基于树冠竞争因子的落叶松人工林单木生长模型

基于黑龙江省佳木斯市孟家岗林场落叶松人工林14块固定标准地的两期调查数据(2007、2009年),通过分析树冠变量与林木生长的关系,构建了2个树冠竞争指数(CIa、CIb),并将其作为单木竞争指标构建了落叶松人工林与距离有关的单木生长模型。研究结果表明:文中提出的二个树冠竞争指数优于Hegyi竞争指数(CI),落叶松各个竞争指数与林木断面积生长量相关性大小顺序为CIbCIaCI。随着对象木影响圈的扩大,竞争指数趋于稳定,对模型的拟合效果有所提高。林木大小是影响落叶松单木生长的主要因子,胸径越大,单木生长量越大。通过引入与距离有关的树冠竞争指数将单木模型的拟合优度提高了5.6%。本文构建的与距离有关的单木生长模型可以很好地预估人工落叶松单木的断面积生长量。     

太白红杉单木胸径生长模型的研究

通过比较分析4种有代表性的植物竞争指数的预测效果,选择较合适的指标构建太白红杉(Larix chinensis)的单木生长模型.研究结果表明:包含对象木胸径、竞争木胸径及对象木与竞争木距离的APA指数能客观反映太白红杉群落植株间的竞争关系;以近2年内胸径相对生长速率为因变量,自身胸径大小和竞争强度为自变量,通过回归分析建立的太白红杉单木生长模型具有较高的回归优度(r＝0.916,P<0.05),表明该模型能很好地预测太白红杉的生长.     

濒危植物宝华玉兰种内与种间竞争

利用Hegyi单木竞争指数模型对江苏镇江宝华山国家森林公园特有濒危植物宝华玉兰种内、种间竞争强度进行定量分析。结果表明:宝华玉兰竞争压力主要来自种间,占总竞争的90.7%。宝华玉兰种内竞争、种间竞争强度大小顺序为:紫楠>野核桃>建始槭>宝华玉兰种内>毛竹>化香>枫香>皂荚>朴树。整个林分竞争木对对象木的竞争强度与对象木的胸径大小近似服从幂函数关系,而伴生树种竞争木对对象木的竞争强度与对象木的胸径大小近似服从对数函数关系。种间竞争强度和对象木的胸径大小呈显著负相关。利用模型预测,当宝华玉兰的胸径达到30cm后,竞争强度几乎没有变化。研究认为,将无性系分株换算为一株与其胸高断面积之和相等的个体更为合理。     

邻域竞争对长白山阔叶红松林关键树种生长的影响

林木间的竞争是影响树木生长、形态和死亡的主要因素.单木邻域竞争分析能够反映个体间相互作用规律及其距离范围,对于减缓林木竞争、促进林木生长具有重要意义.为弄清竞争对阔叶红松林林木生长的影响,本研究基于Hegyi单木竞争指数和邻域分析方法,探讨了长白山原始阔叶红松林中的5个关键树种——红松、紫椴、水曲柳、蒙古栎和春榆(胸高断面积合计占80%)竞争的邻域半径,并分析了竞争对关键树种生长和死亡的影响.结果表明:红松、紫椴、水曲柳和蒙古栎4个树种单木竞争的邻域半径均为11 m,春榆为13 m.关键树种单木邻域竞争强度与其生长量的对数呈显著负相关,与树木个体的大小呈显著正相关;竞争强度对树木生长影响的相对重要性随着个体的生长而降低.邻域竞争显著增加了关键树种的死亡率.本研究表明长白山阔叶红松林中邻域竞争对关键树种的生长和存活有重要影响,研究结果对阔叶红松林关键树种竞争环境的调整和生产力的提升具有指导意义.     

浙江天台山甜槠种内与种间竞争研究

采用Hegyi的单木竞争指数模型对天台山的甜槠种内、种间的竞争强度进行定量分析。结果表明 ,甜槠种内竞争强度随着林木径级的增大而逐渐减小 ,种内竞争较之与其伴生树种间的竞争剧烈。甜槠种内、种间竞争强度的顺序为 :甜楮 >木荷 >马尾松 >尾叶冬青 >虎皮楠 >短柄木包 >珍珠栗。竞争木对对象木的竞争强度与对象木的个体大小服从幂函数关系 ,竞争强度和对象木个体的大小呈极显著的负相关关系。当甜槠胸径达到 30cm后 ,竞争强度变化不明显 ,说明此时该生态系统已基本达到稳定状态。     

珍稀濒危植物梓叶槭种群径级结构与种内种间竞争关系

该研究对四川省珍稀濒危植物梓叶槭(Acer catalpifolium)种群的主要分布区进行调查,分析梓叶槭种群径级结构与种内和种间的竞争关系,探讨竞争强度与径级和距离之间的关系。结果表明:(1)梓叶槭胸径与树高之间存在显著的幂函数关系;种群径级结构呈正态分布,中小径级树木较多,高径级树木较少。(2)梓叶槭种内和种间竞争强度分别占总竞争强度(222.87)的15.16%和84.84%,说明竞争主要来自种间。(3)梓叶槭与主要伴生种之间的竞争强度大小依次为柳杉桢楠白栎刺楸灯台树桦木杉木厚朴光皮桦;对象木和竞争木距离与竞争指数之间较好地服从指数函数关系,当对象木与竞争木距离小于1m时,竞争指数可达到5.5,随着距离逐渐增加,其竞争指数相应降低,并最终趋于平缓。(4)竞争强度随对象木胸径的增大而减小,当对象木胸径小于20cm时,受到的竞争压力最大,竞争指数最大的分别是梓叶槭与整个林分(234.98)以及梓叶槭与种间(184.01);当对象木胸径小于10cm时,竞争指数均可以达到18;当对象木胸径大于20cm时,竞争强度变化很小且竞争指数较低;竞争强度与对象木胸径服从幂函数关系(CI=AD-B)。(5)模型预测结果表明,随着梓叶槭胸径的增加,竞争指数均越来越小,竞争强度呈降低趋势;当梓叶槭胸径为0~5cm时,梓叶槭与整个林分受到的竞争强度最大,竞争指数为7.14,占总竞争强度的50%;当胸径大于20cm时,竞争指数变化不大;该模型能很好的预测梓叶槭种内和种间竞争强度。     

濒危植物七子花种内与种间竞争的数量关系

七子花为国家2 级重点保护植物, 现野生资源极少。利用Hegyi 单木竞争指数模型对分布在浙江天台山的七子花种群的种内、种间竞争关系进行定量分析。结果表明:七子花种内竞争强度随着林木径级的增大而逐渐减小, 种内竞争较之与其伴生树种间的竞争剧烈。七子花种内、种间竞争强度大小顺序为:种内 > 苦枥木 > 红脉钓樟 > 青钱柳 > 青榨槭 > 暖木 > 细齿绸李 > 柳杉 > 赤杨叶。竞争强度与对象木的胸径大小服从幂函数关系, 利用模型可预测七子花种内、种间的竞争强度, 从预测结果可知当七子花的胸径达到20 cm 后, 竞争强度变得很小, 且变化幅度不大。     

子午岭天然油松林乔木层种内与种间竞争关系研究

采用改进的竞争指数模型研究了甘肃省子午岭天然油松林乔木层种内和种间竞争强度。结果发现:(1)随对象木胸径的增大,油松种群因自疏作用使植株距离增加,种内竞争强度降低。(2)油松群落内其它物种虽较多,但个体普遍较小,种间竞争相对较弱,种内与种间竞争关系顺序为:油松种内>辽东栎>漆树>春榆。(3)竞争强度与对象木胸径的关系服从幂函数关系,当油松胸径达25cm以上时,竞争强度变化不大,所得的预测模型能很好地预测油松种内和种间的竞争强度。(4)改进的竞争指数模型能很好地度量油松的种内和种间竞争强度。     

基于加权Voronoi图的杉木生态公益林种内、种间竞争

在湖南省平江县福寿林场内,设置18块典型杉木生态公益林固定样地,对林木进行定位调查获取林木点信息。运用灰色关联度法确定林木胸径、树高和平均冠幅对林木竞争范围的影响权重,生成加权Voronoi图确定林木竞争单元,在此基础上提出更能科学反映林木竞争关系的W_V_Hegyi竞争指数,并用该竞争指数分析了杉木生态公益林优势树种杉木和其他伴生树种的种内种间竞争关系。结果表明:林木胸径、树高和平均冠幅对林木竞争范围的影响权重依次是0.38、0.29和0.33。加权Voronoi图确定的林木竞争单元中1株对象木的竞争木株数范围在2~14株,有13种可能取值。相比Hegyi竞争指数、V_Hegyi竞争指数,基于加权Voronoi图构建的W_V_Hegyi竞争指数与对象木胸径的曲线模型拟合效果更好。优势树种杉木的竞争压力主要来自于种内竞争,3个龄组(幼龄林、中龄林和近熟林)杉木树种的种内平均竞争指数分别为1.36、0.99、0.63,种间平均竞争指数分别为0.87、0.82和0.46,种内平均竞争指数分别是种间平均竞争指数的1.56、1.21和1.37倍。而其他伴生树种的竞争压力主要来自于种间竞争,但由于这些树种所占的比例较小,对整个杉木生态公益林林分的竞争态势影响不大。     

四川大头茶在其群落中的种内与种间竞争的初步研究

用Ｈｅｇｙｉ的单木竞争指数模型对不同演替阶段的四川大头茶群落内的四川大头茶种内,种间的竞争强度进行了定量分析,结果表明：四川大头茶种内竞争较与其伴生树种间的竞争剧烈,竞争木对对象木的竞争强度与对象木的个体大小服从幂函数关系,竞争强度随着对象木人体的增大页减小;对象木的生长速度与竞争指数之间有极显著的负相关关系。     

临安区不同森林类型竞争指数比较研究

竞争对树木生长有重要影响,通常用竞争指数定量描述树木之间的竞争关系。以浙江省杭州市临安区的乔木林为对象,利用2004年临安区森林资源监测数据,基于Voronoi图的Hegyi竞争指数,在区域尺度上对临安区多种森林类型的竞争关系进行分析。结果表明：在单木水平上,不同森林类型单木的总竞争指数、种内竞争指数、种间竞争指数在胸径5-10 cm最大;单木平均竞争指数随着胸径的增大而降低,胸径 > 30 cm的竞争压力得以缓解;临安区林木的竞争主要来源于种内竞争,天然林的种内竞争占总竞争指数的比例 > 50%,人工林的种内竞争占总竞争指数的比例 > 60%。径级平均总竞争指数、种内竞争指数、种间竞争指数与胸径的关系均服从对数函数关系。在林分水平上,不同森林类型的林分总竞争指数、种内竞争指数、种间竞争指数存在显著差异。平均总竞争顺序为：天然阔叶林 > 天然针阔混交林 > 人工针叶林 > 天然针叶林 > 人工针阔混交林 > 人工阔叶林。种内平均竞争顺序为：人工针叶林 > 天然阔叶林 > 天然针叶林 > 天然针阔混交林 > 人工针阔混交林 > 人工阔叶林。种间平均竞争顺序为：天然针阔混交林 > 人工针阔混交林 > 天然阔叶林 > 天然针叶林 > 人工针叶林 > 人工阔叶林。人工阔叶林的平均总竞争指数、种内竞争指数和种间竞争指数均为最小,该森林类型以山核桃经济树种为优势树种,说明为提高山核桃产量,人为控制低种植密度的经营措施有效降低了林分竞争强度。     

舟山群岛红楠林种内和种间竞争研究

红楠（Machilus thunbergii）林是浙江沿海地区典型森林类型之一,研究竞争强度的动态变化规律及红楠种群的生态适应机制,对舟山群岛常绿阔叶林的保护与可持续利用具有重要意义。利用Hegyi单木竞争指数模型,对舟山桃花岛次生林优势种红楠的种内和种间竞争强度进行定量分析。结果表明：红楠3种类型的竞争强度均随对象木胸径的增大而逐渐减小,小径级的红楠承受的竞争压力较大;红楠的种内和种间竞争强度分别占总竞争强度的44.55%和55.45%,两者大致相等,说明其受到的种内和种间竞争压力均衡;落叶树种的平均竞争指数大,常绿树种的平均竞争指数小,使红楠受压的主要树种是朴树和枫香树;红楠种内和种间竞争强度的顺序为：红楠种内 > 朴树 > 枫香树 > 椿叶花椒 > 柘 > 梾木 > 化香树 > 赛山梅 > 黄檀 > 日本珊瑚树 > 天仙果等;3种类型的竞争强度与对象木胸径均呈显著负相关,且服从幂函数关系CI=AD^-B,当红楠胸径达到20 cm以上时,竞争强度变化很小,利用所得的预测模型能很好地预测红楠种内和种间竞争强度。当红楠胸径小于20 cm时,应对其进行抚育管理以提高红楠成活率和促进植被恢复。     

Effects of size,neighbors, and site condition on tree growth in a subtropical evergreen and deciduous broad‐leaved mixed forest,China

Successful growth of a tree is the result of combined effects of biotic and abiotic factors. It is important to understand how biotic and abiotic factors affect changes in forest structure and dynamics under environmental fluctuations. In this study, we explored the effects of initial size [diameter at breast height (DBH)], neighborhood competition, and site condition on tree growth, based on a 3‐year monitoring of tree growth rate in a permanent plot (120 × 80 m) of montane Fagus engleriana–Cyclobalanopsis multiervis mixed forest on Mt. Shennongjia, China. We measured DBH increments every 6 months from October 2011 to October 2014 by field‐made dendrometers and calculated the mean annual growth rate over the 3 years for each individual tree. We also measured and calculated twelve soil properties and five topographic variables for 384 grids of 5 × 5 m. We defined two distance‐dependent neighborhood competition indices with and without considerations of phylogenetic relatedness between trees and tested for significant differences in growth rates among functional groups. On average, trees in this mixed montane forest grew 0.07 cm year^?1 in DBH. Deciduous, canopy, and early‐successional species grew faster than evergreen, small‐statured, and late‐successional species, respectively. Growth rates increased with initial DBH, but were not significantly related to neighborhood competition and site condition for overall trees. Phylogenetic relatedness between trees did not influence the neighborhood competition. Different factors were found to influence tree growth rates of different functional groups: Initial DBH was the dominant factor for all tree groups; neighborhood competition within 5 m radius decreased growth rates of evergreen trees; and site condition tended to be more related to growth rates of fast‐growing trees (deciduous, canopy, pioneer, and early‐successional species) than the slow‐growing trees (evergreen, understory, and late‐successional species).     

色木槭天然次生林种群竞争关系研究

运用Hegyi单木竞争指数定量分析了色木槭（Acer mono）种内和种间竞争强度。结果表明,色木槭的种内竞争强度较大,占总竞争的26.1%,在早期阶段,色木槭的种内竞争强度随着径级的增加而增大,胸径大于30 cm后,其竞争强度又逐渐降低;色木槭的种间竞争强度（89.061）大于种内（31.487）,色木槭种内和种间竞争强度的顺序为：色木槭>糠椴>蒙古栎>黄菠萝>胡桃楸>紫椴;随着色木槭胸径的增大,所受到的竞争压力逐渐减小,胸径在15 cm以前所受到的竞争压力最大,竞争强度与对象木的胸径大小之间的关系近似服从指数函数关系。在自然条件下,当色木槭胸径达到15 cm前时,应对其进行抚育管理以提高木材利用率。     

基于Voronoi图的群落优势树种种内种间竞争

在浙江天目山国家级自然保护区内,选择典型常绿阔叶林设置样地,样地大小100m×100m。用全站仪测定每株树木坐标(x,y,z)。首先,用优势度分析法确定群落优势树种。其次,提出基于Voronoi图的V_Hegyi竞争指数,并对Hegyi、APA和V_Hegyi三种竞争指数进行比较分析。最后,采用V_Hegyi竞争指数分析常绿阔叶林的种内、种间竞争关系。结果表明:常绿阔叶林群落共有11个优势树种即细叶青冈(Cyclobalanopsis myrsinaefolia)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)、短尾柯(Lithocarpus brevicau-datus)、豹皮樟(Litsea coreana)、白栎(Quercus fabri)、天目木姜子(Litsea auriculata)、黄连木(Pistacia chinensis)、榉树(Zelkovaschneideriana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、枫香(Liquidambar formosana)和黄檀(Dalbergia hupeana)。比较分析认为,V_Hegyi竞争指数既克服了用固定半径圆确定竞争单元的尺度不统一缺陷,又可进行种内、种间竞争分析,并保持竞争排序的稳定性,因此是优于Hegyi和APA的更合适的竞争指数,所以选择V_Hegyi竞争指数进行优势树种竞争分析。常绿阔叶林优势树种的种内竞争比种间竞争激烈。种内竞争最激烈的优势树种细叶青冈、青冈和短尾柯与其它优势树种的种间竞争强度也是最高的。反之,种内、种间竞争都较弱的优势树种包括豹皮樟、白栎、天目木姜子、黄连木、榉树、杉木、枫香和黄檀。多数优势树种存在1个主要竞争树种,很少有超过3个以上的情形。细叶青冈是群落最占优势的树种,具有最强烈的种内竞争。同时,也是所有其它优势树种的最大竞争者。     

红花尔基自然保护区天然樟子松林种内种间竞争分析

运用Hegyi单木竞争指数分析了内蒙古红花尔基自然保护区天然樟子松（Pinus sylvestris var．mongolica Litv．）林内所有胸径大于2cm的樟子松、山杨（Populus davidiana Dode．）、白桦（Betula platyphylla Suk．）和山荆子（Malus baccata L．）的种内和种间竞争强度。结果表明,样地中主要的竞争木和对象木均为樟子松和白桦;樟子松的种内竞争强度（0．534）远大于种间竞争强度。随径级的增大,樟子松的种内竞争强度逐渐减小,且与胸径存在幂函数关系CI=A·D^-B。胸径达到30cm后,樟子松种内竞争强度变化不明显。作为竞争木,樟子松对其他树种产生了较大的竞争压力。     

青藏高原东缘红桦-岷江冷杉次生林中大径级保留木对其他林木的影响

为了研究森林采伐后保留木在次生群落恢复过程中对其他林木的影响, 采用Hegyi单木竞争指数(CI)和标记相关点格局k_d(r)函数对4 hm ²红桦-岷江冷杉(Betula albosinensis-Abies faxoniana)次生林样地中大径级保留木与其他林木的空间关系进行了分析。结果表明: 1)优势树种红桦(Betula albosinensis)与岷江冷杉(Abies faxoniana)的种间、种内竞争中, 种间Hegyi单木竞争指数(CI) (2.484) >红桦种内CI (1.711) >岷江冷杉种内CI (1.548); 2)大径级保留木与其他径级林木间的竞争指数中, 红桦大径级保留木与红桦小树的竞争指数最大, 红桦大径级保留木与岷江冷杉小树、岷江冷杉大径级保留木与红桦小树和岷江冷杉小树这三组的竞争指数之间无显著差异, 且三者的值最小; 3)在14.5-15.5 m尺度上, 红桦大径级保留木与岷江冷杉幼树呈显著的空间正关联; 在6.5-7.5 m的尺度上, 岷江冷杉大径级保留木与岷江冷杉幼树呈显著的空间负关联; 0-100 m尺度上, 岷江冷杉幼苗(树龄≥4年)与两种大径级保留木均呈相互独立的空间关系。     

黄土高原马栏林区辽东栎林种内、种间竞争研究

利用Hegyi的单木竞争指数模型对黄土高原马栏林区辽东栎(Quercus liaotungensis)的种内和种间竞争强度进行了定量分析.结果显示:(1)辽东栎种内竞争强度与种间竞争强度的总和大致相等,其种内及种间竞争强度均随对象木胸径的增大而逐渐减小,其关系服从幂函数规律,竞争主要发生在胸径小于15 cm的幼树阶段.(2)各组成树种对辽东栎影响程度(竞争指数)的大小顺序为:辽东栎>油松(Pinus tabulaeformis)>白桦(Betulaplatyphylla)>山杨(Populus davidiana)>杜梨(Pyrus betulaefolia)>湖北山楂(Crataegus hupehensis)>茶条槭(Acer ginnala)>陕西鹅耳枥(Carpinus shensiensis)>葛萝槭(A.grosseri).(3)油松是该地区的次优势种,对辽东栎有较大的竞争压力,在群落发展中可能会形成以油松占优势的混交林.(4)辽东栎胸径小于15 cm时,种内种间竞争是导致大量个体死亡的主要原因;胸径超过15 cm时,人为砍伐可能是个体死亡的主要原因.研究结果认为马栏林区混交林油松的密度不宜过大,尤其是在与未成熟辽东栎种群混交时密度应合理,应对该林区的混交林进行人工抚育,及时择伐密度过大的油松,而在辽东栎胸径达到15 cm之前择伐长势较差的植株,以促使森林群落尽快趋于稳定.     

长白山阔叶红松林不同强度择伐后关键树种的竞争关系

天然林择伐改变了林分的树种组成和结构,导致林木竞争关系发生变化,进而影响树木的生长和种群的动态.关键树种在维持群落结构和生态系统功能方面具有至关重要的作用.为了弄清长白山区阔叶红松林典型林型关键树种竞争关系的特点,本研究以红松、紫椴和水曲柳为研究对象,运用Hegyi竞争指数分析了受不同程度采伐干扰后形成的原始林(未受干扰)、轻度择伐林、中度择伐林和重度择伐林的林分结构和竞争关系.结果表明: 与原始林相比,轻度择伐林中关键树种的种群结构没有显著变化;中度择伐林和重度择伐林中3个关键树种大树(胸径DBH≥20 cm)的密度和平均胸径均显著减少,但幼树(2 cm≤DBH<10 cm)的数量增加.所有样地中关键树种的竞争指数均随径级的增加而减小,且二者服从幂函数分布,而林木胸径生长到20 cm后,竞争指数进入稳定状态.在原始林、轻度和中度择伐林中,3个树种的幼树的竞争指数受到非冠层树种的影响最大,而红松小树(10 cm≤DBH<20 cm)和大树主要受红松种内和非冠层树种的影响;水曲柳主要受红松和非冠层树种的影响,紫椴主要受种内和红松的影响.重度择伐林中,白桦是3个树种的主要竞争来源,贡献率均超过50%.根据以上关键树种竞争关系的特点,抚育非冠层树种有利于3个关键种幼树的更新和生长;对于小树来说,还需要根据树种类型来采取相应措施,而大树不需要采用抚育措施.本研究对关键树种培育和天然林择伐后快速恢复具有指导意义.     

黄果厚壳桂种内与种间竞争的数量关系

采用Hegyi单木竞争指数模型对鼎湖山季风常绿阔叶林建群种黄果厚壳桂的种内、种间竞争强度进行定量分析.结果表明,黄果厚壳桂所受到的竞争强度随着林木径级的增大而逐渐减小.黄果厚壳桂种内竞争较与伴生树种云南银柴的种间竞争弱.黄果厚壳桂种内和种间竞争强度的顺序为:云南银柴>黄果厚壳桂种内>荷木>白颜树>肖蒲桃>锥栗>红车>臀形果>柏拉木>水石梓>窄叶半枫荷>厚壳桂.整个林分及黄果厚壳桂种内竞争木对对象木的竞争强度与对象木的胸径大小之间的关系近似服从幂函数关系,而伴生树种竞争木对对象木的竞争强度与对象木的胸径大小之间的关系近似服从对数函数关系.竞争强度和对象木的胸径大小呈显著负相关关系.