量,选用林分密度、坡度和海拔估算白桦林森林地表可燃物总载量。并对崇礼冬奥核心区林地小班的森林地表可燃物载量进行预测。【结果】华北落叶松林森林地表可燃物总载量高于白桦林且差异显著(P<0.05)。相关性分析表明,林分因子的平均树高、平均胸径和郁闭度与森林地表可燃物总载量显著相关(P<0.05);地形因子的坡度和土层厚度与森林地表可燃物总载量显著相关(P<0.05)。由森林地表可燃物载量模型的构建可知,林龄、林分密度、植被盖度和海拔可用来估算华北落叶松林森林地表可燃物载量;林分密度、坡度和海拔可用来估算白桦林的森林地表可燃物总载量。2种森林类型森林地表可燃物载量预测模型的R2均大于0.6,P均小于0.01,检验指标显示模型具有较好的估测精度。【结论】华北落叶松林的可燃物载量大于白桦林,华北落叶松林更易发生森林火灾。不同森林类型森林地表可燃物载量的影响因子也不同,在进行可燃物管理时,要因地制宜选择不同的可燃物管理方法及调控措施。研究数据来源于崇礼冬奥核心区,森林地表可燃物载量模型只适用于崇礼冬奥核心区,对其他地区具有一定参考价值。模型选用的变量多为易得的调查因子,具有很好的实用性。

关键词：可燃物载量相关分析冬奥会线性回归

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环境因子对毛乌素沙地紫穗槐光合、蒸腾速率的影响

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林业科学研究 2006年第4期19卷 463-466页

作者：张友焱刘致远周泽福党宏忠李卫北京林业大学北京100083 山西省吕梁山森林经营局车鸣峪林场山西吕梁033400 中国林业科学研究院林业研究所国家林业局林木培育重点实验室北京100091

用L i-6400便携式光合仪,于2004年6—9月测定了毛乌素沙地紫穗槐的光合速率与蒸腾速率,研究了光合速率和蒸腾速率日变化特征及环境因子对其的影响,结果表明:光合速率日变化在6、7月呈双峰型,峰值分别出现在8:00和18:00时,在8、9月呈单峰... 详细信息

用L i-6400便携式光合仪,于2004年6—9月测定了毛乌素沙地紫穗槐的光合速率与蒸腾速率,研究了光合速率和蒸腾速率日变化特征及环境因子对其的影响,结果表明:光合速率日变化在6、7月呈双峰型,峰值分别出现在8:00和18:00时,在8、9月呈单峰型,最大值出现在12:00时;蒸腾速率日变化在6、7月呈双峰型,6月峰值分别出现在10:00和18:00时,7月峰值分别出现在10:00和16:00时,低谷都出现在14:00时,在8、9月呈单峰型,峰值出现在12:00时;8月是光合速率和蒸腾速率最大的月份,分别为15.48μmol.m-2.s-1、5.87 mmol.m-2.s-1。在土壤含水量和光强适宜的情况下,空气湿度对紫穗槐光合速率和蒸腾速率的影响大于温度;在6—9月,紫穗槐的水分利用效率呈现波动,表明其光合速率、蒸腾速率受环境影响较大。

关键词：毛乌素沙地紫穗槐水分利用效率光合速率蒸腾速率

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湖南省马尾松和杉木林分断面积生长模型构建

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林草资源研究 2021年第5期 56-61页

作者：贺鹏陈振雄刘宪钊国家林业和草原局中南调查规划设计院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

构建湖南省马尾松和杉木林分断面积生长模型,为森林可持续经营提供基础生长数据。利用湖南省838块马尾松和1 484块杉木样地数据,从9个具有生物学意义的备选模型中选出一个最优基础模型。以树种、立地等级和起源作为哑变量,构建统一的林... 详细信息

构建湖南省马尾松和杉木林分断面积生长模型,为森林可持续经营提供基础生长数据。利用湖南省838块马尾松和1 484块杉木样地数据,从9个具有生物学意义的备选模型中选出一个最优基础模型。以树种、立地等级和起源作为哑变量,构建统一的林分断面积生长模型。结果显示:马尾松和杉木林分断面积最优生长模型都是Richards形式的模型,决定系数分别为0.985和0.987;引入树种、立地等级和起源作为哑变量后,与基础模型相比,断面积生长模型拟合精度都有提高,决定系数提高到0.992,均方根误差下降到0.682。研究表明:带树种、立地等级和起源的哑变量模型能同时反映马尾松和杉木林分断面积生长规律,这样既减少了建模工作量,又提供了不同林分合并建模的方法;湖南省杉木林分断面积生长上限值高于马尾松;相同林分密度条件下,马尾松和杉木的生长速率均随着立地质量的下降而降低。

关键词：断面积生长模型哑变量马尾松杉木 Richards方程

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竞争环境下红松单木树高与胸径的相对生长关系

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林业科学 2020年第10期56卷 105-112页

作者：段光爽王秋燕宋新宇张会儒符利勇信阳师范学院数学与统计学院信阳464000 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 河南农业大学信息与管理科学学院郑州450002

【目的】基于博弈论研究蒙古栎阔叶混交林下红松单木树高与胸径相对生长关系,探索红松单木生长受自身遗传和外部环境影响的资源分配规律,为阔叶混交林下红松更新和培育提供技术支撑。【方法】选择11块面积1 hm2蒙古栎阔叶混交林样地,以... 详细信息

【目的】基于博弈论研究蒙古栎阔叶混交林下红松单木树高与胸径相对生长关系,探索红松单木生长受自身遗传和外部环境影响的资源分配规律,为阔叶混交林下红松更新和培育提供技术支撑。【方法】选择11块面积1 hm2蒙古栎阔叶混交林样地,以红松为对象木筛选半径5 m内的红松、蒙古栎、其他阔叶树种以及其他针叶树种4类所有竞争木,统计竞争木断面积加权距离、胸径和树高等,基于博弈论并结合线性联立方程组构建以红松单木为对象的树高与胸径生长竞争模型,采用交叉检验对模型进行评价,研究红松单木树高与胸径生长的相互作用规律。【结果】树高与胸径生长竞争模型拟合效果良好,最小二乘法拟合结果略优于似乎不相关回归法。红松自身斜率项均为正且非常显著,反映红松内部遗传因素是互利共生的,占主导作用;而外部环境影响是次要的,红松、蒙古栎和其他阔叶树种的距离、胸径和树高对红松单木树高和胸径的参数值符号相反且显著,呈现一种寄生关系。其他针叶树种的相关参数不太显著,呈现原始协作关系。【结论】本研究构建的树高与胸径生长竞争模型可客观描述蒙古栎阔叶混交林下红松单木树高与胸径相对生长关系,基于博弈论能有效揭示红松自身遗传和外界环境干扰下树高与胸径生长的资源分配规律,蒙古栎阔叶混交林适合红松生长。

关键词：博弈论线性联立方程组相对生长关系红松阔叶混交林

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典型中亚热带天然阔叶林各林层林木高径比分布规律

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林业科学 2023年第4期59卷 149-156页

作者：严铭海王金池黄清麟庄崇洋郑群瑞卓鸣秀官晓辉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 福建农林大学林学院福州350002 建瓯万木林省级自然保护区管理处建瓯353105

【目的】揭示典型中亚热带天然阔林各林层(包括全林和各亚层)林木高径比分布规律,为中亚热带人工阔叶林、半天然林和天然阔叶林可持续经营提供阔叶林木高径比方面的典型参照。【方法】以建瓯万木林省级自然保护区为研究区,在研究区内5... 详细信息

【目的】揭示典型中亚热带天然阔林各林层(包括全林和各亚层)林木高径比分布规律,为中亚热带人工阔叶林、半天然林和天然阔叶林可持续经营提供阔叶林木高径比方面的典型参照。【方法】以建瓯万木林省级自然保护区为研究区,在研究区内5个典型中亚热带天然阔叶林中分别设置50 m×50 m样地,计算典型林分各林层林木高径比平均值和标准差分析其随亚层的变化情况,运用Mann-Whitney U检验分析各亚层之间(包括第Ⅰ亚层、第Ⅱ亚层和第Ⅲ亚层间以及受光层和非受光层间)林木高径比平均值的差异显著性,利用偏度和峰度描述各林层林木高径比分布的偏离程度和离散程度,选择正态分布、Weibull分布函数对各样地各林层林木高径比分布进行拟合,并采用χ^(2)检验法检验拟合效果。【结果】综合5块样地林木高径比平均值,全林为103.1,各亚层平均值随亚层高度升高而减小,排序为第Ⅲ亚层(112.7)>第Ⅱ亚层(89.0)>第Ⅰ亚层(66.9)以及非受光层(112.7)>受光层(78.3);除4号样地第Ⅱ亚层与第Ⅲ亚层间林木高径比平均值为显著差异外,其他样地内各亚层间林木高径比平均值均为极显著差异。偏度结果表明,各林层林木高径比分布为右偏。峰度结果表明,全林、第Ⅰ亚层林木高径比分布相对较为分散;第Ⅱ亚层、第Ⅲ亚层、受光层林木高径比分布相对较为集中。运用正态分布函数拟合各林层林木高径比分布,其结果均通过卡方检验;而运用Weibull分布函数拟合较多未通过卡方检验。【结论】典型中亚热带天然阔叶林各亚层林木高径比平均值间均有极显著差异,且各亚层林木高径比平均值随亚层高度升高而减小;各林层林木高径比分布均为右偏,全林与第Ⅰ亚层林木高径比分布相对较为分散,第Ⅱ亚层与第Ⅲ亚层以及受光层林木高径比分布相对较为集中;正态分布函数对各林层林木高径比分布拟合效果较好,Weibull分布函数拟合效果不理想;典型中亚热带天然阔叶林林木高径比分布与直径分布不同,全林和第Ⅲ亚层林木高径比呈正态分布,而全林和第Ⅲ亚层直径呈反J形分布。本研究所体现的各林层林木高径比平均值和各林层林木高径比分布属于理想结构森林的林木高径比特征。

关键词：中亚热带典型天然阔叶林分层林木高径比分布变化规律

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基于多图像特征的幼龄沉香全氮估测

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南京林业大学学报(自然科学版) 2023年第3期47卷 19-28页

作者：袁莹王雪峰王甜陈飞飞黄川腾林玲董晓娜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海南省林业科学研究院海南省红树林研究院

【目的】应用计算机视觉技术提取幼龄沉香的多图像特征，对沉香叶片全氮含量进行估测，为实现沉香氮营养状态的快速无损估测提供新方法。【方法】采用基于色调-亮度-饱和度（HIS）颜色空间的最佳直方图（KSW）熵法和形态学处理对幼龄沉... 详细信息

【目的】应用计算机视觉技术提取幼龄沉香的多图像特征，对沉香叶片全氮含量进行估测，为实现沉香氮营养状态的快速无损估测提供新方法。【方法】采用基于色调-亮度-饱和度（HIS）颜色空间的最佳直方图（KSW）熵法和形态学处理对幼龄沉香图像进行分割，并提取了图像的颜色、形状和纹理特征。然后利用偏最小二乘法（PLS）对多图像特征进行有监督降维，提取图像特征主成分。最后构建了天牛须搜索算法（BAS）优化后的Elman神经网络（Elman neural network, ElmanNN）模型对幼龄沉香叶片全氮量进行估测，并将模型验证结果与其他常用模型进行对比。【结果】以幼龄沉香可见光图像为研究对象，应用的基于HIS空间的分割算法效果优于常用的RGB和Lab颜色空间分割；PLS算法对图像特征提取了6个主成分，快速降低了图像特征的维数，并有效消除了特征变量间的多重共线性；提出的PLS-BAS-ElmanNN模型能实现模型参数的自适应选取，且估测效果较好，决定系数R2为0.740 7,均方根误差（RMSE）为1.265 3g/kg,估测精度略高于偏最小二乘回归（PLSR）模型和偏最小二乘-广义可加模型（GAM）。【结论】提出以幼龄沉香为研究对象的图像处理方法，构建了能够稳定处理高维图像数据的PLS-BAS-ElmanNN估测模型，为幼龄沉香氮营养状态的监测及沉香培育的精准作业提供了新思路。

关键词：沉香全氮计算机视觉 BAS-Elman 偏最小二乘法

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基于地面激光点云数据的单木三维重建方法

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南京林业大学学报(自然科学版) 2021年第6期45卷 193-199页

作者：卢军刘宪钊孟维亮李红军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中国科学院自动化研究所北京林业大学理学院

【目的】使用地面三维点云数据,提出一种单株树木三维网格模型重建方法,为精准获取测树因子提供技术支撑。【方法】对获取的点云进行预处理,使用k-d树构建近邻关系图,用Dijkstra算法求算出子图的根。检测出有效路径后,使用探测半径计算... 详细信息

【目的】使用地面三维点云数据,提出一种单株树木三维网格模型重建方法,为精准获取测树因子提供技术支撑。【方法】对获取的点云进行预处理,使用k-d树构建近邻关系图,用Dijkstra算法求算出子图的根。检测出有效路径后,使用探测半径计算关键路径。计算树枝骨架,然后对初始骨架进行Bezier曲线半径平滑,得到平滑的骨架,再将骨架连接,使用半径平滑和圆柱拟合减少点云密度小造成的拟合不足的情况,能够最大限度保留树枝的细节。【结果】使用3株落叶松点云数据构建了树枝树干表面网格模型,重建了树木三维结构。将树干、树枝的三维网格模型与点云匹配后,效果较好;所构建的模型能够进行细小枝条的重建,而不是模拟细枝,通过观察重建结果,一级枝的重建效果非常好,大的二级枝也能得到很好的展示;整套算法计算快速,计算时间与枝条的复杂程度、连接关系有关。【结论】基于关键路径探测的方法能够很好地构建树木的三维网格模型,可以用于单株树木测树因子的精确提取。

关键词：单木三维结构地面三维激光扫描点云数据测树因子落叶松

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蒙古栎次生林林下红松幼树开敞度优化方法

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林业科学 2024年

作者：刘迪周超凡雷相东刘宪钊张会儒何潇中国林业科学研究院华北林业实验中心中国林业科学研究院资源信息研究所林木资源高效生产全国重点实验室国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室

【目的】通过模拟采伐蒙古栎次生林冠层林木，有针对性地改善林下红松幼树光照条件，促进红松幼树生长发育，为加快次生林向顶级群落恢复提供科学依据。【方法】以蒙古栎次生林1 hm2大样地为研究对象，通过距离控制和长势优劣从核心区... 详细信息

【目的】通过模拟采伐蒙古栎次生林冠层林木，有针对性地改善林下红松幼树光照条件，促进红松幼树生长发育，为加快次生林向顶级群落恢复提供科学依据。【方法】以蒙古栎次生林1 hm2大样地为研究对象，通过距离控制和长势优劣从核心区筛选出满足条件的目标红松幼树。采用不同阈值(KT=1、1.5、2)的个体开敞度优化方案调控林下目标红松幼树的开敞度，开敞度优化方案通过开敞度两水平（包括林木水平和林分水平，林木水平指保证每一株目标红松幼树的开敞度均达到阈值，林分水平指调控某一株目标红松幼树的同时兼顾林分中其他目标红松幼树）迭代优化方法实现。比较不同开敞度阈值下模拟采伐前后林分非空间结构（林分总径级数、总物种数和郁闭度）和空间结构（角尺度、大小比数和混交度）的变化，以及不同处理间红松幼树开敞度和开敞度变化率的差异。【结果】通过距离控制和长势优劣共筛选出145株目标红松幼树，幼树胸径介于1.1～4.9 cm之间、树高介于1.5～4.7 m之间、冠幅半径介于0.6～1.7 m之间。KT为1、1.5和2时，目标红松幼树分别经3、6和8轮，采伐14、130和262株冠层林木后达到开敞度条件。模拟优化采伐后，红松幼树开敞度得到整体改善：KT为1时，开敞度平均比对照增加5.7%，但无显著差异；KT为1.5时，开敞度平均比对照增加44.7%，差异显著；KT为2时，开敞度平均比对照增加107.7%，差异显著。模拟采伐前后，林分总径级数和总物种数不变，空间结构指标均无显著变化。3种开敞度阈值(KT=1、1.5、2)下，采伐的蓄积强度分别为1.5%、15.6%和37.2%。与未采伐林分（CK）的郁闭度（0.646）相比，3种开敞度阈值(KT=1、1.5、2)下的郁闭度分别降低0.5%、13.3%和33.1%。【结论】红松幼树开敞度两水平迭代优化方法在改善林下红松幼树光照条件的同时可保持大部分林分结构稳定，开敞度阈值1.5优于1或2。本研究提出的优化方法可获得不同开敞度阈值下采伐总轮数、每轮采伐木数量、每株目标红松幼树开敞度调控路线以及采伐木分布情况，对于补植后红松幼树的开敞度调控以及次生林的管理实践具有较大指导价值。

关键词：冠层优化开敞度调控蒙古栎次生林红松幼树

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