数字图像处理法确定林带疏透度随机误差研究

在分析以数字图像处理为测定法确定林带疏透度误差来源的基础上,对其中的随机误差进行研究,结果表明:林带整体疏透度的机误方差小于其冠部和干部的较大者;所研究的各类型林带各部位疏透度随机误差均遵从正态分布;林带整体疏透度随机误差的分布与树种和带内配置无关;北京杨、双阳快杨和其它类杂交杨的矩形或品字形配置林带各自冠部与干部疏透度机误方差之间无显著差异,而乡土杨林带干部的显著大于冠部的。本文还分别各类型林带的各部位确定了由林带疏透度测定值估计其总体实际值的随机误差限,并讨论了在测定林带疏透度过程中据该误差限计算样本量和划定测定范围的应用意义。最后总结提出:以增加测定同一林带不同样段像片数限定随机误差,通过模型计算订正疏透度测定值中的投影误差和影缩误差确定林带疏透度是建立完善的“数字图像处理法确定林带疏透度”新方法的可行途径。     

数字图像处理法确定林带疏透度投影误差和影缩误差研究

继“数字图像处理法确定林带疏透度随机误差研究”之后,研究了数字图像处理法确定林带疏透度的投影误差和影缩误差。文中阐述了在林带像片上离像主点越近投影误差绝对值越小而影缩误差与在像片上的位置无关的规律;揭示了像片疏透度中的投影误差绝对值与照像机焦距和摄影距离均呈负相关的原理;分别建立了矩形、品字形和斜线等3种主要配置类型林带干部像片疏透度中投影误差和影缩误差模型;综合对诸误差研究的结论,提出了从测定样本量的确定和野外摄影到室内测定直至误差计算的尽量缩小、限制诸误差,订正林带干部像片疏透度中投影误差和影缩误差,最终实现按已知或既定界限值的准确度确定林带疏透度的一整套技术措施。     

林带疏透度模型及其应用

在应用数字图象处理法测定东北西部典型杨树林带疏透度的基础上,采用逐步回归分析和推理方法分别构筑了疏透度与林带结构因子相关的主导因子模型和因配置方式和树种而异的机理模型,并阐述了两种模型在林带结构调控中的作用．     

东北地区农田防护林结构对林网内积雪分布格局的影响

东北地区冬季降雪是农田土壤水分的重要来源．探索农田防护林结构对林网内积雪分布格局的影响,是经营实践中如何依据疏透度指标来指导农田防护林结构调控的关键问题．通过由3个不同疏透度林带组成的林网内积雪深度的测定,对农田积雪分布格局进行了研究．结果表明,林网的结构对农田积雪分布产生较大影响．疏透度不同的林网内积雪分布的空间格局有明显差别。而且疏透度差异越大。分布格局的差异越显著．其中,在疏透度为φ2w=0．579、φ2s=0．268的林网内,农田积雪分布比较均匀,总体上整个农田积雪深度较为一致．这样,可依据疏透度与积雪分布格局的这种关系。指导冬季防护林带的结构调控与优化经营．     

树冠结构参数及附近风场特征的风洞模拟研究

根据风洞模型实验,分析了树冠结构参数（疏透度β、透风系数α）和际近的风速场特征,结果表明,透风系数与疏透度之间符合幂函数关系α＝β＾０．６,树冠附近的风速减弱区为椭球形立体空间,减弱区随树高,冠幅的增大而增大,随透风系数（或疏透度）的增大而减小,在水平和垂直剖面上,等风速线分别为椭圆形和椭圆线段。     

农田防护林可持续集约经营模型的应用

选择具有典型代表的辽宁北部平原区、河北坝上农牧交错区和渭北旱塬区农田防护林为研究对象,以主栽树种杨树林带为研究材料,针对每个特定类型区的主要自然灾害因子和防护目的,统计分析调查研究数据,确定了辽宁北部、河北坝上和渭北旱塬3类型区农田防护林可持续集约经营模型的最优经营参数.其中林带最适疏透度分别为0.25～0.35、0.20～0.30和0.275～0.375;主林带间距分别为450～500m、200m和200～250m;副林带间距分别为500～1000m、500m和350～450m;林带带面宽度分别为8m、9m和4.5～8m;林带行数分别为3～4、6和2～4;林带树木株行距分别为2m×1.5～3m、1.5m×1.5m和1.5～3m×1.5～3m,主栽树种的防护成熟龄分别为15～16a、14～15a和12～14a;防护成熟期分别为10a、10～11a和12～14a;最佳更新方式分别为隔带更新、半带嫁接更新和隔带更新.     

国产十五种翠雀族植物的核型研究

本文报道了国产乌头属Aconitum L.12种和翠雀属Delphinium L．3种植物的染色体数目和核型。花葶乌头A．scaposum var．scaposum和聚叶花葶乌头A．scaposum var．vaginatum的核型公式为2n=2m+6sm+8st;两色乌头A．alboviolaceum为2n＝16＝2m+6sm(2sat)十8st;高乌头A．sinomontanum var．sinomontanum为2n＝16＝4m+4sm+8st,而狭盔高乌头A．sinomontanum var．angustius为2n＝32＝6m+6sm+20st(1sat);褐紫乌头A.brunneum为2n＝16＝2m(1sat)+14sm 松潘乌头A．sungpanense为2n＝16＝6m(2sat)+10sm(2sat);弯枝乌头A．arcuatum为2n=16=4m+12sm;乌头A．carmichaeli为2n=32＝10m+22sm;北乌头A．kusnezoffii为2n＝32＝10m十22sm;鸭绿乌头A.jaluense为2n＝32=10m+22st;伏毛铁棒锤A．flavum为2n＝16＝2m+14sm; 铁棒锤A．pendulum为2n=16=4m+12sm;缩梗乌头A．sessiliflorum为2n＝16＝2m+10sm+4st;展毛翠雀花D．kamaoense var．glabrescens 为2n=16＝2m+6sm+8st;蓝翠雀花D．caeruleum为2n=16=2m+6sm+8st;多枝翠雀花D．maximowiczii为2n=16=2m+6sm+8st。其中花葶乌头、狭盔高乌头、褐紫乌头、松潘乌头、鸭绿乌头、伏毛铁棒锤、缩梗乌头、展毛翠雀花、蓝翠雀花、多枝翠雀花的染色体数目和核型为首次报道。     

长白山温带森林不同演替阶段群落结构特征

原始阔叶红松林是长白山西部地区的地带性顶级植被类型, 经采伐干扰或火烧破坏后形成大面积次生林。参照CTFS (Centre for Tropical Forest Science)样地建设技术规范, 于2005~2007年, 在长白山地区典型次生杨桦林、次生针阔混交林和椴树红松林内各建立了5.2 hm²固定监测样地。调查并鉴定了样地内胸径大于1 cm的木本植物, 初步分析了森林监测样地的群落组成和种群结构, 并应用双相关函数g(r)分析了样地内5个优势树种的空间分布。结果表明: 次生杨桦林样地共监测木本植物32种, 20 949株活个体, 隶属于13科21属。次生针阔混交林样地共监测木本植物31个种, 14 725株活个体, 隶属于12科20属。椴树红松林样地共监测木本植物20个种, 12 062株活个体, 隶属于11科13属。次生杨桦林、次生针阔混交林及椴树红松林中胸径大于1 cm的木本植物胸高断面积之和分别为24.74、32.07和56.64 m²·hm^-2。紫椴(Tilia amurensis)是长白山针阔混交林带的重要组成树种, 其重要值、胸高断面积在3个森林监测样地内均居于前列。白桦(Betula platyphylla)、山杨(Populus daviana)重要值和胸高断面积在次生杨桦林内均处于优势地位, 而在椴树红松林内优势地位为红松(Pinus koraiensis)等顶级树种所取代。次生杨桦林和次生针阔混交林中, 红松、色木槭(Acer mono)、臭松(Abies nephrolepis)、鱼鳞松(Picea jezoensis)和紫椴的径级结构均呈倒J型分布; 而椴树红松林内, 红松和紫椴的径级结构则呈单峰分布, 色木槭、臭松和鱼鳞松呈倒J型分布。g(r)分析表明长白山森林监测样地内5个优势树种的空间格局以聚集分布为主, 聚集强度在同种个体周围(r≤4 m)达到最大, 随着距离增加, 聚集强度逐渐减小。次生林中树种空间格局的环境解释量较高, 而椴树红松林中环境因子对树种空间分布的解释能力较差。     

农田防护林生态系统结构研究进展

农田防护林生态系统结构决定着生态功能,其时空结构是该领域研究的核心,旨在探讨形成结构的完整性、稳定性、持久性的组件间的相互关系,将其分为树体结构、林带结构、林网结构、景观结构4个层次,针对各层次中结构研究的原理、方法及成果进行了综述,通过树木个体的形态、质态结构研究,应用分形图形学的手段可实现动态结构的可视化,以研究林带树体结构的生成机理;精确界定林带结构的分维疏透度。探讨农田防护林带最佳结构理论,以构建防护林带最佳结构计算机生成模型;确立多物种、多层次的窄林带小网格的林网优化模式;评价农田防护林景观的合理性、稳定性、持续性,是今后的重要研究方向。     

秦岭十四种藓类植物的染色体观察

本文以藓类植物的幼嫩孢蒴为材料,对秦岭地区14种藓类植物的染色体作了观察,并对其中的长尖提灯藓进行了核型分析。结果如下：细叶真藓Bryum capillare L.ex Hedw．n＝10;长尖提灯藓Mnium lycopodioides Schwaegr．n＝6,核型公式为n＝6＝3m+3sm(1SAT)侧枝匍灯藓Plagiomnium maximoviczii(Lindb．)T．Kop．n＝6;梨蒴珠藓皱叶变种Bartramia pomiformis var．elongata Turn. n=10+2m;细枝羽藓Thuidium delicatulum (Hedw.) Mitt. n=11;尖叶羽藓Thuidium philibortii Limpr. n=10+1m;褐黄水灰藓Hygrohypnum ochraceum (Wils.) Loesk. n=10;钩枝镰刀藓Drepanocladus uncinatus (Hedw.) Warnst. n=7+3m; 黄叶细湿藓Campylium chrysophyllum (Brid.) J. Lange. n=10;林地青藓Brachythecium starkei (Brid.) B. S. G. n=16;多褶青藓 Brachythecium buchananii (Hook.) Jaeg. n=6;扁枝小锦藓Brotherella yokohamae (Broth.) Broth. n=9+2m; 粗枝藓Gollania neckerella (C. Mull.) Broth. n=7; 暖地金发藓, Pogonatum fastigiatum Mitt. n=7;其中粗枝藓和扁枝小锦藓的染色体数尚未见报道;林地青藓和多褶青藓的染色体数与所见报道的结果不同：其余10种与前人报道的结果一致。     

林带空间配置与布局优化研究

农田防护林(林带)的空间配置与布局是影响防护林结构和防护效益发挥并持续的关键因素．为达到农田防护林防护效益最大并持续的经营目标。在保证林分多样性和稳定性的条件下．林带必须具有空间上布局的合理性和时间上的连续性．经过多年防护林营林研究实践．在对1992年于辽宁省昌图县双井子乡设计营造的试验示范林带调查的基础上．对农田防护林单条林带方向的设置、带内树木的空间搭配方式、树种组成形式,多条林带或林网的带间距离以及大面积或区域防护林体系的空间景观布局等进行了综合研究．结果表明,单条林带和林网走向都应以垂直主害风作为设计的原则;林带内树木的空间搭配以“品”字型为佳,在不同树种混交的同一条林带中,可利用“边行优势”将生长相对缓慢的树种配置于边行．生长相对迅速的树种配置于内行;多条林带或林网空间配置参数——带间距离的设计应以林带达到初始防护成熟龄时的树高作为成林高．以林带结构变化规律和降低害风比例作为林带设计关键参数;区域防护林体系的空间布局应以景观生态学原理为基础．对林网体系进行评价与调控．     

防护林阶段定向经营研究Ⅱ. 典型防护林种--农田防护林

以防护林阶段定向经营理论为基础,对典型防护林种-农田防护林的防护成熟、经营阶段、更新方式、方法进行了研究讨论：通过对东北地区农田防护林长期调查积累资料的分析,确定了乡土杨和杂交杨（Populus spp.)农田防护林和初始防护成熟龄和终止防护成熟龄分别为16-24年和自然成熟龄,第一代农田防护要的更新龄为32-36年,以树木径级离散度,防护成熟龄和更新龄为主要依据定量划分了杨树农田防护林的3个经营阶段,并重点讨论了不同更新方式下3个经营阶段的变化情况,给出了维持农田防护林成熟状态的疏透度调控技术及其相关的林木分级依据与标准,同时为实现定向经营的目标,提出了各个经营阶段内应采取的系列经营管理措施。     

防护林阶段定向经营研究Ⅱ.典型防护林种——农田防护林

以防护林阶段定向经营理论为基础,对典型防护林种———农田防护林的防护成熟、经营阶段、更新方式、方法进行了研究讨论;通过对东北地区农田防护林长期调查积累资料的分析,确定了乡土杨和杂交杨(Populus spp.)农田防护林的初始防护成熟龄和终止防护成熟龄分别为16～24年和自然成熟龄,第一代农田防护林的更新龄为32～36年.以树木径级离散度、防护成熟龄和更新龄为主要依据定量划分了杨树农田防护林的3个经营阶段,并重点讨论了不同更新方式下3个经营阶段的变化情况,给出了维持农田防护林成熟状态的疏透度调控技术及其相关的林木分级依据与标准.同时为实现定向经营的目标,提出了各个经营阶段内应采取的系列经营管理措施.     

东北地区农田防护林高效多功能经营的指标体系及标准研究

从单条林带和林网两个尺度出发,建立了农田防护林高效多功能经营的指标体系,并通过分析各个指标之间的机理关系,提出了9个主要评价指标,对于单条林带,用林带疏透度,有效防护距离,初始防护成熟龄,防护成熟期,林带产投比,更新方式等可作为度量林带经营状态的指标;对于林网体系,用林网带斑比,林网连接度,环度,林网优势度等可作为度量林网经营状态的指标;依据主要指标的数量化界定,提出了农田防护林高效多功能经营的标准,可进行综合评价,这些评价指标及其标准,在宏观上确定了主要林网体系的布局,在微观上确定了单条林带的结构,成为衡量是否可持续经营的依据,为其高效多功能经营提供了导向。     

基于东北漫岗黑土区坡耕地沟蚀防治的防护林带布局优化

防护林带体系是东北漫岗黑土区坡耕地的重要组成部分,对坡耕地上侵蚀沟的发生、发展具有重要影响.本文以黑龙江省鹤山农场典型小流域为研究对象,基于Quickbird高精度遥感影像和数字高程模型,结合实地调查结果,分析防护林带分布对坡耕地侵蚀沟发生、发展的影响,并根据坡耕地沟蚀特点及其与防护林带分布的相关关系,提出防护林带分布的优化方案.结果表明:当前不合理的防护林带布局,直接或间接地促进了坡耕地浅沟和切沟的发生和发展.优化方案包括:调整防护林带走向为横坡林带,加强林带维护和更新,以减少林带间断,增加林带条数,减小林带间距等,同时提出了坡面林带条数和林带间距的计算方法.研究结果可为典型漫岗黑土区坡耕地的沟蚀防治和防护林带规划提供科学依据.     

不同林龄杨树农田防护林土壤微生物生物量碳、氮和微生物活性

以辽宁省建平县5、10、15和20年生4个林龄的杨树农田防护林为对象,以农田作为对照,研究了农田营造防护林对土壤微生物生物量碳、氮及微生物活性的影响.结果表明：农田营造防护林后,0～15 cm层土壤有机碳、全氮、微生物生物量碳、氮含量和土壤基础呼吸均呈现出先降低后升高的趋势,在造林20年后达到或超过未造林农田的水平;而代谢熵在造林5年后显著增加,然后随着林龄的增加而降低.上述结果表明,农田营造杨树防护林后,土壤微生物生物量和活性均发生了明显的变化.     

农田防护林的可持续经营管理

林带更新的时空布局对持续发挥林网的防护效益具有重要意义。本文提出用拟法正林思想经营农田防扩林,以行政村为组织经营单位,通过逐步更新调整组织经营单位管理的林带,使整个林网体系形成自幼龄到成熟龄各龄级林带条数基本相等,空间上均匀配置的格局,从而确保时间上农田防护林生态服务的稳定和持续发挥。