同龄纯林自然稀疏过程的经验模型研究

应用-3/2法则及广义Schumacher生长方程导出同龄纯林自然稀疏过程中密度随时间变化规律新模型,采用遗传算法对非线性模型参数进行最优估计.以山杨、云南松、杉木等树种同龄纯林自疏过程中密度随时间变化资料对新模型进行了验证,并与前人提出的主要森林自疏过程密度随时间变化规律模型进行了对比.结果表明,所提出的同龄纯林自疏规律模型能很好地拟合实际观测资料,具有良好的使用价值;新模型拟合效果较前人提出的自疏规律模型效果均更佳,说明新模型是一个描述同龄纯林自疏过程密度随时间变化规律的理想经验模型,可在森林自疏规律研究中应用.杉木林自疏过程密度变化规律的研究可为南方林区杉木林经营管理提供参考.     

BP-MSM混合算法及其在森林自疏规律研究中的应用

森林自然稀疏机制一般是非线性的、动态的.人工神经网络具有逼近任意非线性映射的特性.本文阐述了人工神经网络模拟森林自疏机制的可行性和不足之处,并提出了基于改进单纯形法的神经网络模型(BP-MSM混合算法)的基本原理和算法,结合山杨天然林和杉木人工林自疏实例说明了其应用.森林自疏实例应用结果表明,BP-MSM混合算法模拟森林自然稀疏机制是理想的,模拟精度较高,从而继承和发展了人工神经网络方法与理论,丰富了森林自然稀疏规律研究方法.     

马尾松人工林种群自然稀疏模型的研究

在福建北部丘陵山区生长发育正常的各种类型的马尾松人工林中,设置固定样地,测算胸径、株高、优势高、株数、蓄积量、年龄等数据,以植物种群生物量增长模型dB/dt=rB[1-(B/K)^θ]和3／2自疏法则为理论依据,出森林自然稀疏过程密度变化规律的模型：N＝｛[A(1 ce^-ft)^b]^-p-[A(1 ce^-ft0)^b]^-p No^-p｝^-1/p,该模型适用于描述各种密度林分的自然稀疏规律。经用闽北马尾松人工林固定样地资料验证,证明此模型能很好地拟合实际的密度观察资料,显示了较高的准确性和较大的适用性,有良好的使用价值。     

马尾松自疏规律的人工神经网络模型研究

森林自然稀疏规律的研究已经有了很大发展,并提出了许多经验的或理论的表达式。本研究介绍了人工神经网络方法,首次建立了马尾松人工林自然稀疏规律的三层前馈反向传播神经网络模型。仿真结果表明,人工神经网络模型能很好地符合实际的观测资料,具有良好的使用价值,从而丰富了该领域的研究方法。     

数据点选择与参数估计方法对杉木人工林自疏边界线的影响

自疏边界线是指植物种群发生密度依赖死亡时种群最大收获量的上边界线。已有研究由于在拟合自疏边界线的过程中对数据点的选择和参数估计的方法存在诸多的差异,进而导致产生对自疏法则的争议。该研究采用26年生杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林的定位观测数据,对视觉法、死亡率法、等距区间法和相对密度法等4种数据点选择方法以及最小二乘法、降维分析法、分位数回归法和随机边界方程等4种参数拟合方法进行对比分析,以探寻客观选择自疏拟合数据和正确拟合方法的途径。比较4种不同的数据选择方法得出:视觉法具有较强的主观性;对于没有发生非密度依赖死亡的林分,死亡率法可以准确地确定林分自疏的起始点;等距区间法可以减少非密度依赖死亡的影响,得到的数据点能充分反映林分的自疏过程;相对密度法可以保证临界密度阈值以上的数据点拟合林分自疏边界线的有效性,并能排除非密度依赖死亡的影响。比较分析4种不同的拟合方法发现:最小二乘法和降维分析法拟合的林分自疏边界线均从实测数据"中心"穿过,与林分自疏边界线为林分收获量上边界线的涵义不相符合,无法真实反映林分的自疏进程;分位数回归和随机边界方程的拟合结果均与实测数据一致,能够较为准确地反映林分自疏的真实过程,但二者的统计推断要求都比较严格。分位数值的正确选取和残差足够小且趋于0,是分位数回归法和随机边界方程能否正确反映林分自疏动态的前提。     

油松植物种群自疏规律模型的研究

根据植物生长的密度理论和有关生物学假设,推导出一种新的植物各自疏规律模型,即Ｎ＝ｅｘｐ（ａｌｎ＾２Ｂ＋ｂｌｎＢ＋ｃ）,这里Ｎ和Ｂ分别为种群密度和植物种群平均重量或平均胸高断面积,ａ,ｂ,ｃ为参数。将该模型应用于油松种群密度变化规律研究中,证明该模型能很好地拟合实际的观测资料,并且具有表达式简单等特点,因而,该模型是油松植物种群自疏规律的有效描述。     

沙地云杉种群调节的研究

 本文运用种群密度调节的-3/2原则研究沙地云杉种群的自疏过程,模拟种群密度变化的动态规律。由于可塑性生长的影响,不同林型中沙地云杉种群的平均胸径、单株平均干重与种群密度关系之间的变化幅度也不相同,但都表现出幂函数的变化特征。运用主成分分析的方法探讨影响沙地云杉种群密度调节的主要因素,表明影响沙地云杉种群自疏过程的主要因子为：坡向、群落类型、坡位、土壤含水量、海拔、土壤平均容重、针叶密度7个因子。分析了沙地云杉种群自疏过程的机制及其在种群密度管理中运用的可能性,对沙地云杉种群的经营管理具有重要的理论与实践意义。     

同龄纯林密度效应新模型的研究

根据植物种群生物量增长模式和最终产量恒定理论,提出一种新的同龄纯林密度效应模型：V^-β=AN^β B。这里N和V分别为林分密度和平均单株材积;A、B、β分别是随生长阶段而变化的参数。采用杉木人工林密度试验材料进行验证,表明该模型能很好地拟合实际的观测资料,明显优于目前常用的密度效应倒数模型和二次效应模型,显示了较大的优越性和较高的准确性。在新的密度效应模型中,取β=1可得密度效应倒数模型,即密度效应倒数模型仅为本文新模型的一个特例。     

纯林自然稀疏研究综述

自然稀疏是林分内的个体由于部分有限的资源而引起的一部分个体死亡的现象。评述40a来世界上有关纯林自然稀疏的研究内容,包括了自然稀疏法则,异速生长模型、平均个体重与密度的时间轨线,种的自然稀疏线和自然稀疏动力线的关系,自然稀疏线的斜率与生物量的生物量的关系,自然稀疏的机理。     

杉木种源胸径生长地理变异规律的研究

“ｋｒｉｇｅ”技术是空间内插稀疏观测资料的随机方法。本文应用该方法,对全国杉木种源试验５５个试验点的４３个共同种源的胸径生长结果进行地理变异分析。结果表明：“ｋｒｉｇｅ”空间内插技术能准确反映杉木种源胸径生长的地理变异规律,拟合优度达到９１．７％。用４３个种源中的３３个杉木种源胸径生长作为已知点预测剩余１０个杉木种源胸径生长,预测精度达９５．８５％,说明用“ｋｒｉｇｅ”技术研究杉木种源地理变异是可行的,也为种源区划提供了有力的新工具。     

杉木光皮桦混交林效益的研究

对桂西北杉木光皮桦混交林和杉木纯林的对比研究表明,35年生杉桦混交林的立木蓄积量为441.087 m3*hm-2,比杉木纯林高3.6%。混交林枯枝落叶层现存量及其N,P,K,Ca,Mg等元素的质量浓度分别为13.18 t*hm-2,158.3,6.1,16.5,86.3和32.3 kg*hm-2,分别比杉木纯林高9.7%,76.7%,69.4%,96.4%,83.2%,17.0%。混交林地(0～100 cm)土壤容重为0.81～1.22 g*hm-3,比杉木纯林低1.0%～8.0%,而土壤孔隙度,通气度和持水量分别比杉木纯林高2.0%～3.9%。土壤有机质、全氮、水解氮、有效磷和速效钾分别比杉木纯林高5.5%～49.8%。     

杉木萌芽林林冠下营造细柄阿丁枫与木荷的生态效益的研究

 本文通过对杉木萌芽林林冠下营造中亚热带常见乡土阔叶树种——细柄阿丁枫与木荷后,形成的杉阔混交林的两年定位观测研究,结果表明：杉木萌芽林改造成细柄阿丁枫杉木混交林与木荷杉木混交林后,林分水源涵养功能增强,土壤肥力提高,林内小气候得到改善,林分抗御火灾能力增强。杉木林冠下营造乡土阔叶树种是改良杉木林生态环境质量,科学经营杉木低产林的有效生物措施之一。     

杉木生长的起伏型时间序列模拟研究

起伏型时间序列法是一种新的时间序列分析法,本文介绍了起伏型时间序列林木模拟与预测方法,以杉木人工林生长为研究对象,对杉木胸径生长进行建模模拟,模拟工达到98．3％,结果令人满意,且比逐步回归法,多维时间序列分析法模拟效果更优,说明起伏型时间序列分析方法可应用于林木生长模拟与预测,从而丰富了林木生长预测与预报方法。     

A Study On the Growth Natures and the Ecological Characteristics of Chinese Fir on the River Bank in North Jiangsu Provincer

The growth natures and ecological characteristics of Cunninghamia lanceolata are summarized as follows: 1. In the growth rhythm: a. The rapid growth stage appears from 4th year to llth year. b. A fast growth season is significant from June to Septamber. On the basis of eeotype of Cunninghamia lanceolata, the correlative analysis has been applied. The growth of the standing forest expresses an obvious correlation with temperature, relative hmnidity and precipitation, c. The growth in height proceeds at night and stops at day. 2. The growth is not affected, when the salt content of the soil is <0.05%. While the growth is evidently restrained by salt, when the salt content of the soil reaches 0.1%. 3. Cunninghamia lanceolata is a tree species with great adaptability to soil acidity. It can grow in the soil with pH 4–9. 4. The thinning experiment has shown that the suitable stand density is 150 trees/mu.     

杉木人工林取代天然次生阔叶林对土壤生物活性的影响

对我国亚热带南、中、北3个区带杉木人工林与天然次生阔叶林表层土壤化学性状、土壤生物活性特征进行研究.结果表明,杉木人工林取代天然次生林阔叶林后表层土壤总有机碳含量下降31.51%～58.24%,土壤全氮、全磷、pH值以及土壤C/N、C/P比亦呈下降趋势;杉木人工林取代天然次生阔叶林后表层土壤细菌、真菌数量减少;土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性下降,而土壤多酚氧化酶活性增加8%～40%;杉木人工林与天然次生林阔叶林相比,土壤呼吸强度下降51.15%～54.48%.相关分析发现,土壤总有机碳与土壤多酚氧化酶活性呈负相关(R=-0.723,n=18),与土壤全氮、全磷及其它土壤酶活性呈正相关.杉木人工林取代天然次生林阔叶林使林内表层土壤质量恶化.杉木人工林土壤有机质丢失是导致杉木人工林土壤养分减少、土壤生物活性下降的重要原因.     

杉木拟赤杨混交林林分生产力及生态效应研究

 本文从林分结构、生物量、群落特征、生产力、培肥土壤、涵养水源及林内小气候等方面对不同混交模式的杉木拟赤杨混交林及其纯林进行的研究结果表明：杉木拟赤杨是具有较高生产力和协调种间关系能力的针阔混交树种。7年生3:1带状混交林蓄积量和生物量分别比杉木纯林提高7.24％和18.22％,同时混交林还表现出比杉木纯林更好的培肥土壤、涵养水源、改善林内小气候等生态功能。应用AHP法进行不同混交模式的综合选择结果表明：3:1杉木拟赤杨带状混交模式是值得南方林区大力推广的杉阔混交模式。     

长白山森林/沼泽生态交错带群落和环境梯度分析

揭示了森林沼泽过渡带群落的结构、生产力、植物多样性等群落梯度和交错带环境梯度的相关规律,并结合交错区环境梯度分析这些群落特征形成机制,为维持、保护与经营管理这一交错带生物资源提供了理论依据.将长白山地区森林和高、中、低位沼泽所形成的三大类型过渡带作为研究对象,采用样带网格的调查方法,并应用系统软件分析方法建立了经验回归模型,研究了森林/沼泽生态交错带群落的种类组成、群落建群种径级结构与年龄结构、植物多样性、群落生产力及其随生态交错带环境梯度变化趋势.结果表明,森林/沼泽生态交错带群落结构特征、植物多样性、群落生产力均随着交错带环境梯度的变化而呈现有规律的分布格局.沿着沼泽至森林方向的交错区环境梯度,群落建群种发生更替现象;群落种类数目呈现指数递增趋势;群落的径级结构呈现双曲线分布规律性;年龄结构一般呈三次式分布规律;植物多样性呈二次式递增分布趋势;群落生物量均呈现三次式函数曲线递增趋势,表现出群落梯度和环境梯度的高度相关性.     

杉木连栽土壤对其幼树生长的影响

在会同林区采用３种不同连栽杉木次数的土壤,进行杉木幼树盆栽试验．结果表明,杉木连栽不利其幼树生长．连裁使幼树高生长下降３７—４０％,基径下降１９—２８％,冠幅下降２１—２９％,总生物量减少４５—５０％．杉木连栽还造成土壤养分递减,即腐殖质减少７—２８％,速效养分下降２３—２８％,土壤微生物数量和活性也大大降低．因此,杉木纯林连栽经营方式应尽快改变．     

广西林朵林场栽针（杉）保阔混交造林的效果研究

广西林朵林场栽针（杉）保阀混交造林试验表明：１９龄和３０龄混交林林分总蓄积量分别为１８４．７８和５１５．５８ｍ３ｈｍ（－２）,比同龄杉木纯林的依次高２３．０％和２１．８％．混交林中主要树种杉木的树高、胸径和蓄积量随混交树种株数比例的增加而降低．混交林林地枯枝落叶层现存量平均为１５．１８ｔｈｍ（－２）,Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ和Ｍｇ５种元素的积累量平均为４２２．２２ｋｇｈｍ（－２）,分别比杉木纯林的高２５．３％和３２．３３％．混交林林地土壤有机质、全氮、水解氮、有效磷和速效钾的平均含量以及孔隙度和持水量都高于杉木纯林．